|
Строительные конструкции в
зависимости от материала, из которого они изготовлены, разделяют на металлические
(преимущественно стальные), каменные, бетонные и железобетонные, конструкции
из дерева" и пластмасс.
История развития строительных конструкций связана с
развитием производительных сил общества. Наиболее древние конструкции —
деревянные и каменные, так как самые простые их виды можно было изготовить,
применяя примитивные инструменты.
В XVI—XVII вв. в зданиях и сооружениях начинают применять
металл —вначале как элемент связей, а с XVIII в. как материал для
строительных конструкций. Первые чугунные мосты были построены в конце XVIII
в. (в 1779 г.
в Англии й в 1784 г.
в России).
В XIX в. начали выпускать профильный прокат^ что позволило
создавать рациональные сечения элементов.. При использовании сварки для
соединения элементов стальных конструкций значительно уменьшилась
трудоемкость изготовления этих конструкций и расширились области их
применения в, строительств е.
В середине XIX в. появился новый материал —железобетон, в
котором рационально сочетаются бетон и стальная арматура. В этот период были
созданы научные методы расчета строительных конструкций, которые затем
дополнялись и перерабатывались. Научные методы расчета строительных
конструкций совершенств вуются непрерывно.
Интенсивное развитие в последние десятилетия всех отраслей
промышленности обеспечило дальнейший технический прогресс и в области
строительных конструкций. Создана заводская база для изготовления
конструкций, улучшаются прочностные характеристики материалов, появляются
новые формы конструкций и -их элементов (объемные блоки, пространственные
конструкции), повышается степень их заводской готовности. Большое
распространение получили- железобетонные конструкции, наиболее широко
применяемые в массовом строительстве.
Металлические конструкции благодаря высокой прочности
материала имеют относительно малый собственный вес. Их изготовление на
специализированных заводах и монтаж на строительной площадке не требуют
больших затрат труда. Но из-за подверженности металла коррозии
эксплуатационные -расходы, связанные с необходимостью
периодической окраски конструкций, довольно высоки.
Железобетонные конструкции имеют высокую прочность,
долговечность, огнестойкость. Из них молено создавать разнообразные
конструктивные формы в зависимости от типа сооружения. Они не требуют больших
эксплуатационных расходов. Вместе с тем они тяжелы, для их изготовления нужны
формы (опалубка), в которых изделия и конструкции выдерживаются до
приобретения бетоном необходимой прочности, поэтому стремятся изготовлять
железобетонные изделия и конструкции преимущественно в заводских условиях,
применять для них легкие бетоны и постоянно совершенствовать их
конструктивную форму.
В современном строительстве металлические конст- . рукции
применяют в сооружениях, испытывающих большие нагрузки, в зданиях с большими
пролетами и высотой (каркасы цехов металлургических заводов, покрытия
промышленных зданий при пролетах 30
м и более, каркасы промышленных зданий высотой более 15 м или испытывающих
нагрузку от мостовых кранов грузоподъемностью более 50 т, а также в ряде
специальных сооружений (башни, мачты, резервуары), где они оказываются более
выгодными по сравнению с конструкциями из других материалов. Особенно
эффективны конструкции из стали повышенной прочности и легких алюминиевых
сплавов.
Простейшие стальные конструкции в виде балок, колонн, ферм
применяют при возведении некоторых небольших объектов, при реконструкции
существующих зданий и сооружений, а также для строительства различного рода
площадок, опор и лестниц.
Железобетонные конструкции широко применяют, в
гражданском, промышленном, транспортном и гидротехническом строительстве, а
также в строительстве различных специальных сооружений. Эти конструкции
позволяют значительно экономить металл (по сравнению с применением
аналогичных стальных конструкций) и в ряде случаев улучшать эксплуатационные
качества сооружений. Промышленность строительных материалов выпускает в
массовом количестве сборные железобетонные элементы-и конструкции. Их
производство за последние 20 лет возросло в несколько десятков раз и в 1977 г. составило 128 млн.
м3. Более 28% всех сборных железобетонных конструкций изготовляют
предварительно-напряженными. Благодаря этому получается значительная экономия
арматурной стали, повышается жесткость и долговечность конструкций.
Ряд конструктивных элементов зданий и сооружений -может
быть- выполнен как в металле, так и в железобетоне (фермы покрытий,
подкрановые балки и т.д.). При выборе материала конструкции, проектные
организации должны учитывать не только его техническую целесообразность и
экономическую эффёктив- ность , но также и возможности строительных
организаций.
Конструкции зданий и сооружений состоят из отдельных
элементов, связанных в жесткую пространственную систему, способную
воспринимать все виды действующих на них нагрузок.- Требования, которые
предъявляются к отдельным конструктивным элементам, обусловлены их
назначением и характером работыпод нагрузкой. Элементы междуэтажных
перекрытий взда* ниях должны быть не только прочными, но и достаточно
жесткими, чтобы их прогиб под нагрузкой не мор привести к нарушению
эксплуатационного режима зда- , ния; колонны, поддерживающие перекрытия' —
прочными и устойчивыми; стенки трубопроводов и резервуаров должны
удовлетворять требованиям прочности, а 'если они изготовлены из железобетона,
должны иметь еще достаточное сопротивление образованию трещин. Требования
трещиностойкости или ограничения ширины раскрытия трещин могут быть
предъявлены и к другим
конструктивным элементам (например, эксплуатируем мым на
открытом воздухе или в агрессивных средах) с целью повышения их
долговечности.
Конструкции должны сохранять необходимые эксплуатационные
качества в течение всего установленного срока службы. При этом следует
стремиться к тому, чтобы расход материалов на конструкцию, трудоемкость
возведения и стоимость ее были минимальными. Это может быть достигнуто при
правильном проектном решении конструкции и высоком качестве ее изготовления
индустриальным способом.
|