Швеллер с уклоном граней полок Ст3пс — сортамент и применение
Швеллер с уклоном граней полок Ст3пс — горячекатаный фасонный профиль, изготавливаемый из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3пс по ГОСТ 380. Отличительная геометрическая особенность — внутренние грани полок расположены под углом 4–10 к наружным, что обеспечивает повышенную жесткость сечения при работе на изгиб и кручение. Профиль выпускается по ГОСТ 8240, который регламентирует размеры, предельные отклонения и радиусы закругления внутренних углов.
Сталь Ст3пс относится к группе полуспокойных — раскисление проводится кремнием и алюминием без применения марганца. Это обеспечивает промежуточные характеристики между кипящей и спокойной сталью: достаточную пластичность при сохранении стабильности механических свойств по длине раската. Химический состав нормируется по содержанию углерода (0,14–0,22%), марганца (0,40–0,65%) и кремния (0,05–0,17%).
Механические характеристики швеллера Ст3пс
Для швеллеров с уклоном граней полок из Ст3пс гарантированные значения механических свойств устанавливаются на образцах, отобранных из стенки профиля. Предел текучести составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 370–490 МПа, относительное удлинение — не менее 26%. Ударная вязкость KCU при температуре +20 C — не менее 78 Дж/см. Профиль выдерживает испытания на загиб до 180 с оправкой диаметром, равным толщине образца.
Свариваемость стали Ст3пс не ограничена — содержание углерода ниже 0,22% исключает необходимость предварительного подогрева при стандартных сварочных процедурах. Допускаются все виды сварки: ручная дуговая электродами типа Э42, автоматическая под флюсом, в среде защитных газов. После сварки не требуется термическая обработка для снятия напряжений, если конструкция эксплуатируется при температурах до +200 C.
Сортамент и геометрические параметры
Швеллеры с уклоном граней полок Ст3пс выпускаются в диапазоне номеров от №5 до №40. Основные геометрические характеристики включают высоту стенки, ширину полки, толщину стенки и полки, а также радиусы внутреннего закругления. Моменты сопротивления и инерции рассчитываются относительно главных осей сечения и приводятся в сортаменте для каждого номера профиля.
| Номер профиля | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| №10 | 100 | 46 | 4,5 | 8,59 |
| №12 | 120 | 52 | 4,8 | 10,40 |
| №16 | 160 | 64 | 5,0 | 14,20 |
| №20 | 200 | 76 | 5,2 | 18,40 |
| №30 | 300 | 100 | 6,5 | 31,80 |
Длина поставляемых профилей — от 4 до 12 м мерной, кратной или немерной длины. Предельные отклонения по высоте стенки составляют 2,0 мм для профилей до №20 и 3,0 мм для больших номеров. Кривизна профиля не должна превышать 0,1% от длины, скручивание вокруг продольной оси — не более 1 мм на 1 м длины.
Области применения швеллера Ст3пс
Швеллер с уклоном граней полок Ст3пс применяется в строительных металлоконструкциях, работающих при статических и динамических нагрузках в интервале температур от –40 C до +200 C. Профиль востребован при возведении каркасов производственных зданий, эстакад, галерей, опор технологических трубопроводов. В машиностроении используется для изготовления рам, станин, порталов и несущих элементов подъемно-транспортного оборудования.
- Несущие элементы каркасов одноэтажных промышленных зданий — колонны, прогоны, связи
- Конструкции мостовых кранов — подкрановые балки, тормозные фермы
- Опорные конструкции конвейерных линий и ленточных транспортеров
- Рамы и шасси сельскохозяйственной техники, прицепов и полуприцепов
- Элементы дорожных ограждений, шумозащитных экранов, опор ЛЭП
- Несущие конструкции вагоностроения и судостроения
Выбор номера профиля определяется расчетом по предельным состояниям: проверкой прочности по нормальным напряжениям, устойчивости плоской формы изгиба и прогибов. Для элементов, работающих на сжатие с потерей устойчивости, необходимо учитывать гибкость относительно осей x-x и y-y, которая зависит от радиуса инерции сечения.
Особенности монтажа и защиты
При монтаже конструкций из швеллера Ст3пс соединения выполняются на сварке или на высокопрочных болтах с фрикционными соединениями. Отверстия под болты диаметром до 23 мм допускается продавливать без последующей механической обработки при толщине полки до 12 мм. Для ответственных узлов рекомендуется сверление с последующим зенкованием.
Антикоррозионная защита профилей, эксплуатируемых на открытом воздухе, предусматривает окраску лакокрасочными материалами по подготовленной поверхности не ниже степени 2 по ГОСТ 9.402. В агрессивных средах с содержанием сернистых соединений применяется горячее цинкование — толщина покрытия 60–80 мкм обеспечивает срок службы до 25 лет в атмосфере умеренной агрессивности.
Вопросы и ответы
Чем отличается швеллер Ст3пс от Ст3сп?
Различие заключается в способе раскисления: Ст3пс — полуспокойная сталь, раскисленная кремнием и алюминием, Ст3сп — спокойная, раскисленная кремнием, марганцем и алюминием. Спокойная сталь имеет более однородную структуру и лучшее сопротивление хрупкому разрушению при низких температурах, однако стоимость Ст3пс ниже при сопоставимых прочностных характеристиках.
При какой температуре допускается эксплуатация швеллера Ст3пс?
Расчетная температура эксплуатации для конструкций из Ст3пс ограничена значением –40 C. При более низких температурах требуется применение сталей с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах, например 09Г2С или Ст3сп5.
Какая максимальная длина швеллера поставляется?
Максимальная длина мерного проката составляет 12 м. По согласованию с изготовителем возможна поставка профилей длиной до 18 м для использования в качестве колонн без стыков по высоте здания.
Требуется ли термическая обработка сварных соединений швеллера Ст3пс?
Для конструкций, эксплуатируемых при температурах до +200 C, термическая обработка сварных соединений не требуется. При работе в условиях вибрационных нагрузок рекомендуется выполнять сварку с полным проваром и контролем качества ультразвуковой дефектоскопией.
