Содержание
1. Введение. 2
2. Номенклатура и область применения металлических конструкций. 3
3. Свойства строительных сталей и алюминиевых сплавов. 4
Введение
Стальные конструкции применяются главным образом для каркасов большепролётных зданий и сооружений, для цехов с тяжёлым крановым оборудованием, домен, резервуаров большой ёмкости, мостов, сооружений башенного типа и др. Области применения стальных и железобетонных конструкций в ряде случаев совпадают. При этом выбор типа конструкций производится с учётом соотношения их стоимостей, а также в зависимости от района строительства и местонахождения предприятий строительной индустрии. Существенное преимущество стальных конструкций (по сравнению с железобетонными) — их меньшая масса. Этим определяется целесообразность их применения в районах с высокой сейсмичностью, труднодоступных областях Крайнего Севера, пустынных и высокогорных районах и т.п. Расширение объёмов применения сталей высокой прочности и экономичных профилей проката, а также создание эффективных пространственных конструкций (в т. ч. из тонколистовой стали) позволят значительно снизить вес зданий и сооружений.
В металлических конструкциях применяются: прокатная сталь — более 95%, отливки из стали и серого чугуна — менее 1%, алюминиевые сплавы — менее 5%. Существующие строительные нормы «Стальные конструкции» предусматривают применение тринадцати сталей — от С235 до С590. В рамках нашего курса мы будем иметь дело со сталями, наиболее распространенными в простых инженерных сооружениях: С235, С245, С275, С345.
Номенклатура и область применения
металлических конструкций
Металлические конструкции применяются во всех инженерных сооружениях значительных пролетов, высоты и нагрузок. В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции можно разделить на восемь видов:
1) Промышленные здания – цельнометаллические или со смешанным каркасом (колонны железобетонные). Цельнометаллические в зданиях с большим пролетом, высотой и грузоподъемностью.
2) Большепролетные покрытия зданий – спортивные сооружения, рынки, выставочные павильоны, театры, ангары и др. (пролеты до 100-150 м).
3) Мосты, эстакады – мосты на железнодорожных и автомобильных магистралях.
4) Листовые конструкции – резервуары, газгольдеры, бункеры, трубопроводы большого диаметра и др.
5) Башни и мачты – радио и телевидения в геодезической службе, опоры линии электропередачи, нефтяные вышки и др.
6) Каркасы многоэтажных зданий. Применяются в многоэтажных зданиях, в условиях плотной застройки больших городов.
7) Крановые и другие подвижные конструкции – мостовые, башенные, козловые краны, конструкции экскаваторов и др.
8) 
Прочие конструкции по использованию атомной энергии в мирных целях, разнообразные конструкции радиотелескопов для космической и радиосвязи, платформы для разведки и добычи нефти и газа в море и др.
Достоинства металлических конструкций:
1) Надежность. Материал (сталь, алюминиевые сплавы) обладает большой однородностью структуры.
2) Легкость. Металлические конструкции самые легкие.
3) Индустриальность. Изготовление и монтаж металлических конструкций производится специализированными организациями с использованием высокопроизводительной техники.
4) Непроницаемость. Обладают высокой прочностью и плотностью, непроницаемостью для газов и жидкостей.
Недостатки металлических конструкций:
1) Коррозия. Незащищенность от влажной среды, атмосферы, загрязненной агрессивными газами, сталь коррозирует (окисляется) и разрушается. Поэтому в сталь включают специальные легирующие элементы, покрывают защитными пленками (лаки, краски и т.д.).
2) Небольшая огнестойкость. У стали при температуре 200˚С уменьшается модуль упругости, а при температуре 600˚С сталь полностью переходит в пластическое состояние. Алюминиевые сплавы переходят в пластическое состояние при 300˚С. Поэтому металлические конструкции защищают огнестойкими облицовками (бетон, керамика, специальные покрытия и т.д.).
При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие требования:
1) Условия эксплуатации.
2) Экономия металла (высокая стоимость).
3) Транспортабельность (перевозка по частям или целиком с применением соответствующих транспортных средств).
4) Технологичность – использование современных технологических приемов, обеспечивающих снижение трудоемкости.
5) Скоростной монтаж. Сборка в наименьшие сроки.
6) Долговечность – определяется сроками физического и морального износа.
7) Эстетичность. Конструкция должна обладать гармоничными формами.
Основным принципом проектирования является достижение трех главных показателей: экономии стали, повышение производительности труда при изготовлении, снижение трудоемкости и сроков монтажа, которые определяют стоимость конструкции.
Достигается это путем использования низколегированных и высокопрочных сталей, экономичных прокатных и гнутых профилей, внедрения в строительство пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и т. П. конструкций, совершенствованием методов расчета и изысканием конструктивных оптимальных решений с использованием ЭВМ. Кроме того, разработаны типовые решения часто повторяющихся конструктивных элементов – колонн, ферм, подкрановых балок, оконных и фонарных проемов, башен, опор линии электропередачи т.п.