МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВЫ РАСЧЕТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Металлическими называются конструкции, изготовленные из прокатного или прессованного металла. Основным материалом для несущих металлических конструкций является строительная сталь, иногда используют алюминиевые сплавы. Из стальных конструкций возводят каркасы одноэтажных промышленных зданий (ОПЗ), каркасы многоэтажных и высотных зданий, большепролетные покрытия общественных и специальных промышленных зданий (спортивные сооружения, рынки, выставочные павильоны, ангары). Широкое применение металлических конструкций в строительстве обусловлено рядом их достоинств: надежностью, высокой прочностью, относительной легкостью, непроницаемостью для жидкостей и газов, индустриальностыо изготовления, простотой ремонта и реконструкции.

Сталь — изотропный материал, имеет мелкозернистую структуру с одинаковыми механическими свойствами во всех направлениях. Высокая пластичность стали обеспечивает приспособляемость конструкции к силовым воздействиям.

Прочность стали (предел текучести 230—1000 МПа) наиболее высокая в сравнении с другими конструкционными строительными материалами. Чем прочнее материал, тем меньше его расходуется. Вместе с тем при малых сечениях сжатых элементов повышается опасность потери общей и местной устойчивости сжатых элементов, на что необходимо обращать самое пристальное внимание при проектировании и монтаже.

Непроницаемость конструкций из металла обеспечивается его высокой плотностью, что делает его незаменимым для изготовления конструкций резервуаров, газгольдеров, трубопроводов.

Индустриалъность изготовления и монтажа металлических конструкций обусловлена применением готовых первичных элементов заводского изготовления в виде различных профилей. Элементы заводского изготовления обладают хорошей сборностью.

Ремонтопригодность. Металлические конструкции проще других поддаются усилению, в том числе под нагрузкой, и реконструкции.

К недостаткам металлических конструкций относятся низкая стойкость к коррозии, малая огнестойкость, относительно высокая цена.

Подверженность коррозии (появление ржавчины — оксида железа вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой) требует антикоррозионной защиты металлических конструкций в виде лакокрасочных покрытий. Эксплуатационные расходы на их очистку, окраску и т.п. достаточно велики. Поэтому конструктивные формы должны обеспечивать легкий доступ ко всем поверхностям для проведения этих операций.

Огнестойкость незащищенных металлических конструкций невелика. При пожаре они теряют несущую способность уже через 15—20 мин. Для повышения огнестойкости металлических конструкций необходимо принимать специальные меры огнезащиты от высоких температур, действие которой основано на замедлении прогрева металла: облицовка или обмазка теплоизолирующими негорючими материалами, нанесение вспучивающихся покрытий из красок, устройство подвесных потолков и экранов. Другими недостатками металлических конструкций являются высокая стоимость и опасность хрупкого разрушения при низких температурах.

Алюминиевые сплавы используют в основном в ограждающих конструкциях и элементах (это стеновые фасадные системы, окна, витражи и др.). Это связано с рядом преимуществ и недостатков конструкций из алюминиевых сплавов.

По сравнению со стальными конструкциями, у элементов из алюминиевых сплавов:

  • ? вес в 2 раза легче, что объясняется разницей в плотности материалов (у алюминиевых сплавов р = 2,7 кН/м3; у стали р = 7,85 кН/м3);
  • ? 10—20 раз выше коррозионная стойкость;
  • ? отсутствуют искры при ударе.

Недостатки, присущие алюминиевым сплавам, не дают возможность использовать их в несущих системах зданий и сооружений:

  • ? деформативность выше, чем у стали в 3 раза (модуль упругости ?= 0,7 х 105 МПа);
  • ? огнестойкость ниже в 3 раза;
  • ? более высокая стоимость.

Применение алюминиевых конструкций в качестве несущих оправдано только в исключительных случаях.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >