2.Переваги та недоліки металевих конструкцій

Основними достоїнствами металевих конструкцій в порівнянні з конструкціями з інших матеріалів є: надійність, легкість, непроникність, індустріальність, а також простота технічного переозброєння, ремонту та реконструкції.

Надійність металевих конструкцій забезпечується близьким відповідністю характеристик стали нашим уявленням про ідеальний пружному або пружно-пластичному ізотропному матеріалі, для якого строго сформульовані і обґрунтовані основні положення опору матеріалів, теорії пружності та будівельної механіки. Сталь має однорідну дрібнозернисту структуру з однаковими властивостями в усіх напрямках, напруги пов'язані з деформаціями лінійною залежністю у великому діапазоні, а при певному значенні напруги може бути реалізована ідеальна пластичність у вигляді площадки текучості. Все це відповідає гіпотез і допущення, взятих за основу при розробці теоретичних передумов розрахунку, тому розрахунок, побудований на таких передумовах, повною мірою відповідає дійсній роботі сталевих конструкцій. Аналогічні властивості, але в трохи меншому ступені, мають алюмінієві сплави.

Легкість

З усіх виготовлених в теперішні час несучих конструкцій металеві є самими легкими. За показник легкості беруть відношення щільності матеріалу до його міцності. Найменше значення цей показник має для алюмінієвих сплавів і становить для сплаву Д16-Т 1,1 х0,001 (0,1 м). Прийнявши його за одиницю, запишемо порівняльні дані для інших матеріалів: сталь - 1,5 ... 3,4, дерево - 4,9, бетон середнього класу міцності - 16 ,8.

Непроникність

Метали володіють не тільки великою міцністю, але і високою щільністю - непроникністю для газів і рідин. Щільність сталі і з'єднань аркушів, здійснюваних за допомогою зварювання, є необхідною умовою для виготовлення резервуарів, газгольдерів, трубопроводів, різних судин і апаратів.

Індустріальність

Металеві конструкції виготовляють на заводах, оснащених спеціальним обладнанням, а монтаж виробляють з використанням високопродуктивної техніки. Все це виключає або до мінімуму скорочує важку ручну працю.

Ремонтопридатність

Стосовно до сталевих конструкцій найбільш просто вирішується питання посилення, технічного переозброєння та реконструкції. За допомогою зварювання можна легко прикріпити до елементів існуючого каркасу нове технологічне обладнання, при необхідності посиливши ці елементи, що також робиться досить міцно.

Зберігання металевого фонду. Металеві конструкції в результаті фізичного та маральну старіння вилучаються з експлуатації, а потім повертаються в галузі господарства у вигляді металевого брухту.

Недоліками металевих конструкцій є їх схильність до корозії і порівняно мала вогнестійкість.

Корозія - руйнування металу під хімічним або електрохімічним впливом з зовнішнього середовища. Сталь, не захищена від контакту з вологою в поєднанні з агресивними газами, солями, пилом піддається корозії (окислюється), що призводить до її поступового руйнування. Алюміній і деякі його сплави мають порівняно високою стійкістю до корозії, що пояснюється утворенням на поверхні міцної оксидної плівки. Багато сплави не стійкі до електрохімічної корозії. Добре чинить опір корозії чавун. Для підвищення корозійної стійкості металоконструкцій на їх поверхню наносять захисні покриття у вигляді тонких плівок алюмінію, цинку, емалей, фарб і т.п. При проектуванні конструкцій уникають щілин та пазух, де може накопичуватися волога і пил. Іноді застосовують сталі з підвищеної корозійної стойостью, до складу яких включають спеціальні легуючі елементи.

Вогнестійкість конструкцій характеризує ступінь їх пожежної безпеки. Металеві конструкції мають порівняно низьку межу вогнестійкості. При високих температурах (для сталі - 600 С, для алюмінієвих сплавів - 300 С) металева конструкції втрачає свою несучу здатність. Підвищення межі вогнестійкості сталевих конструкцій будівель, небезпечних в пожежному відношенні (житлові та громадські будівлі, склади з горючими чи легкозаймистими матеріалами), здійснюють шляхом усунення безпосереднього контакту конструкцій з відкритим вогнем. Для цього передбачають підвісні стелі, вогнестійке облицювання, обмазки спеціальними складами. Використовуючи спеціальні покриття у вигляді обмазок, можна істотно підняти межу вогнестійкості. При грамотному проектуванні і відповідної експлуатації зазначені недоліки не становлять небезпеки для виконання конструкцією своїх функцій, але призводять до підвищення початкових і експлуатаційних витрат.