Низколегированные балки Ш1 С345-6: сортамент и применение
Низколегированные балки Ш1 С345-6 — это горячекатаные двутавровые профили с параллельными гранями полок, изготовленные из стали марки С345-6 (класс прочности 345 МПа по пределу текучести). Обозначение Ш1 указывает на тип профиля по ГОСТ 26020-83 — широкополочная балка с высотой сечения от 100 до 1000 мм и шириной полки, составляющей не менее 0,66 высоты. Сталь С345-6 относится к низколегированным конструкционным сталям с добавками марганца и кремния, что обеспечивает повышенную несущую способность при умеренной массе конструкции.
Балки Ш1 С345-6 применяются в качестве несущих элементов каркасов зданий и сооружений, где требуется восприятие значительных изгибающих моментов и поперечных сил. Широкая полка профиля обеспечивает высокую устойчивость при работе на изгиб в двух плоскостях, что делает эти балки востребованными в конструкциях мостовых переходов, подкрановых путей, эстакад и рам промышленных цехов. С345-6 — сталь с гарантированным химическим составом и механическими свойствами после нормализации или контролируемой прокатки, что позволяет применять её в сварных конструкциях без ограничений по толщине проката до 20 мм.
Технические характеристики балок Ш1 С345-6
Профили Ш1 из стали С345-6 поставляются длиной от 6 до 24 метров. Геометрические параметры регламентируются ГОСТ 26020-83, механические свойства — ГОСТ 27772-88. Ключевые характеристики материала:
- Предел текучести — не менее 345 МПа для толщин до 20 мм;
- Временное сопротивление разрыву — 480–630 МПа;
- Относительное удлинение после разрыва — не менее 21%;
- Ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 34 Дж/см;
- Химический состав: углерод до 0,15%, марганец 1,3–1,7%, кремний 0,5–0,8%.
С345-6 отличается от стали С345-3 (обыкновенного качества) повышенными требованиями к ударной вязкости при отрицательных температурах, что позволяет эксплуатировать конструкции при климатических условиях до –50 C. Это достигается за счёт ограничения содержания серы и фосфора, а также применения модификаторов, измельчающих зерно.
Сортамент и геометрические параметры
Балки Ш1 С345-6 выпускаются в диапазоне номеров профилей от 20Ш1 до 70Ш1. Наиболее востребованные типоразмеры представлены в таблице:
| Номер профиля | Высота сечения, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 30Ш1 | 294 | 200 | 8 | 54,7 |
| 40Ш1 | 388 | 300 | 9,5 | 96,1 |
| 50Ш1 | 484 | 300 | 12 | 137 |
| 60Ш1 | 580 | 320 | 14 | 178 |
Момент сопротивления сечения профилей Ш1 в 1,5–2 раза выше, чем у нормальных балок Б той же высоты, что позволяет сократить расход металла при проектировании прогонов и ригелей. Сопряжение полок со стенкой выполнено с внутренними радиусами, снижающими концентрацию напряжений в зоне сварных швов.
Области применения и особенности монтажа
Балки Ш1 С345-6 используются в следующих конструктивных решениях:
- Колонны и стойки каркасов многоэтажных производственных зданий;
- Подкрановые балки для кранов грузоподъёмностью до 50 т;
- Ригели рамных конструкций ангаров и логистических комплексов;
- Несущие балки перекрытий с динамическими нагрузками от технологического оборудования;
- Элементы мостовых пролётных строений автодорожных эстакад.
При проектировании сварных соединений балок Ш1 С345-6 необходимо учитывать, что сталь относится к классу прочности С345 и требует применения электродов типа Э50А или сварочной проволоки Св-08Г2С. Для предотвращения хладноломкости сварных швов при монтаже в зимний период рекомендуется предварительный подогрев кромок до 100–120 C при толщине металла свыше 25 мм. Ограничение по углеродному эквиваленту (Cэкв 0,45%) обеспечивает удовлетворительную свариваемость без дополнительной термообработки.
Балки Ш1 С345-6 поставляются с обрезкой под прямой угол, допускается косой рез по требованию заказчика. Поверхность профилей не требует дополнительной механической обработки перед нанесением антикоррозионных покрытий — окалина удаляется на стадии прокатки дробемётной очисткой. Для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, рекомендуется нанесение цинкосиликатных грунтовок по ГОСТ 9.402.
Вопросы и ответы
Чем балка Ш1 отличается от балки Б по ГОСТ 26020-83?
Широкополочная балка Ш1 имеет увеличенную ширину полки относительно высоты сечения (не менее 0,66), что обеспечивает более высокую устойчивость при работе на изгиб и кручение. Нормальная балка Б имеет ширину полки около 0,5 высоты и применяется при преимущественно плоском изгибе.
Для каких климатических условий предназначена сталь С345-6?
Сталь С345-6 с нормируемой ударной вязкостью при –40 C предназначена для конструкций, эксплуатируемых в климатических районах с температурой до –50 C. Это соответствует исполнению по ГОСТ 27772-88 для северного исполнения.
Какие сварочные материалы применяются для соединения балок С345-6?
Для ручной дуговой сварки используются электроды типа Э50А по ГОСТ 9467-75, для механизированной сварки в среде CO — проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70. Требуется предварительный подогрев при толщине металла более 25 мм.
Допускается ли применение балок Ш1 С345-6 в конструкциях с динамическими нагрузками?
Да, сталь С345-6 имеет гарантированный запас ударной вязкости и допускается для конструкций, воспринимающих вибрационные и знакопеременные нагрузки, включая подкрановые балки и площадки под виброоборудование, при условии расчёта на выносливость.
