Стальная двутавровая балка Ст3пс: сортамент и применение
Стальная двутавровая балка Ст3пс — это горячекатаный профиль общего назначения, изготавливаемый из конструкционной углеродистой стали марки Ст3пс (полуспокойная) по ГОСТ 535-2005. Данный материал относится к категории стали обыкновенного качества и предназначен для несущих элементов строительных и машиностроительных конструкций, работающих в условиях статических и динамических нагрузок при температуре окружающей среды от –40 C до +425 C. Полуспокойная раскисленность обеспечивает оптимальное сочетание прочностных характеристик и свариваемости, что делает балку Ст3пс одной из самых востребованных позиций металлопроката в промышленном строительстве.
Механические свойства двутавра Ст3пс регламентируются нормативными документами и характеризуются следующими показателями: предел текучести — не менее 245 МПа для толщин до 20 мм, временное сопротивление разрыву — 370–490 МПа, относительное удлинение — не менее 26 %. Ударная вязкость KCU при температуре –20 C для фланцев толщиной 5–20 мм составляет не менее 29 Дж/см. Химический состав стали Ст3пс ограничивает содержание углерода до 0,14–0,22 %, марганца — до 0,40–0,65 %, кремния — до 0,05–0,15 %, что обеспечивает стабильность механических свойств по длине профиля.
Сортамент и геометрические параметры
Двутавровые балки Ст3пс выпускаются по ГОСТ 8239-89 (нормальные) и ГОСТ 26020-83 (с параллельными гранями полок). Нормальные двутавры изготавливаются с уклоном внутренних граней полок 6–12 % и охватывают диапазон высот от 100 до 600 мм. Балки с параллельными гранями полок (колонные и широкополочные) производятся по ГОСТ 26020-83 с высотой сечения от 100 до 1000 мм и шириной полки до 400 мм.
| Номер профиля | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 20Б1 | 200 | 100 | 5,6 | 22,4 |
| 25Б1 | 250 | 125 | 6,0 | 28,9 |
| 30Б1 | 300 | 150 | 6,5 | 36,5 |
| 35Б1 | 350 | 175 | 7,0 | 45,1 |
| 40Б1 | 400 | 200 | 7,7 | 56,1 |
Длина поставляемых балок Ст3пс составляет от 6 до 12 метров мерной, кратной или немерной длины. По требованию заказчика возможна поставка профилей длиной до 24 метров при условии соблюдения требований к транспортировке и монтажу. Допускаемые отклонения по высоте профиля не превышают 2,0 мм, по ширине полки — 3,0 мм, что обеспечивает точность сопряжения элементов в металлоконструкциях.
Технологические характеристики и свариваемость
Сталь Ст3пс относится к хорошо свариваемым материалам без ограничений по технологии производства сварочных работ. Сварка может выполняться всеми видами дуговой сварки: ручной электродами типа Э42 и Э46, автоматической под флюсом, в среде углекислого газа. Для ответственных сварных конструкций, эксплуатируемых при температурах ниже –20 C, рекомендуется применять электроды с основным видом покрытия и выполнять предварительный подогрев стыков до 100–150 C при толщине металла свыше 30 мм.
Балки Ст3пс допускают холодную гибку и правку без образования трещин при радиусах изгиба не менее 25 толщин проката. Профиль поддается обработке резанием — газовой, плазменной и механической резке. При газовой резке необходимо учитывать склонность полуспокойной стали к образованию закалочных структур в зоне термического влияния, поэтому для толстостенных профилей рекомендуется предварительный подогрев до 100 C.
Области применения
Двутавровые балки Ст3пс применяются в качестве несущих элементов в следующих типах конструкций и систем:
- Каркасы одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий — подкрановые балки, колонны, ригели, связи жесткости;
- Строительные фермы пролетом до 36 метров для покрытий производственных цехов и складских комплексов;
- Эстакады технологических трубопроводов и галереи конвейерного транспорта на предприятиях горнодобывающей и нефтехимической отрасли;
- Опорные конструкции мостовых кранов грузоподъемностью до 50 тонн и козловых кранов;
- Несущие рамы технологического оборудования, станины, платформы обслуживания и лестничные марши;
- Временные и вспомогательные сооружения — подмости, опалубочные системы, монтажные балки.
Выбор конкретного номера профиля двутавра Ст3пс производится на основании расчета по первой и второй группам предельных состояний с учетом действующих нагрузок, расчетной схемы и условий эксплуатации. Для конструкций, работающих на изгиб в двух плоскостях, целесообразно применять широкополочные профили с отношением ширины полки к высоте сечения не менее 0,5.
Вопросы и ответы
Чем отличается двутавр Ст3пс от Ст3сп?
Основное отличие заключается в степени раскисления стали. Ст3пс — полуспокойная сталь, содержащая кремний в количестве 0,05–0,15 %, тогда как Ст3сп — спокойная сталь с содержанием кремния 0,15–0,30 %. Полуспокойная сталь менее однородна по химическому составу, но дешевле в производстве и обладает удовлетворительной свариваемостью для большинства строительных конструкций.
При какой минимальной температуре допускается эксплуатация балок Ст3пс?
Для статических нагрузок минимальная температура эксплуатации составляет –40 C. При динамических и знакопеременных нагрузках, а также для сварных конструкций, работающих при температуре ниже –20 C, требуется проведение контроля ударной вязкости и, при необходимости, применение стали с гарантированной ударной вязкостью до –40 C.
Какие виды сварки применимы для двутавровых балок Ст3пс?
Допускаются все основные виды дуговой сварки: ручная электродная (электроды Э42, Э46), автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом и в среде CO. Для ответственных узлов при отрицательных температурах рекомендуется предварительный подогрев и применение электродов с основным покрытием.
Какова максимальная длина поставляемых балок Ст3пс?
Стандартная длина составляет 6–12 метров. По согласованию с производителем возможна поставка балок длиной до 24 метров, однако при этом необходимо учитывать ограничения по транспортировке автомобильным и железнодорожным транспортом.
