Анализ этих положений и накопительный опыт позволяют выделить пять основных служебных свойств, которыми в той или иной мере должна обладать строительная сталь: прочность, свариваемость, сопротивление хрупкому разрушению, сопротивление вязкому разрушению, технико-экономическая эффективность.

1.1.1. Прочность.

Эффективность повышения прочности стали в части сниже- ния массы конструкции может быть иллюстрирована примерами элементов тяжелого пролетного строения моста, каркаса про- мышленного здания, растянутых элементов конструкций (рис. 1.1) [2].

За основу для срав- нения принята наименее прочная углероди- стая сталь обыкновенного качества с пределом текучести 230 МПа и временным сопротивле- нием 380 МПа. Из графика следует, что осо- бенно интенсивное снижение массы конст- рукции наблюдается при относительном по- вышении прочности — до двух-, трехкратного уровня. При этом максимальное снижение массы достигается в сооружениях, в которых значительная часть несущей способности кон- струкции расходуется на поддержание собст- венного веса, например в элементах тяжелого пролетного строения; хорошие результаты дает использование высокопрочной стали в эле- ментах, испытывающих растяжение, несколь- ко худшее в конструкциях, включающих сжа- то-изогнутые элементы. Не удается получить снижения массы при повышении прочности стали в элементах с малой жесткостью и большой деформативностью, рассчитываемых по второй группе предельных со- стояний, а также в сжато-изогнутых элементах с большой гибкостью. Не достига- ется оно и в элементах сварных конструкций, испытывающих интенсивные пере- менные силовые воздействия с большим числом циклов нагружения и малой асимметрией циклов.
Из этого следует, что наиболее эффективными в части снижения массы (и стоимости) могут оказаться комбинированные конструкции, включающие элемен- ты из сталей разных уровней прочности, которые выбираются, исходя из условий нагружения и конструктивных особенностей элементов.
На основании приведенных представлений в государствах бывш. СССР для проката строительных сталей с учетом возможности упрочнения (при удовлетворе- нии требований к другим служебным свойствам) бьши выбраны семь основных унифицированных уровней прочности, которым соответствует предел текучести не менее 225, 285, 325, 390, 440, 590 и 735 МПа и временное сопротивление разрыву не менее 375, 430, 450, 510, 590, 685 и 830 МПа соответственно.

1.1.2. Свариваемость. Традиционный способ повышения прочности стали со- стоит в увеличении содержания углерода и легирующих элементов. Установлено, однако, что при этом возрастает опасность появления в околошовной зоне зака- лочных микроструктур, хрупких холодных трещин и трещин задержанного хруп- кого разрушения. Действие углерода в этом отношении особенно отрицательно.
Влияние легирующих элементов и примеси выражают количественно сравнением с влиянием углерода