Приложение В (справочное). Материалы для стальных конструкций

Приложение В

(справочное)

Материалы для стальных конструкций

Группы стальных конструкций

Группа 1. Сварные конструкции* либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях, в том числе максимально стесняющих 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 поля 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.

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке преимущественно на сжатие (колонны и стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в связях свыше 0,4 R_y; 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.

Примечания

1 При назначении стали в конструкциях зданий и сооружений I уровня ответственности по ГОСТ 27751 номер группы конструкций уменьшается на единицу (для групп 2 - 4).

2 При толщине проката t > 40 мм номер группы конструкций уменьшается на единицу (для групп 2 - 4), при толщине проката t <= 8 мм - увеличивается на единицу (для групп 1 - 3). При этом прокат толщиной 25 мм и более для элементов сварных конструкций, работающих на растяжение в направлении толщины, и остальной прокат толщиной более 40 мм должны удовлетворять требованиям ГОСТ 28870: для конструкций группы 1 - уровня ответственности I (по ГОСТ 27751), требованиям группы качества Z35; для других конструкций группы 1, а также для фланцевых соединений и в случае, когда усилие нормально поверхности листа, - требованиям группы качества Z25; в остальных случаях - Z15.

______________________________

* Конструкция или ее элемент считаются имеющими сварные соединения, если они расположены в местах действия значительных расчетных растягивающих напряжений (сигма > 0,3 R_y; сигма > 0,3 R_wf или сигма > 0,3 R_wz) либо в местах, где возможно разрушение сварного соединения, например из-за значительных остаточных напряжений, что может привести к непригодности к эксплуатации конструкции в целом.

** Конструкции относятся к подвергающимся воздействию динамических нагрузок, если отношение абсолютного значения нормального напряжения, вызванного динамической нагрузкой, к суммарному растягивающему напряжению от всех нагрузок в том же сечении альфа > 0,2.

Таблица В.1 - Назначение сталей в конструкциях и сооружениях

Стали по

Условия применения стали при расчетной температуре,°С

t >= -45

-45 > t >= -55

t < -55

для групп конструкций

ГОСТ 27772

ГОСТ 535, ГОСТ 14637

ГОСТ 19281

ТУ 14-1-5399

1

2

3

1

2

3

1

2

3

С235 С245 С255, С285 С345

Ст3кп2 Ст3пс5 Ст3сп5

09Г2С

06МБФ

- - + 3 --- 12 +

- + x 1 --- 4 +

+ x x 1 --- 4 +

- - - 3 --- 12 +

- - - 3 --- 12 +

- - - 1 --- 4 +

- - - 4 --- 15 +

- - - 4 --- 15 +

- - - 2 или 3 ---- 7 или 12 +

Обозначения, принятые в таблице В.1: знак "+" - следует применять; "-" - не следует применять; "х" - можно применять при соответствующем технико-экономическом обосновании. Примечания 1 Расчетная температура устанавливается согласно 5.1.3. 2 При использовании сталей С345 и 09Г2С в числителе даны категории требований по ударной вязкости по ГОСТ 27772, в знаменателе - аналогичные категории по ГОСТ 19281. 3 В конструкциях группы 4 при t >= -45°С назначают сталь С235 по ГОСТ 27772 или Ст3кп2 и Ст3пс2 по ГОСТ 535 или ГОСТ 14637, при более низких расчетных температурах - стали С245, С255, С285 по ГОСТ 27772 или Ст3пс5 и СТ3сп5 по ГОСТ 535 или по ГОСТ 14637. 4 Прокат повышенной огнестойкости 06МБФ по ТУ 14-1-5399 имеет свойства стали С345-4 по ГОСТ 27772. 5 Прокат из стали с пределом текучести R_yn >= 390 Н/мм2 назначается согласно требованиям таблиц В.3 и В.4. 6 Стали для конструкций, возводимых в районах с расчетной температурой t < -45°С, но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, принимают как для средней месячной температуры воздуха в январе согласно указаниям СНиП 2.01.07 (см. карту 5 приложения 5).

Таблица В.2 - Стали для труб

Марка стали (толщина, мм)	ГОСТ	Условие применения стали при расчетной температуре, °С
		t >= -45			-45 > t >= -55			T < -55
		для групп конструкций
		2	3	4	2	3	4	2	3	4
ВСт3кп (до 4) ВСт3кп (4,5-10) ВСт3пс (до 5,5) ВСт3пс (6-10) ВСт3сп (6-10) ВСт3пс (5-15) ВСт3сп(5-15) 20*(4) 09Г2С*(4)	ГОСТ 10705*(1) ГОСТ 10705*(1) ГОСТ 10705*(1) ГОСТ 10705*(1) ГОСТ 10705*(1) ГОСТ 10706*(2) ГОСТ 10706*(2) ГОСТ 8731 ГОСТ 8731	+2*(3) - +2*(3) +6 - - - + +	+2*(3) +2*(3) +2*(3) +6 - +4 - + +	+2*(3) +2*(3) +2*(3) +6 - +4 - - -	+2*(3) - - - - - - - +	+2*(3) - +2*(3) - +5 - +4 - +	+2*(3) - +2*(3) +6 - +4 - - -	- - - - - - - - -	- - - - - - - - -	+2*(3) - +2*(3) +6 - - - - -
Обозначения, принятые в таблице В.2: "+" - следует применять; "-" - не следует применять; цифра у знака "+" означает категорию стали. *(1) Группа В, таблица 1 ГОСТ 10705. *(2) Группа В с дополнительными требованиями по 5.1.4 ГОСТ 10706. *(3) Кроме опор ВЛ, ОРУ и КС. *(4) Бесшовные горячедеформированные трубы из указанных марок стали допускается применять для элементов специальных опор больших переходов ВЛ высотой более 60 м (группа конструкций 1). Примечание - Бесшовные горячедеформированные трубы из стали марки 20 по ГОСТ 8731 при расчетной температуре t >= -45°С с дополнительными требованиями по ударной вязкости при температуре минус 20°С - не менее 30 Дж/см2; из стали марки 09Г2С по ГОСТ 8731 при расчетной температуре -45 > t,°С >= -55 с дополнительными требованиями по ударной вязкости: при температуре минус 40°С - не менее 40 Дж/см2 при толщине стенки до 9 мм и 35 Дж/см2 при толщине стенки 10 мм и более.

Таблица В.3 - Нормируемые показатели ударной вязкости проката

Расчетные температуры,°С	Группа конструкций	Нормируемые показатели ударной вязкости для проката с пределом текучести, Н/мм2
		R_yn < 290	290 <= R_yn < 390	390 <= R_yn < 490	R_yn >= 490
t >= -45	1 2 3	KCA+KCV То же "	KCV (-20) То же "	KCV (-40) То же "	KCV (-60) То же "
-45 > t >= -55	1 2 3	KCA + KCV (-20) KCA + KCV (0) То же	KCV (-40) KCV (-20) То же	КСV (-40) То же "	KCV (-60) То же "
t < -55	1 2 3	KCA + KCV (-20) То же "	KCV (-40) То же "	KCV (-60) То же "	KCV (-60) То же "
Примечания 1 KCV - ударная вязкость на образцах с V-образным надрезом (тип 11 по ГОСТ 9454), индекс t (KCV (t)) - регламентированная температура испытания на ударный изгиб, отсутствие индекса означает температуру +20°С; КСА - ударная вязкость при температуре +20°С при испытании образцов типа 1 по ГОСТ 9454 с V-образным надрезом после деформационного старения. 2 Нормы ударной вязкости: 1) для сталей с R_yn < 290 Н/мм2 - KCV = KCV (-20) = 34 Дж/см2 на продольных образцах и 25 Дж/см2 на поперечных образцах; КСА = 29 Дж/см2; 2) для сталей с 290 <= R_yn < 390 Н/мм2 - KCV (0) = KCV (-20) = KCV (-40) = 34 Дж/см2 на продольных образцах и 25 Дж/см2 на поперечных образцах; 3) для сталей с 390 <= R_yn < 490 Н/мм2 = KCV (-40) - KCV (-60) = 25 Дж/см2; 4) для сталей с R_yn >= 490 Н/мм2 - KCV (-60) = 25 Дж/см2.

Таблица В.4 - Требования по химическому составу

Нормативные сопротивления стали R , Н/мм2 yn	Содержание элементов*, % (не более)			С , % (не более) э
	С	Р	S
R < 290 уn 290 <= R < 390 yn 390 <= R < 490 yn 490 <= R < 590 yn R >= 590 yn	0,22 0,15 0,15 0,15 0,15	0,040 0,035 0,020*** 0,015 0,010	0,050** 0,040** 0,015*** 0,010 0,005	0,45 0,46 0,47 0,51
______________________________ * Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате по ГОСТ 27772. ** В случае термической обработки, направленной на измельчение зерна, S <= 0,025%. *** S + Р <= 0,020%. Примечание - Углеродный эквивалент (С_э,%) определяется по формуле Mn Si Cr Ni Cu V + Nb Mo P C = C + ----- + ----- + ----- + ----- + ---- + -------- + ---- + ---, э 6 24 5 40 13 14 4 2 где С, Mn, Si, Cr, Ni, Сu, V, Nb, Mo, P - массовые доли элементов, %.

Таблица В.5 Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката

Сталь по ГОСТ 27772	Толщина проката*, мм	Нормативное сопротивление** проката, Н/мм2		Расчетное сопротивление*** проката, Н/мм2
		R_yn	R_un	R_y	R_u
С235	От 2 до 8	235	360	230/225	350/345
С245	От 2 до 20 Св. 20 до 30	245 235	370 370	240/235 230/225	360/350 360/350
С255	От 2 до 20 Св. 20 до 40	245 235	370 370	240/235 230/225	360/350 360/350
С285	От 2 до 10 Св. 10 до 20	275 265	390 380	270/260 260/250	380/370 370/360
С345	От 2 до 20 Св. 20 до 40 Св. 40 до 80 Св. 80 до 100	325 305 285 265	470 460 450 430	315/310 300/290 280/270 260/250	460/450 450/440 440/430 420/410
С345К	От 4 до 10	345	470	335/330	460/450
С375	От 2 до 20 Св. 20 до 40	355 335	490 480	345/340 325/320	480/465 470/455
С390	От 4 до 50	390	540	380/370	525/515
С440	От 4 до 30 Св. 30 до 50	440 410	590 570	430/420 400/390	575/560 555/540
С590 С590К	От 10 до 40	590	685	575/560	670/650
______________________________ * За толщину фасонного проката принимают толщину полки. ** За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в государственных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения приведены только в одной системе единиц (кгс/мм2), нормативные сопротивления (Н/мм2) вычисляют умножением соответствующих величин на 9,81 с округлением до 5 Н/мм2. Допускается применение значений нормативных сопротивлений, отличных от приведенных в таблице В.5. *** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, и округлением до 5 Н/мм2. В числителе представлены значения расчетных сопротивлений проката, поставляемого по ГОСТ 27772 (кроме стали С590К) или другой нормативной документации, в которой используется процедура контроля свойств проката по ГОСТ 27772 (гамма_m = 1,025), в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при гамма_m = 1,050.

Таблица В.6 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе труб

Марка стали	ГОСТ	Толщина стенки, мм	Нормативное сопротивление, Н/мм2		Расчетное сопротивление, Н/мм2
			R_yn	R_un	R_y	R_u
ВСт3кп, ВСт3пс, ВС3сп ВСт3пс4, ВСт3сп4 20	ГОСТ 10705 ГОСТ 10706 ГОСТ 8731	До 10 4-15 4-36	225 245 245	370 370 410	215 235 225	350 350 375
Примечание - Нормативные сопротивления для труб из стали марки 09Г2С по ГОСТ 8731 устанавливаются по соглашению сторон в соответствии с требованиями этого стандарта.

Таблица В.7 - Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков

Временное сопротивление, Н/мм2	Расчетное сопротивление, Н/мм2
	смятию		диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) R_cd
	торцевой поверхности (при наличии пригонки) R_p	местному в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании R_lp
360 370 380 390 400 430 440 450 460 470 480 490 510 540 570 590	351/343 361/352 371/362 380/371 390/381 420/409 429/419 439/428 449/438 459/448 468/457 478/467 498/486 527/514 556/543 576/562	176/171 180/176 185/181 190/185 195/190 210/204 215/209 220/214 224/219 229/224 234/228 239/233 249/243 263/257 278/271 288/281	9/9 9/9 9/9 10/10 10/10 10/10 11/11 11/11 11/11 11/11 12/12 12/12 12/12 13/13 14/14 14/14
Примечание - В таблице указаны значения расчетных сопротивлений, вычисленные по формулам раздела 6 при гамма_m = 1,025 (в числителе) и гамма_m = 1,050 (в знаменателе).

Таблица В.8 - Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали

Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетные сопротивления, Н/мм2, отливок из углеродистой стали марок
		15Л	25Л	35Л	45Л
Растяжение, сжатие и изгиб	R_u	150	180	210	250
Сдвиг	R_s	90	110	130	150
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)	R_p	230	270	320	370
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плоском касании	R_lp	110	130	160	180
Диаметральное сжатие катков при свободном касании (в конструкциях с ограниченной подвижностью)	R_cd	6	7	8	10