Предел текучести и временное сопротивление
С345 — класс строительного проката. Для него нельзя объявлять временное сопротивление равным 345 МПа: число класса связано с пределом текучести, а временное сопротивление Rm характеризует максимальное условное напряжение в испытании на растяжение. Эти величины описывают разные точки диаграммы. При отсутствии физического предела текучести стандарт допускает определять условный показатель по установленному правилу.
ГОСТ 27772-2021, таблица 4 задаёт следующие нижние нормы для листового и широкополосного универсального проката и заготовок для гнутых профилей. Карточка Росстандарта содержит сведения об этом стандарте и поправках. Не следует переносить число из одной строки на все толщины.
| Толщина продукции, мм | Предел текучести, не менее, МПа | Rm, не менее, МПа |
|---|---|---|
| 2,0–10,0 включительно | 345 | 490 |
| Свыше 10,0 до 20,0 включительно | 325 | 470 |
| Свыше 20,0 до 40,0 включительно | 305 | 460 |
| Свыше 40,0 до 60,0 включительно | 285 | 450 |
| Свыше 60,0 до 80,0 включительно | 275 | 440 |
| Свыше 80,0 до 160,0 включительно | 265 | 430 |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Первая строка объединяет два соседних диапазона с одинаковыми указанными прочностными нормами; остальные свойства по ней не объединяются. Для сортового и фасонного проката используют таблицу 5. Например, при размере сечения 4,0–10,0 мм она требует Rm не менее 480 МПа, тогда как для листа указанной толщины таблица 4 даёт 490 МПа.
Физические свойства остаются отдельными
Для прокатной стали в СП 16.13330.2017, таблице Б.1 приведены E = 206 000 Н/мм² = 206 ГПа и плотность 7850 кг/м³. Из повышения класса до С345 не следует пропорциональное увеличение E. При прежней геометрии линейный упругий прогиб не уменьшается пропорционально пределу текучести. Если конструктор уменьшает сечение ради массы, жёсткость нужно пересчитать заново.
Плотность служит исходным данным для собственной массы и соответствующей нагрузки. Она не сообщает сопротивление разрушению. Фактические свойства зависят от подтверждённой продукции и условий испытания; приведённые физические числа предназначены для указанной расчётной модели, а не для произвольных высокотемпературных условий.
Условный пример двух отношений
Пусть элемент из листовой продукции С345 толщиной 16 мм имеет площадь 1600 мм² и растягивается центральной силой 240 000 Н. Исключаем отверстия, изгиб и концентрации напряжений. Среднее напряжение F/A составляет 150 МПа. Выбранная строка даёт минимальные показатели 325 МПа для текучести и 470 МПа для временного сопротивления.
Отношения напряжения к этим нормам равны 150/325 = 0,461538 и 150/470 = 0,319149. Это две разные численные характеристики сравнения, а не две взаимозаменяемые проверки. Нельзя использовать большее Rm вместо предела текучести только для получения меньшего отношения. Если аналогичная продукция имеет толщину 30 мм, выбирается другая строка: 305 и 460 МПа; при том же условном напряжении отношения составят 0,491803 и 0,326087.
Что ещё требуется для решения
Пример не доказывает допустимость элемента. Для реальной конструкции необходимы расчётные сопротивления, коэффициенты, сочетания нагрузок, устойчивость, соединения, категория ударной вязкости и температура эксплуатации. Дополнительные требования к состоянию поставки фиксируют в заказе и проверяют в документе о качестве. При сравнении сертификатов различайте нормативный минимум и фактический результат: запас конкретного испытательного образца не разрешает самостоятельно повышать проектные значения.