В книге приведены современные направления развития производства строительных сталей для сварных металлических конструкций, марки и характеристики углеродистых и низколегированных сталей. Особое внимание уделено новым термически упрочненным сталям высокой прочности, выпускаемых как в Советском Союзе, так и за рубежом, их сварке, сварочным материалам, технологии обработки, расчету и проектированию металлических конструкций из сталей высокой прочности. Отдельная глава посвящена вопросу выбора и экономики применения в конструкциях сталей повышенной и высокой прочности.

Приведены примеры использования сталей высокой прочности в Советском Союзе и за рубежом. Некоторые примеры относятся к металлическим конструкциям горной промышленности, в частности угольной. Изложенные в книге сведения и рекомендации основаны на новой редакции строительных норм и правил на металлические конструкции (II-B. 3—72).

Книга предназначена для инженерно-технических работников строительной, горной и машиностроительной промышленности, проектных организаций, заводов металлоконструкций, монтажных организаций, а также может быть использована студентами и аспирантами строительных, горных и машиностроительных вузов. Автор книги Михаил Михайлович Жербин — лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор, руководит кафедрой металлических и деревянных конструкций Киевского инженерно-строительного института. М.М. Жербин один из первых исследовал и применил высокопрочные стали в металлических конструкциях горной промышленности.

Введение

Глава I. Стали для металлических конструкций, поставляемые в горячекатаном состоянии
§ 1. Современные направления в развитии производства сталей для сварных металлических конструкций
§ 2. Углеродистые стали обыкновенного качества (обычной прочности)
§ 3. Низколегированные стали (повышенной прочности)

20 Глава II. Высокопрочные строительные стали для металлических конструкций, поставляемые в термически обработанном состоянии
§ 4. Термическое упрочнение — способ повышения прочности строительных сталей
§ 5. Термическое упрочнение углеродистой стали СтЗ
§ 6. Термически упрочненные рядовые низколегированные стали с пределом текучести до 50 кг/мм³
§ 7. Низколегированные стали с нитридным упрочнением
§ 8. Специально легированные термически упрочненные стали высокой прочности с пределом текучести 60 кг/мм² и выше (с бейнитной или мартенситной структурой)
§ 9. Термически упрочненные стали высокой прочности, применяемые за рубежом
§ 10. Особенности сварки высокопрочных сталей и сварочные материалы

Глава III. Некоторые особенности проектирования металлических конструкций из высокопрочных сталей
§ 11. Общие положения
§ 12. Расчетные сопротивления
§ 13. Основные положения проектирования элементов конструкций из высокопрочных сталей
§ 14. Влияние переменной нагрузки на сварные конструкции из сталей высокой прочности
§ 15. Соединения элементов металлоконструкций из высокопрочных сталей

Глава IV. Некоторые вопросы выбора и экономики применения сталей повышенной и высокой прочности для металлических конструкций
§ 16. Экономия металла при замене сталей на более прочные
§ 17. Стоимость строительных сталей
§ 18. Влияние применения высокопрочных сталей на трудоемкость и стоимость изготовления
§ 19. Стоимость конструкций из высокопрочных сталей
§ 20. Общие рекомендации по выбору классов и марок сталей для металлических конструкций и областей их рационального применения

Глава V. Примеры применения сталей высокой прочности в строительных металлических конструкциях
§ 21. Башенные конструкции
§ 22. Применение высокопрочных сталей в мостах
§ 23. Применение высокопрочных сталей в каркасах гражданских зданий
§ 24. Применение высокопрочных сталей в листовых конструкциях
§ 25. Примеры применения высокопрочных сталей за рубежом

Глава VI. Примеры применения сталей высокой прочности в строительных и технологических металлических конструкциях горной промышленности    
§ 26. Применение высокопрочных сталей в металлических крепях угольных шахт
§ 27. Стальные цилиндрические бункеры-питатели угольных гидрошахт
§ 28. Эффективность применения высокопрочных сталей и новые системы металлических копров для угольных и рудных шахт
§ 29. Общие направления использования сталей высокой прочности в оборудовании для угольных и рудных карьеров

Введение

Строительные стали различных марок широко применяются з металлических конструкциях промышленных сооружений, мостов, башен и мачт, в каркасах высотных гражданских и общественных зданий, в целом ряде специальных сооружений, а также в несущих сварных металлических каркасах тяжелого оборудования металлургической, горной и других отраслей промышленности. В связи с общей тенденцией к более широкому использованию в строительстве сварных стальных конструкций потребление строительных сталей неуклонно растет. Поэтому изыскание путей коренного снижения затрат сталей в металлических конструкциях является весьма важным и представляет большую народнохозяйственную задачу.

Одним из наиболее эффективных методов экономии металла является правильный выбор марок и видов сталей, наилучшим образом соответствующих типам конструкций и условиям их эксплуатации. При этом имеется в виду широкое применение более качественного металла, в первую очередь сталей повышенной и высокой прочности.

Изучение существующих металлических конструкций показывает, что в ряде отраслей промышленности вопросам правильного подбора марок сталей, особенно применению строительных сталей повышенной и высокой прочности, уделяется еще мало внимания. Наиболее часто для таких конструкций применяют углеродистую сталь обычного качества марки СтЗ. Низколегированные стали повышенной прочности используются пока еще недостаточно, а новые термически упрочненные стали высокой прочности находятся в стадии опытного и экспериментального внедрения.

Вместе с тем отечественный и зарубежный опыт применения высокопрочных сталей в различного вида сооружениях и конструкциях, большое количество исследовательских, экспериментальных и опытно-конструкторских работ свидетельствуют о том, что применение сталей высокой прочности в сочетании с обычными низколегированными и углеродистыми сталями в ряде конструкций дает возможность сократить затраты металла почти вдвое, снизив при этом и их стоимость, а освоение отечественной металлургической промышленностью ряда новых марок высокопрочных сталей создает реальные условия для их практического использования.

Применение высокопрочных сталей требует особого подхода при конструировании и зачастую может привести к изменению систем проектируемых сооружений. В ряде случаев применение сталей высокой прочности может оказаться даже нерациональным.

Разнообразные требования к сталям для металлических конструкций и большое количество различных марок создают трудности для правильного выбора марки стали, более всего соответствующей именно данной конструкции. Речь идет, в частности, о сталях высокой прочности, опыт применения которых в сварных строительных металлических конструкциях описан в литературе недостаточно.

В связи с этим автор надеется, что предлагаемая им книга в какой-то мере восполнит этот пробел. К сожалению, малый объем книги не дал возможности в достаточной мере осветить вопросы работы сталей под нагрузкой, расчета конструкций, а также изложение материалов в области экономики и примеров сооружений из сталей высокой прочности.

Глава IV написана М. М. Жербиным совместно с канд. техн. наук Д.В. Ладыженским, глава V — совместно с канд. техн. наук А. А. Ниловым, а раздел «Стальные призматические копры каркасной системы» главы VI совместно с инженером В. Чекурдой.

Автор выражает благодарность доктору технических наук, профессору Я.М. Лихтарникову и кандидату технических наук П.Г. Бугаец за ценные указания по содержанию рукописи книги, а также организациям и всем лицам, оказавшим содействие в сборе необходимых материалов.