Металлические конструкции

Непосредственно на конструкции промышленных зданий идет около 20% изготовляемых металлоконструкций. Следует отметить, что, несмотря на значительное внедрение в последние годы сборного железобетона в промышленное строительство и проводимую техническую политику экономии металла, абсолютное количество применяемых металлических конструкций в промышленных зданиях из года в год неуклонно возрастает.

Высокие темпы развития промышленного производства и применение металлических конструкций для промышленных зданий привели к накоплению огромного фонда производственных зданий с металлическими конструкциями, ввиду чего вопросы грамотной эксплуатации таких зданий приобретают большое значение, так как благодаря этому повышается надежность работы и срок службы строительных конструкций.

Широкое применение металлических конструкций в промышленных зданиях объясняется рядом их достоинств:

1. Металлические конструкции наиболее надежны в эксплуатации, так как материал конструкций однороден по своей структуре, изготовляется в условиях высокоиндустриального производства, обладает наибольшим модулем упругости, характеризующим жесткость материала. Ввиду этого металлические конструкции могут быть рассчитаны наиболее точно, что создает полную уверенность в надежности их работы.

2. Металлические конструкции способны воспринимать большие нагрузки, причем не только статического но и динамического характера. При этом, несмотря на большой удельный вес стали (у = 7,85 т/м3), они благодаря своей высокой прочности имеют меньший вес, чем конструкции под эти же нагрузки, изготовленные из других материалов.

3. Металлические конструкции индустриальны при изготовлении, высокосборны, обладают хорошей транспортабельностью и поддаются механизированному монтажу.

4. Металлические конструкции удобны в эксплуатации, так как легко ремонтируются, усиляются и с наименьшими затратами могут быть приспособлены к изменениям технологических условий производства.

Основными недостатками металлических конструкций являются:

1. Подверженность коррозии при отсутствии надлежащего ухода, особенно в условиях агрессивной среды.

2. Сравнительно малая огнестойкость. При температуре около 500° С резко снижается упругость и прочность стали и металлические конструкции теряют свою несущую способность.

Материалами для металлических конструкций являются малоуглеродистые стали, низколегированные стали и алюминиевые сплавы.

К малоуглеродистым сталям относятся стали с содержанием углерода до 0,22%. Основной строительной малоуглеродистой сталью является сталь марки "Ст.З", которая в настоящее время поставляется по ГОСТу 380-60. Эта сталь имеет группу А - с гарантией механических свойств (АСт.З), группу Б- с гарантией химического состава (Б Ст. 3) и подгруппу В - с гарантией механических свойств и химического состава (ВСт.З). Для строительных конструкций применяется сталь по подгруппе В.

Кроме этого, в зависимости от способа раскисления различают три вида стали: спокойную (ВСт. 3), полуспокойную (ВСт.3пс) и кипящую (ВСт. 3кп). Качество спокойной стали выше и она работает лучше, особенно в условиях низких температур и вибрационных нагрузок. Наименее качественна кипящая сталь.

К низколегированным сталям относятся стали с небольшим (до 5%) добавлением различных легирующих добавок, благодаря чему улучшаются их механические характеристики.

Низколегированные стали для строительства поставляются по ГОСТу 5058-57. Наиболее важными механическими характеристиками являются предел текучести, определяющий расчетное сопротивление стали, и относительное удлинение, характеризующее пластичность стали.

Изменение содержания входящих в состав стали добавок влияет на ее свойства следующим образом. Углерод повышает прочность стали, но уменьшает ее пластичность и ухудшает свариваемость. Кремний повышает прочность, но ухудшает свариваемость. Хром, никель, медь и марганец повышают прочность стали без большого снижения пластичности и ухудшения свариваемости.

Фосфор и сера - вредные компоненты, приводящие соответственно к хладноломкости и красноломкости стали. Указанные выше свойства необходимо иметь в виду при оценке материала существующих металлических конструкций.

Следует также учитывать, что технические условия на поставку сталей изменялись со временем, поэтому при необходимости проведения каких-либо восстановительных или ремонтных работ по металлическим конструкциям нужно установить время проектирования и строительства здания и оценивать металл по действовавшим в свое время условиям поставки стали.

Все металлические конструкции состоят из отдельных элементов, образующих конструкцию при помощи соединений. Наиболее старым видом соединений в металлических конструкциях являются клепаные соединения. В этом случае в отверстия пакета соединяемых элементов вставляется стержень заклепки с закладной головкой, нагретый до температуры 700- 800°. Затем давлением образуется замыкающая головка с другой стороны пакета. Заполняя отверстие и плотно сжимая пакет, сокращаясь при остывании, заклепки надежно соединяют элементы.

В промышленных зданиях, построенных до 30-х годов, все основные соединения элементов металлических конструкций выполнены в клепке.

С начала 30-х годов начали внедряться сварные соединения, которые являются более прогрессивными и в настоящее время стали основным видом соединений как при изготовлении металлических конструкций, так и при их монтаже. Клепаные соединения в металлических конструкциях промышленных зданий находят применение в настоящее время только для подкрановых конструкций зданий с тяжелым режимом работы. Болтовые соединения в металлических конструкциях применяются преимущественно как монтажные.

В последнее время в практику строительства начинают внедряться соединения на высокопрочных болтах, работа которых осуществляется за счет трения между собой сжатых болтами соединяемых элементов. Этот вид соединений обладает рядом преимуществ и находит все большее распространение в металлических конструкциях промышленных зданий.

Новости светотехники