История о металлических конструкциях

Металлические конструкции характеризуются высокой несущей способностью, обеспечивающей восприятие значительных нагрузок при сравнительно небольшой собственной массе, надежностью работы при различных видах напряженного состояния и агрессивных эксплуатационных средах, значительной универсальностью с точки зрения создания различных конструктивных форм плоских и пространственных систем.

Металл - один из самых старых и распространенных искусственных строительных материалов. Уже в V в. до н. э. были известны простейшие сооружения из железа. Однако применение металла в строительных конструкциях началось сравнительно недавно - после получения в 1784 г. Г. Кортом (Англия) малоуглеродистого пудлингового железа, положившего начало промышленному производству стали. За короткий период были разработаны основные способы промышленного производства литой стали: бессемеровский (1855 г.), мартеновский (1867 г.), томасовский (1878 г.). С их внедрением начало развиваться прокатное производство стальных профилей - угловых, тавровых, зетовых и двутавровых.

Бурное развитие сварных металлических конструкций наряду с возрастающими объемами строительства позволили уже в 30-е годы разработать типовые балки и фермы с унифицированным трехметровым модулем, который способствовал созданию индустриального изготовления конструкций на базе максимального использования передовой технологии. Широкое применение в истории Первой Мировой войны и последующие годы нашли металлические заграждения из колючей проволоки. Вообще, колючая проволока, как элемент периметра германских фортов, была использована в качестве заграждений примерно в 1870 гг. В Великую Отечественную колючая проволока использовалась в первую очередь, для подготовки оборонительных рубежей, а в более поздние периоды колючая проволока нашла применение более широкое.

В послевоенный период металлические конструкции применялись главным образом при возведении резервуаров, газгольдеров, доменных печей, мачт линий электропередач, радиомачт, телевизионных башен, конструкций телескопов проволочных заграждений и тому подобных сооружений, в которых применение других материалов было практически невозможно или экономически нецелесообразно.

В течение 50-60-х гг. мировая практика накопила огромный опыт в развитии современных металлических конструкций. Были разработаны конструкции массового применения в виде традиционных балок, ферм и колонн для одноэтажных и малоэтажных промышленных и гражданских зданий, а также новые виды эффективных конструкций - предварительно напряженные фермы и балки, перекрестно-стержневые конструкции, вантовые и мембранные конструкции, сетчатые купола, своды и пр.

Наибольшее применение в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях находят стержневые системы с жесткими элементами, хорошо работающими на растяжение, сжатие и изгиб. Более половины всей стали, применяемой в строительстве, используется в одноэтажных промышленных зданиях, состоящих из одно- или многопролетных поперечных рам, здания, строящиеся в районах с расчетной сейсмичностью 8-9 баллов или испытывающих большие динамические нагрузки на технологическое оборудование, в зданиях, возводимых в труднодоступных районах России.

Применение стержневых металлических конструкций экономически выгодно в большепролетных зальных покрытиях преимущественно для зданий общественного назначения. Металлические каркасы применяются в высотных гражданских зданиях с числом этажей не менее 20, а также в промышленных зданиях.

Алюминиевые конструкции применяются практически во всех областях строительства наравне со стальными конструкциями в виде несущих сварных конструкций - ферм, колонн, прогонов покрытий, висячих конструкций, сборно-разборных каркасов зданий и пр. Однако в виду их высокой стоимости, меньшей, чем у стали, жесткости и низкой огнестойкости их применение в современном строительстве ограничено.