му состоянию конструкций основам их расчета и проектирования. Проф. Н. С. Стрелецкий являлся создателем и руководителем советской школы проектирования металлических конструкции.

За эти годы выоосли высококвалифицированные проектные и научно-исслеловательриР организации: ЦНИИпроектс гальконструкция, ЦНИИ оительшх koLtpv - Кучеренко ЦНИИпромзданий, Гии-

ромез ЙротропГе- Гидростальпроект, ЦНИИ электросварки имени акад. Е. О. Патопа, кафедры металлических конструкций строительных ву-

303 и Rl).

Сегодня металлические конструкции все шире и шире внедряются в практику строительства. Этому способствуют применение новых металлов и в первую очередь высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов, разработка рациональных конструктивных форм с использованием предварительного напряжения, внедрение висячих, пространственных и комбинированных конструкций, совершенствование методов расчета с учетом действительной работы и условий эксплуатации, дальнейшее совершенствование изготовления и монтажа.

Глава П МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ МЕТАЛЛИЧРХКИХ КОНСТРУКЦИЙ, ИХ СОСТАВ, СВОЙСТВА И РАБОТА

В строительных металлических конструкциях применяются прокатная сталь (более 95%), отливки из стали и серого чугуна для опорных устройств тяжелых конструкций (менее 1%) и алюминиевые сплавы (менее 5%).

§ 4. СТАЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ИХ СОСТАВ И СВОЙСТВА

Сталь - это сплав железа с углеродом (углерода до 2%) и незначительным количеством примесей (которые не вводятся преднамеренно, а попадают из руды или образуются в процессе выплавки) и легирующих компонентов (которые вводятся для улучшения свойств стали).

В зависимости от содержания легирующих компонентов стали делятся на четыре группы:

1) углеродистые - легирующие элементы специально не вводятся;

2) низколегированные - суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%;

3) среднелегированные ~ легирующих компонентов 2,5-10%;

4) высоколегированные - легирующих компонентов более 10%.

в строительных металлоконструкциях применяется углеродистая, низколегированная и в незначительном количестве средне-легцрованная сталь.

Углеродистая сталь в зависимости от содержания углерода подразделяется на:

а) низкоуглеродистую с содержанием углерода до 0,25%;

б) среднеуглеродистую с содержанием углерода 0,25-0,6%;

в) высокоуглеродистую с содержанием углерода 0,6-2%.

Для строительных конструкций применяется низкоуглеродистая сталь (нехрупкая и хорошо свариваемая), средне- и высокоуглеродистые стали (конструкционные и инструментальные) используются в других отраслях промышленности.

По способу выплавки стали подразделяются на мартеновские и конверторные. Современные методы выплавки конверторной стали с продувкой кислородом позволяют получить сталь, близкую по качеству к мартеновской. Поэтому при поставке углеродистых сталей способ их выплавки не различают.

Для оценки свойств и качества сталей основными техническими характеристиками, необходимыми металлисту, являются их механические свойства и химический состав.

Механические свойства стали характеризуют следующие основные показатели.

1. Предел текучести ат, характеризующий напряжение, до достижения которого можно считать металл работающим упруго и можно пользоваться методами расчета по упругой стадии материала. Предел текучести является началом границы пластической стадии работы металла, его текучести, т. е. началом возрастания деформаций при неизменной нагрузке.

2. Временное сопротивление (предел прочности) сгв, характеризующее условное напряжение разрыва растянутого образца (отношение разрушающей нагрузки к первоначальной площади сечения). Временное сопротивление характеризует прочность стали.

3. Относительное удлинение е - отношение приращения длины образца после разрыва к ее исходному значению. Различают два относительных удлинения: дл-я длинного круглого образца (/pac4=10d) - бю И для короткого (/расч = 5d) - 65. От-

носительное удлинение характеризует пластические свойства Стали,

4. Ударная вязкость Як-работа, затраченная на разрушение специального образца ударным изгибом. Ударная вязкость характеризует склонность стали к переходу в хрупкое состояние, а так как эта склонность зависит от структуры стали, ее чистоты и однородности, то по значению ударной вязкости оценивают и эти .качества. Испытания на ударную вязкость могут проводиться при нормальной температуре = 20"С, а также при отрицательных температурах / = -20° С, / = -40° С, / = -70° С и после механического старения. При отрицательных темпера-

турах и после механического старения склонность стали к переходу в хрупкое состояние увеличивается и значение ударной вязкости уменьшается.

5 Изгиб в холодном состоянии на 180 . Это испытание характеризует пластические свойства стали и склонность ее к тре-щинообразованию.

Химический состав стали характеризуется процентным содержанием в ней различных компонентов и примесей.

Углерод (У) - повышает предел текучести и временное сопротивление стали, однако пластичность и свариваемость стали уменьшаются. Поэтому в строительных конструкциях применяют только низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,22%.

Кремний (С) - раскисляет сталь, поэтому его количество возрастает от кипящей к спокойной стали, он, как и углерод, но в меньшей степени увеличивает предел текучести и временное сопротивление, однако несколько ухудшает свариваемость, стойкость против коррозии и сильно снижает ударную вязкость. Вредное влияние кремния может компенсироваться повышенным содержанием марганца.

Марганец (Г) - увеличивает предел текучести и временное сопротивление стали, незначительно снижая ее пластические свойства и мало влияя на свариваемость.

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

Алюминий (Ю) - хорошо раскисляет сталь, нейтрализует вредное влияние фосфора, несколько повышает ее ударную вязкость.

Азот (А) - в несвязанном состоянии увеличивает хрупкость стали, особенно при низких температурах, и способствует ее старению. Б химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном и ниобием азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру стали и ее механические свойства.

Никель (Н), хром (X), ванадий (Ф), вольфрам (В), молибден (Л1), титан (Т), бор (Р) являются легирующими компонентами, улучшающими те или иные механические свойства стали; применение их для сталей, используемых в строительстве, ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью.

Ряд примесей является вредным для сталей, сильно ухудшая ее конструкционные качества.

Фосфор - резко уменьшает пластичность и ударную вязкость стали, а также делает ее хладноломкой (хрупкой при отрицательных температурах).

Сера - несколько уменьшает прочностные характеристики стали и, главное, делает ее красноломкой (хрупкой и склонной