Широкополочная двутавровая балка Ст3пс: сортамент, характеристики и применение
Широкополочная двутавровая балка из стали Ст3пс — горячекатаный профиль с параллельными полками, производимый по ГОСТ 26020-83 (нормальные и широкополочные двутавры) и ГОСТ 8239-89 (для позиций с уклоном полок). Сталь Ст3пс по ГОСТ 380-2005 — полуспокойная углеродистая сталь обыкновенного качества, применяемая для несущих металлоконструкций. Широкополочные двутавры отличаются от обычных увеличенной шириной полки (b) относительно высоты стенки (h), что повышает момент инерции относительно оси Y и устойчивость элемента при изгибе в плоскости полок.
Сортамент и геометрические параметры
Профили выпускаются с высотой стенки от 194 до 1008 мм. Широкополочные двутавры маркируются буквой «Ш» (нормальные — «Б», колонные — «К»). Для балок Ст3пс характерны следующие типоразмеры:
- 20Ш1 — h = 193 мм, b = 150 мм, масса 30,6 кг/м
- 30Ш1 — h = 291 мм, b = 200 мм, масса 61,2 кг/м
- 40Ш1 — h = 388 мм, b = 299 мм, масса 96,1 кг/м
- 50Ш1 — h = 482 мм, b = 300 мм, масса 114,4 кг/м
- 70Ш1 — h = 691 мм, b = 300 мм, масса 162,3 кг/м
- 100Ш1 — h = 990 мм, b = 320 мм, масса 230,6 кг/м
Предельные отклонения по ГОСТ 26020-83: высота профиля (2,0–4,0) мм в зависимости от типоразмера, ширина полки 3,0 мм, толщина стенки 0,5 мм. Кривизна не должна превышать 0,2 % длины. Длина мерных балок — от 6 до 24 м.
Механические свойства стали Ст3пс
Сталь Ст3пс по ГОСТ 380-2005 имеет следующие нормируемые характеристики при поставке в состоянии проката:
| Показатель | Значение | Условие испытания | Стандарт | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 245 МПа | t = 20 C | ГОСТ 380-2005 | для толщины 20 мм |
| Временное сопротивление в | 370–490 МПа | t = 20 C | ГОСТ 380-2005 | — |
| Относительное удлинение 5 | 26 % | t = 20 C | ГОСТ 380-2005 | — |
| Ударная вязкость KCU | 39 Дж/см | –20 C | ГОСТ 9454-78 | для категории 4 |
| Химический состав: C | 0,14–0,22 % | ковшовая проба | ГОСТ 380-2005 | — |
| Химический состав: Si | 0,05–0,15 % | ковшовая проба | ГОСТ 380-2005 | полуспокойная |
Области применения
Широкополочные двутавры Ст3пс применяются в следующих конструкциях и системах:
- Каркасы промышленных зданий: колонны, ригели, подкрановые пути мостовых кранов грузоподъёмностью до 50 т
- Перекрытия многоэтажных зданий с нагрузкой до 400 кг/м
- Опоры и эстакады технологических трубопроводов нефтегазовой отрасли
- Мостовые пролётные строения автодорожных мостов (при условии соответствия требованиям ГОСТ 6713-91)
- Несущие рамы станочного и кузнечно-прессового оборудования
- Усиление существующих строительных конструкций при реконструкции
Технологические особенности
Сталь Ст3пс хорошо сваривается ручной дуговой сваркой электродами типа Э42А, Э46 по ГОСТ 9467-75, а также автоматической сваркой под флюсом. Температура эксплуатации без ограничения хладостойкости — от –40 C до +425 C. При монтаже допускается резка термическая (кислородная, плазменная) и механическая (отрезные диски, ленточнопильные станки). Гибка профиля возможна в горячем состоянии при нагреве до 900–1050 C с последующей нормализацией.
Вопросы и ответы
Чем широкополочный двутавр отличается от обычного?
Широкополочный профиль имеет увеличенную ширину полки (b 0,5–0,7h), что повышает момент инерции относительно вертикальной оси и устойчивость при внецентренном сжатии. Обычный двутавр по ГОСТ 8239-89 имеет уклон внутренних граней полок и меньшую ширину.
Какие категории стали Ст3пс поставляются для балок?
Для широкополочных двутавров применяют сталь категорий 1–5 по ГОСТ 380-2005. Категория определяет нормируемые показатели ударной вязкости при отрицательных температурах: категория 4 — KCU 39 Дж/см при –20 C, категория 5 — при –40 C.
Допускается ли применение балок Ст3пс при отрицательных температурах?
Да, при условии выбора категории стали, соответствующей климатической зоне. Для районов с расчётной температурой до –40 C применяют сталь категории 5. При более низких температурах требуется использование низколегированных сталей (09Г2С, 10ХСНД).
Какой максимальный пролёт перекрытия возможен из балки 70Ш1?
При равномерно распределённой нагрузке 200 кг/м и шаге балок 3 м предельный пролёт составляет ориентировочно 12–14 м с учётом прогиба не более 1/250 длины. Точный расчёт выполняется по СП 16.13330.2017.
