Металлические материалы и изделия в строительстве
Применяемые в строительстве металлы делят на 2 группы: черные и цветные. К черным металлам относятся железо и сплавы на его основе – сталь и чугун. Сталь – сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. По химическому составу различают стали углеродистые и легированные, а по назначению – конструкционные, инструментальные и специальные. Чугун – сплав железа с углеродом (>2%), марганцем(до 1,5%), кремнием (до 4,5%) и другими элементами. В зависимости от строения и состава чугун бывает белый, серый и ковкий.
К цветным металлам относятся все металлы и на их основе сплавы алюминия, меди, цинка, титана.
Металлы обладают высокой прочностью, примерно одинаковой на изгиб, растяжение и сжатие. Плотность стали – 7850 кг/м3, в 3 раза выше плотности бетона, но металлические конструкции при такой же несущей способности легче и компактнее бетонных. Модуль упругости в 10 раз выше, чем у бетонных и каменных материалов. Металлы очень технологичны:
-изделия из них можно получать различными индустриальными методами (прокатом, волочением, штамповкой и т.п.);
-металлические изделия и конструкции легко соединяются друг с другом (посредством болтов, заклепок и сваркой).
Но с точки зрения строительства, металлы имеют и существенные недостатки: высокая теплопроводность, требующая устройства тепловой изоляции, защищать от огня, так как при нагревании прочность металла снижается, металлоконструкции теряют устойчивость и деформируются, защищать металлические конструкции от коррозии.
Чугунные изделия
Чугунные изделия используются в санитарно-техническом оборудовании: отопительные радиаторы, ванны, мойки, вентили. Чугунные трубы применяют для стояков сантехнических кабин, канализационных сетей, для отвода промышленных вод. Чугунные литые изделия изготавливают методом литья, под давлением и центробежным. Из серого чугуна путем отливки получают элементы строительных конструкций, работающих на сжатие (колоны, опорные подушки, арки, своды, тюбинги (элемент сборной крепи) метрополитена, плиты для полов промышленных зданий). Его используют для литья печных элементов, архитектурно -художественных элементов.
|
|
Стальные изделия
В строительстве используют стальные металлические конструкции гражданских и промышленных зданий, опоры линий электропередач, резервуары и трубопроводы, арматуру железобетона. Качественные углеродистые стали используются в машиностроении. Наиболее часто в строительстве применяют низколегированные стали. Содержание углерода в таких сталях не должно превышать 0,2%, так как с возрастанием углерода понижается пластичность и коррозионная стойкость стали, ухудшается её свариваемость (легирующие добавки: марганец увеличивают прочность, твердость, кремний и хром - повышают прочность и жаростойкость, медь – стойкость стали к атмосферной коррозии; никель – улучшает вязкость без снижения прочности).
Стальной прокат и стальные конструкции
Строительные конструкции – это крупноразмерные элементы зданий и сооружений, изготовленные из стального проката, соединяемого сваркой, заклепками и болтами. Стальные конструкции используют в качестве несущих конструкций для высотных жилых зданий, промышленных предприятий, для строительства мостов, телебашен и т.п. Рационально применять стальные конструкции для перекрытия больших пролетов в зданиях, для каркасов высотных зданий и промышленных цехов с тяжелым крановым хозяйством. Стальные конструкции обычно выполняют из прокатных элементов различных профилей (выпускаются по определенному перечню-сортаменту), трубчатых и гнутых профилей, полосовой и листовой стали. Чаще всего применяют прокатные и гнутые профили: уголки равно и неравно полочные, швеллеры, двутавровые балки, квадратные и прямоугольные трубы.
|
|
Балки двутавровые изготавливают 23 типовых размеров: от N 10 до N 60 (N указывает высоту балки в см) длиной от 4 до 13 метров.
Швеллеры – 22 типоразмеров – от N 5 до N 40 и длиной – 4 – 13 м.
Прокатная угловая равнополочная сталь выпускается 84 типоразмеров с шириной полок 20 – 250 мм и толщиной 3 – 30 мм.
Гнутые профили – металлические изделия, имеющие более тонкие стенки, меньшую массу и расход металла, чем стальной прокат при той же несущей способности, то есть их применение более рационально.
Колонны бывают сплошными, состоящими из одного или нескольких профилей; решетчатыми, состоящих из 2-х или 4-х ветвей, соединенных между собой решеткой. Верхняя часть колонны называется оголовком, нижняя – башмаком.
Фермы – плоские решетчатые конструкции, перекрывающие весь пролёт здания (длина ферм 18, 24, 30, 36 м и более). Их обычно выполняют из угловой стали с креплением сборочных единиц листовой стали.
Стальные прокатные и гнутые профили используют как самостоятельно, так и для получения составных металлических конструкций большой несущей способности – колонн, балок, ферм. Стальные конструкции изготавливают так же из листовой и широкополосной стали толщиной 6 – 20 мм.
Стальной профилированный настил из листовой стали толщиной 0,8 – 1 мм выпускают для устройства перекрытий в промышленных зданиях. Ширина листов настила – 680 и 782 мм; длина – 6,9 и 12м; высота гофра – 60 и 72 мм.
Стальные конструкции при монтаже соединяют друг с другом болтами или сваркой.
По назначению стальные конструкции подразделяют на колонны, прогоны и фермы.