1. История развития стальных конструкций. Область применения стальных конструкций.

Iэтап (от XIIв до нач XVIIв): применение металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквях) в виде затяжек и скреп для каменной кладки.

IIэтап (от нач XVIIв до нач XVIIIв): применение наслонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой.

IIIэтап (от нач XVIIIв до сер XIXв): освоение процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытия гражд. и пром. зданий. Соединения чугунных элементов на замках и болтах. Наслонные стропила трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы.

IVэтап (от сер XIXв до 20гг XXв): новые способы получения железа (пудлингование, в мартеновских, конверторных печах). Появились заклепочные соединения. Освоение получения профильного металла и прокатного листа. Сталь почти полностью вытеснила чугун. Применение решетчатых каркасов рамно-арочной конструкции для зданий значительных пролетов. Развитие мостостроения и листовых конструкций. Появление мостовых кранов.

Vэтап (с 20гг XXв): клепанные конструкции почти полностью заменены сварными. Применение вместо малоуглеродистой стали низколегированной. Использование алюминиевых сплавов. Стремительное развитие всех сфер МК (номенклатура, проектирование и т.д.)

Область применения

-Одноэтажные поизводственные здания

-Многоэтажные поизводственные здания

-Высотные здания (>25 этажей)

-Большепролетные здания (общ-го и пром назначения)

-Мосты, эстакады

-Высотные сооружения (вышка связи)

-Листовые конструкции (резервуары для храненеия нефти)

-Прочие конструкции

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

Достоинства

Надежность - близкое совпадение их действительной работы с расчитанными предположениями.

Легкость – металлические конструкции являются наиболее легкими. Определяется величиной показателя легкости с [м^-1]

с=ρ/R (ρ- плотность материала; R- расчетное сопротивление)

Для Al c=1,0 ~0,00011 м^-1

Сталь с=1,5…3,4 м^-1

Дерево с=4,9 м^-1

Бетон с=16,8 м^-1

Непроницаемость – высокая плотность (7850кг/м²)

Плотность соединений обеспечивается с помощью сварки.

Индустриальность – МК изготавливают на заводах, оснащенных специальным оборудованием, а монтаж производят с использованием высокопроизводственной техники, что сокращает ручной труд.

Ремонтопригодность – наиболее просто решаются вопросы усиления, технического перевооружения и реконструкции.

Сохранность металлического фонда – МК в результате физического и морального старения изымается из эксплуатации, но затем возврашаются в отрасли промышленности в виде металлического лома.

Недостатки

Подверженность коррозии – Повышение коррозионной стойкости достигается включением в сталь специальных легирующих элементов (защитные покрытия, рациональная конструктивная форма)

Малая огнестойкость – повышение предела огнестойкости (подвесные потолки, огнестойкие облицовки, покрытие специальными составами)

Требования, предъявляемые к МК:

1)Пригодность к эксплуатации – пригодность конструкции к выполнению возложенных на ее функций; 2)Экономия металла - требование определяется большой потребностью в металле во всех отраслях промышленности и относительно высокой стоимостью; 3)Транспортабельность - возможность транспортировки целиком или по частям; 4)Технологичность - проектирование с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на современные приемы, снижающие трудоемкость; 5)Скоростной монтаж – сборка в наименьшие сроки с учетом имеющегося монтажного оборудования; 6)Долговечность – определяется сроками физического и морального износа; 7)Эстетичность – определяется гармоничностью форм; 8)Типизация, унификация, стандартизация – разработка типовых решений, унифицированы размеры и сопряжения, разработаны стандарты.