Три характеристики, которые решают разные задачи
Для строительного проката С245 модуль упругости E описывает упругую деформацию, плотность ρ связывает объём с массой, а предел текучести характеризует начало пластического поведения при испытании. Число 245 в обозначении класса нельзя считать ни модулем, ни плотностью. И даже предел текучести следует выбирать по виду и размеру продукции в указанной редакции стандарта.
ГОСТ 27772-2021 разделяет листовой и широкополосный прокат с заготовками для гнутых профилей в таблице 4, а сортовой и фасонный — в таблице 5. Это существенное условие: для одной толщины нормы С245 могут различаться. Нельзя переносить таблицу старого ГОСТ 27772-88 в материал о редакции 2021 года без явного разграничения.
Значения и область их применения
| Показатель | Значение | Условие |
|---|---|---|
| E | 206 000 Н/мм² = 206 ГПа | Прокатная сталь, СП 16.13330.2017, таблица Б.1 |
| ρ | 7850 кг/м³ | Прокат, та же таблица СП |
| Предел текучести, минимум | 245 Н/мм² | С245, таблица 4 ГОСТ 27772-2021: 2,0–4,0 мм |
| Предел текучести, минимум | 235 Н/мм² | С245, таблица 4: свыше 4,0 до 40,0 мм включительно |
| Предел текучести, минимум | 245 Н/мм² | С245, таблица 5: 4,0–20,0 мм |
| Предел текучести, минимум | 235 Н/мм² | С245, таблица 5: свыше 20,0 до 40,0 мм включительно |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Физические характеристики приведены в СП 16.13330.2017 с изменениями № 1–6, приложении Б. Это значения для расчётной модели строительных конструкций, а не результаты измерения конкретной плавки С245. При исследовании материала измеренный модуль зависит от условий и метода испытания; для иной температуры и другой области применения требуется соответствующая нормативная основа.
Один Н/мм² равен одному МПа. Предел текучести в таблице задан как нижняя норма, а не точное значение каждого образца. Расчётное сопротивление конструкции и нормативный предел текучести также различаются: при расчёте учитываются правила применяемого СП и коэффициенты. Самостоятельно назначать допускаемое напряжение равным числу из марки нельзя.
Условный пример упругого растяжения
Рассмотрим однородную полосу сечением 50 × 10 мм, длиной 1000 мм, растянутую центральной силой 20 000 Н. Принимаем линейную упругость и E = 206 000 Н/мм², исключаем отверстия и концентрации напряжений. Площадь равна 500 мм², напряжение F/A = 40 МПа. Удлинение ΔL = FL/(EA) составляет 0,194175 мм. При плотности 7850 кг/м³ масса участка равна 3,925 кг.
Если полоса является листовой продукцией толщиной 10 мм по ГОСТ 27772-2021, для сравнения с минимальным пределом текучести выбирают 235 МПа из таблицы 4. Для соответствующей сортовой продукции размером 10 мм таблица 5 даёт 245 МПа. Разница не меняет принятые здесь E и ρ. Она показывает, почему документация о виде поставки необходима ещё до расчёта.
Границы простой модели
Пример проверяет единицы и упругую формулу; он не является полным расчётом строительного элемента. В конструкции проверяют соединения, местное ослабление, устойчивость, нагрузки и условия работы. Для сжатия потеря устойчивости может наступить раньше достижения предела текучести. Для растяжения отверстия и эксцентриситет меняют картину напряжений.
Перед подстановкой данных запишите редакцию ГОСТ, вид проката, толщину или размер сечения, состояние поставки и категорию. Затем отдельно выберите физические характеристики для модели и прочностные нормы для проверки. Сертификат помогает подтвердить поставленный материал, но более высокий фактический результат испытания не даёт автоматического права увеличивать расчётную несущую способность.