ствуют повышению производительности труда, сокращению сроков изготовления на основе эффективного использования более совершенного оборудования и специальных т ехнологических приспособлений (кондукторов, копиров, кантователей и т.п.). Типизация, унификация и стан дартизация создают благоприятные условия для разработки и внедрения особенно эффективного поточного метода изготовления и монтажа металлических конструкций.

Типовые проекты обеспечивают экономию металла, упорядочивают проектирование, повышают его качество и сокращают сроки строительства.

Ведущим принципом скоростного монтажа является сборка конструкций в крупные блоки на земле с последующим подъемом их в проектное положение с минимальным количеством монтажных работ наверху. Типизация создает предпосылки для сокращения сроков монтажа, снижения его трудоемкости, так как повторяющиеся виды конструкций и их сопряжений позволяют лучше использовать монтажное оборудование и совершенствовать процесс монтажа.

§ 4. организация проектирования

Проектирование зданий и сооружений производится на основании задания на проектирование, которое составляется на основе утвержденной схемы развития и размещения соответствующей отрасли народного хозяйства. В задании устанавливаются требования по внедрению новой техники и передового опыта, показатели по эффективности капитальных вложений, снижению материалоемкости и трудоемкости строительства. Проектирование выполняется в одну или две стадии: в одну стадию - рабочий проект (для предприятий, зданий и сооружений, строительство которых будет осуществляться по типовым и повторно применяемым проектам, а также технически несложных объектов) ;

в две стадии - проект и рабочая документация (для других объектов строительства).

Стадийность разработки проектной документации устанавливается заказчиком в задании на проектирование.

На стадии проекта дается краткое описание и обоснование основных архитектурно-строительных решений, целесообразности применения металлических конструкций, определяется основная конструктивная схема сооружения и подбираются соответствующие типовые конструкции. Разрабатываются основные чертежи: планы и разрезы со схематическим изображением основных несущих и ограждающих конструкций.

В состав рабочей документации металлических конструкций входят рабочие чертежи КМ (конструкции металлические) и деталировочные чертежи металлических конструкций КМД (конструкции металлические деталировочные).

Чертежи КМ выполняются проектной организацией на основании утвержденного проекта.

В рабочих чертежах КМ решаются все вопросы компоновки металлических конструкций и увязки их с технологической, транспортной, архитектурно-строительной и другими частями проекта.

В состав рабочих чертежей КМ входят; пояснительная записка, данные о нагрузках, статические и в необходимых случаях динамические расчеты, общие компоновочные чертежи, схемы расположения частей конструкций с таблицами сечений элементов, расчеты и чертежи наиболее важных узлов конструкций и полная спецификация металла по профилям.

По чертежам КМ заказывается металл и разрабатываются деталировочные чертежи КМД. Чертежи КМД разрабатываются, как правило, в конструкторском бюро завода - изготовителя металлических конструкций с учетом технологических особенностей завода (станки, поточные линии, сварочное оборудование).

Раздел первый. ЭЛЕМЕНТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИИ

Глава 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И РАБОТА МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

§ 1. стали и алюминиевые сплавы

1. Стали

Общие сведения. Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяется:

механическими свойствами: сопротивлением статическим воздействиям (временным сопротивлением и пределом текучести при растяжении); сопротивлением динамическим воздействиям и хрупкому разрущению (ударной вязкостью при различных температурах); показателями пластичности (относительным удлинением); сопротивлением расслоению (изгибом в холодном состоянии). Значения этих показателей устанавливаются государственными стандартами. Кроме того, качество стали определяется сопротивлением многократному нагружению (усталостью);

свариваемостью, которая гарантируется соответствующим химическим составом стали и технологией ее производства;

коррозионной стойкостью.

По механическим свойствам стали делятся на три группы (табл. 2,1): обычной прочности (малоуглеродистые); повыщенкой прочности; высокой прочности.

Механические свойства стали и ее свариваемость зависят от химического состава, вида термической обработки и технологии прокатки.

Основу стали составляет феррит. Феррит имеет малую прочность и очень пластичен, поэтому в чистом виде в строительных конструкциях не применяется. Прочность его повышают добавками углерода (малоуглеродистые стали обычной прочности); легированием марганцем, кремнием, ванадием, хромо.м и другими элементами (низколегированные стали повышенной прочности); легированием и термическим упрочнением (стали высокой прочности, см. табл. 2.1)*.

Структура малоуглеродистой стали. Температура плавления чистого железа равна 1535 °С. При охлаждени.ч в процессе ;фисталлизации образуется так называемое 6-же-лезо, имеющее крнсталгическую решетку объемно-центрированного куба (ОЦК-решет-ка) (рис. 2.1, а). При 1400 °С, когда железо находится уже в твердом состоянии, в процессе охлаждения происходит новое превращение и из б-железа образуется Y-железо, обладающее гранецентрироваиной кубической решеткой (ГЦК-решетка). При 910 "С кристаллы с граиецентрнрованной кубической решеткой (у-Fe) вновь при охлаждении превращаются в объемно-центрированные, и это состояние сохраняется вплоть до комнатной и отрицательной температур. Последняя кодьфикация железа называется а-железом. При введении углерода в сталь температура плавления снижается. При остывании образуется твердый раствор углерода в у Я.елезе, называемый аустеиитом, в котором атомы углерода располагаются в центре кубической гране1;ентрн-рованной решетки (рис. 2.1,6). При температурах ниже 91С°С из аустенита начинают вв1деляться кристаллы твердого раствора углерода в а-железе, называемого феррито.м; а-железо в отличие от у-железа плохо растворяет углерод, н поэтому его в феррите содержится незначительное количество. По мере выделения феррита из аустенита последний все более обогащается углеродом и при температуре 723 °С превращается в nepjiHT (рис. 2.2, б) - смесь, состоящую из перемежающихся пластин феррита и карбида железа РезС, называемого цементитом. Таким образом, структура охлажденной до

Соколовский П. И. -Малоуглеродистые и низколегированные стали. -Металлургия, 1966; Тылкин М. А., Большаков В. И., Одесский П. Д. Структура и свойства строительной стала.- М: Металлургия, 1933. - 216 с.

Таблица 2.1. Основные марки с-ц"тельиых сталей и их механические

комнатной температуры стали состоит нз двух основных фаз - цементита и феррита, который образует самостоятельные зерна, а также входит в перлит в виде пластинок (см. рис. 2.2, а: светлые зерна - феррит, темные - перлит.

Феррит весьма пластичен и малопрочен, цементит очень тверд и хрупок. Перлит обладает свойствами, промежуточными между свойствами феррита и цементита.

Зерна феррита и перлита в зависимости от числа очагов кристаллизации получаются различной величины. Величина зерен оказывает существенное влияние на механические свойства стали (чем мельче зерна, тем выще качество стали).

Структура низколегированных сталей аналогична структуре малоуглеродистой стали. Низколегированные стали тоже содержат мало углерода, повышение нх прочности достигается легированием - добавками, которые, как правило, находятся в твердом растворе с ферритом и этим его упрочняют: некоторые из них образуют карбиды и нитриды, также упрочняющие ферритовую основу и прослойки между зернами.

Основные химические элементы, применяемые при легировании.

Углеродистая сталь обыкновенного качества состоит из железа и углерода с некоторой добавкой кремния или алюминия, марганца, меди.

Углерод (У), повышая прочность стали, снижает ее пластичность и ухудшает свариваемость; поэтому в строительных сталях, которые должны быть достаточно пластичными и хорошо свариваемыми, углерод допускается в количестве не более 0,22 %.

Кремний (С), находясь в твердом растворе с ферритом, повышает прочность стали, но ухудшает ее свариваемость и стойкость против коррозии. В малоуглеродистых сталях кремний применяется как хороший раскислитель; в этом случае в малоуглеродистые стали добавляется до 0,3% кремния, в низколегированные - до 1%,

Алюминий (Ю) входит в сталь в виде твердого раствора феррита и в виде различных нитридов и карбидов, хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.

Марганец (Г) растворяется как в феррите, так и в цементите, образует тугоплавкие карбиды, что приводит к повышению прочности и вязкости стали. Марганец служит хорошим раскислителем, а соединяясь с серой, снижает ее вредное влияние. В малоуглеродистых сталях марганца содержится до 0,64%, в легированных - до 1,5%; при содержании марганца более 1,5 % сталь становится хрупкой.

Медь (Д) несколько повышает прочность стали и увеличивает стойкость ее против коррозии. Избыточное содержание (более 0,7 %) способствует старению стали.

Молибден (М) и бор (Р) обеспечивают высокую устойчивость аустенита при охлаждении и тем самым облегчают получение закалочных структур (так называемых бейнита и мартенсита), что очень важно для получения высокопрочного проката больших толщин. После закалки и высокого отпуска сталь становится мелкозернистой, насыщенной карбидами. Такая сталь обладает высокой прочностью, удовлетворительной пластичностью и почти не разупрочняется при сварке.

При обозначении марки стали каждому химическому элементу присвоена буква русского алфавита (указана в скобках около каждого элемента), содержание каждого элемента в процентах с округлением до целых значений указывается после буквы, обозначающей данный элемент; элемент содержащийся в пределах 1 %, цифрами не указывается. Поскольку углерод содержится во всех сталях, его обозначение (буква У) не ставится, а количественное содержание указывается в сотых долях процента в начале обозначения марки. Так, 15Г2СФ означает, что в этой стали среднее содержание углерода 0,15 %, марганца - в пределах 1-2 %, кремния и ванадия - в пределах 1 % каждого.