1. История развития мк

Первая металлическая конструкция – железный столб в Индии (IIIв. до н.э.). Его высота составляла 8 м. Собран из стальных пластин.

История развития мк в России начинается в 12 в. Н.э. и может быть разделена на 5 периодов:

Первый период (от 12 в. до начала 17 в.) хар-ся применением металла в разл. сооружениях (дворцы, церкви) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Первая такая конструкция – затяжки Успенского собора во Владимире (1158г.).

Второй период (нач. 17 в. до конца 18 в.) связан с прим. наклонных мет. стропил и пространственных купольных конструкций глав церквей. Пример: перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1640). Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой.

Третий период (кон. 18 в. – сер. 19 в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий зданий. Соединения осуществляются на замках и болтах. Первая чугунная конструкция в России – перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725). Первый чугунный мост – в Петербурге (1784).

Четвертый период (с 30-х годов 19 в. до 20-х 20 в.) связан с быстрым техн. прогрессом во всех областях техники. Процесс получения железа был заменен более совершенным – выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных печах.. Появились заклепочные соединения, и дыропробивочный пресс. Освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа. Сталь почти полностью вытеснила чугун.

Пятый период (с 20-х годов 20 в.) – клепаные конструкции почти полностью заменены сварными. Развитие металлургии позволило применять вместо обычной малоуглеродистой стали более прочную низколегированную сталь. Характерной чертой развития мк стала типизация конструктивных схем и элементов. Большое развитие получили листовые конструкции. С 50-х годов все виды стр. конструкций рассчитывают по предельным состояниям.

Выдающиеся ученые:

Белелюбский – разработал первый в России метрический сортамент прокатных профилей.

Патон – выполнил обширные исследования прочности сварных мк. Инициатор внедрения сварки вместо клепки.

Стрелецкий – в теч. 50 лет возглавлял советскую конструкторскую школу металлостоительства, впервые применил статические методы в расчетах мк, инициатор перехода на расчет по пред. состояниям.

2. Номенклатура стальных конструкций

Стальные конструкции используют в разл. инж. сооружениях, к-е в зависимости от констр-й формы и назначения делят на след. виды:

1. Одноэт. произв. зд-я. Одно- или многопролетные, в т.ч. с пролетами разной высоты, со встроенными раб. площадками и многоэт. вставками. Произв-е зд-я обычно оборудуют встроенными транспортными средствами: конвейеры подвесные или мостовые краны. Наряду со стальными применяют смеш. каркасы.

2. Многоэтажные произв. зд-я. Раньше такие зд-я строили из кирпича, жб, дерева. Сейчас используют также сталь и Al сплавы, из к-х делают каркас, обшивку утепленных стен, оконные переплеты.

3. Высотные зд-я. Многоэт. зд-я (20-30 этажей) используют в гражданском стр-ве в усл-ях плотной застройки. Проектируют с четким разделением на несущие и ограждающие. Несущие – стальной каркас, ограждающие – легкие стеновые панели.

4. Большепролетные зд-я. Пролеты 50-150м и более имеют спортивные сооружения, крытые рынки, выставочные павильоны, ангары, авиасборочные цеха и др. Для перекрытия таких пролетов используют стальные конструкции. Возможны балочные, рамные, арочные, купольные, висячие и комбинированные системы, как плоские, так и пространственные.

5. Мосты, эстакады. Пролетные строения мостов на ж/д и автодорогах вып-ют из металла при больших (<1км<), а также средних (30-60м) пролетах.

6. Высотные сооружения. Антенные устройства для тв, радио и телеф. связи высотой 200-500м, опоры воздушных линий электропередачи (20-40м и до 150м), вытяжные башни (80-600м), башни морских стационарных платформ для добычи нефти и газа.

7. Листовые конструкции – тонкостенные пластинки и оболочки разл. формы: резервуары (для хранения различ. жидкостей и сжиж. газов вместимостью до 200000м³), газгольдеры (для хранения, смешивания и выравнивания состава газов; до 600000м³), бункеры и силосы (для хранения и перегрузки сыпучих мат-в), трубопроводы большого диам-ра.

8. Другие виды конструкций. Стальные конструкции мостовых, башенных, козловых и др. кранов, отвальных мостов, крупных строительных и дорожных машин, ворот шлюзов, радиотелескопов и др.