4.Общие сведения о металлических конструкциях. Достоинства и недостатки. Области применения

Металлические конструкции, металлоконструкции, общее название конструкций, выполненных из металлов и применяемых в строительстве. Современные М. к. подразделяются на стальные и из лёгких сплавов (например, алюминиевых сплавов).

В строительстве получили распространение стальные конструкции, используемые в несущих каркасах промышленных сооружений, жилых и общественных зданий, в пролётных строениях мостов, каркасах доменных печей, газгольдерах, резервуарах, мачтах, опорах линий электропередачи и др.

По характеру соединения элементов между собой различают М. к. сварные, клёпаные и с болтовыми соединениями. Достоинства:

- Надежность – близкое соответствие характеристик стали нашим представлениям об идеальном упругом и упругопластическом изотропном материале;

- лёгкость (Р=7,85 тс/м^3);

- непроницаемость для газов и жидкостей – высокая плотность ;

- индустриальность – исключает или до минимума сокращает тяжелый ручной труд;

- ремонтопригодность – просто решаются вопросы усиления, технического перевооружения и реконструкции;

- прочность;

- сохранность металлического фонда – в результате физического и морального износа изымаются из эксплуатации, переплавляются и снова используются в народном хозяйстве;

- транспортабельность;

- эстетичность.

Недостатки:

Подверженность коррозии, малая огнестойкость (сталь начинает терять свою устойчивость при 200^оС, полностью теряет и начинает течь при 625^оС), дефицитность, и высокая стоимость.

Область применения

Мосты, эстакады. Мостовые металлические конструкции на автомобильных и железнодорожных магистралях .Конструкции одноэтажных промышленных зданий выполняются в виде смешанных каркасов или цельнометаллических.

Многоэтажные здания с металлическим каркасом применяются главным образом в строительстве, в обстановке плотной застройки больших городов и для некоторых видов промышленных зданий.

5.Материалы для металлических конструкций. Основные свойства сталей.

Сталь – сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки. Углерод увеличивает прочность сплава, но понижает свариваемость. В строительных сталях содержание углерода не более 0,22%.

Достоинства – сочетание прочности и пластичности, хорошая свариваемость, однородность механических свойств. Недостатки – относительно низкая коррозионная стойкость и необходимость специальной защиты стальных конструкций от коррозии, снижение пластических свойств при низких температурах, малая огнестойкость.

Основные легирующие добавки – кремний (С), марганец (Г), медь (Д), хром (Х), никель (Н), ванадий (Ф), молибден (М), алюминий (Ю), азот (А). Вредные примеси – фосфор, сера.

По прочностным свойствам стали условно подразделяются на три группы: обычной прочности (Ϭ_у<29 кН/см²), повышенной прочности (Ϭ_у=29…40 кН/см²) и высокой прочности (Ϭ_у>40 кН/см²).

Служебные свойства стали.

Надёжность и долговечность во многом зависит от свойств материала. Наиболее важными для работы конструкций являются свойства: прочность, упругость, пластичность, хладостойкость, склонность к хрупкому разрушению, ползучесть, твердость, а также свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старению и технологичность.

Основные прочностные характеристики – временное сопротивление Ϭ_u (предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца) и предел текучести Ϭ_y (напряжение, которое соответствует остаточному относительному удлинению после разгрузки, равному 0,2%. Для сталей, не имеющих площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести). Упругие свойства материала характеризуют модулем упругостиE=tgα=2,06*10⁴кН/см² и пределом упругости Ϭ_с,

Технологические свойства стали: свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старении, технологичность

.