Материалы МК. Виды строительных сталей, действующая классификация.
Краткий исторический очерк развития металлических конструкций. Современное состояние науки о МК.
Понятие МК включает в себя их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития МК определяется потребностями в них народного хозяйства и возможностями технической базы – развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. 5 периодов развития:
1. 12-17 век – применение металла в уникальных сооружениях (дворцах, церквях) в виде затяжек для каменной кладки.
2. начало17-конец18 века – применение наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций глав церквей.
3. начало18-середина19 века – освоение процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий.
4. 30-е годы 19 века-20-е 19 века – технический прогресс в металлургии и металлообработке. Сталь практически вытеснила из конструкций чугун.
5. с 20-х годов первой пятилетки. Появление сварных конструкций. Применение более прочной низколегированной стали.
Особенностью современного развития МК является появление и широкое внедрение в строительство новых материалов 9конструкционное стекло, модифицированные пластмассы, углепластики). Эти материалы используются в сочетании с традиционным металлом. Основными направлениями развития МК в настоящее время являются: строительство высотных зданий, спортивных арен, стадионов, развитие трансформируемых конструкций, реконструкция зданий и сооружений, строительство павильонов, музеев и общественных центров на основе стекла и металла.
|
|
Номенклатура и область применения МК. Их достоинства и недостатки.
МК применяются во всех видах зданий и сооружений, особенно если необходимы значительные пролеты, высота и нагрузки. В зависимости от конструктивной формы и назначения МК можно разделить на следующие виды:
1.промышленные здания – конструкции выполняются в виде цельнометаллических или смешанных каркасов;
2.большепролетные здания (спортивные сооружения, театры, рыночные павильоны, театры) – здесь возможны балочные, рамные, арочные, висячие, комбинированные системы
3.Мосты, эстакады
4.листовые конструкции (резервуары, газгольдеры, бункеры, трубопроводы большого диаметра) – такие конструкции являются тонкостенными оболочками различной формы. Часто используются в условиях низких или высоких температур.
5.башни и мачты – применяют для радио и телевидения, в геодезической службе, также нефтяные вышки, дымовые и вентиляционные вышки.
6.каркасы многоэтажных зданий – применяют в основном в гражданском строительстве
|
|
7.крановые и другие подвижные конструкции – выполняются из материала, позволяющего максимально уменьшить их вес. Это конструкции мостовых, башенных кранов, экскаваторов, строительных машин.
8.прочие конструкции (платформы для разведки и добычи газа и нефти в море, конструкции радиотелескопов для космической и радиосвязи).
Достоинства МК:
1.надежность – близкое совпадение действительной работы с расчетной, МК обладают однородностью и изотропностью (свойства во всех направлениях одинаковы).
2.легкость – МК являются самыми легкими конструкциями. Легкость определяется отношением плотности материала к его расчетному сопротивлению. Для стали 1,7*10-4
3.индустриальность – изготовление на заводах
4.непроницаемость – не пропускают жидкости и газы.
5.ремонтопригодность – МК достаточно легко поддаются ремонту
Недостатки:
1.коррозия – окисление стали во влажной среде. Повышают стойкость путем введения легирующих добавок, покрытием лаками, красками, а также выбором рациональной формы конструкции
2.низкая огнестойкость – при температуре 200 градусов начинается снижение модуля упругости, при 600 градусах – сталь течет под нагрузку, то есть переходит в пластическое состояние.
|
|
3.склонность к хрупкому разрушению.
Требования, предъявляемые к МК. Типизация и унификация.
При проектировании МК должны учитываться основные требования:
1.условия эксплуатации – необходимо учитывать условия, при которых будет использоваться металл
2.экономия металла – так как существует большая потребность в металле во всех отраслях промышленности и относительно высокой стоимостью
3.транспортабельность – должна быть предусмотрена возможность перевозки их с завода целиком или по частям
4.технологичность – конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на наиболее современные технологические приемы, обеспечивающие снижение трудоемкости
5.скоростной монтаж – возможность сборки в наименьшие сроки
6.долговечность – определяется сроками ее физического и морального износа
7.эстетичность – конструкции независимо от их назначения должны обладать гармоничными формами, особенно для общественных зданий и сооружений.
Основной принцип проектирования – достижение трех главных показателей – экономии стали, повышения производительности труда при изготовлении, снижения трудоемкости и сроков монтажа.
|
|
Типизация – разработаны типовые решения часто повторяющихся элементов – колонн, ферм, подкрановых балок, оконных и фонарных переплетов. В этих типовых решениях унифицированы размеры элементов и сопряжений. Для некоторых элементов разработаны стандарты. Разработаны типовые решения таких сооружений как радиомачты, башни, опоры линий электропередач, резервуары, газгольдеры, пролетные строения мостов. Типовые решения разработаны на основе применения оптимальных с точки зрения затрат материалов, размеров элементов, технологии их изготовления и возможностей транспортирования.
Типизация, унификация и стандартизация обеспечивают большую повторяемость, серийность изготовления, способствуют повышению производительности труда, сокращению сроков изготовления. Типовые проекты обеспечивают экономию металла, повышают качество и сокращают сроки строительства.
Материалы МК. Виды строительных сталей, действующая классификация.
Для строительных МК используется в основном прокатная сталь и алюминиевые сплавы. Редко применяется чугун – в деталях опор тяжелых конструкций. Для висячих и предварительно напряженных конструкций используются тросы и пучки из высокопрочной проволоки, и стержни из арматурной стали.
Доменный чугун получают путем расплавления железной руды и необходимых добавок при сгорании кокса. Затем его переплавляют в присутствии кислорода и высокой температуры. Из-за высокого содержания углерода чугун является хрупким материалом, обладающим малой прочностью на растяжение, также обладает повышенной коррозионной стойкостью и плохой свариваемостью, поэтому в настоящее время чугун не применяется для строительных конструкций. Чугун применяется иногда в опорных частях, шарнирах.
Сталь – это сплав железа (феррита) с углеродом, содержащий легирующие добавки и примеси.
Алюминиевые сплавы имеют малую плотность, повышенную стойкость против коррозии, повышенную деформативность и низкую устойчивость.
Свойства металлов:
1.прочность – сопротивляемость материала внешним нагрузкам без разрушения
2.упругость – свойство материала восстанавливать форму после снятия нагрузки
3.пластичность – свойство материала сохранять деформированное состояние после снятия нагрузки
4.хрупкость – склонность к разрушению при малых деформациях
5.релаксация – снижение напряжений без изменения деформаций
6.твердость – свойство сопротивляться внедрению более твердого материала
7.ползучесть – увеличение деформаций без изменения напряжения.
Классификация стали:
1.По способу выкладки:
а)мартеновская
б)конверторная
в)электросталь
2.По прочности:
а)сталь высокой прочности – Ry<290 МПа
б)повышенной прочности - Ry=20-400 МПа
в)высокопрочная сталь - Ry>400 МПа
3.Похимическому составу:
а)углеродистые – малоуглеродистые (0.22%)
б)легированные
4. П способу раскисления (кремнийАлюминий
- Кипящая КП = 5%- Полуспоойная= 10%
- Спокойная=15%
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 752; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!