Металлоконструкции


МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


     В области современного строительства и промышленности, металлические конструкции все чаще занимают лидирующие позиции по объему их использования. Практически на всех производственных и строительных этапах они находят свое применение, это и закладные изделия фундаментов, рамные конструкции под оборудование, стальные каркасы зданий, сложные ферменные конструкции покрытий, резервуары и кессоны различного назначения, решетчатые осветительные мачты и башни связи, опоры электропередач и т.д.

     Такое широкое распространение металлоконструкции получили благодаря ряду характерных преимуществ по сравнению с другими материалами, в их числе надежность, высокая несущая способность, универсальность и индустриальность. Чуть ниже рассмотрим более подробно положительные и отрицательные свойства металлических конструкций.

12mkkarkas 11mkbalka 10mktrub 9mkmatsh 14mkkarkas

     Достоинства металлоконструкций:

     — Надежность работы конструкций обеспечивается  однородностью механических свойств сталей, высокой прочностью (предел текучести 230-750 МПа, модуль упругости 2,1х10^5 МПа), способностью восприятия значительных усилий.

     — Легкость. По сравнению с другими несущими конструкциями, металлоконструкции получаются самыми легкими. Показателем легкости является отношение плотности материала к его прочности, по этому показателю, металлические конструкции в ~2 раза легче деревянных, в ~10 раз бетонных, в ~20 кирпичных.

     — Водогазонепроницаемость, достигается благодаря плотной структуре сталей и их соединений (сварке), наиболее важен данный параметр при устройстве трубопроводов, резервуаров, кессонов.

     — Индустриальность. Производство осуществляется в заводских условиях, в оборудованных специализированных цехах, за счет чего достигается высокая точность изготовления изделий, снижаются общие трудозатраты, производится унификация стандартных элементов конструкций. За счет большой степени заводской готовности, металлоконструкций обладают хорошим показателем собираемости на монтаже и возможностью проведения скоростного монтажа.

     — Ремонтопригодность. Обусловлена легкостью замены отдельных блоков и деталей конструкций. Так же довольно просто решаются вопросы усиления необходимых элементов сооружений, при необходимости их  техперевооружения или реконструкции.

     Недостатки металлоконструкций:

     — Коррозия. Под действием внешней среды, особенно влажной атмосферы,  либо действия иных агрессивных сред,  сталь окисляется, образуя оксид железа, или говоря проще, образуется ржавчина. Со временем очаги ржавчины без должной обработки приводят к полному разрушению материалов и выходу металлоконструкций из строя. Из-за подверженности сталей коррозии приходится проводить довольно затратные мероприятия по антикоррозийной защите конструкций, включающие в себя создание защитных пленок, оптимизацию формы изделий, применение специальных сталей с повышенными коррозионными свойствами. В некоторых случаях данный недостаток приводит к ограничению использования металлических конструкций в качестве основного материала.

     — Низкая огнестойкость. При температуре от 500 — 600 С сталь начинает терять свои несущие способности, переходя в пластичное состояние. Для повышения степени огнестойкости приходится ответственные конструкции защищать огнестойкими материалами.

     Металлоконструкции по своему виду подразделяются на две основных группы:

     — стержневые системы представляющие поперечные рамы металлических каркасов, ферменные, решетчатые и мостовые конструкции;

     — сплошные системы, такие как резервуары, бункера, дымовые трубы, трубопроводы, покрытия из листовых конструкций.

     По форме и назначению можно выделить восемь основных типов металлических конструкций:

  1. Промышленные одноэтажные здания. Представляют разнообразные каркасные, арочные или структурные решетчатые конструкции зданий. Бывают одно и многопролетные, различных площадей и конфигураций, при необходимости строятся с переменным сечением пролетов по высоте и ширине, в зависимости от назначения комплектуются площадками, эстакадами, технологическими вставками. Здания, представляющие эту группу, оборудуются встроенными грузоподъемными механизмами или внутрицеховыми транспортными средствами (кран-балки, мостовые опорные краны, конвейеры, напольный транспорт и т.п.).
  2. Многоэтажные здания. Основное применение находят в гражданском строительстве, хотя строят и многоэтажные промышленные цеха и высотные административно-бытовые корпуса. Конструктивно представляют собой стальной несущий каркас, обшитый ограждающими конструкциями — легкими стеновыми панелями с теплоизоляционными материалами.
  3. Большепролетные покрытия. Предназначены для перекрытия больших пролетов шириной до 150м, используются в строительстве стадионов, авиангаров, выставочных комплексов, театров и т.п. Конструктивные формы и системы разнообразные — арочные, висячие, комбинированные, рамные, балочные, бывают как плоские, так и пространственные.
  4. Мосты и эстакады. Мосты из металлоконструкций применяют на автомобильных дорогах и железнодорожных магистралях при больших (более 1 км) и средних пролетах (30-60м). Конструктивные формы и системы, так же разнообразны, как и у большепролетных покрытий.
  5. Башни и мачты. Характерные представители — опоры электропередач, башни связи антенны, осветительные и прожекторные мачты, буровые вышки, дымовые трубы.
  6. Подвижные конструкции. К данной группе относятся металлоконструкции строительных машин, отвальных мостов, ворот гидротехнических сооружений, всевозможные конструкции мостовых, козловых, башенных кранов.
  7. Листовые конструкции. Конструктивно являются тонкостенными оболочками разных форм и назначения, прочные и непроницаемые, предназначенные для эксплуатации в различных климатических условиях и средах. Применяются в виде резервуаров, кессонов, бункеров, силосов, трубопроводов большого диаметра, газгольдеров.
  8. Прочие конструкции. В основном в этой группе представлены узкоспециализированные отрасли, в которых широко используются металлоконструкции. Для примера это атомная энергетика, спутниковая связь, стационарные морские платформы нефтедобычи и геологоразведки.

металлоконструкции

     Как показано выше, металлоконструкции по своим свойствам, технологическим и конструкционным параметрам, довольно разнообразны, однако существуют три существенных основополагающих фактора, которые все же объединяют их в один вид. Во-первых, производство всех конструкций основано на применении стандартного фасонного и сортового металлопроката (ГОСТ, ТУ). Во-вторых, в производстве металлоконструкций заложены единые технологические процессы по проектированию, обработке, сварке, сборке конструктивных элементов и полностью сборных единиц. В третьих стальные конструкции соответствуют ряду требований, которые закладываются обычно еще на стадии проектирования, это пригодность к эксплуатации и эстетичность, экономичность, долговечность, технологичность, транспортабельность.