Металлические конструкции

Металлические конструкции (также: металлоконструкции, сокр.: МК) — общее название конструкций из металлов и различных сплавов, используемых в различных областях хозяйственной деятельности человека: строительстве зданий, станков, масштабных устройств, механизмов, аппаратов и т. п.

В машиностроении обычно под металлоконструкциями подразумеваются детали, изготовленные из профилированного металла, в отличие от литых деталей и поковок.

В строительстве термином «строительные металлоконструкции» описываются несущие стальные строительные элементы здания из металла.

История

До начала XX века в строительстве применялись в основном литые металлические строительные конструкции из чугуна (главным образом в колоннах, балках, лестницах и т. д.). Современные металлоконструкции подразделяются на стальные и из лёгких сплавов (например, алюминиевых).

Применение

Металлические конструкции по области применения можно разделить на машиностроительные конструкции и конструкции зданий и сооружений. В машиностроении термин «конструкция» применим сравнительно редко, так как нормами предусмотрены только виды изделий: деталь, сборочная единица, комплекс и комплект. В то же время термины «конструктор», «конструирование» используются в машиностроении весьма часто.

Типичные применения

• ограждающие элементы (заборы, ограждение) и в виде отделочных деталей зданий,
• мосты, опоры чего-либо, пролёты, стрелы, балки перекрытий, каркасы для железобетонных конструкций, каркасы свай,
• башенные краны, мостовые краны, в основе которых лежат МК,
• каркасы доменных печей
• газгольдеры,
• резервуары,
• мачты,
• опоры линий электропередачи,
• лёгкие металлоконструкции (ЛМК) — конструкции из металла, использующие для строительства зданий с большими пролётами,
• лёгкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) — строительные конструкции из холодногнутых оцинкованных профилей.

Известные объекты из металлоконструкций

• Купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге диаметром 22 метра.
• Эйфелева башня — 300-метровая башня в Париже, столице Франции.
• Шуховская башня — телебашня, выполненная в виде несущей стальной сетчатой оболочки. Расположена в Москве на улице Шаболовка.
• Turning Torso — небоскрёб в Мальмё, Швеция, расположенный на шведской стороне пролива Эресунн.
• Небоскрёб Мэри-Экс — 40-этажный небоскреб в Лондоне, столице Великобритании, конструкция которого выполнена в виде сетчатой оболочки с центральным опорным основанием.
• Мост Золотые Ворота — самый большой висячий мост в мире с момента открытия в 1937 году и до 1964 года через пролив Золотые Ворота, соединяет город Сан-Франциско на севере полуострова Сан-Франциско и южную часть округа Марин, рядом с пригородом Саусалито.

Преимущества

Металлоконструкции обладают рядом достоинств:

• лёгкость;
• коррозионная стойкость (для оцинкованных конструкций и конструкций из алюминиевых сплавов);
• технологичность;
• пространственная прочность, жёсткость;
• высокие декоративные свойства;
• быстрота монтажа (сооружения) и демонтажа.

Составные части металлоконструкции

Металлоконструкции изготовляются из различной металлопрокатной продукции:

• балка с гибкой стенкой;
• балка с гофрированной стенкой;
• профилированного листа (профлиста), листового металла;
• профильных труб, швеллеров, тавров, двутавров, уголков, катанка;
• сортовой прокат: квадрат, круг, шестиугольник и др.
• ЛСТК;
• структуры;
• холодногнутые сварные профили (ХГСП).

Способы соединения металлоконструкций

По характеру соединения элементов между собой различают соединения:

• сварные;
• заклёпочные;
• резьбовые.

Типы металлоконструкций

Металлоконструкции зданий и сооружений можно разделить на технологические и строительные. Технологические конструкции представлены в основном опорами под оборудование и трубопроводы, бункерами, эстакадами, рукавами, отстойниками, мерниками, рабочими площадками, лестницами, стойками и другими. Часть из них изготавливается на заводах, но некоторые конструкции могут быть изготовлены и на стройплощадке.

Строительные конструкции по расчётным моделям делятся на следующие типы:

• отдельные конструктивные элементы (балки, стойки, колонны и другие);
• плоские или пространственные раскреплённые системы;
• плоские или пространственные нераскреплённые системы;
• листовые конструкции.

Наиболее эффективны металлические конструкции для покрытий зданий и сооружений, так как при этом проявляется способность металла хорошо сопротивляться растяжению и изгибу. Покрытия могут быть выполнены из ферм и оболочек.

Проектирование и изготовление

Проектирование стальных конструкций производится в два этапа: сначала выполняются чертежи марки КМ (конструкции металлические), затем заводом-изготовителем чертежи марки КМД (конструкции металлические деталировочные), по которым свариваются отправочные элементы, монтируемые на строительной площадке. Проектирование и расчет несущих металлических конструкций из стали производится по соответствующим нормам проектирования: СП 16.

Изготовление стальных конструкций осуществляется только при наличии и в соответствии с чертежами марки КМД (разработанными по чертежам марки КМ, отступления от которых не допускаются) и технологической документацией предприятия-изготовителя.

При разработке чертежей марки КМД учитываются требования, определяемые технологией строительно-монтажных работ (разделение на отправочные элементы, указания по общим и контрольным сборкам, комплекты деталей для сборки, установки и сварки на монтаже и другое), а также технологические возможности завода-изготовителя.