1. История развития МК. Область применения.

1 период нач XIIв - нач XVIIв применение Ме в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквях) в виде затяжек и скреп для каменной кладки

2 период нач XVII – нач XVIII примен. Ме стропил и пространственных купольных конструкций глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованных брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой

3 период нач. XVIII- серед XIX в. Освоение процесса литья чугунных стержней и деталей. Новый способ получения железа. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и пром. зданий. Соединения чугунных элементов на замках и болтах; Наклонные тропила ->смешанные железо и чугунные треугольные формы

4 период серед. XIXв – 20е годы XXв. Новый способ получения Fe: пудменгование, в мартеновских и конверторных печах.

Появились заклепочные соединения. Освоение проц. получения проф. Ме и прокатного листа. Сталь почти полностью вытеснила чугун; Основной несущий элемент каркаса - поперечная рама. Применение решетчатых каркасов в рамно-арочных конструкций для зданий значительных пролетов . Развитие мостостроения и листовых конструкций, появление мостовых кранов.

5 период с 20х годов XXв. Кованные конструкции почти полностью заменены сварными.

Применение вместо малоуглеродистой низколегированной стали. Использование алюминиевых сплавов.

Область применения МК:

1.одноэтажные производственные здания;

2. многоэтажные пром. зд.;

3. высотные зд (>25 эт.)

4. большепролетные зд (=60м пролет)(стадион, крытые рынки и т.д.)

5. мосты и эстакады

6. высотные сооружения (вышки св)

7. листовые конструкции (резервуары)

8. прочие конструкции

2. Достоинства и недостатки. Требования, предъявляемые к стальным конструкциям.

+ надежность: обеспечивается близким совпадением их действит. работы с расчетн. предположениями. Материалы МК обладают большой однородностью структуры и достаточно близко соотв. расчетным предпосылкам об упругой или упругопласт. работе материала.

легкость: определяется величиной показателя легкости с,м-1

с= (плотность материала/расчетное сопративление)

для Al с=0,00011 м-1; для стали с=1,5….3,4 м-1.

непроницаемость: обеспечивается высокой плотностью непрониц. для газов и жидкостей, плотность соединений обеспечивается с помощью сварки.

индустриальность: МК изготавливаются на заводах, оснащенные спец. оборудованием и монтаж производств с использованием высокопроизводственной техники. Это всё сокращает тяжелый ручной труд.

ремонтопригодность: наиболее просто решаются вопросы усиления, технического перевооружения и реконструкции.

сохраняемость Ме фонда.

-подверженность коррозии. Способы повышения коррозионной стойкости: легирование, защитные покрытия, рациональная конструктивная форма.

малая огнестойкость. Способы повышения предела огнестойкости: подвесные потолки, огнестойкие облицовки; покрытия спец. составами.

Требования

1.пригодность к эксплуатации: т.е. пригодность конструкции к выполнении на нее возможные функции.

2.технологичность: конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на наиболее современные и производственные технологические приемы, обеспечивающие максимальное снижение трудоемкости.

3.экономия Ме: связана с широким применением Ме во всех сферах и с высокой стоимостью Ме.

4.транспортабельность: проектировать нужно с учетом того, чтобы была возможность перевезти конструкцию, или разобрать её так чтобы потом можно было собрать.

5.долговечность: -физический износ МК связан в основном с процессами коррозии. -моральный износ связан с изменением условий эксплуатации.

6.скорость монтажа: конструкция должна соответствовать возможностям сборки её в наименьшие сроки с учетом имеющегося монтажного оборудования.

1. Эстетичность: конструкция должна обладать гармоничными формами особенно для обществ. зданий и сооружений.

2. Типизация, унификация и стандартизация. В типовых проектах унифицированы р-ры и сопряжения для сокращения времени проектирования.

3. Структура стали. Классификация сталей. Сталь– это сплав углерода, железа и примесей.

Fe – 96-98%, C – 0.09-0.6%.

Структура стали состоит из 3-х фаз: феррит (больше всего), цементит и перлит.

Феррит – пластичен, но малопрочен.

Цементит – тверд и хрупок.

Перлит – обладает промежуточными св-сами.

Прочность феррита повышают: 1) добавлением углерода, 2) легированием (введением различных хим. эл-ов), 3) легированием и термическим упрочнением.

Классификация сталей:

1. по прочности: 1) стали обычной прочности (малоуглеродистые стали), предел текучести σ_у<290 МПа, 2) стали повышенной прочности (низколегированные), 290≤ σ_у <400 МПа, 3) сталь высокой прочности (низколегированные и термообработанные), σ_у≥400 МПа.

2. по хим. составу в зависимости от %-ого содержания легирующих эл-ов: 1) углеродистые стали, легирующие элементы ≤0.3%; 2) низколегированные, 0.3%<ЛЭ<5%; 3) среднелегированные стали 5%<ЛЭ<10%; 4) высоколегированные, ЛЭ>10%.

Углеродистые стали в зав-ти от %-ого содержания углерода делят на три группы:

1. малоуглеродистые, С=0.09…0.22%; 2) средне углеродистые, С=0.23…0.6%; 3) высокоуглеродистые, С>0.6 %.

В строит. констр. используют в основном низколегированные и малоуглеродистые стали.