Достоинства и недостатки. Унификация МК

Все металлические конструкции объединены двумя основ­ными факторами, позволяющими изучать их как единый вид.

Во-первых, исходным материалом для всех конструкций является про­катный металл, выпускаемый по единому стандарту: лист, уголок, швеллер, двутавр, труба и т.п. Из этого материала компонуются разнообразные конструктивные формы.

Во-вторых, все конструкции объединены одним технологическим процес­сом их изготовления, в основе которого лежат холодная обработка металла (резка, гибка, образование отверстий и т.п.) и соединение деталей в кон­структивные элементы и комплексы (сборочно-сварочные операции).

Металлические конструкции обладают следующими достоинствами, по­зволяющими применять их в разнообразных сооружениях.

- Надежность металлических конструкций обеспечивается близким совпа­дением их действительной работы (распределение напряжений и деформаций) с расчетными предположениями. Материал металлических конструкций (сталь, алюминиевые сплавы) обладают большой однородностью структуры и достаточно близко соответствует расчетным предпосылкам об упругой или упругопластичной работе материала.

- Легкость. Из всех изготовляемых в настоящее время несущих конст­рукций (железобетонные, каменные, деревянные) металлические конструк­ции являются самыми легкими.

- Индустриальность. Металлические конструкции в основном изготовля­ются на заводах, оснащенных современным оборудованием, что обеспечивает высокую степень индустриальности их изготовления. Монтаж металлических конструкций также производится индустриальными методами — специали­зированными организациями с использованием высокопроизводительной тех­ники.

- Непроницаемость. Металлы обладают не только значительной прочно­стью, но и высокой плотностью — непроницаемостью для газов и жидкостей. Плотность металла и его соединений, осуществляемых с помощью сварки, является необходимым условием для изготовления газгольдеров, резервуаров и т.п.

Металлические конструкции имеют и недостатки, ограничивающие их применение. Для устранения этих недостатков необходимо принимать спе­циальные меры.

- Коррозия. Незащищенная от действия влажной среды, а иногда (что еще хуже) атмосферы, загрязненной агрессивными газами, сталь корродирует (окисляется), что постепенно приводит к ее полному разрушению. При не­благоприятных условиях это может произойти через два-три года. Хотя алю­миниевые сплавы обладают значительно большей стойкостью против корро­зии, при неблагоприятных условиях они также корродируют. Хорошо со­противляется коррозии чугун.

Повышение коррозионной стойкости металлических конструкций дости­гается включением в сталь специальных легирующих элементов, периоди­ческим покрытием конструкций защитными пленками (лаки, краски и т.п.), а также выбором рациональной конструктивной формы элементов (без щелей и пазух, где могут скапливаться влага и пыль), удобной для очистки и защиты.

- Небольшая огнестойкость. У стали при температуре 200°С начинает уменьшаться модуль упругости, а при t = 600°С сталь полностью переходит в пластическое состояние. Алюминиевые сплавы переходят в пластическое состояние уже при t = 300°С. Поэтому металлические конструкции зданий, опасные в пожарном отношении (склады с горючими или легковоспламеня­ющимися материалами, жилые и общественные здания), должны быть за­щищены огнестойкими облицовками (бетон, керамика, специальные покрытия и т.п.).

Основным принципом проектирования является до­стижение трех главных показателей: экономии стали, повышения произво­дительности труда при изготовлении, снижения трудоемкости и сроков мон­тажа, которые и определяют стоимость конструкции. Несмотря на то, что эти показатели часто при реализации вступают в противоречие один с другим (так, например, наиболее экономная по расходу стали конструкция часто бывает наиболее трудоемкой в изготовлении и монтаже), опыт развития металлических конструкций подтверждает возможность реализации этого принципа.

Экономия металла в металлических конструкциях достигается реализа­цией следующих основных направлений: применения в строительных кон­струкциях низколегированных и высокопрочных сталей, использования наи­более экономичных прокатных и гнутых профилей, изыскания и внедрения в строительство современных эффективных конструктивных форм и систем (пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и т.п.), совершенствования методов расчета и изыскания оптимальных конст­руктивных решений с использованием электронно-вычислительной техники.

Эффективно и комплексно производственные требования удовлетворяются на основе типизации конструктивных элементов и целых сооружений.

Типизация металлических конструкций получила весьма широкое развитие. Разработаны типовые решения часто повторяющихся конструктив­ных элементов — колонн, ферм, подкрановых балок, оконных и фонарных переплетов. В этих типовых решениях унифицированы размеры элементов и сопряжений. Для некоторых элементов разработаны стандарты.

Разработаны типовые решения таких сооружений, как радиомачты, баш­ни, опоры линий электропередачи, резервуары, газгольдеры, пролетные стро­ения мостов, некоторые виды промышленных зданий и сооружений и даже целые "модули" — производственные здания из легких металлических кон­струкций комплексной поставки, включающей несущие и ограждающие кон­струкции, и т.п.

Типовые решения разработаны на основе применения оптимальных с точки зрения затрат материала размеров элементов, технологии их изготов­ления и возможностей транспортирования.

Типизация и проводимая на ее основе унификация и стандартизация обеспечивают большую повторяемость, серийность изготовления конструк­тивных элементов и их деталей на заводах и, следовательно, способствуют повышению производительности труда, сокращению сроков изготовления на основе эффективного использования более совершенного оборудования и спе­циальных технологических приспособлений (кондукторов, копиров, кантова­телей и т.п.). Типизация, унификация и стандартизация создают благопри­ятные условия для разработки и внедрения особенно эффефктивного поточ­ного метода изготовления и монтажа металлических конструкций.

Типовые проекты обеспечивают экономию металла, упорядочивают про­ектирование, повышают его качество и сокращают сроки строительства.

Дата добавления: 2014-01-04