Стальная двутавровая балка Ст3сп: сортамент и несущая способность
Стальная двутавровая балка Ст3сп — это горячекатаный профиль с параллельными гранями полок, изготавливаемый из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3сп (спокойная). Спокойная сталь, в отличие от кипящей (Ст3кп) или полуспокойной (Ст3пс), раскисляется алюминием, кремнием и марганцем, что обеспечивает отсутствие газовых пузырей в слитке и более однородную структуру металла по сечению. Это напрямую влияет на стабильность механических свойств по длине профиля и его поведение под нагрузкой при отрицательных температурах.
Для двутавров из Ст3сп регламентируются следующие характеристики: временное сопротивление разрыву — 370–490 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа для толщин до 20 мм, относительное удлинение — не менее 26%. Ударная вязкость KCU при –20 C для спокойной стали гарантированно выше, чем у кипящей, что делает этот материал предпочтительным для элементов, работающих в условиях динамических и знакопеременных нагрузок.
Сортамент и геометрические параметры
Горячекатаные двутавры из Ст3сп выпускаются по ГОСТ 8239-89 (с уклоном внутренних граней полок) и ГОСТ 26020-83 (с параллельными гранями полок, колонные и балочные серии). Диапазон номеров профиля — от 10 до 60, что соответствует высоте сечения от 100 до 600 мм. Ширина полки варьируется от 55 до 190 мм, толщина стенки — от 4,5 до 12 мм, толщина полки — от 7,2 до 20 мм.
Масса погонного метра для балки 30Б1 (по ГОСТ 26020-83) составляет 32,9 кг, для балки 40Ш1 — 96,7 кг. Момент сопротивления сечения для наиболее ходовых позиций:
| Номер профиля | Высота сечения, мм | Ширина полки, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 20Б1 | 200 | 100 | 22,4 | 194 |
| 25Б1 | 250 | 125 | 28,9 | 308 |
| 30Б1 | 300 | 135 | 32,9 | 387 |
| 35Б1 | 350 | 145 | 41,8 | 581 |
| 40Б1 | 400 | 155 | 56,1 | 803 |
Применение в несущих конструкциях
Двутавры Ст3сп применяются в качестве несущих элементов каркасов промышленных зданий, мостовых переходов, эстакад, подкрановых путей, а также в конструкциях транспортных галерей и опор линий электропередачи. Спокойная сталь обеспечивает надежную работу сварных узлов: при дуговой сварке под флюсом и в среде CO не происходит образования пор и горячих трещин, характерных для кипящих сталей.
Типовые области использования профиля из Ст3сп:
- колонны и ригели рамных каркасов одноэтажных производственных корпусов;
- балки перекрытий и рабочие площадки в цехах металлургического и машиностроительного производства;
- прогоны и стропильные фермы покрытий с пролетом до 24 м;
- элементы эстакад технологических трубопроводов и ленточных конвейеров;
- несущие конструкции антенно-мачтовых сооружений и опорных рам оборудования.
Расчетные сопротивления для проката из Ст3сп устанавливаются СП 16.13330 и составляют: по пределу текучести — 240 МПа, по временному сопротивлению — 360 МПа для фасонного проката толщиной до 20 мм. Сварные соединения выполняются электродами типа Э42А и Э46А, что обеспечивает равнопрочность шва основному металлу.
Особенности эксплуатации и антикоррозионная защита
Ст3сп не является коррозионно-стойкой сталью, поэтому для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе, требуется защита лакокрасочными материалами или металлизация с последующей окраской. В отапливаемых цехах с нормальной влажностью допускается эксплуатация без покрытия при условии обеспечения доступа для осмотра и обслуживания.
Рабочий диапазон температур для конструкций из двутавра Ст3сп ограничен: при статических нагрузках допускается применение до –40 C, при динамических и вибрационных нагрузках — до –30 C. Для регионов с более холодным климатом следует применять стали с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах, например 09Г2С или С345.
Вопросы и ответы
Чем двутавр Ст3сп отличается от Ст3пс?
Ст3сп — спокойная сталь, раскисленная алюминием и кремнием, с более однородной структурой и гарантированной ударной вязкостью при –20 C. Ст3пс — полуспокойная, с несколько меньшей стабильностью свойств по сечению и пониженной стойкостью к хладноломкости.
Какие виды сварки применимы для двутавров Ст3сп?
Допускаются все виды дуговой сварки: ручная электродами Э42А, Э46А, автоматическая под флюсом, полуавтоматическая в среде CO. Спокойная сталь не склонна к образованию пор и трещин в сварных швах.
До какой температуры можно эксплуатировать конструкции из Ст3сп?
При статических нагрузках — до –40 C, при динамических — до –30 C. Для более низких температур требуется применение низколегированных сталей с гарантированной ударной вязкостью.
Какие номера двутавров из Ст3сп наиболее распространены?
Наиболее востребованы профили 20Б1, 25Б1, 30Б1, 35Б1 и 40Б1 по ГОСТ 26020-83, а также классические номера 20, 25, 30 по ГОСТ 8239-89.
