Металлические конструкции (включая сварку)

Металлические конструкции

Современное строительство ведется очень быстрыми темпами. За последние десятилетия было построено больше, чем когда-либо за всю историю человечества. Это стало возможным благодаря использованию современных машин и механизмов, технологий и материалов.

Металл относится к современным материалам, металлические конструкции имеют широкое применение:

• в общественных зданиях и сооружениях;
• в инженерных сооружениях;
• в скульптуре и малых архитектурных формах;
• в производственных зданиях и сооружениях;
• в специальных зданиях.

Металлический каркас изготавливается на заводе с высокой точностью, его геометрия идеально подогнана. На строительной площадке каркас здания собирают с помощью болтов или сварки, на что требуется непродолжительное время.

Скорость возведения металлического каркаса выше, чем железобетонного, узлы которого монолитят. Сами конструкции имеют меньший вес, чем железобетон, что позволяет использовать меньший размер фундамента и облегчить все здание.

Существенными недостатками металлических конструкций является низкая огнеустойчивость и подверженность коррозии.

Пожалуй, самым известным зданием из металла является Эйфелева башня, которая собрана на заклепках. Эта 330-метровая конструкция имеет 2,5 миллиона заклепок. Автор проекта не хотел, чтобы башню когда-либо разобрали, поэтому предусмотрел наиболее надежное соединение из тех, что использовались в то время.

Рисунок 1. Чертежи элементов конструкций из стали С255, С 245, С 345. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Разделы дисциплины «Металлические конструкции»

Студенты строительных специальностей знакомятся с курсом «Металлические конструкции» в середине своего обучения, после того как будут пройдены такие дисциплины как «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Строительная механика».

Дисциплина, посвященная металлическим конструкциям, знакомит со свойствами материалов, особенностями работы конструкций в разных условиях, поведением материалов при нагреве, при низких температурах, методикой расчета и построением расчетных схем.

Вначале студентов знакомят с тем по какому принципу выбираются стали, как состав влияет на работу материала. Сварные конструкции обязательно оцениваются на свариваемость по углеродистому эквиваленту.

Общую структуру курса можно описать следующим образом:

• выбор и обоснование сталей (по температуре среды, характеру нагружения, виду напряженного состояния, способа соединения, толщины проката);
• сварные соединения (стыковые, внахлест, угловые и тавровые);
• болтовые соединения (количество болтов из условия прочности на срез и прочности на смятие), расположение болтов);
• подбор и проверки прокатных балок (расчетная схема, статический расчет, требуемый момент сопротивления, проверка на прочность по изгибающему моменту, проверка на действие касательных напряжений, проверка на общую и местную устойчивость);
• подбор и проверки сечения составной балки (разрезные однопролетные, нерарезные многопролетные и консольные балки, определение расчетных усилий, определение габаритов, требуемый момент инерции балки, стенки, полок, требуемая площадь сечения, проверка на прочность;
• подбор и проверка сечения сплошной центрально-сжатой колонны;
• подбор и проверка сечения сквозной центрально-сжатой колонны;
• компоновка рамы;
• подбор и проверка сечения подкрановой балки;
• сбор нагрузок и составление задания для расчета в программно-вычислительных комплексах;
• составление таблицы расчетных усилий;
• усиление элементов;
• вопросы огнезащиты конструкций.

Металлические конструкции рассчитываются по первой и второй группам предельных состояний. Для подбора сечений при небольших нагрузках и пролетах можно воспользоваться сортаментов и найти готовое сечение в нем, в остальных случаях используются составные сечения, и каждый элемент составной балки рассчитывает отдельно.