Выбор стальной полосы сводится к трём параметрам: сечению (толщина × ширина), марке стали и точности прокатки. Для несущих и сварных конструкций обычно берут Ст3сп5 или 09Г2С в сечениях от 40×4 до 100×10 мм, для контура заземления — полосу толщиной не менее 4 мм, для деталей под закалку — сталь 45 или У8А. Вес считается по формуле «толщина × ширина × 7850 кг/м³», и этого достаточно, чтобы прикинуть тоннаж заказа с точностью до пары процентов.
Полоса, шина или лист: где проходит граница
Полосовой прокат относится к сортовому, а не к листовому, хотя внешне похож на узкую нарезанную полоску листа. Разница в технологии: стальная полоса прокатывается в калиброванных валках сразу в нужный профиль, поэтому у неё скруглённые кромки и другой характер допусков. Штрипс же получают продольным роспуском рулона — у него кромка резаная, острая, часто с заусенцем.
По ГОСТ 103-2006 горячекатаная полоса выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 11–200 мм. Всё, что шире 200 мм, — это уже широкополосный универсальный прокат по ГОСТ 82-70 либо полоса, нарезанная из листа. Слово «шина» в обиходе означает то же самое изделие, но в электротехническом применении: заземляющая шина, шина молниезащиты.
Сортамент и вес: конкретные цифры
Плотность углеродистой стали принимают равной 7850 кг/м³. Расчётная масса ниже — теоретическая; фактическая отличается на величину допуска по толщине и ширине, обычно в пределах ±3–5 %, поэтому при закупке крупных партий разница между «теорией» и весами на приёмке — нормальное явление.
| Сечение, мм | Площадь, мм² | Масса 1 м, кг | Масса прутка 6 м, кг | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| 20×4 | 80 | 0,63 | 3,77 | Хомуты, накладки, мелкие закладные |
| 30×4 | 120 | 0,94 | 5,65 | Обрамление, каркасы, решётки |
| 40×4 | 160 | 1,26 | 7,54 | Заземление внутри зданий, ворота, ограждения |
| 40×5 | 200 | 1,57 | 9,42 | Контур заземления в грунте |
| 50×5 | 250 | 1,96 | 11,78 | Закладные детали, опорные планки |
| 60×6 | 360 | 2,83 | 16,96 | Усиление узлов, кронштейны |
| 80×8 | 640 | 5,02 | 30,14 | Опорные плиты, тяжёлые сварные узлы |
| 100×10 | 1000 | 7,85 | 47,10 | Фланцевые накладки, металлоконструкции |
Мерная длина у большинства поставщиков — 6 м, но ГОСТ допускает и немерные прутки в диапазоне примерно 2–12 м. Немерная длина стоит дешевле за тонну, зато даёт больше обрези: если нужны заготовки строго по 1,5 м, экономия быстро съедается отходом.
Марка стали и точность прокатки
Ст3сп и Ст3пс (ГОСТ 380-2005) закрывают большинство строительных задач: хорошая свариваемость, низкая цена, гибка в холодном состоянии без трещин при радиусе от полутора толщин. Низколегированная 09Г2С по ГОСТ 19281 дороже процентов на 15–25, но сохраняет ударную вязкость при отрицательных температурах — её берут для конструкций, работающих на улице круглый год, и для динамических нагрузок. Стали 45, 40Х, У8А идут на детали, которые потом закаливают: ножи, планки, направляющие; варить их без предварительного подогрева не стоит из-за высокого углеродного эквивалента.
Точность прокатки маркируется буквами: А — повышенная, Б — обычная. Разница в допусках по толщине для сечения 40×4 составляет доли миллиметра, но она заметна, если полоса ложится в паз или собирается в пакет. Отдельно проверяют серповидность (изгиб в плоскости) и косину реза — по ГОСТ серповидность нормируется, обычно не более 0,3–0,5 % длины, точное значение зависит от размера и указано в стандарте.
Полоса для заземления и молниезащиты
Здесь размер диктует не расчёт прочности, а стойкость к коррозии и термическая стойкость к току КЗ. ПУЭ (табл. 1.7.4) задаёт минимальные сечения и толщины для чёрной стали отдельно для помещений, наружной установки и грунта — конкретные цифры нужно смотреть в действующей редакции. На практике чаще всего применяют 40×4 мм внутри зданий и 40×5 либо 50×5 мм для подземной части контура: запас по толщине компенсирует потерю металла за срок службы.
Оцинкованная полоса (горячее цинкование по ГОСТ 9.307-89, толщина покрытия ориентировочно 60–80 мкм для таких сечений) в грунте служит дольше чёрной в разы, но при сварке цинк в зоне шва выгорает — место соединения обязательно защищают битумной мастикой или цинконаполненным составом. Иногда встречается ошибка: полосу красят обычной эмалью по всей длине, включая подземную часть, что превращает заземлитель в изолированный проводник и убивает растекание тока.
Что делать, если нужного сечения нет в наличии
Ситуация типовая: в проекте 45×5, а на складе только 40×5 и 50×5. Порядок действий:
- Сравните площадь сечения. Для заземления и токоведущих элементов критична именно площадь и минимальная толщина — 50×5 (250 мм²) перекрывает 45×5 (225 мм²) и подходит без пересчёта.
- Для нагруженных элементов пересчитайте момент сопротивления, а не площадь. При изгибе «на ребро» он зависит от квадрата высоты сечения, поэтому замена 40×6 на 60×4 при равной площади даёт совсем другую жёсткость.
- Проверьте толщину отдельно. Уменьшать её нельзя ни в заземлении (коррозионный запас), ни в сварных узлах (провар и деформации).
- Рассмотрите роспуск листа нужной толщины на штрипс — это выручает при нестандартной ширине, но кромка будет резаной, а гибка вдоль такой кромки чаще даёт микротрещины.
- Не заменяйте полосу равнополочным уголком или квадратом «по весу»: у профилей другая работа на кручение и другой раскрой при сварке.
Если поставщик предлагает полосу без сертификата качества, для ответственных конструкций это неприемлемо: марку стали на глаз не определить, а искровая проба различает разве что углеродистую и нержавеющую. Для забора или каркаса верстака сертификат не нужен, для узлов, работающих на нагрузку, — обязателен.
