Тема 19. Будинки із легких металевих конструкцій, область їх застосування. Структурні покриття з прокатних профілів та труб.

Металлоконструкции (также: металлические конструкции, сокр.: МК) — общее название конструкций из металлов и различных сплавов, используемых в различных областях хозяйственной деятельности человека: строительстве зданий, станков, масштабных устройств, механизмов, аппаратов и т.п.

В машиностроении обычно под металлоконструкциями подразумеваются детали, изготовленные из профилированного металла, в отличие от литых деталей и поковок.

В строительстве термином «строительные металлоконструкции» описываются несущие стальные строительные элементы здания из металла.

До начала XX века в строительстве применялись в основном литые металлические строительные конструкции из чугуна (главным образом в колоннах, балках, лестницах и т.д.). Современные металлоконструкции подразделяются на стальные и из лёгких сплавов (например, алюминиевых).

Металлические конструкции по области применения можно разделить на машиностроительные конструкции и конструкции зданий и сооружений. В машиностроении термин «конструкция» применим сравнительно редко, так как действующими нормами предусмотрены только виды изделий деталь, сборочная единица, комплекс и комплект. В то же время термины «конструктор», «конструирование» используются в машиностроении весьма часто.

Типичные применени

• ограждающие элементы (заборы, ограждение) и в виде отделочных деталей зданий,

• мосты,опоры чеголибо, пролёты, стрелы, балки перекрытий, каркасы для железобетонных конструкций, каркасы свай,

• башенные краны, мостовые краны, в основе которых лежат МК,

• каркасы доменных печей,

• газгольдеры,

• резервуары,

• мачты,

• опоры линий электропередачи,

• лёгкие металлоконструкции (ЛМК) — конструкции из металла, которые используют для строительства зданий с большими пролётами,

• лёгкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) — строительные конструкции из холодногнутых оцинкованных профилей.

Известные объекты из металлоконструкций

• Купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге диаметром 22 метра.

• Эйфелева башня — 300-метровая башня в Париже, столице Франции;

• Шуховская башня — телебашня, выполненная в виде несущей стальной сетчатой оболочки. Расположена в Москве на улице Шаболовка.

• Turning Torso — небоскрёб в Мальмё, Швеция, расположенный на шведской стороне пролива Эресунн.

• Небоскрёб Мэри-Экс — 40-этажный небоскреб в Лондоне, столице Великобритании, конструкция которого выполнена в виде сетчатой оболочки с центральным опорным основанием.

• Мост Золотые Ворота — висячий мост через пролив Золотые Ворота. Он соединяет город Сан-Франциско на севере полуострова Сан-Франциско и южную часть округа Марин, рядом с пригородом Саусалито. Мост Золотые Ворота был самым большим висячим мостом в мире с момента открытия в 1937 году и до 1964 года.

Металлоконструкции обладают рядом достоинств:

лёгкость;

коррозионная стойкость (для оцинкованных конструкций и конструкций из алюминиевых сплавов);

технологичность;

пространственная прочность, жесткость;

высокие декоративные свойства;

быстрота монтажа (сооружения) и демонтажа.

Металлоконструкции изготовляются из различного рода металлопрокатной продукции:

Балка с гибкой стенкой;

Балка с гофрированной стенкой;

профилированного листа (профлист), листового металла;

профильных труб, швеллеров, тавров, двутавров, уголоков, катанка;

ЛСТК;

Структуры;

Холодногнутые сварные профили (ХГСП);

и др.

По характеру соединения элементов между собой различают:

сварные соединения;

клёпаные соединения;

болтовые соединения;

и др.

Металлоконструкции зданий и сооружений можно разделить на технологические и строительные. Технологические конструкции представлены в основном опорами под оборудование и трубопроводы, бункерами, эстакадами, рукавами, отстойниками, мерниками, рабочими площадками, лестницами, стойками и др. Часть из них изготавливается на заводах, но некоторые конструкции могут быть изготовлены и на стройплощадке.

Строительные конструкции по расчетным моделям делятся на следующие типы:

отдельные конструктивные элементы (балки, стойки, колонны и др.);

плоские или пространственные раскрепленные системы;

плоские или пространственные нераскрепленные системы;

Листовые конструкции.

Наиболее эффективны металлические конструкции для покрытий зданий и сооружений, так как при этом проявляется способность металла хорошо сопротивляться растяжению и изгибу. Покрытия могут быть выполнены из ферм и оболочек. По форме оболочки различают:

Перекрытие-оболочка;

Гиперболоидные конструкции;

Пространственные оболочки;

Сетчатые оболочки.