Колонный двутавр по СТО АСЧМ 20-93: сортамент, характеристики и применение
Колонный двутавр, выпускаемый по СТО АСЧМ 20-93, — горячекатаный профиль с параллельными гранями полок, предназначенный преимущественно для работы на центральное и внецентренное сжатие в несущих элементах каркасов. В отличие от балонных профилей той же стандартной серии, колонные типоразмеры имеют увеличенную толщину стенки и полок при сохранении ширины полки, что повышает радиусы инерции относительно обеих главных осей и снижает гибкость стержня при заданной расчётной длине.
Стандарт СТО АСЧМ 20-93 регламентирует геометрию, предельные отклонения и массу профилей с параллельными полками. Колонная линейка обозначается буквой «К» и охватывает широкий диапазон высот сечения. Материал исполнения — углеродистая сталь обычного качества и низколегированные марки по ГОСТ 27772 и ГОСТ 19281, что обеспечивает работу конструкций в диапазоне климатических исполнений от У до ХЛ.
Сортамент и геометрические параметры
Профили поставляются длиной 6–12 м, немерной и мерной длины, с предельным отклонением по длине до +40 мм. Кривизна профиля не превышает 0,2 % длины, скручивание — 1 на 10 м. Ключевые типоразмеры колонной серии приведены ниже.
| Обозначение | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 20К1 | 195 | 200 | 6,5 | 41,4 |
| 26К1 | 251 | 260 | 8,0 | 65,2 |
| 30К1 | 296 | 300 | 9,0 | 87,0 |
| 35К2 | 349 | 350 | 10,0 | 115,0 |
| 40К3 | 406 | 403 | 12,0 | 157,0 |
Материалы и механические свойства
Для изготовления колонных двутавров применяют стали с гарантированным пределом текучести и ударной вязкостью при отрицательных температурах. Наиболее востребованные марки:
- С245 — для каркасов отапливаемых промышленных зданий, предел текучести не менее 245 МПа;
- С255 — для конструкций с расчётной нагрузкой повышенной интенсивности, включая крановые эстакады;
- С345 — для ответственных сжатых элементов при толщине проката до 20 мм;
- 09Г2С — низколегированная сталь для исполнения ХЛ, работа при –40 C и ниже;
- 10ХСНД — атмосферостойкая сталь для несущих каркасов открытых сооружений.
Механические характеристики проката контролируются при испытаниях на растяжение и ударный изгиб. Для стали С345 при толщине до 20 мм предел текучести — не менее 345 МПа, временное сопротивление — 490 МПа, относительное удлинение — 21 %. Ударная вязкость на образцах с концентратором типа V при –40 C — не менее 34 Дж/см.
Применение в строительных конструкциях
Колонные двутавры СТО АСЧМ 20-93 используются как стержни сжатых элементов в следующих системах:
- каркасы многоэтажных производственных и складских зданий с сеткой колонн 6 12 и 12 12 м;
- колонны мостовых кранов и подкрановых путей в цехах металлургических производств;
- стойки рамных и связевых систем ангаров, эстакад, галерей;
- опоры технологических трубопроводов и транспортерных галерей обогатительных фабрик;
- несущие элементы этажерок под ёмкостное и теплообменное оборудование.
При проектировании сжатых элементов выполняется проверка на устойчивость относительно оси наибольшей гибкости, а также местная устойчивость стенки и полки. Для профилей 40К3 и выше при расчётной длине свыше 12 м целесообразно применять комбинированные сечения или усиление накладками.
Условия эксплуатации и монтажа
Монтаж колонных профилей ведётся методом укрупнительной сборки с последующей установкой в проектное положение. Стыки выполняются на высокопрочных болтах или сварными с разделкой кромок. Температура эксплуатации конструкций из стали 09Г2С — от –40 C до +40 C, для исполнения ХЛ — до –60 C. Антикоррозионная защита включает горячее цинкование, дробеструйную очистку с последующим грунтованием и окрашиванием, а также огнезащитные покрытия при требуемом пределе огнестойкости R45–R120.
Вопросы и ответы
Чем колонный двутавр отличается от балонного по СТО АСЧМ 20-93?
Колонные профили имеют увеличенную толщину стенки и полок при той же ширине полки, что повышает радиусы инерции и устойчивость при сжатии. Балонные типоразмеры оптимизированы под изгиб.
Какие марки стали применяются для колонных двутавров?
Используют углеродистые стали С245, С255, С345 и низколегированные 09Г2С, 10ХСНД по ГОСТ 27772 и ГОСТ 19281 в зависимости от климатического исполнения и расчётных нагрузок.
Какова предельная гибкость сжатых колонн из двутавра 30К1?
Предельная гибкость для сжатых элементов колонн принимается не более 120 для основных несущих конструкций и до 150 для второстепенных элементов согласно нормам проектирования.
Возможно ли применение профиля 40К3 при температуре –50 C?
Да, при изготовлении из стали 09Г2С или 10ХСНД в исполнении ХЛ, с подтверждённой ударной вязкостью при отрицательных температурах по результатам сертификатных испытаний.
