Проектирование и монтаж стальных конструкций

Стальные конструкции проектируются, исходя из различных СНиП, которые предусматривают возможность выбора лучших чертежей построек, разрезов деталей и марок стали. Расчет производится по методу предельных состояний (см. статью на нашем сайте «Примеры расчета металлических конструкций»).
На заводах-изготовителях производятся различные стальные конструкции. Это и готовые конструкции, если есть возможность их тарнспортировки в таком состоянии, и части в виде укрупненных монтажных блоков. Для некоторых сборочных элементов используют сварные стальные конструкции, соединения на болтах и заклепках. Существуют также имеющие большую несущую способность соединения на болтах, работающих на трение. Блоки установок соединяются при помощи болтов.
В большепролетных покрытиях (при строительстве стадионов, торговых центров и так далее) применяют конструкции как с ровной поверхностью, так и протяженные и объемные.

Имеющие ровную поверхность сквозные фермы используются в основном при пролетах (расстояние между смежными опорами, перекрываемое балкой) до 100 метров. К примеру, в ангарах для самолетов. Для перекрытия средних и значительных пролетов зданий всевозможного назначения применяют структурные конструкции – сквозные плиты, которые производятся из схожих стрежней, связуемых друг с другом различными способами в зависимости от архитектурного замысла. Эффективны стальные конструкции рамного типа, имеющие просветы, горизонтальная сила которых смещается на основание самого сооружения. Напомним, что рамные конструкции играют роль несущих установок для построек, мостов, эстакад, рабочих и транспортных машин. Они изготавливаются из железобетона, металла и дерева. Рамные конструкции бывают пространственными и плоскими. Для перекрытия большепролетных домов целесообразно использование арок, причем эти криволинейные перекрытия проемов в стене или пролеты между опорами могут быть без промежутков или с просветами. Большой популярностью пользуются в строительстве висячие конструкции, и не без причин: на их изготовление уходит малая часть стали.

Висячие конструкции

Висячие конструкции – устройства, в которых главные части, несущие груз, растягиваются. Это дает возможность применять в полной мере свойства прочных материалов и перекрывать здания с наибольшими пролетами, так как удельная масса этих материалов незначительна.
Висячие конструкции несложны при сборке, хороши в эксплуатации, эстетичны. К числу их недостатков относятся распоры (горизонтальная составляющая вертикальной нагрузки) и возможность деформации под действием мощности. Для принятия силы вертикальной нагрузки горизонтальной составляющей ставятся анкерные основы здания или установки, опоясывающие конструкцию по периметру.
Применение оттяжек, раскосов, балок жесткости, дополнительных поясов позволяют значительно уменьшить деформацию таких установок.
Висячие конструкции, изготовленные из вантов, зовутся вантовыми. Такие конструкции могут иметь ровную, протяженную или объемную поверхность. Плоской поверхностью можно назвать зафиксированный на опорах трос, к которому прикреплен груз, испытывающий местное напряжение.
Пространственные поверхности чаще всего используют в покрытиях гражданских и промышленных зданий значительных промежутков. А первые висячие конструкции были применены В.Г. Шуховым в 1896 году при строительстве павильонов Нижегородской выставки. За границей висячие конструкции начали использоваться в начале 30-х годов XX века. Широко применяться они начали в 50-е годы XX века. По способу конструктивного решения висячие конструкции подразделяются на однопоясные, двухпоясные, седловидные. Однопоясные висячие покрытия – это способ организации параллельных тросов, сетки или мембраны. Поперечное напряжение на несущие компоненты подается через настил. Двухпоясные – предварительно натуженный способ организации криволинейных поясов, направленных выпуклостью в противоположные стороны.
Висячие конструкции употребляются также при прокладывании трубопроводов различного назначения.
Предварительно напряженные конструкции из стали позволяют значительно снизить собственную массу и увеличить несущую способность установок.

Предварительно напряжённые конструкции

Предварительно напряжённые конструкции – это установки, в которых предварительно (во время производства, укрупнительной подгонки или компоновки) образовываются усилия, распределенные в элементах конструкции. Чаще всего их используют при возведении железобетонных установок различного назначения. Предварительное напряжение получает распространение также и в металлических конструкциях. Эффективность таких установок в том, что при их производстве применяются высокопрочные материалы, благодаря которым удается избежать появления трещин в сооружениях, упрочнить жесткость конструкций, их выносливость. Предварительно напряжённые конструкции наиболее целесообразны для домов и конструктивных сооружений с такими перекрытиями, тяжестями и условиями работы, при которых применение устройств с ненапрягаемой арматурой сопряжено с существенными техническими сложностями или со значительной затратой бетона и стали. Такие установки широко используются для производства напорных трубопроводов, приемников, а также применяются в перекрытиях мостов, подкрановых балках, мачтах, башнях, опорах линий электропередачи.

Сварные конструкции

Сварные конструкции обычно представляют части металлических установок, которые соединены сваркой. Сваркой изготавливаются почти все современные стальные конструкции. На особом месте находятся листовые конструкции. Клёпаные конструкции – это металлические установки, компоненты которых связываются заклёпками. Их недостатки заключаются в том, что отверстия для заклёпок ослабляют разрезы конструкций почти на 20 процентов, к тому же изготовление таких установок затратно. Зато они прочны при сильном морозе, поэтому их нередко используют при возведении сооружений в районах Крайнего Севера, при возведении железной дороги, в подкрановых балках.

 

Закрыть