Конструкционная оценка металлических конструкций

Недостатки.

1 Невысокая коррозионная стойкость (около 20% металла пропадает ежегодно от коррозии).

2 Высокая стоимость (особенно для алюминиевых сплавов,приблизительно в 10 раз выше, чем у стали).

3 Высокие эксплуатационные расходы (для стали).

4 Малая жесткость алюминиевых сплавов (приблизительно в 3 раза ниже, чем у стали).

5 Конструкции перестают удовлетворять требованиям эксплуатации, как правило, из-за потери местной или общей устойчивости.

Преимущества

1 Высокая механическая прочность: сталь - R = 210...530 МПа при ƍ = 7850 кг/м³. алюминиевые сплавы - R = 100... 270 МПа при ƍ = 2700 кг/м³.

3 Газо - и водонепроницаемость (большая плотность материала).

4 Долговечность (при защите) и надежность.

5 Негорючесть (но при t > 500*С для стали и t > 200°С для алюминиевых сплавов резко падает несущая способность).

6 Индустриальность (изготовление конструкций на заводах, монтаж на стройплощадке).

7 Удобство эксплуатации – легко ремонтировать, заменять и усиливать.

Благодаря большой прочности стали металлические конструкции легче деревянных в 1,5...2 раза, легче кирпичных - в 20 раз, а конструкции из алюминиевых сплавов в 2..,2,5 раза легче стальных.

А) Уголок, швеллер, двутавр, труба, листовая сталь.

Б)

В)

Г) Узел1

Рисунок 4. Примеры металлических строительных конструкций: а - стандартные прокатные профили и листовая сталь; б - сечения колонн из прокатных профилей; в - сварная двутавровая балка; г- ферма покрытия из парных уголков

В середине XIX века появился новый конструкционный материал - железобетон, удачно сочетающий высокую прочность бетона на сжатие и металла (арматурной стали) на растяжение. Принципиальная схема работы железобетонного элемента представлена на рисунке 5. Железобетон является основным строительным материалом, так как составляет 85% всех строительных конструкций. По способу выполнения железобетонные конструкции могут быть сборными (из элементов заводского изготовления) и монолитными, возводимыми непосредственно на месте строительства. Существуют также сборно-монолитные конструкции, собираемые из элементов заводского изготовления с заполнением отдельных участков монолитным бетоном на строительной площадке. Сборные железобетонные конструкции являются наиболее индустриальными. Для повышения жесткости и трещиностойкости железобетонные конструкции подвергают обжатию путем натяжения арматуры до приложения внешней нагрузки, такие конструкции становятся предварительно напряженным.

Рисунок 5 - Принципиальная схема работы железобетонного элемента

Конструкционная оценка железобетонных конструкций

Преимущества.

1 Высокая долговечность.

2 Огнестойкость (около 500...600°С).

3 Стойкость против атмосферных воздействий.

4 Индустриальность, возможность изготовления любых форм.

5 Малые эксплуатационные расходы.

6 Большая жесткость.

7 Хорошая сопротивляемость динамическим, статическим и вибрационным нагрузкам.

Недостатки.

1 Большой собственный вес при относительно невысокой прочности: тяжелый бетон - ƍ = 2500 кг/м³ при R=20...80МПа;

легкий бетон - ƍ = 1800 кг/м³ при R=20...40МПа.

2 Большая тепло- и звукопроводимость.

3 Сложность при усилении и ремонте.

4 Низкая трещиностойкость (если без предварительного напряжения) и, как следствие, возможность коррозии арматуры.

5 Сезонность производства.

Широкое распространение и применение в строительстве нашли композитные материалы, основу которых составляют высокомолекулярные соединения - полимеры. Конструкционные композиты обычно состоят из полимера и наполнителя (стекловолокно, древесное и асбестовое волокна, углеводородные нити и т.д.). Наиболее высокими конструктивными свойствами обладают арамидные волокна (кевлар).

Композитные полимерные материалы применяются в любых элементах конструкций, в том числе несущих (профили, многослойные плиты, кабели иканаты).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: