Металлоконструкции

Практически во всех отраслях народного хозяйства находят широкое применение различного рода и назначения конструкции. Они отличаются друг от друга размерами, конфигурацией, принципами действия, способом изготовления.

В современной практике строительства металлоконструкции (металлические конструкции) — стальные и алюминиевые — находят широкое применение. Это объясняется тем, что металл обладает высокой несущей способностью, обеспечивающей восприятие значительных нагрузок при сравнительно небольшой собственной массе, надежностью работы при различных видах напряженного состояния и агрессивных эксплуатационных средах, значительной универсальностью с точки зрения создания различных конструктивных форм плоских и пространственных систем, высокой индустриальностью изготовления изделий.

Металлические конструкции изготавливаются при помощи различных технологических процессов, в зависимости от этого они могут быть литыми, коваными, точеными, клееными, штампованными, сварными, а также комбинированными— клеесварными, штампосварными и т.д. К сварным относятся такие конструкции, неразъемные соединения которых выполняются при помощи сварки.

Одним из важных факторов, определяющих эффективность металлических конструкций, является решение соединений. Совершенствование электросварки, применяемой в 95 % металлических конструкций, идет по пути внедрения современных автоматических линий, снижающих трудоемкость изготовления и обеспечивающих высокую надежность соединений. Для прогрессивных решений болтовых соединений характерно преимущественное применение высокопрочных болтов из легированных сталей.

Новые формы соединений — пайка и склеивание, основаны на физико-химических процессах неразъемного соединения элементов. Эти соединения не получили пока широкого распростраения, но представляются очень перспективными (особенно склеивание) ввиду быстроты производства работ и сравнительно низкой их стоимости.

Металлоконструкции должны отвечать следующим основным требованиям:

• удовлетворение конструктивной формы технологии производства функциональным эстетическим и эксплуатационным требованиям здания или сооружения;
• обеспечение необходимой несущей способности — прочности, устойчивости и жесткости при минимальной массе конструкций;
• достижение наименьшей трудоемкости изготовления и монтажа;
• сокращение сроков возведения и достижение минимальной стоимости каркаса здания или сооружения.

По виду металлоконструкции можно разделить на стержневые и сплошные системы (рис. 1).

Наибольшее применение в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях находят стержневые системы с жесткими элементами, хорошо работающими на растяжение, сжатие и изгиб. Более половины всей стали, применяемой в строительстве, используется в одноэтажных промышленных зданиях, состоящих из одно-или многопролетных плоских поперечных рам, образованных колоннами и стропильными фермами с пролетами более 18 м для отапливаемых зданий и с пролетами более 30 м для неотапливаемых; здания высотой до оси нижнего пояса конструкции покрытия более 14,4 м; здания с кранами тяжелого режима работы и с кран-балками грузоподъемностью не менее 3,2 т, а также с развитой сетью подвесного конвейерного транспорта; здания, строящиеся в районах с расчетной сейсмичностью 8—9 баллов или испытывающих большие динамические нагрузки от технологического оборудования; в зданиях, возводимых в труднодоступных районах нашей страны.

Cтержневые металлоконструкции экономически выгодно применять в большепролетных зальных покрытиях (с пролетами более 40 м) преимущественно для зданий общественного назначения (спортивные залы, крытые рынки, выставочные павильоны, залы театров и т.д.); а также для специальных зданий промышленного назначения (самолетостроительные ангары и эллинги, машиностроительные и металлургические заводы, главные корпуса ТЭС, ГЭС и др.).

Металлические каркасы рекомендуется применять в высотных гражданских зданиях с числом этажей не менее 20, а также в промышленных зданиях с нормативными длительно действующими нагрузками не менее 10 кН/м , а также в зданиях с сетками колонн не менее 6X12 и 9X9 м. К специальным сооружениям, выполняемым в металлических конструкциях, относятся электро-и радиовышки, телевизионные и водонапорные башни и пр.; а также пролетные строения железнодорожных и автодорожных мостов.

Наиболее распространенными сплошными системами являются газгольдеры, резервуары и бункера, применяемые для хранения газообразных, жидких и сыпучих тел, а также специальные металлоконструкции комплекса доменных печей и химических заводов, дымовых труб и трубопроводов нефти и газа. Новейшее направление применения сплошных листовых конструкций (мембран) — перекрытие больших пролетов (более 100 м) крытых стадионов и универсальных залов, а также площадей реконструируемых промышленных предприятий.

Алюминиевые металлоконструкции могут применяться практически во всех областях строительства наравне со стальными конструкциями в виде несущих сварных конструкций — ферм, колонн, прогонов покрытий, пространственных решетчатых покрытий, висячих конструкций, сборно-разборных каркасов зданий и т. д. Однако ввиду их высокой стоимости (в 8—15 раз дороже стали), меньшей, чем у стали, жесткости и низкой огнестойкости их применение в современном строительстве ограничено (рис. 2). Их преимущественно используют в ограждающих конструкциях — оконных и дверных заполнениях, подвесных потолках, перегородках, витражах, кровельных и стеновых панелях.

Рис. 1.1. Классификация сварных конструкций

Рис. 2. Классификация и область применения алюминиевых конструкций

Металл — один из самых старых и распространенных искусственных строительных материалов. Уже в V в. до н. э. были известны простейшие сооружения из железа. Однако применение металла в строительных конструкциях началось сравнительно недавно — после получения в 1784 г. Г. Кортом (Англия) малоуглеродистого пудлингового железа, положившего начало промышленному производству стали.

После победы Великой Октябрьской социалистической революции в стране создана мощная металлургическая промышленность, обеспечившая возможность широко применять стальные металлоконструкции в промышленном строительстве.

Бурное развитие сварные металлконструкции получили уже в 30-е годы. Наряду с возрастающими объемами строительства были разработаны типовые балки и фермы с унифицированным трехметровым модулем, который способствовал созданию индустриального изготовления конструкций на базе максимального использования передовой технологии.

В послевоенный период металлические конструкции применялись главным образом при возведении резервуаров, газгольдеров, доменных печей, мачт линий электропередач, радиомачт, телевизионных башен, конструкций телескопов и тому подобных сооружений, в которых применение других материалов было практически невозможно или экономически нецелесообразно.

В течение 50—60-х гг. мировая практика накопила огромный опыт в развитии современных металлических конструкций. Были разработаны металлоконструкции массового применения в виде традиционных балок, ферм и колонн для одноэтажных и многоэтажных промышленных и гражданских зданий, а также новые типы эффективных конструкций — предварительно напряженные фермы и балки, перекрестно-стержневые конструкции, байтовые и мембранные конструкции, сетчатые купола, своды и др.

Остались вопросы? Вы можете получить информацию по интересующим вопросам, связавшись с менеджерами нашей компании по телефону +7 951 895 82 77, по электронной почте info@inmet16.ruили отправив сообщение через форму обратной связи.