М. Н. Торгонский

Основы строительного дела

Торгонский М. Н. Основы строительного дела. М.—Л., ГОСЛЕСБУМИЗДАТ, 1961.

Глава VII


МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

§ 20. МЕТАЛЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ, ИХ РАЗНОВИДНОСТЬ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СОСТАВ СТАЛЕЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ

с. 67 В строительстве наиболее широко применяются стали и чугуны, представляющие сплавы железа с углеродом. Основным материалом металлических строительных конструкций является строительная сталь различных марок. Чугун в строительстве используется реже и встречается главным образом в опорных подушках балок и ферм, а иногда применяется также для колонн небольшой высоты и при небольших нагрузках.

Строительные стали благодаря высоким механическим характеристикам и однородности строения имеют перед чугуном огромнейшие преимущества и встречаются почти во всех видах строительных конструкций.

Кроме стали и чугуна, в строительстве находят применение легкие алюминиевые сплавы, прочность которых такая же, как у стали при почти в три раза меньшем удельном весе. Строительные стали делятся на малоуглеродистые стали обыкновенного качества и низколегированные.

Малоуглеродистые стали содержат от 0,09 до 0,37 % углерода, который повышает предел прочности стали, но снижает ее пластичность; в состав стали входят примеси: марганец, кремний, сера и фосфор.

В состав низколегированных сталей, кроме указанных выше примесей, вводятся легирующие добавки (хром, медь, никель и др.), повышающие механические характеристики сталей и их устойчивость против коррозии.

Примеси кремния и марганца в обычных углеродистых сталях не превышают: кремния 0,3 % и марганца 0,9 %; при таких количествах эти примеси не оказывают существенного влияния на механические свойства сталей.

Фосфор и сера относятся к вредным примесям, поэтому их содержание в сталях обычно ограничивается. Фосфора может быть не более 0,05 %, так как при содержании его более 0,2 % с. 68 сильно возрастает хрупкость стали. При содержании серы в стали свыше 0,07 % она становится менее прочной и при температурах красного каления хрупкость (красноломкость) делает эти стали Непригодными для горячей механической обработки. Поэтому содержание серы в стали также ограничивается 0,055 % для мартеновских и 0,065 % для бессемеровской стали. Кислород также является вредной примесью для стали — он сообщает стали хрупкость и красноломкость, понижает ее ударную вязкость и свариваемость.

Строительные стали можно разделить на конструкционные (углерода до 0,65 %) и инструментальные (углерода от 0,65 до 1,5 %).

По механическим свойствам и химическому составу строительные стали делятся на следующие марки: Ст. 0, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4 и Ст. 5 и низколегированные стали НЛ1 и НЛ2. Наиболее широко применяется в строительстве сталь Ст. 3, содержащая углерода 0,14—0,22 %. Стали марок Ст. 4 и Ст. 5 имеют повышенное содержание углерода (до 0,27—0,37 %), в связи с чем она делается более прочной, но одновременно и менее пластичной.

Марки сталей устанавливаются по следующим механическим характеристикам: пределу текучести, пределу прочности и относительному удлинению стали при разрыве. Так, предел текучести для Ст. 0 — 1900 кг/см2; для Ст. 3 — 2400 кг/см2 и для Ст. 5 — 2800 кг/см2; предел прочности для Ст. 0 от 3200 до 4700 кг/см2; для Ст. 3 — от 3800 до 4700 кг/см2 и для Ст. 5 — от 5000 до 6200 кг/см2 и относительное удлинение (в %) для Ст. 0 — 18; для Ст. 3 — 21 и для Ст. 5 — 15.

Область применения различных марок сталей в строительстве примерно следующая:

Ст. 0 — в нерабочих или второстепенных элементах строительных конструкций;

Ст. 2 — в резервуарах и других листовых конструкциях, в которых она применяется в изогнутом виде;

Ст. 3 — в строительных конструкциях;

Ст. 4 и Ст. 5 — в тяжелых конструкциях, где требуются повышенные механические свойства.