Применение стали в строительстве

 

1. Применение стали в строительстве

В строительстве сталь используют для изготовления конструкций, армирования  железобетонных конструкций, устройства кровли, подмостей, ограждений, форм железобетонных изделий и т.д. Правильный выбор  марки стали обеспечивает экономный  расход стали и успешную работу конструкции.

Для изготовления несущих (расчетных) сварных и клепаных конструкций  рекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую --марок ВМСтЗпс (сп, кп), низколегированную--марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД; природно-легированную -- марок 15ХСНД, 10ХСНД; кислородно-конвертерную -- марок ВКСтЗсп (пс, кп).

Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для конструкций, не имеющих сварных соединений, и для сварных конструкций, воспринимающих лишь статические нагрузки.

Сталь для конструкций, работающих на динамические и вибрационные нагрузки и предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур, должна дополнительно проверяться на ударную  вязкость при отрицательных температурах.

К стали для мостовых конструкций  предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713--75) по однородности и мелкозернистости, отсутствию внешних дефектов, прочностным и деформационным свойствам.

Для армирования железобетонных конструкций  сталь применяют в виде стержней, проволоки, сварных сеток, каркасов. Арматурная сталь может быть горячекатаная (стержневая) и холоднотянутая (проволочная). По форме сталь чаще всего бывает круглая, а для улучшения сцепления -- периодического профиля. В отдельных случаях для повышения механических свойств сталь обрабатывают наклепом и применяют термическую обработку.

Стержневую арматуру в зависимости  от механических свойств делят на классы: A-I, A-1I, А-Ш, A-IV и др. (см. табл. 6.10). При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали добавляют  индекс «т.» (например, Ат-Ш), упрочненную вытяжкой -- «в» (например, А-Шв).

Арматурная проволока может  быть холоднотянутой класса B-I (низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и  класса В-П (углеродистой) для напрягаемой  арматуры. Для обычного армирования  преимущественно применяют арматурную сталь классов А-Ш (марок 25Г2С, 35ГС и др.), А-Н (марок Ст5) и обыкновенную арматурную проволоку, а при особом обосновании также A-I (марки СтЗ) и А-Пв. Для предварительно напряженного армирования используют высокопрочную проволоку, арматурные пряди и арматуру класса A-IV (марок 30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и другие низколегированные стали), а также упрочненную вытяжкой сталь класса А-Шв (марок 35ГС, 25Г2С).

Сортамент прокатного металла и  металлоизделий в строительстве  разнообразен: сортовая сталь, прокатная  сталь листовая, уголки, швеллеры, двутавры, трубы и другие служат основой для изготовления металлических конструкций (балки, колонны, фермы и т.д.). На сортаменты имеются ГОСТы наиболее рациональных типов профилей и частоты их градаций.

Сортовая сталь: круглая (диаметром 10...210 мм) применяется для изготовления арматуры, скоб, болтов; квадратная (сторона  квадрата 10...100 мм); полосовая (шириной 12...20 мм)--для изготовления связей, хомутов, бугелей.

Сталь листовая включает листы толщиной от 4... ...160 мм, шириной 600...3800 мм; тонколистовая  кровельная-- черная и оцинкованная толщиной до 4 мм; широкополочная толщиной 6...60 мм, шириной 200...1500 мм, длиной 5... 12 м.

Уголковые профили (равнополочные  и неравнополочные) выпускают площадью сечения 1,0...140 см2.

Швеллеры характеризуются сечением швеллеров и определяются его  номером, который соответствует  высоте стенки швеллера в сантиметрах.

Двутавры -- основной балочный профиль -- разнообразны по типам; обозначаются номером, соответствующим их высоте в сантиметрах.

Трубы круглые имеют диаметр 8... 1620 мм. Трубы могут быть квадратного  и прямоугольного сечения.

В строительстве также широко применяют  специальные профили и металлические  материалы: стальные канаты и проволоку, профилированные-настилы и т.д.

Стальная арматура для  железобетона

Под арматурой железобетона понимают стальные элементы или целые каркасы, которые размещены в массе  бетона. Арматуру располагают главным  образом в тех местах конструкции, которые подвергаются растягивающим  усилиям (при изгибе, растяжении, внецентренном сжатии). Арматура является важнейшей составной частью железобетона; она должна надежно работать совместно с бетоном на всех стадиях службы изделия. С целью более рационального использования в качестве арматуры для железобетона применяют высокопрочные низколегированные стали или арматурную сталь подвергают механическому упрочнению или термической обработке.

Механическое упрочнение стали  осуществляют путем волочения, скручивания. При волочении стержень проходит через коническое отверстие и  обжимается. Вытяжку арматуры производят усилиями, превышающими предел текучести  стали, при этом арматура несколько  вытягивается. Способ упрочнения арматуры путем скручивания ее в холодном состоянии вокруг продольной оси  оказывается лучшим как в техническом, так и в экономическом отношении по сравнению с другими способами упрочнения арматуры. Механическое упрочнение изменяет структуру металла и способствует повышению предела текучести стали. Предел текучести стали после упрочнения повышается почти на 30%, на столько же можно увеличить напряжение в арматуре железобетона или сэкономить металл, применив стержни меньшего сечения.

Методом термической обработки: закалкой токами высокой частоты, изотермической закалкой, закалкой после нагрева  электротоком и последующим отпуском и закалкой после нагрева в  печи с отпуском -- также повышают качество арматурной стали. В результате прочность увеличивается от 30 % для стали 35ХГ2С до 60... 100% для стали Ст5, 25Г2С и 35ГС, а предел текучести -- соответственно от 65 до 130... 150%. Улучшение механических свойств термически обработанной стали дает экономию арматуры в железобетоне до 35...40%.

Арматурную сталь ( 9.4) классифицируют по способу изготовления, профилю стержней и применению. По способу изготовления арматурная сталь бывает стержневой и холоднокатаной проволочной и предназначена для армирования обычных ненапряженных конструкций и напрягаемой арматуры для Напряженных конструкций. В зависимости от профиля стержней арматуру делят на гладкую и периодического профиля.

Стержневая арматура бывает горячекатаной, термически упрочненной и упрочненной  вытяжкой -- подвергнутой после прокатки упрочнению вытяжкой в холодном состоянии. В зависимости от механических свойств стержневую арматуру делят на классы

Сталь с повышенной стойкостью против коррозии под напряжением A-IVK, A-VIK- Для  каждого класса стержневой арматуры установлены определенные диаметры стержней. Стержни арматурной стали  класса A-I выпускают гладкие, а остальных  классов -- периодического профиля.

Проволочную арматуру делят на арматурную проволоку и арматурные проволочные  изделия. Арматурную проволоку различают  двух классов; холоднотянутую класса B-I (низкоуглеродистую), предназначенную  для ненапрягаемой арматуры, и  класса В-П (углеродистую), предназначенную  для напрягаемой арматуры (высокопрочная  арматурная проволока), а также Вр-I и Вр-П (буква «р» обозначает наличие периодического профиля).

Арматурные проволочные изделия  бывают:

а) нераскручивающиеся стальные арматурные пряди класса П (3, 7 и 19-проволочные), предназначенные для напрягаемой арматуры; количество проволок в прядях обозначается соответствующей цифрой, например П-7 (7-проволочная арматурная прядь);

б) стальные арматурные канаты двух- и  многопрядные класса К ,предназначенные для напрягаемой арматуры; для обозначения типа арматурного каната к индексу К добавляют две цифры:

первая из них соответствует  количеству прядей, а вторая -- количеству проволок в прядях, например К219 -- двухпрядный арматурный канат, каждая прядь которого состоит из 19 проволок;

в) сварные арматурные сетки для  ненапрягаемой арматуры;

г) тканые или сварные проволочные  сетки для армированияармоцементных конструкций.

Проволочную арматуру выпускают диаметром 3...8 мм с пределом прочности от 1400 МПа (для диаметра 8 мм) до 1900 МПа (для  диаметра 3 мм), с пределом текучести  соответственно 1120, 1520 МПа.

В настоящее время при изготовлении железобетонных конструкций в качестве ненапрягаемой арматуры предпочтение отдают стержневой арматурной стали  классов А-Ш и A-IVc, a также арматурной проволоке Вр-1.

К эффективным видам напрягаемой  арматуры относят стержневую арматурную сталь классов A-V, A-VI, Ат-V И AT-VI, высокопрочную проволоку и получаемые из нее канаты.

Закладные детали предназначены для  соединения посредством сварки отдельных  изделий между собой при возведении сборных железобетонных конструкций. Они представляют собой стальную пластину из стали СтЗ с приваренными к ней внахлестку анкерами, изготовленными из стали Ст5 периодического профиля. Пластины располагаются на поверхности железобетонного изделия, а анкеры -- в теле бетона. В ряде случаев для обеспечения более прочной связи анкеры соединяются с арматурой изделия.

Применяют несколько типов закладных  деталей, причем для каждого установлена  несущая способность. Монтажные  петли закладываемые в бетон, изготавливают из гладкой круглой стали класса A-I. Диаметр стержня определяют расчетом петли на разрыв и выдергивание из бетона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Фундаменты [2]

По роду материала фундаменты могут  быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными.

Бутовые фундаменты представляют собой кладку из бутового камня на сложном или цементном растворе.

Бутобетонные фундаменты обычно выполняют в опалубке из бетона с включением в его толщу в целях экономии кусков бутового камня.

Бутовые и бутобетонные фундаменты неиндустриальные, трудоемки и применяются  в районах, где бутовый камень является местным материалом.

Бетонные и железобетонные фундаменты по способу изготовления разделяются на монолитные (изготовляемые на месте строительства здания) и сборные из элементов заводского изготовления. Последние в настоящее время имеют наибольшее распространение.

По характеру работы под действием  нагрузки фундаменты различают жесткие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не возникают деформации изгиба, и гибкие, работающие в основном на изгиб. По этому признаку бутовые, бутобетонные и бетонные фундаменты относятся к жестким. Для гибких фундаментов применяют железобетон.

 

Рис. 1. Конструктивные схемы фундаментов а - ленточный под стены; б - то же под колонны; в- столбчатый под колонну; г - то же под стену; д - сплошной безбалочный; е -сплошной балочный; ж - свайный: 1 - ленточный фундамент; 2 -стена; 3 - колонна; 4 -столбчатый фундамент под колонну; 5 - то же под стену; б-фундаментная балка; 7 - железобетонная фундаментная плита; 8 - ростверк; 9 -свая

По конструктивной схеме фундаменты делятся на: ленточные, располагаемые по всей длине стен (рис. 1, а), или в виде сплошной ленты под рядами колонн (рис: 1,6); столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а иногда и под стены (рис. 1, в, г); сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью (рис. 1, д, е); свайные, состоящие из отдельных свай (стержней, погруженных в грунт), объединенных поверху плитой, называемой ростверком (рис. 1, ж).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Виды вентиляционных  систем [3]

     Вентиляция в общем понимании — это применение специальных устройств и использование методов, с помощью которых осуществляется обмен воздухом между внешней средой и помещением. Это — чрезвычайно важный элемент нашей повседневной жизни, ведь необходимость дышать чистым воздухом есть всегда. Все строения изначально проектируются с системой вентиляции, которая состоит из круглых или прямоугольных воздуховодов.

Круглые воздуховоды

Воздуховоды изготавливаются из оцинкованной стали в соответствии с требованиями ТУ 4863-001-75263987-2005 и СНиП 2.04.05.-91 вып. 1998 г. на оборудовании фирмы«Spiro International Group» (Швейцария) без нарушения цинкового покрытия на фальцевом соединении.

Герметичность всех деталей — класс  «П» (плотные). Соединение воздуховодов — ниппельное с использованием силиконового герметика и с фиксацией саморезами или заклепками. Благодаря высокому качеству фальцевых соединений, конструкции фасонных частей и герметичности ниппельного соединения уменьшаются утечки воздуха и потери давления в сети, улучшаются шумовые характеристики.

Прямоугольные воздуховоды

Воздуховоды изготовлены из оцинкованной стали в соответствии с требованиями ТУ 4863-001-75263987-2005 и СНиП 2.04.05-91 вып. 1998 г. на оборудовании фирм «Twin Seam» (Дания), RAS (Германия), «Firmac» (UK) без нарушения цинкового покрытия на фальцевом соединении.

Герметичность всех воздуховодов —  класс «П» (плотные). Соединение - фланцевое, на шине с герметизирующей прокладкой. Для больших размеров предусмотрена дополнительная жесткость.

Обращаем  Ваше внимание, что использование  прямоугольных воздуховодов периметром до 1600 мм значительно повышает стоимость  монтажных работ. Практически всегда возможна их замена на круглые, что гораздо экономичнее. Все воздуховоды с соотношениями сторон более чем 1:3 имеют дополнительную жесткость. Фасонные части имеют меньшую площадь относительно выпускаемых аналогов, что удешевляет стоимость воздуховодов в целом. В этом разделе приведены стандартные детали. Благодаря их разнообразию, Вы сможете подобрать из них почти весь комплект воздуховодов, необходимых по проекту в течение минимального времени. Они обеспечивают движение воздуха по вентиляционной системе. Воздуховоды вентиляции бывают как обычными, так и гибкими, — это зависит от пожеланий заказчика и особенностей здания.