Краткий исторический обзор развития металических конструкций

Кафедра дорожного, промышленного и гражданского строительства

Контрольная работа

По дисциплине: Металлические конструкции и сварка

Сыктывкар 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Краткий исторический обзор развития металических конструкций…………………3

2. Классификация и область применения металлических конструкций; основные требования, предьявляемые при их проектировании…………………………………3

3. Классификация и область применения металлических конструкций; основные требования, предьявляемые при их проектировании…………………………………5

4. Коррозия металла. Основные методы борьбы с коррозией металла в различных видах конструкций………………………………………………………………………….6

5. Классификация сталей по прочности. Механические характеристики сталей. Марки сталей для металлических конструкций………………………………………………….7

6. Классификация и основные характеристики алюминиевых сплавов для металлических конструкций……………………………………………………………….8

7. Сортамент. Общая характеристика профилей сортамента и целесообразные области их применения………………………………………………………………………………9

8. Работа стали на растяжение; диаграмма растяжения стали, характерные точки диаграммы………………………………………………………………………………….10

9. Организация проектирования металлических конструкций. Основные задачи вариантного проектирования……………………………………………………………..11

10. Характеристика соединений металлических конструкций…………………………12

11. Виды сварки, типы сварных швов и соединений, их расчет………………………..12

12. Виды и общая характеристика заклепочных соединений…………………………..13

13. Виды и общая характеристика болтовых соединений. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах………………………………………….14

14. Основы экономики металлических конструкций……………………………………15

Библиографический список…………………………………………………17

Краткий исторический обзор развития металических конструкций

Уровень развития металлических конструкций опреде­ляется, с одной стороны, потребностями в них экономики, а с другой — возможностя­ми технической базы: развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкций может быть разделена на пять периодов.

Первый период (с XIIдо начала XVIIв.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т. п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли че­рез проушины на штырях.

Второй период (с начала XVII до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций («корзинок») глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкции такого типа сохранились до наших дней.

Третий период (с начала XVIIIдо середи­ны XIXв.) связан с освоением процесса ли­тья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соеди­нения чугунных элементов осуществляются на замках или болтах.

Четвертый период (с 30-х годов XIX в. до 20-х го­дов XX в.) связан с быстрым техническим прогрес­сом во всех областях техники того времени, в част­ности в металлургии и металлообработке.

Пятый период (послереволюционный) начинается с 20-х годов XX в., с первой пятилетки, когда государство приступило к осуществлению широкой программы инду­стриализации страны. К концу 40-х годов XX в. клепаные конструкции были почти полностью вытеснены сварными, более легкими, технологичными и экономичными.

Наряду с совершенствованием конструктивной формы развивались и методы расче­та конструкций. В 1950-х годах все виды строительных конструкций стали рассчи­тывать по методу предельных состояний в соответствии с главой СНиПа по строитель­ным конструкциям.

1. Классификация и область применения металлических конструкций; основные требования, предьявляемые при их проектировании

В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции можно подразделить на восемь видов.

1. Промышленные здания. Конструкции одноэтажных промышленных зданий выпол­няются в виде цельнометаллических или смешанных каркасов, в которых по железобетонным колоннам устанавливаются металлические конструкции покрытия зда­ния («шатер») и подкрановые пути.

2. Большепролетные покрытия зданий.. Здания общественного назначения — спортив­ные сооружения, рынки, выставочные павильоны, театры и некоторые зда­ния производственного характера (ангары, авиасборочные цеха, лаборатории) — име­ют большие пролеты (до 100—150 м), перекрывать которые наиболее целесообразно металлическими конструкциями. К конструк­циям зданий общественного назначения предъявляются высокие эстетические требо­вания.

3. Мосты, эстакады. Мостовые металлические конструк­ции на железнодорожных и автомобильных магистралях применяются при больших, а в отдельных районах — и при средних пролетах, а также при сжатых сроках возведе­ния.

4. Листовые конструкции. Применяются в виде резер­вуаров, газгольдеров, бункеров, трубопроводов большо­го диаметра и различных сооружений доменного комп­лекса, химического производства и нефтепере­работки используются весьма широко в металлургии, не­фтяной, газовой и химической промышленности.

5. Башни и мачты. Применяются для радио и телевиде­ния в геодезической службе, в опорах линий электропередачи. Сюда же можно отнести надшахтные коп­ры, нефтяные вышки, дымовые и вентиляционные башни и трубы и промышленные этажерки. Использование стали обеспечивает этим конструкциям необходимую легкость, удобство транспортирования на место строительства и бы­строту монтажа.

6. Каркасы многоэтажных зданий. Многоэтажные здания с металлическим каркасом применяются глав­ным образом в гражданском строительстве, в условиях плот­ной застройки больших городов и для некоторых видов промышленных зданий.

7. Крановые и другие подвижные конструкции. Выполняют­ся из материала, позволяющего максимально уменьшить их массу. Сюда относятся всевозможные металлические конст­рукции мостовых, башенных, козловых кранов и кранов-перегружателей, конструкции крупных экскаваторов и раз­нообразных строительных машин, затворы и ворота гидро­технических сооружений, конструкции отвальных мостов.

8. Прочие конструкции. К ним, в первую очередь, можно отнести конструкции промышленности по использованию атомной энергии в мирных целях, разнообразные конструкции радиотелескопов для космической и радиосвязи, стационарные платформы для разведки и добычи газа и нефти в море и многие другие.

Основные предъявляемые требова­ния к металлическим конструкциям.

- Во-первых, исходным материалом для всех конструкций является прокатный ме­талл, выпускаемый по единому стандарту — сортаменту: лист, уголок, швел­лер, двутавр, труба и т.п. Из этого материала компонуются разнообразные конструк­тивные формы.

- Во-вторых, все конструкции объединены одним технологическим процессом их из­готовления, в основе которого лежат холодная обработка металла (резка, гибка, обра­зование отверстий и т.п.) и соединение деталей в конструктивные элементы и комп­лексы (сборочно-сварочные операции).

При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие основные требования: условия эксплуатации, экономия металла, транпортабельность, технологичность, скоростной монтаж, долговечность, эстетичность.