Каркасные металлоконструкции.
Перед современным строительством стоит задача поиска новых форм зданий и сооружений, обеспечения оптимальных размеров и снижения стоимости продукции.
Она может быть решена благодаря более широкому использованию и совершенствованию металлоконструкций. Применение конструктивных элементов из металла позволяет уменьшить трудоемкость строительных работ, сократить сроки возведения зданий и сооружений, а это отражается как на стоимости строительства, так и на ликвидности капиталовложений в него.
Основное направление развития металлоконструкций, применяемых в строительстве - это достижение максимальной конструктивной готовности при изготовлении на заводе и снижение трудозатрат при выполнении монтажных работ на строительной площадке. Серийное изготовление конструкций в заводских условиях возможно при полной унификации комплектующих, влекущей за собой стандартизацию продукции строительства, поэтому, на сегодняшний день, оно не может полностью удовлетворять предъявляемым требованиям. Необходимо, чтобы производство металлоконструкций обеспечивало не только высокую технологичность монтажа, но и допускало изменение схем сооружений, формы элементов и применение различных типов соединений.
Сооружение зданий и сооружений на основе полнокомплектных поставок представляет особый интерес, позволяя в короткие сроки возвести необходимый строительный объект. Основной вид продукции, производимой на заводах строительных металлоконструкций – это элементы каркасов зданий. Выпускаются также ограждения стен, кровли и обслуживающие конструкции из металла. Функции элементов ограждающих конструкций при каркасном строительстве ограничены защитой внутренних помещений здания от влияния факторов окружающей среды. Воздействие несущих нагрузок на них незначительно. Обслуживающие конструкции должны обеспечивать безопасность при эксплуатации здания.
Балки являются несущими конструктивными элементами и могут применяться при изготовлении конструкций перекрытий, площадок под оборудование, а так же – покрытий, лестниц и других элементов. Главными называют балки, которые опираются непосредственно на несущие стены или колонны, в отличие от второстепенных, для которых типично опирание на другие балки. Перекрытие по балкам может быть железобетонным или изготовленным из стальных листов. Широко применяются балки, изготовленные из прокатной стали с профилем сечения «двутавр», который может иметь обычную или широкую полку. Высота сечения профиля – до одного метра. Если обеспечиваемой прокатным профилем жесткости недостаточно, то изготавливаются сварные балки, состоящие из двух горизонтальных поясов, соединенных стенкой и укрепленных в местах восприятия наибольшей нагрузки ребрами.
Отрасли экономики, в зависимости от предъявляемых технологических требований, нуждаются в сооружениях с различными характеристиками. Наиболее используемыми сегодня являются конструктивные элементы, изготовленные из стали или алюминия. Однородность структуры стали и отличные механические характеристики позволяют использовать металлоконструкции для строительства сооружений высокой этажности. С успехом применяется сталь и для элементов, испытывающих значительные нагрузки. Главное преимущество алюминия – его легкость. Конструкции, изготовленные из этого материала, имеют небольшой вес, следовательно – уменьшают нагрузку на несущие элементы, фундамент и основание. Однако, стоимость металла довольно высока, поэтому его применение ограничено теми случаями, когда использование других материалов невозможно или экономически менее выгодно. Снять эти ограничения позволяет уменьшение металлоемкости конструктивных элементов.
Один из путей решения – снижение массы несущих конструкций. Сварные балки, например, дают неплохие возможности для этого. Работающая на изгиб балка испытывает нагрузки различной интенсивности: стенка менее сильна, чем полка. Таким образом, полка должна иметь большую площадь сечения. Использование сварки позволяет создавать балки рационального профиля высотой до 3-4 метров, или произвольной длины. При этом эффективность использования материала повышается за счет выбора оптимальных размеров горизонтальных частей – поясов и вертикальных стенок. Пояса могут быть изготовлены из листового проката, швеллеров или гнутых профилей, применяются однолистовые или сделанные из двух и более листов горизонтальные части балок. При этом они могут обладать различными свойствами. Экономическую эффективность сечения определяют по соотношению W/А. Здесь буквой «W» обозначен момент сопротивления профиля, выраженный в сантиметрах, а буквой «А» - площадь сечения этого профиля в квадратных сантиметрах. Большое значение этого отношения означает, что для увеличения сопротивления профиля изгибающей нагрузке достаточно меньшего количества металла. Однако вертикальные стенки недостаточной толщины не могут обеспечивать местную устойчивость элемента, а поэтому – недопустимы. Правильный подбор размеров очень важен.
Поперечные сечения балок могут иметь различные размеры, особенно часто – у двутаврового профиля. Иногда меняется толщина или ширина поясов. Это целесообразнее, чем изменение толщины вертикальных листов. При толщине горизонтального пояса 25-30 мм. и более их делают составными, уменьшая количество листов в местах, где действует менее интенсивная нагрузка.
Переменное сечение балки позволяет более эффективно использовать несущую способность металла, дает значительную экономию материала, в то время как балка постоянного профиля на большей части своей длины воспринимает нагрузки существенно ниже допустимых. Однако производство переменного профиля требует усложненной технологии изготовления, поэтому больше распространены типовые балки, имеющие постоянный профиль. Крупносерийное производство ориентировано на изготовление прокатных изделий, которые в этом случае более рентабельны. Мелкие партии могут изготавливаться при помощи сварки. Сварные конструкции используются и при индивидуальном производстве. При выборе геометрии сечения конструкции учитываются не только экономические соображения, но и эстетика сооружения и моменты его общей компоновки.
При использовании материалов сайта ссылка на http://rostteh.ru обязательна с уведомлением администратора сайта adm.rostteh[cobaka]ya.ru.
