Область применения металлических конструкций.
Лекция 1
История развития металлических конструкций
История развития металлических конструкций можно условно разделить на пять периодов.
Первый период относится к XII – началу XVII вв. В это время еще нет как таковых металлических конструкций. Металл применяется в виде затяжек и скреп для каменной кладки сводов и столбов в церквях и дворцах. Металлические затяжки выполнялись из кованного железа.
Одним из первых сооружений с применением металлических затяжек стал Успенский собор во Владимире (1158г.). Также металлические затяжки были применены для поддержания каменного потолка над коридором храма Василия Блаженного (1560г.)
Второй период приходится на начало XVII – конец XVII вв. В это время начинают применять наклонные металлические стропила и пространственные купольные конструкции в основном для глав церквей. Стержни конструкций выполнялись из кованных брусков и соединены при помощи скреп на горновой сварке. Горновая сварка – кузнечная сварка, производится путем одновременного деформирования элементов после нагрева мест сварки в горне или печи.
Рисунок 1. – Конструкции купола
Примеры перекрытий:
- 18 метровое перекрытие трапезной Троицко-Мергиева монастыря в Загорске (1696-1698гг.);
- перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1649г.).
Примерами металлических куполов служат:
- каркас купола колокольни Ивана Великого (1603г.). Диаметр около 15 метров???;
|
|
|
- каркас 15 метрового купола Казанского собора в Санкт-Питербурге (1805г.).
Третий период с начала XVIII в. до середины XIX в. В это время происходит освоение процесса литья чугунных стержней и деталей. Начинается строительство чугунных мостов и конструкций перекрытия зданий. Соединения чугунных элементов между собой производят на болтах.
Первой чугунной конструкцией считается перекрытие Невьянской башни на Урале (1725г.).
Первый чугунный мост построен в Санкт-Петербурге в 1784г.
В 40-ч годах XIX в. был построен Исакиевский собор в Санкт-Питербурге. Его купол состоит из отдельных косяков в виде сплошной оболочки. Наружная оболочка купола из легких металлических конструкций опирается на чугунную конструкцию.
В 1827-1832гг. была использована чугунная арка в перекрытии Александринского театру в Петербрге. Пролет ее составил 30 м.
Самый крупный чугунный мост в мире был построен в 50-ч годах XIX в. в Питербурге. Николаевский мост. Его пролеты составили от 33 до 47 м.
В это же время наслонные стропила странсформируются в железочугуннык фермы. Растянутые элементы этих ферм были выполнены из железа, а сжатые из чугуна. Соединения ферм выполнялись на болтах. Фермы имеют простую структуры. Раскосы еще не применяются.
|
|
|
Четвертый период от 30-х годов XIX в. до 20-х годов XX в.
В 30-х годах XIX в появляются заклепочные соединения.
В 40-ч годах освоен процесс получения прокатного листа и профильного материала.
Сталь постепенно вытесняет чугун. Происходит совершенствование конструктивной формы ферм. Появляются раскосные системы. Появляются рамно-арочные каркасы. Долгое время металлические конструкции соединяют при помощи клепанных соединений.
Пример здания с рамно-арочным каркасом Киевский вокзал в Москве (1813-1914гг.)
Большой вклад в развитие металлических конструкций внесли Ясинский, Шухов, и Прокофьев.
Ясинский первым запроектировал многопролетное промышленное здание с металлическими колоннами и разработал большепролетные складчатые покрытия.
Шухов разработал пространственные решетчатые конструкции покрытия. Башня Шухова
Пятый период начинается с конца 20-х годов XX в. К 40-м годам клепаные конструкции практически полностью заменяются новым видом соединения сваркой. Малоуглеродистую сталь заменяют более прочной низколегированной. Производится типизация и унификация конструкций. Большое развитие получили листовые конструкции
|
|
|
Область применения металлических конструкций.
В зависимости от формы и назначения металлические конструкции можно разделить на 8 видов:
- промышленных зданий; цельнометаллические или смешанные каркасы(по жб колоннам металлические конструкции покрытия);
- большепролетные покрытия зданий: спортивные сооруж, рынки, театры,ангарыи т.д.;
- мосты и эстакады;
- листовые конструкции – резервуары, бункеры, газгольдеры, трубопроводы;
- башни и мачты для радио и телевидения, опоры линий электропередач;
- каркасы многоэтажных зданий;
- крановые конструкции (мостовые, башенные и козловые краны);
- прочие конструкции – платформы для разведки и добычи нефти и газа в море.
Виды нагрузок
По времени действия нагрузки бывают:
- постоянные (вес частей зданий, вес и давление грунта, воздействие предварительного напряжения);
- временные:
- длительные (вес стационарного оборудования, вес жидкостей и сыпучих материалов в емкостях, давление жидкостей и газов в резервуарах и трубопроводах, нагрузки на перекрытия складов и библиотек, длительные технологические температурные воздействия);
- кратковременные (атмосферные и температурные климатические воздействия, нагрузки на перекрытия общественных зданий от массы людей, нагрузки и воздействия от строительных материалов при ремонте зданий, нагрузки при перевозке строительных конструкций и монтаже и перестановке оборудования);
|
|
|
- особые (сейсмические и взрывные нагрузки, нагрузки, возникающие при просадках основания с коренным изменением свойств грунта).
Нормативные значения нагрузок принимаются на основе статистических данных. Нагрузки от строительных конструкций принимаются по данным стандартов или по размерам. Нагрузки от грунтов устанавливаются в зависимости от вида грунта и его плотности. Нагрузки на перекрытия складов, библиотек и некоторых других видов зданий принимаются по СНиП «Нагрузки и воздействия». Нагрузки от снега, ветра и гололеда принимаются по данным СНиП. Нагрузки от оборудования принимаются по паспортам на оборудование.
Коэффициент надежности по нагрузке учитывает изменчивость нагрузок вследствие случайных отступлений от заданных условий нормальной эксплуатации зданий. Устанавливается после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками во время эксплуатации зданий. Зависит от вида нагрузки, от способа изготовления конструкций. Установлен в СНиП.
Расчетные значения нагрузок получают путем умножения нормативных значений нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке. Исключение составляет снеговая нагрузка. Для нее в СНиП задано расчетное значение.
Так на конструкцию действует несколько нагрузок сразу, то установлены следующие сочетания нагрузок:
- основные сочетания – состоят из постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок;
- особые сочетания – состоят из постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок и одной из особых нагрузок.
При расчете конструкций на основные сочетания, учитывающие 2 и более временных нагрузки устанавливают понижающие коэффициенты, так как одновременное появление максимальных значений всех нагрузок маловероятно. При расчете находят такое сочетание нагрузок при котором усилия в конструкции будут максимальны.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 795; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!