Группы стальных конструкций

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющие развитие пластических деформаций или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических**, вибрационных или подвижных нагрузок подкрановые балки; балки рабочих площадок; балки путей подвижного транспорта; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузки от подвижных составов; главные балки и ригели рам при динамической нагрузке; пролетные строения транспортерных галерей; фасонки ферм; стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров; бункерные балки; оболочки параболических бункеров; стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов.

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; оболочки силосов; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры транспортерных галерей; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в расчетных сечениях связей свыше 0,4 Ry; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен АС; колонны бетоновозных эстакад; прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; вспомогательные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

 

П р и м е ч а н и я 1 При назначении стали для конструкций зданий и сооружений I уровня ответственности по ГОСТ 27751 номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 – 4). 2 При толщине проката t > 40 мм номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 – 4); при толщине проката t 6 мм – увеличивать на единицу (для групп 1 – 3).

 

Таблица 2 – Назначение стали в конструкциях и сооружениях

 

 

Таблица 3 – Требования по химическому составу

В таблицах 4 и 5 приведены рекомендуемые для изготовления резервуарных конструкций марки листового проката, а также указаны стандарты и ТУ, по которым поставляется сталь. В таблице 4 приведен химический состав, а в таблице 5 – механические свойства стали.

 

Таблица 4 – Химический состав резервуарных сталей

Наименование (марка) стали	№ стандарта или технических условий	С	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Cu	Ti	Al	V	Nb	N	Другие элементы
не более
Ст3сп5	ГОСТ 27772	£0,22	£0,65	0,30	0,050	0,040	0,30	0,30	0,30	-	0,020	-	-	£0,008	As£0,08
С315	ТУ 14-104-133-92	£0,22	£0,65	0,15-0,30	0,030	0,035	0,30	0,30	0,30	-	-	-	-
09Г2С-12 (С345-3) 09Г2С-15 (С345-4)	ГОСТ 27772	£0,15	1,30-1,70	£0,80	0,040	0,035	0,30	0,30	0,30	-	-	-	-	£0,008 £0,012	As£0,08
09Г2С	ТУ 14-1-3832	0,12	1,3-1,7	0,5-0,8	0,01	0,02	0,3	0,3	0,3						As£0,08
08Г2Б	ТУ 14-104-159-96	£0,09	0,85-1,35	0,15-0,40	0,010	0,030	0,3	0,40-0,65	0,3	-	-	-	0,02-0,4	-	Ca 0,002-0,01
10Г2ФБ	ТУ 14-1-5422-2001	0,09-0,12	1,55-1,75	0,15-0,35	0,006	0,020	0,3	0,3	0,3	£0,035	£0,05	0,09-0,12	0,03-0,05	£0,010	-
10Г2СБ	ТУ 14-1-5270-94	£0,13	1,38-1,8	0,25-0,50	0,020	0,025	0,30	0,30	0,30	0,005-0,02	0,01-0,06	£0,10*	0,03-0,05	£0,12	-
06ГФБАА	ТУ 05764417-062 -97	0,04-0,07	1,35-1,60	0,17-0,37	0,005	0,005	0,10	0,10	0,03	£0,02	0,02-0,04	0,05-0,08	0,04-0,06	£0,007	As+Sb+Sn£0,010
C440ПЛ	ТУ14-1-5429-2001	0,15	1,1	0,8	0,02	0,025	0,025- 0,6	0,15- 0,5	0,3	0,03	0,02 0,05			0,012

 

 

Таблица 5 – Механические свойства резервуарных сталей

Класс (марка) стали, номер ГОСТа, ТУ

Толщина листа, мм

Предел текучести, Н/мм2

Временное сопротивление, Н/мм2

Относительное удлинение, %

Изгиб до параллельности сторон

Ударная вязкость KCV, Дж/см2

+20

+10

-10

-15

-20

-30

-35

-40

-50

-60

после мех. старения при 20 °С

С255 (Ст3сп5) ГОСТ 27772

От 4 до 10

d = l,5a*

Свыше 10 до 20

d = 1,5а

Свыше 20 до 40

d = 2,0а

С315 ТУ 14-104-133-92

До 10

d = 2,0а

Свыше 10 до 20

d = 2,0а

Свыше 20 до 40

d = 2,0а

С345 (09Г2С-12) С345-4 (09Г2С-15) ГОСТ 27772

От 4 до 10

d = 2а

Свыше 10 до 20

d = 2а

Свыше 20 до 40

d = 2а

09Г2С ТУ 14-1-3832

12-20 21-32

d = 2a

KCU 59

39kcu -70°C

KCU

* d – диаметр оправки, а – толщина образца.

В этом проекте необходимо произвести подбор двух марок сталей (обычной и повышенной прочности). Рассмотрим сталь Ст3сп5 и сталь 09Г2С.

1) Ст3сп5 – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества. По ГОСТ 27772-88 сталь Ст3сп5 соответствует стали для строительных конструкций С245.

Применяется при изготовлении несущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей работающих при положительных температурах.

Сталь данной марки не флокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости и хорошосвариваема.

Скорость коррозии в среде газа «Метан» при нормальных условиях составляет 0, 4 мм/год

Химический состав стали в процентном соотношении приведен в Таблице 4; механические свойства в Таблице 5.

2) Сталь 09Г2С – конструкционная низколегированная сталь для сварных конструкций. 09Г2С – кремнемарганцовистая сталь, по ГОСТ 27772-88 соответсвует стали для строительных конструкций С345.

Применяется при изготовлении различных деталей и элементов сварных металлоконструкций, работающих в интервале температур от -70 до +425°С под давлением.

Сталь не флокеночуствительна, не склонна к отпускной хрупкости и обладает хорошей свариваемостью.

Скорость коррозии в среде газа «Метан» при нормальных условиях составляет 0, 3 мм/год

Для изготовления оболочки резервуара выбирается сталь 09Г2С, так как у неё повышенные механические свойства (прочность, пластичность) в сравнении со сталью Ст3пс5. Скорость коррозии несколько меньше, так что использование её позволит уменьшить массу и расход основного материала. Сталь не дефицитна, не дорогая. Выпускается в широком ассортименте.