Что такое металлоконструкции
Металлоконструкциями принято называть различные конструкции из металлов и их сплавов, которые, как правило, состоят из типовых элементов, соединённых различными способами. Сейчас без них невозможно представить строительство, реконструкцию, усиление различных инженерных сооружений, жилых и нежилых зданий, а также машиностроение и ряд других областей человеческой деятельности.
Востребованность металлоконструкций обусловлена их прочностью, долговечностью, сравнительной лёгкостью, возможностью достаточно быстрого и удобного монтажа, способностью противостоять воздействию окружающей среды, ремонтопригодностью. При их изготовлении используется, прежде всего, сталь, а также алюминиевые и другие сплавы.
Для металлоконструкций широко применяется сортовой прокат (квадрат, круг, полоса), фасонный прокат (двутавры, уголки, швеллеры), листовой прокат, тонколистовой прокат из углеродистой стали и стали повышенной прочности, холодногнутые профили, горячекатаные трубы и электросварные трубы, а также другие виды проката. Компания Армметалл предлагает купить металлопрокат по выгодным ценам!
Компания Армметалл отмечает, что качество применяемой в конструкциях стали определяется её механическими свойствами: временным сопротивлением, относительным удлинением при разрыве, пределом текучести, свариваемостью, ударной вязкостью, склонностью к расслоению и деформационному старению.
Указанные свойства зависят в первую очередь от структуры и химического состава стали. Железо в чистом виде называют ферритом. Оно обладает высокой пластичностью и относительно малой прочностью. Сплав делают более прочным путём добавления углерода. Также прочность стали повышается при добавлении марганца, хрома, ванадия, кремния, меди. Негативно влияют на качество стали содержащийся в ней кислород (удаление кислорода из стали называется раскислением), фосфор (повышает уровень хрупкости при пониженных температурах), сера (влияет на образование трещин при высоких температурах). Положительно влияет на раскисление, повышает ударную вязкость добавление алюминия.
Существует большое количество марок, видов, категорий, групп стали, которые различаются сочетанием соответствующих характеристик.
В зависимости от химического состава выделяют углеродистые и легированные стали; по содержанию углерода – низко-, средне- и высокоуглеродистые; по назначению – конструкционные, инструментальные и специальные; по качеству – обыкновенного качества, качественные, высококачественные, особо высококачественные.
Также выделяются стали с гарантированными механическими свойствами (не применяются в сварных конструкциях), с гарантированным химическим составом (как правило, не применяются в строительных конструкциях), с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (применяются в сварных конструкциях).
Все работы по проектированию и монтажу металлоконструкций обязательно должны проводиться в строгом соответствии с ГОСТами и иными нормативными документами. Конструкции (кроме скрытых в бетоне и иных материалах согласно технологическим требованиями) должны быть легко доступны для наблюдения, очистки, не должны создавать помехи для проветривания, способствовать скоплению влаги. Замкнутые профили конструкций должны быть герметичными.
Во время расчётных работ учитывается ряд факторов: свойства материалов, назначение конструкций, условия их изготовления, транспортировки, монтажа, действительные условия эксплуатации и т. д. Кроме того, учитываются различные коэффициенты надёжности (по устойчивости, по временному сопротивлению, по ответственности), а также коэффициенты, характеризующие условия работы элементов конструкций. Так, например, колонны общественных зданий могут иметь коэффициент условий работы 0,95, а несущие статическую нагрузку стальные опорные плиты толщиной менее 40 мм – коэффициент 1,20.
Целью расчёта металлоконструкций является определение размеров, обеспечивающих необходимые условия эксплуатации, устойчивость и прочность, при оптимальных затратах материалов и трудовых ресурсов.
Предельным состоянием конструкции называют состояние, при котором она перестанет соответствовать заданным условиям и требованиям. Это понятие является условным.
Несущая способность – понятие, характеризующее предельное (максимальное) усилие, которое способно выдержать конструкция (её элементы и соединения). Расчётная несущая способность ниже фактической. Кроме несущей способности, на предельное состояние конструкции могут влиять различные факторы – деформации, колебания, искажения и т.д.
Предельное состояние может наступить вследствие значительных упругих перемещений, хрупкого разрушения, потери устойчивости, усталости и в других случаях. Усталостью металлов называют их разрушение из-за циклически повторяющихся нагрузок (напряжений).
В целом, действующие на металлоконструкции нагрузки можно классифицировать следующим образом:
- Постоянные: вес самих конструкций, давление грунта, так называемые предварительные напряжения (которые специально создаются в конструкциях для противодействия напряжениям, связанным с внешними воздействиями при эксплуатации).
- Временные (долговременные или кратковременные): вес установленного оборудования, иных предметов и материалов, людей, автомобилей; давление газов и жидкостей в резервуарах; связанные с атмосферными явлениями (снег, ветер, дождь), климатические температурные воздействия и т. д.
- Особые: аварийные, взрывные, сейсмические и т. д.
Условно можно выделить линейные, плоские и объёмные элементы металлоконструкций. Объёмные элементы – это те, у которых длина, ширина и высота приблизительно равны или сопоставимы. Обычно это небольшие детали. Наиболее распространены линейные и плоские элементы, у которых преобладают один или два размера. Линейные элементы делаются из сортового и фасонного проката, прутков, проволоки, полос. Материалом плоских элементов обычно является листовой и широкополосный прокат.
Линейные и плоские элементы подразделяются на жёсткие и гибкие. Жёсткие способны воспринимать растяжение, сжатие, изгиб и сохраняют свою форму даже под нагрузкой (например двутавр). Гибкие воспринимают только растяжение, заданная форма сохраняется благодаря предварительному натяжению (проволока, металлические канаты). Конструкции могут быть однородными (состоящими из одного типа элементов) и смешанными (состоящими из нескольких типов элементов)
Результатом применения металлоконструкций могут быть как огромные объекты (например, знаменитая Эйфелева башня в Париже), так и небольшие детали архитектурного или хозяйственного назначения (ограждение балкона, декоративная каминная решётка).
В строительстве металлоконструкции используются для создания самых разнообразных сооружений: производственных комплексов, жилых и нежилых зданий, трубопроводов различного назначения, мостов, тоннелей, линий электропередачи, вышек, башен и т.д.; отдельных элементов: лестниц, ограждений, стеллажей, входных групп и многого другого. В машиностроении металлические конструкции необходимы при создании многих объектов – от станков и подъёмных кранов до кораблей и самолётов.
|
