Стальные конструкции

1.

СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Выполнила:
Студентка ФУТ ЗиК(упр)4-1б
Шкандина Александра Николаевна

2.

ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ
Начало применения в строительстве собственно стальных конструкций относится к 80м годам 19 века, к этому времени были
разработаны и освоены промышленные способы производства литого железа (стали)- мартеновский, бессмеровский и томасовский
процессы.
К концу 19 в. в России и за рубежом были построены крупные здания и инженерные сооружения, основные конструкции которых были
выполнены из стали (например, павильоны Нижегородской ярмарки с висячими покрытиями, Бруклинский мост в НьюЙорке, Эйфелева башня).
В СССР интенсивный рост металлургии создал базу для дальнейшего развития и совершенствования конструкции. Был накоплен
большой опыт проектирования и возведения стальных конструкций, определены наиболее рациональные области их применения.
Основным способом соединения элементов конструкции стала электросварка. Большая заслуга в создании и развитии отечественной ш
колы проектирования и расчёта стальных конструкций принадлежит советским учёным В. Г. Шухову, Н. С. Стрелецкому, Е. О. Патону и др.
В современном строительстве широко применяются типовые конструкции, обеспечивающие минимальный расход стали, наименьшую
трудоёмкость изготовления конструкций в заводских условиях, удобство и быстроту монтажа их на месте.

3.

КЛАССИФИКАЦИИ СТАЛЕЙ
По применению:
I класс – строительная сталь (малоуглеродистая <0,25%, хорошо сваривается (трубы, арматура, заклепки);
II класс – конструкционная сталь (строительные конструкции, детали машин);
III класс – инструментальная сталь(высокоуглеродистая > 0,7%, отличается высокой прочностью и твердостью);
IV класс – сталь с особыми свойствами (магнитные, жаропрочные, нержавеющие)

4.

КЛАССИФИКАЦИИ СТАЛЕЙ
По способу производства:
в мартеновских печах
в кислородных конвертерах
в электросталеплавильной печи

5.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ
По назначению стальные конструкции бывают:
• несущие;
• ограждающие;
• декоративные.
Из несущих элементов делают каркас построек. Они отличаются высокой прочностью.
Ограждающие конструкции защищают территорию от проникновения посторонних людей. Дополнительно
они выполняют декоративную функцию. Исключение составляют переносные ворота и заборы, которыми
перекрывают вход на строительную площадку или огораживают аварийный участок. Они устанавливаются
временно и используются не для защиты территории, а для предупреждения людей об опасности, которой они
себя подвергают, находясь на стройплощадке, в зоне обрушения. Такие ограждения невысокие и выглядят
просто.
Декоративные используют для облагораживания приусадебного участка, экстерьера или интерьера. Это
фонари необычной формы, фигурки и скульптуры из металла, кованые элементы и прочее.

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ
По степени готовности к использованию выделяют:
•требующие сборки на объекте сооружения;
•готовые к монтажу элементы
Первые используются, если металлическая
конструкция большая, и в собранном состоянии ее
сложно транспортировать. Из-за необходимости
ведения на объекте сварочных работ такие элементы
используют реже, чем готовые к установке.

7.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ
ИЗДЕЛИЙ
1. Прокатка – стальной слиток пропускают между вращающимися валками прокатного стана, в результате чего заготовка
обжимается, вытягивается и приобретает заданную форму
2. Волочение – заготовка последовательно протягивается через фильеры (отверстия), обжимается и вытягивается
3. Ковка- обработка раскалённой стали повторяющимися ударами молота для придания заготовке заданной формы
4. Штамповка- разновидность ковки, при которой сталь, растягиваясь под ударами молота, заполняет форму штампа
5. Прессование – процесс выдавливания находящейся в контейнере стали через выходное отверстие (очко) матрицы.
6. Холодное профилирование- процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах.

8.

ПРИМЕНЕНИЕ
В современном строительстве стальныеконструкции применяют преимущественно в качестве несущих конструкций в различных (по назначению и к
онструктивной системе) зданиях и сооружениях:
жилые и общественные здания (в т. ч. высотные);
производственные здания разных отраслей промышленности, особенно металлургической (доменные, мартеновские, прокатные цехи);
резервуары и газгольдеры;
сооружения связи (радио- и телевизионные мачты и башни, антенны);
сооружения энергетики (ГЭС, ТЭС, АЭС, линии электропередачи);
транспортные сооружения (мосты и путепроводы на железных и автомобильных дорогах, депо, ангары и т.п.);
магистральные нефте- и газопроводы (висячие переходы через большие реки, овраги и ущелья;
спортивные и зрелищные сооружения, выставочные павильоны и т.д.

9.

ПРИМЕР
Несущая стальная конструкция здания
Стальная конструкция для железобетонных опор ЛЭП

10.

ПРИМЕР
Горизонтальные негабаритные газгольдеры

11.

ПРИМЕР
Структурная конструкция из трубчатых стальных элементов, сопрягаемых с
помощью шаровых узловых вставок (Олимпийский стадион в Берлине)
Телевизионная башня в Токио

12.

ПРИМЕР
Висячий (балочно-вантовый) переход газопровода через р. Амударья (пролет 660 м).

13.

ПРИМЕР
Эмпайр-стейт-билдинг, Нью-Йорк (Empire State Building)
«Стальной дом», Техас (Steel House)

14.

ПРИМЕР
«Птичье гнездо», Пекин (Beijing National Stadium,
Beijing)
Башня Сёньхин, Шеньчжэнь. Китай (Shun Hing Square
Tower, Shenzhen)

15.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
Надежность стальных конструкций обеспечивается близким соответствием характеристик стали нашим представлениям об
идеальном упругом или упругопластическом изотропном материале, для которого строго сформулированы и обоснованы
основные положения сопротивления материалов, теории упругости и строительной механики.
Легкость. Из всех изготовляемых в настоящее время несущих конструкций металлические являются самыми легкими. За
показатель легкости принимают отношение плотности материала к его прочности. Наименьшее значение этот показатель
имеет для алюминиевых сплавов и составляет для сплава Д16-Т 1,1-10-4 м-1. Приняв его за единицу, запишем сравнительные
данные для других материалов: сталь - 1,5 ... 3,4; дерево - 4,9; бетон среднего класса прочности - 16,8.
Непроницаемость. Металлы обладают не только большой прочностью, но и высокой плотностью - непроницаемостью для
газов и жидкостей. Плотность стали и ее соединений, осуществляемых с помощью сварки, является необходимым условием
для изготовления резервуаров, газгольдеров, трубопроводов, различных сосудов и аппаратов.
Индустриальность. Стальные конструкции изготавливают на заводах, оснащенных специальным оборудованием, а монтаж
производят с использованием высокопроизводительной техники. Все это исключает или до минимума сокращает тяжелый
ручной труд.
Ремонтопригодность. Применительно к стальным конструкциям наиболее просто решаются вопросы усиления, технического
перевооружения и реконструкции. С помощью сварки вы можете легко прикрепить к элементам существующего каркаса новое
технологическое оборудование, при необходимости усилив эти элементы, что также делается достаточно просто.
Сохраняемость. Стальные конструкции в результате физического и морального износа изымаются из эксплуатации,
переплавляются и снова используются.

16.

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ
− подверженность коррозии
Корро́зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в
результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
− слабая огнестойкость
Под воздействием высоких температур металл начинает плавиться. Для каждого сплава
есть своя температура плавления
− хрупкость при низких температурах
При пожаре металлические профили и балки начинают деформироваться. Это становится
причиной обрушения кровли и стеновых панелей.