ЛЕКЦИЯ 1
НОМЕНКЛАТУРА, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ДОСТОИНСТВА
И НЕДОСТАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ.
ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
Практически почти любое сооружение можно выполнить из любого строительного материала: железобетона, металла или древесины. Однако важно знать, применение какого материала рационально в данном конкретном случае.
Примерно в тридцати случаях из ста выбор материала конструкции определяется технологическими требованиями. Например, подкрановые балки в прокатных цехах нагреваются до 150 0С, а фермы - до 130 0С, причем количество теплосмен составляет от 10 до 50 в сутки. Срок службы металлических конструкций в этих условиях от 10 до 20 лет, а железобетонных - от 4 до 6 лет. Очевидно, что по условиям эксплуатации целесообразно применение металлических балок и ферм.
С начала 50-х годов в нашей стране необоснованно был взят курс на массовое производство и практически неограниченное использование сборных железобетонных конструкций, в то время как применение металла в строительных конструкциях строго ограничивалось из соображений его экономии. Однако сейчас известно, что того металла, который идет на изготовление сборных железобетонных конструкций производственных зданий, вполне хватило бы, чтобы соорудить эти здания только из металла, не употребляя бетон. Иными словами, все затраты на производство и транспортировку компонентов бетона (песка, цемента, щебня), равно как и на приготовление его самого, оказываются бросовыми.
Для сравнения можно привести пример Великобритании, где удельный вес строительства из сборного железобетона составляет всего 6 %. Не получил распространения сборный железобетон и в США. Незначительное количество его используется при строительстве жилых домов, в промышленном же строительстве сборные железобетонные конструкции вообще не применяются.
Целый ряд достоинств, которыми обладают металлические конструкции, позволяет использовать их почти во всех видах зданий и инженерных сооружений.
1. Промышленные здания. Каркасы промышленных зданий являются наиболее сложными и металлоемкими конструктивными комплексами. Цельнометаллические каркасы в сочетании с легкими ограждающими конструкциями экономичны при любых параметрах здания и технологических нагрузках.
2. Большепролетные покрытия здания могут быть самой разнообразной конструктивной формы: балочные, рамные, арочные, висячие, стержневые плиты, комбинированные системы. Используются в производственных зданиях (ангары, эллинги) и в зданиях общественного назначения (спортивные сооружения, выставочные павильоны, рынки, театры). Для большепролетных конструкций обостряется проблема собственного веса, и металлические конструкции становятся предпочтительнее всех других.
3. Мосты и эстакады. Металлические мосты на автомобильных и железнодорожных магистралях применяются при больших и средних пролетах. Отличаются быстротой возведения.
4. Листовые конструкции. Резервуары, газгольдеры, бункеры, а также трубопроводы большого диаметра представляют собой тонкостенные оболочки, которые должны быть непроницаемыми, прочными и долговечными в различных условиях эксплуатации. Сталь и алюминиевые сплавы хорошо удовлетворяют этим требованиям.
5. Мачты и башнидля радио и телевидения. Сюда же можно отнести опоры линий электропередач и нефтяные вышки, дымовые трубы. Применение стали обеспечивает этим конструкциям легкость, удобство транспортировки к месту возведения и быстрый монтаж.
6. Каркасы многоэтажных зданийособенно целесообразны при большой этажности в условиях плотной городской застройки.
К числу основных достоинств металлических конструкций можно отнести надежность, легкость, непроницаемость и индустриальность. Остановимся на них несколько подробнее.
Надежностьметаллических конструкций обеспечивается сходством действительной работы и расчетных предпосылок относительно упругой и упруго-пластической работы материала.
Легкость. Из всех изготовляемых в настоящее
время конструкций металлические являются наиболее легкими. Об относительной
легкости конструкций из различных материалов легко судить по весовому коэффициенту,
который определяется отношением плотности материала (
) к его прочности (R):
с =/R. Чем меньше «с», тем
относительно легче конструкция. Так, для обычной малоуглеродистой стали с=
3,7 х 10-4, для стали повышенной прочности с = 1,7 х
10-4, для алюминиевого сплава
с = 1,1 х 10-4, для бетона В20 - 1,85 х 10-3, для древесины - 5,4 х 10-4.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.