Лекція І.

Металеві конструкції та їх використання в інженерних спорудах. Коротка історія розвитку металоконструкцій. Організація проектування металевих конструкцій. ІІ. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ

1.1.Металеві конструкції та їх використання в інженерних спорудах.

Інженерні конструкції – це елементи будівель або споруд, які виконують несучі, огороджувальні чи суміщені (несучі та огороджувальні) функції.

Інженерні конструкції повинні відповідати таким основним вимогам:

1)забезпечення функціонального призначення будівель і споруд, нормальних умов їх експлуатації.Умови експлуатації в основному визначають вид конструкцій та матеріали для їх виготовлення;

2) надійність і довговічність, забезпечення необхідної несучої здатності. Ці вимоги забезпечуються використанням відповідних будівельних матеріалів з урахуванням дії навантажувальних факторів і несприятливого впливу навколишнього середовища;

3) економічність і мінімальна матеріаломісткість. Їх досягають за рахунок раціональних конструктивних рішень, вибираючи відповідні сучасні матеріали та максимально використовуючи їх міцність, при цьому скорочуючи трудові затрати та тривалість будівництва;

4) технологічність. Вона передбачає розвиток індустріальних методів виробництва конструкцій та здійснення швидкісного їх монтажу або спорудження;

5) транспортабельність. Індустріальні конструкції в цілому або їх частини повинні відповідати умовам перевезення на існуючих транспортних засобах.

За призначенням інженерні конструкції діляться на три основні групи:

1). несучі конструкції, які утворюють основний каркас будівлі чи споруди. Вони сприймають навантаження та впливи і забезпечують міцність, жорсткість та стійкість будівель або споруд;

2). огороджувальні конструкції, які призначені для ізоляції внутрішніх об’ємів у будівлях і спорудах від зовнішнього середовища або між собою, виконують тепло-, гідро- та звукоізоляційні функції, забезпечують в разі потреби повітронепроникність, а також сприймають атмосферні навантаження та передають їх на несучі конструкції;

3). допоміжні конструкції – сходи та площадки, призначені для обслуговування технологічного устаткування або несучих конструкцій.

Інженерні конструкції виготовляють з різних будівельних матеріалів – дерева, металу, залізобетону тощо.

Металеві конструкції використовують в різноманітних будівлях і спорудах, до яких відносяться:

1) покриття будівель великих прольотів (до 300 м) громадського та виробничого призначення – спортивні та видовищні споруди, ринки, вокзали, ангари, суднобудівні цехи та ін.;

2) каркаси громадських будівель – палаци спорту, театри, виставочні павільйони;

3) каркаси висотних будинків;

4) промислові одноповерхові та багатоповерхові будинки;

5) мости різного призначення;

6) башти та щогли, які виконують функції опор різного призначення, - антенні пристрої радіо та телебачення, водонапірні споруди, димові та вентиляційні труби тощо;

7) листові конструкції для зберігання, переробки або транспортування рідких, газоподібних та сипких матеріалів – резервуари, газгольдери, бункери, силоси, трубопроводи великого діаметру;

8) конструкції гідротехнічних споруд – сегментні та плоскі затвори, сміттєстримуючі решітки, трубопроводи та ін.

Широке застосування металевих конструкцій в будівництві пояснюється їх істотними позитивними властивостями.

Позитивні властивості металоконструкцій:

1) надійність металоконструкцій. Цьому сприяє висока однорідність матеріалу та подібність реальної роботи конструкцій з розрахунковою схемою;

2) значно більша відносна міцність, ніж у інших будівельних матеріалів (відносна міцність – відношення міцності до густини матеріалу). В зв’язку з цим маса металоконструкцій виявляється невеликою. Металеві конструкції легші аналогічних залізобетонних в 7-10 разів. Це дозволяє проектувати споруди з більшими прольотами та висотою;

3) висока індустріальність виготовлення і монтажу завдяки простоті обробки металу, технологічності монтажних з’єднань, зручності транспортування, можливості монтажу великими блоками. Більшість конструкцій виготовляється на спеціалізованих заводах, що дозволяє налагоджувати поточні лінії для автоматизованого виробництва конструкцій масового призначення;

4) завдяки великій густині металоконструкції непроникливі для газів і рідин;

5) простота реконструкції та демонтажу будівель. При експлуатації будівель та споруд може виникнути необхідність часткового або повного демонтажу після завершення строку служби або підсилення при реконструкції. При використанні металоконструкцій такі заходи здійснюються відносно легко.

МК притаманні деякі недоліки.

Недоліки металоконструкцій:

1) схильність до корозії в умовах вологого або агресивного середовища. Для запобігання корозійних втрат металу необхідно періодично здійснювати захист конструкцій, що робить їх експлуатацію дорощою;

2) невелика вогнестійкість. При температурі 600°С сталь переходить в пластичний стан і конструкція втрачає несучу здатність. Тому протипожежному захисту металоконструкцій надається особливе значення.