Достоинства и недостатки МК

Требования, предъявляемые к МК

Понятие о металлических конструкциях

 

Под термином металлические конструкции подразумевают каркасы зданий и остовы инженерных сооружений, несущие и ограждающие элементы, которых выполнены из металла (стали или алюминия).

 

Требования делятся на группы: по назначению; технические; технологические; эксплуатационные; экономические; эстетические.

Все требования важны. При этом они имеют равный паритет при создании сооружения с оптимальными параметрами.

· Назначение конструкции состоит в нормальном обеспечении того технологического процесса для которого она создана.

· Техническое требование обеспечивает прочность, устойчивость, жесткость, геометрическую неизменяемость, надежность и работоспособность в течении всего времени эксплуатации сооружения.

· Технологичность предусматривает малую трудоемкость при изготовлении, транспортировке и монтаже каркаса здания.

· Эксплуатационные требования содержат условие ремонтопригодности и реконструкции несущих элементов каркаса здания.

· Экономические требования содержат экономию металла, низкую энергоемкость и трудоемкость при возведении сооружения, с учетом охраны окружающей среды и экологии.

· Эстетические требования в красоте, гармонии, легкости и т.д.

 

 

Достоинства:

· Высокая и одинаковая прочность элементов конструкций из металла при сжатии, растяжении и изгибе. Высокая прочность металла при его работе на срез (сдвиг).

· Высокая надежность благодаря изотропной, однородной структуре, что позволяет применять при расчета стальных элементов энергетические и др. теории прочности.

· Относительная легкость.

· Высокая индустриальность.

· Непроницаемость для жидкостей и газов.

· Транспортабельность.

· Приспособленность к тяжелым условиям работы (динамика, сейсмика, циклические нагрузки и др.)


· Удобство при реконструкции, усилении и крепления различного рода коммуникаций.

· Малая зависимость от серийности.

· Высокая эстетичность.

Таблица 1 – Характеристики конструкционных материалов

 

Материал Марка r, кг/м3 R, кгс/см2 Е, кгс/см2 E/R R/r, м
Кирпичная кладка Кирпич М150, раствор М150 -24 0,03х106 1,2х103
Бетон В40 -220 0,36х106 1,64х103
Дерево Сосна -130 0,1х106 0,8х103
Пластмассы Стеклопласт СВАМ +1600 0,24х106 0,16х103
Металлы Ст.3 ±2300 2,1х106 0,91х103
Низколегированная сталь ±3300 0,64х103
Канаты +10000 1,8х106 0,18х103
Алюминиевый сплав ±1800 0,7х106 0,39х103

 

Таблица 2 – Количество энергии, необходимое для производства материалов

 

Материал Энергозатраты для производства 1 т материала, Дж/т Нефтяной эквивалент, т
Сталь (мягкая) 60х109 1,5
Титан 800 х109
Алюминий 250 х109
Стекло 24 х109 0,6
Кирпич 6 х109 0,6
Бетон 4 х109 0,15
Углеволокнистые композиты 4000 х109
Дерево (сосна, ель) 1 х109 0,025
Полиэтилен 45 х109 1,1

 

Недостатки:

· Низкая коррозионная стойкость стали в агрессивных средах работы конструкции.

· Малая огнестойкость. При температуре 600оС сталь полностью теряет свою несущую способность.