Металлические конструкции в архитектуре
С архитектурной точки зрения, металлоконструкции — это не только балки, фермы, связи, прогоны, колонны и арки, но еще ограждающие и второстепенные конструкции, архитектурные элементы каркасов и узлов быстровозводимых зданий. В данной публикации мы рассмотрим применение металлических конструкций в архитектурном проектировании.
Так как строительная отрасль — самая крупная потребительская отрасль, то и возможности использования металлических конструкций в ней необъятны, горизонты — безграничны, а конструктивные формы объектов строительства — обширны. Применение металлических конструкций в архитектурном проектировании позволяет достигнуть максимально эффекта во внешнем облике здания (сооружения), а в некоторых случаях, становится стимулом для создания новых образов и рождения эксклюзивных архитектурных идей. Чтобы знать всё о применении металлических конструкций в архитектурном проектировании, надо быть не проектировщиком, а архитектором, который умело создает в пространстве архитектурные формы. Что проектировщик, что архитектор — основные игроки процесса создания здания (сооружения) в целом. Но у каждого из них свои функции и приемы, с помощью которых реализуются мечты заказчика. Учитывая, что создание конструктивной формы любого строения — это вотчина проектировщиков, конструкторов и инженеров, определим роль архитектора в этом процессе, а также — варианты применения металлических конструкций в архитектурном проектировании.
Напомним, что конструктивная форма — это общая схема всех металлоконструкций, с их габаритами, типами сечений, конструкторскими решениями, узловыми соединениями, планами, чертежами и даже с описанием изготовления, монтажа и последующих условий эксплуатации. Габариты, сечения, параметры называются генеральными размерами конструкций, а информация о производстве, монтаже и способах эксплуатации — техническими характеристиками. Более подробно ознакомиться с основными характеристиками металлоконструкций можно в «Энциклопедии строительства», а с несметным количеством архитектурных понятий — в «Словаре архитектурных терминов». Архитектурная выразительность позволяет улучшить внешние формы зданий, а также внутреннее пространство и планировочные решения. Поэтому применение металлических конструкций в архитектурном проектировании так актуально в наши дни и нуждается в четком обосновании.
С использованием металлоконструкций в проекте внутренняя сохраняемость и внешняя привлекательность зданий и сооружений из ЛМК удерживается на всем сроке эксплуатации. Помимо этого, применение металлических конструкций в архитектурном проектировании позволяет увеличить срок жизнедеятельности капитальных объектов строительства. Основные архитектурные приемы, реализуемые в проектах быстровозводимых зданий и сооружений, основанные на использовании металлоконструкций:
- Визуальное увеличение или расширение объекта
- Гармоничное соединение c другими объектами инфраструктуры
- Визуальная «легкость» и «воздушность» производственных, большепролетных зданий
- Пластичность металлоконструкций позволяет делать архитектурные формы криволинейными (вогнутыми)
- Продуманные узлы соединения металлоконструкций спасают здания от внешнего дискомфорта, и гармонично вливаются в окружающее архитектурное пространство
Кроме того, металлоконструкции можно красить в любой цвет, а можно даже комбинировать цветовую гамму, тем самым создавая выраженную функциональность и эстетическую привлекательность. Но применение металлических конструкций в архитектурном проектировании — это не только решение эстетических вопросов. Здесь следует учесть веяние современности, а также работу металлоконструкций под воздействием внешних, природных и механических нагрузок.
Архитектура эволюционирует вместе с человеком и даже развивается в том же темпе. Современному архитектору приходится учитывать вкусы и желания клиентов, особенности городской инфраструктуры, знать экономику и принципы инвестирования, качество металлоконструкций, условия их транспортировки, методы монтажа, и многое другое, что так или иначе может повлиять на архитекторские задумки. При этом, архитектор должен уметь принимать решения, обосновывать их, брать на себя ответственность за их воплощение в проект и, вообще, быть смелым и грамотным специалистом.
В нашей компании не разбираются с идеями клиентов в одиночку. Если вы хотите получить комплексный подход и организацию проекта с участием всех специалистов, звоните нам прямо сейчас!
История развития металлических конструкций
История развития металлических конструкций предлагает много вариантов, преимущественно основанных на фактах, в которых звучат различные гипотезы. И тем не менее, эта тема, с точки зрения металлургии и распределения химических составов элементов, почти наверняка, начала свое существование в Египте в период Древнего и Нового царства. Именно там, еще в XIV веке до нашей эры, железо считалось драгоценным металлом, и наряду с золотом и серебром входило в состав дани, которую платили покоренные Ассирийские народы. Кстати, этот металл ценился дороже золота и серебра еще у туземских народов Африки и островитян с экваториального пояса Земли. Они до XIX столетия за один большой железный гвоздь отдавали десятки ярдов ткани, произведенной в своих странах. А за несколько гвоздей, охотно делились последними свиньями, и считали это очень удачной сделкой. Русский публицист и политический деятель Георгий Валентинович Плеханов в своем трактате по теориями искусств, тоже коснулся темы «История развития металлических конструкций», предположив, что «страсть к железным украшениям развивается у тех племен, которые переживают железный век». Но это все касается окончания первобытного существования населения Земли, а вот научные обоснования говорят о том, что история развития металлических конструкций делится всего на пять периодов, в зависимости от потребностей человека и развития металлопромышленной отрасли. Поэтому и мы, считаем необходимым придерживаться этой информации.
Первый период истории развития металлических конструкций пришелся на XII - начало XVII века. В то время было принято использовать металл при строительстве храмов, дворцов и других уникальных сооружений. Оптимальное конструктивное решение того времени - это металлические конструкции работающие на изгиб. В их производстве использовалась полоса, поставленная на ребро, а подкосы работали на сжатие, и готовились они из квадратного сечения. Второй период истории развития металлических конструкций начался в XVII и закончился в XVIII веке. Именно в это время стали широко применяться наклонные стропила и купольные конструкции, которые выглядели своеобразной «корзинкой» во главе церковных сооружений. Стержни этих конструкций производились из кованых брусков и соединялись замками с помощью сварки. Такие памятники, как Троицко-Сергиевский монастырь в Загорске, Большой Кремлевский дворец в Москве, колокольня Ивана Великого и Казанский собор в Петербурге, где применялись подобные металлические конструкции, сохранились до нынешних дней. Что само по себе говорит об уровне развития металлопроизводства и строительства того времени.
В третьем периоде истории развития металлических конструкций началось освоение чугуна, о котором хочется поговорить отдельно, потому, как иногда в народе говорят, что «чугун - это испорченная графитом сталь». Чугун прошел через десятки опытов, прежде чем были найдены самые лучшие методы обработки. Главный инженер металлургического производства Горьковского автозавода Борис Павлович Платонов считал, что прочность чугуна зависит от его графитовой структуры. Он разработал конструкцию и способ изготовления жестких форм чугуна, которые нашли удачное применение в блоках цилиндров двигателей автомобилей. До сих пор, современные марки чугуна, применяемые в отечественном машиностроении, спорят со сталью. По этому поводу хочется изложить отрывок из сказки «Чугун и Сталь», Евгения Пермяка:
— Я, — говорит Сталь, — нержавеющая, нетемнеющая, хитро сваренная! Как алмаз крепка, как змея гибка. Закалюсь — не откалюсь! Пилить, сверлить, резать — все могу; на все пригодна! Хочешь — булатом стану, хочешь — иглой! Мостом лягу. Рельсами побегу. Машиной заработаю. Пружиной совьюсь. А ты что, Чугун? На сковородки, на утюги только и годен. Ну да разве еще на станины второсортные да на шестерни молотильные! Не ковок, не ловок, хрупок, как лед. Не модный металл. Говорит так Сталь, на весь цех себя славит. И самолетом-то она полетит и кораблем-то поплывет, и чем только, чем она не станет…
Конечно, Чугуну далеко до Стали. Только об одном ей забывать не надо бы: о том, что Чугуну она родной дочерью доводится, что она ему своей жизнью обязана…
Третий период истории развития металлических конструкций начался в XVIII веке и просуществовал до средины XIX столетия, в этот период были возведены мосты и башни, в которых применялись чугунные конструкции и смешанные железочугунные фермы. На смену третьему периоду, пришел четвертый, который внес в историю развития металлических конструкций современный ритм технических прогрессивных решений. Начался четвертый период в 30-е годы XIX столетия и продлился до 20-х годов прошлого века. Здесь стоит вспомнить о появлении в производстве конверторных и мартеновских цехов, с помощью которых был освоен процесс изготовления металлопрофиля и металлопроката. Образцами металлических конструкций того времени и поныне считаются Сенный и Варшавский рынки в Петербурге, Гатчинский вокзал и Киевский вокзал в Москве. В эти же годы активно начинает развиваться мостостроение.
Подводить границу окончания пятого периода в истории развития металлических конструкций, пока еще рано. В 20-е годы прошлого столетия грянула индустриализация СССР, именно по этой причине, конструкторы, архитекторы, строители и инженера начали искать более экономичные подходы к производству, в котором металлические конструкции заметно уменьшались в своей массе, а способы их обработки и изготовления становились технологичней год от года. Уже в 30-х годах XX века малоуглеродистая сталь была вытеснена из производства низколегированной сталью, а в строительстве начали применять каркасные методы создания быстровозводимых конструкций. С 1939 года в металлопроизводстве началась типизация, которая впоследствии переросла в унификацию и стандартизацию металлоконструкций. Сегодня эти методы производства лежат в основе изготовления металлических конструкций различного типа. Благодаря чему намного упростился процесс проектирования зданий и сооружений, изготовления несущих конструкций и сроки монтажных работ.
Наша компания постоянно развивает производство металлических конструкций и уровень своей информационно-технической базы. По этой причине, мы знакомим своих Клиентов не только с перечнем цен и наименований своей продукции, но и с последними новостями из мира строительства и металлопроизводства. Надеемся, что история развития металлических конструкций оказалась интересным новостным материалом. А также ждем Ваших звонков и заказов!
Металл в архитектуре. Мардер А.П. 1980
Рассматриваются основные направления использования металла в современной архитектуре и раскрываются архитектурно-композиционные возможности металлических конструкций и конструктивных систем. Особое внимание уделено пространственным стержневым и вантовым конструкциям, в которых применение металла наиболее эффективно. Дана общая характеристика металла как конструктивно-отделочного и декоративного материала. Кратко описаны общие свойства, способы производства и обработки металлов. Книга предназначена для архитекторов.
От автора
Введение
Глава 1. Металл как конструкционный строительный материал
Общая характеристика основных строительных металлов
Краткий обзор развития металлических конструкций
Металлические конструкции в современном строительстве
Глава 2. Металл и архитектурная форма
Элементы и системы металлических конструкций
Здания и сооружения с жесткими металлическими конструкциями
Подвесные системы конструкций зданий и сооружений
Большепролетные сооружения с растянутыми ограждающими поверхностями
Металл, мобильная архитектура и градостроительные прогнозы
Глава 3. Металл как конструкционно-отделочный и декоративно-художественный материал
Металл в наружных ограждениях зданий
Металл в интерьере
Металл в малых архитектурных формах, декоративном и монументальном искусстве
Заключение
Список литературы
От автора
Цель настоящей книги, которая, как и вся серия «Материал в архитектуре», предназначена в основном для архитекторов, — рассказать о главных направлениях применения металла в современной архитектурно- строительной практике и тем самым показать возможности, открываемые металлом перед архитектурным творчеством.
Ограниченный объем книги вынудил автора дать лишь самую сжатую характеристику конструктивных форм, многие из которых только названы, и свести к минимуму число примеров. Отдельные положения для большей наглядности иллюстрированы характерными сооружениями прошлых лет, известными большинству читателей. В изложении материала автор старался не касаться, по возможности, вопросов, связанных с субъективными факторами проектирования, восприятия и эстетической оценки конкретных произведений архитектуры.
Приведенная в начале книги краткая характеристика современных способов обработки металлов и их ассортимента даст читателю минимум сведений, необходимых для ознакомления со специальной литературой по строительным металлам и металлоконструкциям.
В подготовке иллюстративного материала принимали участие сотрудники КиевНИИТИ инж. Л.А. Воробьева и фотографы Г.М. Мосунов, А.И. Ранчуков, Н.М. Шомин. В книге использованы фотографии канд. архитектуры В.П. Дахно, выполненные им в зарубежных поездках. Содействие в сборе материала оказали автору сотрудники института Укрпроектстальконструкция. Автор считает своим долгом выразить всем товарищам, помогавшим ему в работе над книгой, искреннюю признательность. Автор выражает глубокую благодарность рецензенту книги канд. архитектуры Ю.С. Лебедеву, а также канд. архитектуры Д.П. Айрапетову и канд. техн. наук В.К. Файбишенко за ценные замечания, которые были учтены при подготовке рукописи к печати.
Введение
Металлы занимают ведущее место среди современных материалов. Нет такой отрасли науки, техники, производства, которые не были бы связаны с металлом. Успехи металловедения и металлургии в значительной мере определяют развитие народного хозяйства.
Металлами называется группа химических элементов, строение атома которых отличается слабой связью внешних электронов с ядром. Образованные этими элементами вещества в обычных условиях обладают специфическими свойствами: хорошей электро- и теплопроводностью, пластичностью (ковкостью), непрозрачностью и характерным блеском. «Металлом называется светлое тело, которое ковать можно», — так в 1763 г. характеризовал эти вещества в «Первых основаниях металлургии, или рудных дел» М.В. Ломоносов.
В технике металлами называют не только простые вещества, но и многочисленные металлические сплавы — соединения нескольких металлов или металлов с неметаллами. Сплавы обладают большинством металлических свойств, и среди них зачастую есть и такие, которые отсутствуют у простых веществ, образованных теми же элементами.
Во времена М.В. Ломоносова было известно всего шесть металлов: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец. В наше время число известных металлов достигает 80, они составляют почти четыре пятых всех элементов таблицы Менделеева. Количество же металлических сплавов трудно было бы назвать.
К достоинствам металлов как конструкционных и отделочных материалов, определяющим их роль в архитектурно-строительной практике, относятся:
хорошие показатели механических свойств — прочности, твердости, вязкости, пластичности, упругости — с широким диапазоном их в зависимости от состава сплава, методов его производства и обработки;
универсальность прочностных характеристик для всех видов напряженного состояния (сжатие, растяжение, изгиб), в то время как большинство других строительных материалов обладает прочностью преимущественно по отношению к какому-либо одному виду напряженного состояния;
технологичность, или способность поддаваться химической, физической, механической обработке;
газо- и водонепроницаемость, обусловленные большой плотностью;
природные эстетические свойства — блеск и цвет — и возможность получения декоративно-художественного эффекта изменением этих свойств;
способность сохранять прочностные характеристики и эстетические свойства в течение длительного времени (долговечность), а также при высоких и низких температурах.
Совокупность физических, химических и механических свойств, распространенность в природе, доступность и рентабельность добычи и промышленного производства обусловили распространение в строительстве черных металлов (сплавов на основе железа — чугуна и особенно стали), алюминиевых сплавов и сплавов меди. Их можно назвать основными строительными металлами.
Сталь и алюминий являются важнейшими конструкционными материалами современной архитектуры и применяются для несущих и ограждающих конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений, а также как отделочный и декоративный материал. Медь и ее сплавы в качестве конструкционного материала, как правило, не применяются, но, опираясь на давние традиции, современная архитектура широко использует эстетические богатства цветовой и фактурной гаммы медных сплавов в архитектурных деталях, осветительной арматуре, в произведениях монументального и декоративного искусства.
Кроме сплавов железа, алюминия и меди в архитектурно-строительной практике используются и другие металлы. Так, ванадий, вольфрам, марганец, молибден, ниобий, цирконий, цинк, олово, свинец и многие другие входят в состав конструкционных сплавов железа, алюминия и меди, придавая им специфические свойства. Хром, никель и цинк служат для защитного и декоративного покрытия поверхности изделий из металлов и других материалов. Окиси большинства металлов являются сырьем для производства пигментов, красок и т. д. Освоение промышленных методов добычи и производства новых металлов и сплавов непрерывно расширяет круг строительных металлов [В дальнейшем строительными металлами будут называться все металлы и сплавы, используемые в архитектурно-строительной практике как конструкционные, отделочные или декоративные материалы.], обогащая арсенал материально-технических средств современной архитектуры.
Открытие во второй половине XIX в. промышленных способов производства и обработки чугуна и стали сделало металл одним из основных строительных материалов и оказало огромное влияние на развитие архитектуры. С изобретением и быстрым распространением в строительстве железобетона металл как составная часть этого нового искусственного материала на некоторое время уступил ему ведущую роль в архитектуре. Однако в последние десятилетия вновь все более усиливается интерес архитекторов и инженеров к металлу как материалу с большими архитектурными возможностями, во многом превосходящему железобетон и по прочностным характеристикам, и по эстетическим свойствам, и с точки зрения индустриализации строительства.
Прочность и надежность металлических конструкций при относительно малой их массе, возможность изготовления элементов конструкций на заводах и сокращение благодаря этому сроков строительства, жесткие допуски в размерах и форме элементов, обеспечивающие точность монтажа, гибкость планировки зданий с металлическими конструкциями применительно к условиям эксплуатации, возможность демонтажа и повторного использования конструкций определяют рентабельность металла в несущих конструкциях зданий и в инженерных сооружениях. Благодаря металлу все активнее входят в промышленное и гражданское строительство большепролетные сооружения, успешно развивается высотное строительство, сборно-разборные сооружения способствуют освоению труднодоступных районов земли.
Расширение потребления металла в строительстве обеспечивается непрерывным ростом его производства. За период с 1913 по 1976 г. мировое производство чугуна возросло в 6,3 раза, а стали в 9 раз. В СССР с 1917 г. производство чугуна возросло в 35, а стали в 47 раз. Только за послевоенные годы производство стали в нашей стране увеличилось более чем в 6 раз и достигло в 1979 г. 149 млн. т.
На конец десятой пятилетки предусмотрено обеспечить в СССР производство стали в количестве 160—170 млн. т и в 1,5—2 раза увеличить выпуск эффективных видов продукции черной металлургии: холоднокатаного листового проката, гнутых профилей, проката с упрочняющей термической обработкой и др. За пятилетие намечается в 1,2—1,3 раза увеличить производство алюминия, меди и никеля, в 1,4 раза титана, освоить производство новых экономичных профилей проката цветных металлов.
Для нужд строительства в нашей стране в больших масштабах изготавливаются индустриальные стальные и алюминиевые конструкции и изделия. Отвечая требованиям ускорения технического прогресса в области производства металлических конструкций, успешно решаются задачи «перехода к более современному типу производства — крупносерийному, специализированному, основанному на применении механизированных и автоматизированных поточных линий для всех операций производства».
Производство стальных и алюминиевых конструкций сосредоточивается на крупных специализированных предприятиях. Специализация заводов в сочетании с унификацией конструкций и изделий позволит перейти от индивидуального изготовления конструкций к крупносерийному, а в дальнейшем и к поточному производству. Это существенно повысит как эффективность производства, так и качество изготавливаемых конструкций. В то же время поточное производство массовых конструкций высвободит производственные мощности для изготовления на многопрофильных заводах с гибкой технологией индивидуальных конструкций отдельных зданий и сооружений и опытных образцов новых прогрессивных форм.
Исключительную роль в развитии строительных металлоконструкций в нашей стране сыграло принятое в мае 1972 г. ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановление «Об организации производства и комплектной поставки легких металлических конструкций промышленных зданий». За успехи в создании этой новой отрасли промышленного производства группе советских ученых, инженеров, технологов в 1978 г. была присуждена Государственная премия СССР.
Значительные успехи достигнуты в научных исследованиях и опытно-конструкторских разработках в области использования металла в строительстве, которые ведут Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК), Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (ЦНИИПроектстальконструкция). Всесоюзный институт легких сплавов (ВИЛС), кафедры ведущих строительных институтов страны, научно-исследовательские институты системы Госстроя СССР и Госгражданстроя, Гипромез, Промстройниипроект, Теплоэлектропроект и многие другие научные, проектные и учебные организации.
Целенаправленное использование металла в строительстве активно способствует решению задачи, поставленной перед советскими архитекторами и строителями Л.И. Брежневым в докладе XXV съезду КПСС: «Строить быстро, экономично и на современной технической основе».
Металл с успехом заменяет другие материалы в традиционных конструкциях зданий и сооружений, становится важным формообразующим фактором в пространственных стержневых и висячих конструкциях, все полнее и многограннее выявляются его эстетические качества как отделочного и декоративно-художественного материала.
Речь идет не об очередном этапе «борьбы» металла с железобетоном за гегемонию в архитектуре, а о социальной и экономической эффективности использования этих двух основных строительных материалов. Альтернатива «железобетон или металл» отвергнута самой жизнью. И железобетон, и металл, каждый в той области строительства и в тех формах, которые позволяют наиболее полно раскрыть архитектурно-строительные возможности материала, — только так может ставиться вопрос современным ученым, конструктором, архитектором.
Важнейшую роль в этом выборе материала играли и продолжают играть требования к строгой экономии металла. Дефицит металла в строительстве связан не только с трудоемкостью его производства и обработки, но и со всевозрастающими потребностями в нем в тех отраслях народного хозяйства, где он не может быть заменен другими материалами. Поэтому в тех зданиях, сооружениях, конструкциях, где применение металла не дает сколько-нибудь существенного экономического, технического или социального эффекта, предпочтение должно быть отдано железобетону, кирпичу или другим материалам. Но если эффект этот потенциально возможен, задача архитектора и конструктора заключается в том, чтобы найти такие пространственные формы сооружений, в которых максимально используются конструкционные, формообразующие, эстетические качества металла.
Металлические конструкции в примерах. Михайлов А.М. 1976
В начале каждого раздела книги приведены краткие теоретические сведения, конструктивные требования и практические рекомендации по расчету конструкций рассматриваемого типа. Примеры охватывают расчет соединений элементов металлических конструкций, расчет и конструирование балок и центрально-сжатых колонн. Большое внимание уделено проектированию и расчету конструкций стального каркаса одноэтажного производственного здания: подкрановых балок, внецентренно-сжатых колонн и стропильных ферм. Приведен также необходимый нормативный и справочный материал. Книга предназначена для учащихся техникумов при изучении курса «Металлические конструкции», а также при курсовом и дипломном проектировании.
Глава I. Общие принципы расчета и проектирования металлических конструкций
§ 1. Основные требования» предъявляемые к проектированию металлических конструкций
§ 2. Стадии проектирования и оформление проектов
§ 3. Реальное сооружение и его расчетные схемы
§ 4. Методика расчета металлических конструкций
§ 5 Классификация нормативных нагрузок и воздействий. Сочетания расчетных нагрузок
Глава II. Сварные соединения
§ 6. Общая характеристика сварных соединений
§ 7. Соединения встык
§ 8. Соединения внахлестку
§ 9. Соединения впритык
Глава III. Заклепочные, болтовые и клеевые соединения
§ 10. Сравнительная характеристика заклепочных и болтовых соединений
§ 11. Расчет и конструирование заклепочных и болтовых соединений, передающих усилие сдвига
§ 12. Особенности расчета заклепочных и болтовых соединении, передающих изгибающий момент
§ 13. Расчет заклепок и болтов на растяжение (отрыв головок)
§ 14. Расчет соединений на высокопрочных болтах
§ 15. Клеевые соединения
Глава IV. Конструкции балочных клеток
§ 16. Общие сведения о балках и балочных клетках
§ 17. Расчет несущего настила
§ 18. Расчет прокатных балок
§ 19. Компоновка и предварительный подбор сечения составных балок
§ 20. Окончательная проверка составных балок на прочность и жесткость
§ 21. Изменение сечения составной балки по ее длине. Дополнительные проверки прочности
§ 22. Расчет балок на устойчивость
§ 23. Детали опирания балок
§ 24. Стыки составных балок
Глава V. Центрально-сжатые колонны
§ 25. Общие сведения
§ 26. Расчет и конструирование стержня сплошной колонны
§ 27. Особенности расчета и конструирования стержня сквозной колонны
§ 28. Базы и оголовки колонн
Глава VI. Расчет поперечной рамы стального каркаса одноэтажного производственного здания
§ 29. Общие введения о конструктивном решении стального каркаса производственного здания. Определение основных размеров поперечной рамы
§ 30. Особенности расчета разрезных подкрановых балок
§ 31. Сбор нагрузок на поперечную раму
§ 32. Статический расчет рамы со сквозным ригелем
Глава VII. Внецентренно-сжатые ступенчатые колонны
§ 33. Общие указания по компоновке поперечных сечений и определению расчетных длин
§ 34. Расчет стержня оплошной колонны
§ 35. Расчет стержня сквозной колонны
§ 36. Узлы колонн
Глава VIII. Стропильные фермы
§ 37. Общие сведения
§ 38. Сбор нагрузок на ферму покрытия производственного здания
§ 39. Определение усилии в стержнях ригеля жесткой рамы
§ 40. Подбор сечении стержней стальной фермы
§ 41. Расчет и конструирование узлов
Список литературы
Приложение 1. Нормативные данные для расчета металлических конструкции
Приложение 2. Нормативные данные для расчета соединений металлических конструкции
Приложение 5. Данные для расчетов на устойчивость
Приложение 4. Сортамент прокатной стали
Приложение 5. Риски прокатных профилей
Металлические конструкции. Стрелецкий Н.С. (ред.). 1962
В книге рассмотрены основные вопросы проектирования металлических конструкций: работа материала и соединений, методы расчёта, компоновка элементов конструкций и конструктивных комплексов промышленного и гражданского строительства, возводимых в металле — промышленных и большепролетных зданий, листовых конструкций, трубопроводов, высотных сооружений связи и опор линий электропередачи, а также даны основы экономики стальных конструкций.
Кроме основных конструктивных форм, рассмотрены новейшие виды металлических конструкций — предварительно напряжённых, сталежелезобетонных, тросовых и других, а также основы применения строительного алюминия в конструкциях. Расчёт проведён по методике предельных состояний, согласно указаниям СНиП; даны обоснования новых технических условий проектирования.
Книга допущена Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для инженерно-строительных вузов и факультетов и может служить пособием для инженеров. и аспирантов при изучении и проектировании металлических конструкций. Издание 3-е, переработанное.
Введение
§ 1. Металлические конструкции в современном строительстве
§ 2. Исторический очерк развития металлических конструкций
§ 3. Типизация как ведущая, проблема конструирования
§ 4. Проблемы повышения качества строительства и принципы советской школы конструирования
Раздел I. Элементы металлических конструкций
Глава 1. Общая характеристика металлических конструкций
§ 1. Основные свойства металлических конструкций
§ 2. Область применения металлических конструкций
§ 3. Основные требования, предъявляемые к металлическим конструкциям
§ 4. Состав к оформление проекта стальных конструкций
Глава 2. Основные свойства и работа материалов, применяемых в металлических конструкциях
§ 1. Виды разрушения материала
§ 2. Стали и алюминиевые сплавы, применяемые в строительных конструкциях
§ 3. Структура и работа стали и алюминиевых сплавов под нагрузкой
§ 4. Работа стали при неравномерном распределении напряжений и ударная вязкость
§ 5. Работа стали и алюминиевых сплавов при повторных нагрузках
§ 6. Переход материала в пластическую стадию и условие пластичности
§ 7. Упруго-пластическая стадия работы материала при изгибе
§ 8. Закручивание стержней и депланации сечений
§ 9. Потеря устойчивости центрально сжатых и центрально нагруженных изгибаемых стержней
§ 10. Работа внецентренно сжатых и сжато-изогнутых стержней
Глава 3. Основы расчёта металлических конструкций
§ 1. Предельные состояния конструкций и предпосылки расчёта
§ 2. Нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки. Сочетания нагрузок
§ 3. Методика расчёта металлических конструкций по первому предельному состоянию и по допускаемым напряжениям. Расчётные сопротивления и допускаемые напряжения
§ 4. Основы расчёта растянутых и изгибаемых элементов
§ 5. Основы расчёта сжатых, внецентренно сжатых и сжато-изогнутых элементов
Глава 4. Сортамент
§ 1. Общая характеристика профилей сортамента
§ 2. Сталь листовая
§ 3. Уголковые профили
§ 4. Швеллеры
§ 5. Двутавры
§ 6. Облегчённые балки
§ 7. Тавры
§ 8. Трубы
§ 9. Гнутые фасонные профили
§ 10. Профили из лёгких сплавов
Глава 5. Сварные соединения
§ 1. Основы сварки
§ 2. Типы сварных швов и соединений
§ 3. Термические воздействия в процессе сварки на работу соединений
§ 4. Прочность сварных соединений
§ 5. Расчёт сварных соединений
§ 6. Контактная точечная сварка
Глава 6. Заклёпочные и болтовые соединения
§ 1. Общая характеристика заклёпочных и болтовых соединений
§ 2. Влияние условий постановки на работу заклёпок и болтов
§ 3. Работа заклёпочных и болтовых соединений под нагрузкой
§ 4. Конструктивные решения заклёпочных и болтовых соединений
§ 5. Расчёт заклёпочных и болтовых соединений
Глава 7. Основы изготовления стальных конструкций
§ 1. Требования, предъявляемые к чертежам, необходимым для изготовления конструкций
§ 2. Общая схема процесса изготовления стальных конструкций
§ 3. Требования производства и монтажа стальных конструкций к проектированию
§ 4. Основные операции по изготовлению стальных конструкций в цехах подготовки и обработкой
§ 5. Сборка, сварка и клёпка отправочных элементов
Глава 8. Балочные клетки и балки
§ 1. Типы балок
§ 2. Определение высоты балок
§ 3. Компоновка балочных клеток
§ 4. Настилы балочных клеток
§ 5. Расчёт и конструирование балок
§ 6. Стыки балок
§ 7. Опорные части балок
§ 8. Сопряжения балок
§ 9. Комплексные (объединённые) балки
§ 10. Предварительно напряжённые балки
Глава 9. Колонны и стойки, работающие на центральное сжатие
§ 1. Общая характеристика колонн
§ 2. Сплошные колонны
§ 3. Сквозные колонны
§ 4. Выбор расчётной схемы и типа колонны
§ 5. Подбор сечения и конструктивное оформление стержня колонны
§ 6. Базы (башмаки) колонны
§ 7. Оголовок колонн и сопряжение балок с колоннами
Глава 10. Фермы
§ 1. Область применениями системы ферм в строительных конструкциях
§ 2. Компоновка конструкций ферм
§ 3. Расчёт и действительная работа ферм
§ 4. Расчётные длины сжатых стержней и предельные гибкости
§ 5. Типы сечений стержней ферм
§ 6. Подбор сечений стержней лёгких ферм
§ 7. Подбор сечений стержней тяжёлых ферм
§ 8. Узлы лёгких ферм
§ 9. Конструктивное оформление лёгких ферм и составление рабочих чертежей
§ 10. Узлы тяжёлых ферм
§ 11. Предварительно напряжённые фермы
Раздел II. Конструкции производственных зданий
Глава 11. Основные вопросы проектирования конструкций производственных зданий
§ 1. Задача проектирования и общее понятие о конструктивной форме стального каркаса производственного здания
§ 2. Основные требования, предъявляемые к конструктивному решению стального каркаса производственного здания
§ 3. Основные процессы компоновки конструкций цехов
§ 4. Разбивка сетки колонн
§ 5. Температурные швы
Глава 12. Основные поперечные рамы цеха
§ 1. Системы поперечных рам
§ 2. Особенности поперечного профиля много пролётных рам
§ 3. Основные размеры поперечных рам
§ 4. Конструкции элементов рам
§ 5. Определение основных размеров поперечной рамы цеха
Глава 13. Системы покрытий
§ 1. Основы компоновки конструкций шатра
§ 2. Системы покрытий
§ 3. Элементы кровли
§ 4. Прогоны
§ 5. Фонари
§ 6. Бесфонарные здания
Глава 14. Системы связей
§ 1. Общие требования, предъявляемые к системам связей
§ 2. Связи покрытия
§ 3. Связи между колоннами
Глава 15. Особенности расчёта и конструирования элементов стального каркаса производственного здания
§ 1. Основные положения
§ 2. Нагрузки, действующие на каркас цеха
§ 3. Особенности расчёта поперечных рам
§ 4. Особенности конструкций и расчёта элементов покрытия
§ 5. Особенности конструкций и расчёта колонн
§ 6. Конструкций и расчёт связей
Глава 16. Подкрановые балки
§ 1. Общие сведения
§ 2. Сплошные подкрановые балки
§ 3. Сквозные подкрановые балки (подкрановые фермы)
§ 4. Тормозные конструкции (балки и фермы)
§ 5. Сопряжение подкрановых балок и тормозных конструкций с колоннами
§ 6. Подкрановые балки с ездой понизу
§ 7. Подкрановые балки для консольных катучих кранов
§ 8. Крановые рельсы и их прикрепление к подкрановым балкам
Глава 17. Фахверк
§ 1. Элементы стенового заполнения
§ 2. Фахверк продольных стен
§ 3. Торцовый фахверк
§ 4. Компоновка фахверка при больших проёмах в стенах здания
§ 5. Особенности конструктивных деталей фахверка
Раздел III. Конструкции большепролетных и многоэтажных каркасных зданий
Глава 18. Конструкции большепролетных и многоэтажных каркасных зданий
§ 1. Область применения
§ 2. Основные особенности перекрытий больших пролётов
§ 3. Несущие элементы большепролетных балочных систем
§ 4. Рамы больших пролётов
§ 5. Арки
§ 6. Компоновка большепролетных конструкций
§ 7. Обеспечение устойчивости и пространственной жесткости большепролетных конструкций
§ 8. Купола
§ 9. Вантовые системы
§ 10. Стальные каркасы многоэтажных зданий
Раздел IV. Листовые конструкции
Глава 19. Основы листовых конструкций
§ 1. Общие сведения
§ 2. Особенности листовых конструкций
§ 3. Соединения листовых конструкций
Глава 20. Резервуары
§ 1. Номенклатура резервуаров, особенности их изготовления и монтажа
§ 2. Вертикальные цилиндрические резервуары постоянного объёма (общего назначения)
§ 3. Резервуары специальных типов для хранения светлых нефтепродуктов и сжиженных газов
Глава 21. Газгольдеры
§ 1. Назначение и классификация газгольдеров
§ 2. Газгольдеры переменного объёма
§ 3. Газгольдеры постоянного объёма
Глава 22. Трубопроводы большого диаметра
§ 1. Общая характеристика и классификация трубопроводов
§ 2. Нагрузки и воздействия на трубопроводы
§ 3. Основные размеры трубопровода, диаметр трубы и расстояние между опорами
§ 4. Основы конструирования трубопроводов
§ 5. Основы расчёта трубопроводов большого диаметра
Раздел V. Башенные и мачтовые сооружения
Глава 23. Особенности башенных и мачтовых сооружений и их нагрузок
Глава 24. Антенные сооружения
§ 1. Радиобашни
§ 2. Радиомачты на оттяжках
§ 3. Телевизионные опоры
Глава 25. Опоры линий электропередачи
§ 1. Основные этапы развития линий электропередачи в СССР
§ 2. Общая характеристика и типы опор линий электропередачи
§ 3. Основы расчёта опор и проводов линий электропередачи
Раздел VI. Основы экономики стальных конструкций
Глава 26. Основы экономики стальных конструкций
§ 1. Экономия стали
§ 2. Структура стоимости стальных конструкций
§ 3. Мероприятия по снижению стоимости стальных конструкций
Читайте также: