Статірова І.О. «Основи розрахунку будівельних конструкцій»

Лекция № 1

Тема: Загальні відомості про металеві конструкції

План:

Y

1. Краткая история развития металлических конструкций 2

2. Номенклатура и область применения металлических конструкций 3

3. Основные особенности металлических конструкций и предъявляемые к ним требования 4

4. Организация проектирования 5

5. Основные свойства и работа стали 6

Після вивчення теми студенти зможуть:

1. дати класифікацію будівельних конструкцій;

2. зрозуміти, чим відрізняються матеріали для будівельних конструкцій, та дати рекомендації з їх використання;

3. усвідомити значення вимог до будівельних конструкцій;

4. вказати загальні принципи проектування будівельних конструкцій;

5. скласти загальне уявлення про розвиток будівельних конструкцій та матеріалів.

Завдання для перевірки засвоєних знань і самостійної роботи:

Література:

1. СНиП II-23-81 Металлические конструкции

2. Цай Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х т. Т.1.:Учеб. для техн. - М.: Стройиздат, 1984. - 656с.

3. Беленя Е.И. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1976. - 600 с.

1. Краткая история развития металлических конструкций

Понятие «металлические конструкции» объединяет в себе их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой — возможностями технической базы: развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкций может быть разделена на пять периодов.

Первый период (от XII до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т. п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Одной из первых таких конструкций являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.).

Второй период (от начала XVII до конца XVIII в.) связан с применением наслонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций («корзинок») глав церквей. Примерами служат перекрытие пролетом 18 м над трапезной Троице-Сергиевого монастыря в Загорске (1696—1698 гг.), перекрытие старого Кремлевского дворца в Москве (1640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанского собора в Ленинграде пролетом 15 м (1805 г.) и др.

По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами храма Василия Блаженного (1560 г.). Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжение, изгиб и сжатие.

Третий период (от начала XVIII до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляются на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные конструкции достигли в России к середине XIX столетия. Уникальной чугунной конструкцией 1840-х гг. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков 8 виде сплошной оболочки.

Четвертый период (с 30-х гг. XIX в. до 20-х гг. XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и, в частности, в металлургии и металлообработке. В начале XIX в. кричный процесс получения железа был заменен более совершенным — пудлингованием, а в конце 80-х гг. — выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных печах.

В 1840-х гг. был освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа, в 1830-х гг. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса. В течение ста последних лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Сталь почти полностью вытеснила из строительных конструкций чугун, будучи материалом более совершенным по своим свойствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше поддающимся контролю и механической обработке. Чугунные конструкции после середины XIX г. применялись лишь в колоннах многоэтажных зданий, перекрытиях вокзальных дебаркадеров и т. п., где могла быть полностью использована хорошая сопротивляемость чугуна сжатию.

Пятый период (с20 – х гг. XX века) – изобретение сварки. Она почти полностью вытеснила заклепку, т.к. была более легкая, технологичная и экономичная.

Заклепка лучше работает на динамику. Заклепка и сварка ослабляет конструкцию, но заклепка в меньшей степени.