0
Стальные конструкции и применение их в строительстве.
Мар 20, 2012 02:31.
Стальные конструкции применяются там, где требуется высокая степень надежности. Монтаж стальных конструкций объединяет различные строительные детали воедино в несущий каркас.
Легкий металлический каркас.
Основным преимуществом несущих стальных конструкций является возможность их перестройки или надстройки, а также усиления общей несущей конструкции.Стальные конструкции незаменимы в зданиях с длинными пролетами, например на стадионах или в производственных цехах.
Основные типы соединений стальных деталей.
Основные типы соединения стальных деталей – это сварка, пайка, болтовое соединение, клепка и склеивание. Болтовое соединение – вид соединения, подразумевающий возможную разборку. Обычно такое соединение производится при помощи болтов с гайками, соединяющими две или несколько деталей, либо без гайки, когда одна из деталей имеет отверстие с резьбой.
От развинчивания в процессе эксплуатации болтовое соединение защищают специальными шайбами – гроверами.
Клепаные соединения образуют неразрывное соединение деталей. Применяют заклепочные соединения стальных конструкций там, где не будет требоваться разборки деталей в процессе эксплуатации.
Материалом для изготовления заклепок может служить сталь, алюминий, медь или железо. Металл, из которого изготовляются заклепки, должен быть пластичным, чтобы заклепка достаточным образом расклепалась.
Сварка – это прочное неразъемное соединение деталей из металла и стали. Существует три метода сварки строительных конструкций – это электросварка, полуавтоматическая и газосварка. Электросварка – самый распространенный вид сварки.
Производится электросварка посредством образования электрической дуги в месте соприкосновения электрода с поверхностью металла, электрическая дуга повышает температуру металла до его оплавления, причем оплавляется и электрод, который является расходным материалов. Метал электрода смешивается с расплавленным металлом деталей, формируя сварочный шов.
Полуавтоматическая сварка происходит аналогичным образом, однако вместо электрода шов формирует проволока, а сварка происходит в среде СО2. Такая сварка гораздо меньше нагревает окружающий металл, поэтому лучше подходит для сварки тонких металлических листов и арматуры.
Газосварка, пожалуй, реже всего применяется для сваривания строительных металлических и стальных конструкций в основном ввиду сложности самого процесса и громоздкости оборудования. В основном газосварку применяют для сваривания труб, поскольку газовая горелка позволяет регулировать текучесть металла лучше, чем другие виды сварки.
Резка металла.
Режут металл на стройплощадке несколькими способами. Это пиление, сверление и резка автогеном. Пиление не слишком массивных болтов, арматуры или труб можно выполнять обычной ножовкой по металлу. С более существенным объемом или большим количеством деталей легко справится болгарка.
Массивные и очень массивные детали, такие как, например, двутавровые металлические балки перекрытия, режут автогеном.
Ковка и гибка металла.
Как правило, на стройплощадке применяют только гибку металлических труб и листов. Ковка, ввиду отсутствия условий, практически недоступна на стройплощадке. Для гибочных работ используют специальные гибочные столы, для гибки труб – ручные изгибные машины.
В стационарных условиях используют электрические и гидравлические гибочные станки, точные и мощные, поэтому большую часть гибочных операций делают на предприятии, а на месте лишь минимум – подгон или срочное изменение формы или размеров детали.
Металлические несущие конструкции.
Строительные несущие конструкции представляют собой металлический каркас. Различают два вида конструкций из стали – это фахверковые и рамочные.
Фахверковые конструкции из металла, аналогично деревянным фахверковым конструкциям, снабжены скосами, призванными распределять, тем самым, снимая давление несущей конструкции. Благодаря такому снятию нагрузки можно перекрывать пролеты значительной длины. Соединения нескольких деталей в фахверковых фермах называют узловыми точками.
Обычно соединения в узловых точках выполняется при помощи сварки или болтов. Правильно расположив фахверковые каркасы вдоль и поперек пролетов дает несущий каркас большой прочности.
Рамные стальные конструкции.
Рамная система – это совокупность стальных конструкций, которые состоят из стальных профилей, жестко скрепленных между собой в виде рам. Опорные части или колонны, на которые опирается такая конструкция, жестко прикреплены к фундаменту.
Жесткость рамы достигается путем применения листов жесткости. Лист жесткости представляет собой стальной клин треугольной формы, вваренный или привинченный в угол рамы. Такие углы жесткости называют промежуточными элементами жесткости.
Колонны и опоры, для придания устойчивости и более надежного соединения с фундаментом, имеют приваренную стальную основу, которая крепится непосредственно к фундаменту болтами. В отдельных случаях, для придания еще большей жесткости, фундамент имеет выемки в местах крепления колонн, которые после установки заливаются бетоном.
В некоторых конструкциях применяются и шарнирные соединения колонн с фундаментом. Как правило, применяются такие соединения в конструкциях неправильной формы или шатрового типа, или в конструкциях с изменяемой геометрией.
Стальные колонны и ригели.
Для производства стальных колонн и ригелей применяют стальные профили разного фасона, в основном прокатные и круглые.
Стальные колонны.
Колонны изготавливают из труб или прокатных профилей. Профили такой формы более других форм выдерживают сжатие, что является основной нагрузкой на несущие колонны.
Перед началом установки к их концам привариваются или прикручиваются опорные и верхние плиты. Если предполагаемая нагрузка на конструкцию значительна, к колоннам приваривают дополнительные ребра жесткости.
Стальные балки.
Стальные балки применяются для перекрытий и балок-перемычек. Предельную крепость конструкции придает следующая технология. Тонкие и высокие двутавровые балки укладываются на некотором расстоянии параллельно, а промежуток между ними заливается бетоном.
На двутавровые балки укладываются железобетонные плиты перекрытий. Дополнительно арматура уложенных плит проваривается на стыках, и стыки заливают бетоном. Получается своеобразная монолитная конструкция, крепкая и надежная.
Часто дополнительная жесткость достигается за счет приваривания к ригелям болтов. Эта нехитрая операция придает конструкции также жесткость на разрыв, не дает провисать балкам и значительно снижает вес остальных балок.
Стены в здании со стальным каркасом обустраиваются с учетом требований эксплуатации и эстетики. Закладка кирпичом производится в редких случаях, так как это довольно дорогая и долговременная операция.
Современные методы и технологии строительства подразумевают использование железобетонных панелей или так называемых сэндвич-панелей.
Толщина стены обычно равняется толщине профиля каркаса. Примыкание кирпичной кладки, если таковая требуется согласно плану строительства, к стальному каркасу должно быть свободным для того, чтобы дать возможность некоторого движения каркаса без разрушения кладки.
Движение каркаса, например, от ветра – нормальное явление, предусмотренное строительными нормами. Также существуют допустимые максимальные площади заполнения кирпичной кладкой.
*