Рубрика “Металлоконструкции”

Категория: Металлоконструкции

Дочерние категории:

Металлическая лестница с уголка 75 -Марка Л-3-stroyone.com

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 3.98м

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 3.98м запроектирована с уголка 75х75х5…

Читать далее...
Металлическая лестница с уголка 75 - by stroyone

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 3980мм

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 3980мм запроектирована с уголка 75х75х5…

Читать далее...
Металлическая лестница с уголка 75 высотой 1980мм - stroyone.com

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 1980мм

Металлическая лестница с уголка 75 высотой 1980мм запроектирована с уголка 75х75х5…

Читать далее...
Сортамент прокатной стали - stroyone.com

Сортамент прокатной стали

При проектировании стальных конструкций руководствуются сортаментом, согласно которому металлургические заводы прокатывают…

Читать далее...

Обзор развития

металлоконструкции

Металлоконструкции на пути своего развития прошли ряд этапов, которые определялись в основном достижениями металлургии (возможностями изготовления недорогого металла требуемого качества и придания ему рациональной формы), совершенствованием средств соединения, а также успехами теории сооружений в области изыскания рациональных форм конструкций и их элементов.

Первоначально металл (кричное железо) в строительных конструкциях применяли в сочетании с другими материалами, например, в виде затяжек каменных сводов, арок и т. п. Для этого небольшие куски кричного железа разогревали и отковывали в виде брусков и полос, а затем сваривали кузнечным способом в элементы нужной длины.

Начиная с XVIII до середины XIX вв., широкое распространение имели металлические конструкции из чугуна. Это объясняется тем, что в то время уже было хорошо освоено производство литого чугуна, а эффективные способы изготовления железа не были еще разработаны.

С конца первой половины XIX в. в металлоконструкциях начинают широко применять сварочное железо, изготовление которого пудлингованием достигло к этому времени уровня промышленного производства. Внедрение сварочного железа позволило перейти от брусков и полос к экономичному профильному металлу.

Однако подлинное развитие металлических конструкций началось только с конца XIX в., т. е. после появления новых эффективных способов получения литой стали (бессемеровского, мартеновского и томасовского). Литая горячекатаная сталь широко применяется и в современных конструкциях. С начала текущего столетия для металлических конструкций стали широко применять низколегированные стали повышенной прочности, а с 40-х годов — легкие алюминиевые сплавы.

Металлические конструкции вначале выполнялись в виде колонн и арок, работающих в основном на сжатие, а также балок, работающих на изгиб. Это вызывалось тем, что чугун хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Чугунные балки больших пролетов иногда усилились снизу железными полосами.

Последующей конструктивной формой стала чугунно-железная ферма, сжатые элементы которой выполнялись из чугуна, а растянутые из сварочного железа. Соединение таких элементов осуществлялось на болтах шарнирно. В дальнейшем (с конца первой половины XIX в.) элементы цельностальных конструкций стали соединять на заклепках, а позднее (XX в.) электро­сваркой, что придавало конструкциям большую жесткость.

В последнее время получают большее применение соединения на высокопрочных болтах, работающих на растяжение, и делаются попытки применения клеевых соединений. Со 2-й половины XIX в. в строительстве начали применять поперечные стальные конструкции каркасов промышленных зданий с шарнирным, а затем и с жестким присоединением ферм к колоннам, что увеличивало поперечную жесткость каркаса. Пространственные стальные конструкции куполов и складок осуществлялись главным образом сквозными.

Современный этап развития металлических конструкций характеризуется дальнейшим совершенствованием конструктивных форм за счет использования эффекта предварительного напряжения материала и перераспределения усилий в элементах, а также широким внедрением автоматической сварки.

В разработке основных вопросов теории сооружений, а также проектирования и изготовления металлоконструкций, обеспечивших их современный высокий уровень, ведущую роль занимали отечественные ученые и инженеры такие как:

  • Н. Г. Славянова (1854 — 1897) и Н. Н. Бенардоса (1842 — 1905) — изобретателей электрической дуговой сварки;
  • Е. О.-Патона (1870—1953) — автора метода автоматической сварки;
  • Ф. С. Ясинского (1856—1899) и В. Г. Шухова (1853 — 1939) — создателей оригинальных конструктивных форм перекрытий и разнообразных видов пространственных стальных конструкций;
  • С. В. Кербедза (1810 — 1899), Н. А. Белелюбского (1845 — 1922) и Л. Р. Проскурякова (1858 — 1926) — творцов ряда выдающихся стальных мостов. Развитие отечественной школы конструирования связано с деятельностью проф. Н. С. Стрелецкого.

Особенно большое развитие металлические конструкции получили в странах СНГ или бывших республиках СССР. В постсоветском пространстве были созданы

  • Первоклассные заводы стальных конструкций и освоены скоростные методы их изготовления и монтажа;
  • Возведены с применением металлических конструкций гигантские промышленные здания и сооружения;
  • Внедрены передовые нормы и технические условия проектирования стальных конструкций по расчетным предельным состояниям;
  • Осуществлен переход на сварку основного объема конструкций (до 80%);
  • Созданы и освоены новые марки советских сталей;
  • Осуществлена типизация и стандартизация конструкций, дающая упрощение и удешевление их изготовления и т. п.

Современные проблемы в области стальных конструкций решаются и в нынешнее время проектирования на основе принципов, сочетающих в едином комплексе требования наибольшей экономии материала, наименьшей трудоемкости изготовления конструкций и скоростного монтажа их.

Высокий уровень проектирования металлоконструкций в странах бывшего СССР позволил в короткие сроки разработать конструкции

  • Стальных каркасов высотных зданий
  • Оригинальные конструкции из низколегированной стали и Алюминиевых сплавов для павильона на выставке в Брюсселе
  • Вантовый переход через Волгу пролетом 874 м ;
  • Построить первые в мире цельносварные конструкции доменных печей и новые типы газгольдеров постоянного объема; разработать схему перекрытия стадионов системой в виде гиперболического параболоида и пр.

Основные свойства металлоконструкций

Стальные конструкции благодаря высоким механическим качествам стали, ее изотропности, большой сопротивляемости различным видам силовых воздействий и значительному модулю упругости весьма надежны в работе. Наличие этих свойств обеспечивает почти полное соответствие между фактической и предполагаемой в расчетах работой стальных конструкций и делает их способными воспринимать большие нагрузки.

Вследствие высокой прочности стали даже при большом ее объемном весе (7,85 т/м3) стальные конструкции по сравнению с конструкциями из других материалов получаются легкими, малогабаритными, удобными для перевозки и наиболее рациональными, особенно для большепролетных сооружений.

К достоинствам стальных конструкций также относятся их разборность, легкая заменяемость, относительная простота усиления, высокая степень индустриальности их изготовления, газо- и водонепроницаемость, возможность монтажа в любых природных условиях.

Основной недостаток стальных конструкций — подверженность коррозии (ржавлению), что требует специального ухода за ними (очистки, окраски) и повышает стоимость их эксплуатации. Для уменьшения возможности коррозии в стальных конструкциях не допускаются щели, пазухи, впадины и требуется устройство специальных отверстий для стока воды.

Стальные конструкции при высокой температуре меняют свои свойства и теряют несущую способность, хотя и не являются возгораемыми. Поэтому стальные конструкции, устанавливаемые в сооружения, где возможен их нагрев до температуры 150° и выше, должны быть защищены огнестойкими и малотеплопроводными материалами, например, керамическими блоками, кирпичной кладкой и пр.

Требования, предъявляемые к металлоконструкциям

Стальные конструкции должны обладать необходимой

  • Прочностью
  • Устойчивостью
  • Жесткостью
  • Выносливостью, а также отвечать своему эксплуатационному назначению.

Размеры, форма и компоновка конструкции должны выбираться из расчета минимального расхода стали и затрат труда и времени. При этом необходимо обеспечивать унификацию конструкций и применение типовых элементов.

Максимальная повторяемость одинаковых элементов в несколько раз снижает трудоемкость изготовления конструкций. В проектах следует учитывать также производственные возможности завода-изготовителя. Конструкция должна быть простой в сборке и удобной при монтаже, что также необходимо предусматривать в проекте.

Области применения металлоконструкций

При той универсальности, которая свойственна стали как конструкционному материалу, и большой потребности в ней во всех областях техники экономия стали в строительстве является весьма актуальной задачей.

Широкое внедрение в строительстве сборного железобетона остро ставит вопрос о рациональных областях применения стальных конструкций, а также о сокращении расхода стали на изготовление последних за счет использования прогрессивных проектных решений на основе достижений отечественной и зарубежной науки и техники.

В соответствии с техническими правилами по экономному расходованию металла, леса и цемента в строительстве применение металлоконструкций не допускается во всех случаях, где они могут быть эффективно заменены железобетонными, преимущественно сборными.

Стальные конструкции могут применяться при строительстве

  • Мостов и искусственных сооружений 
  • Большепролетных или высоких сооружений
  • Зданий мартеновских и доменных цехов;
  • В сооружениях, работающих под тяжелой, особенно динамической нагрузкой;
  • В сооружениях, расположенных на просадочных, а также на распученных вечномерзлых грунтах;
  • В различных сооружениях связи (особенно для радио и телевизионных передач);
  • В резервуарах, газгольдерах и трубах, работающих под большим давлением; в пролетных строениях мостов средних и больших пролетов и др.

Основными путями экономии металла в стальных конструкциях являются:

  • Более широкое применение стали повышенной прочности;
  • Применение наиболее экономичных и эффективных профилей проката;
  • Внедрение алюминиевых сплавов;
  • Изыскание рациональных конструкций, в том числе предварительно напряженных и комбинированных из разных материалов, а также разработка более совершенных и точных методов расчета конструкций.