Главная » Книжные издания

1 2 3 4 5 ... 76

Рис. 14. Рама завода Азовсталь (начало 30-х годов)

тивных элементов (ферм, колонн, подкрановых балок и т.п.). Впервые был введен трехметровый модуль пролетов, который затем (в 50-е годы) был заменен шестиметровым, типизированы здания отдельных видов производств (мартеновские цехи, прокатные и т.п.), причем типизация распространилась на пролетные строения мостов, резервуары, газгольдеры, радиобашни, радиомачты. Типизация, а затем унификация и стандартизация стали одним из главных направлений развития металлических конструкций. Это снижало трудоемкость изготовления и монтажа конструкций и благодаря упорядочению проектирования уменьшало расход стали.

В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. несмотря на временную потерю южной металлургической базы и большой расход металла на нужды войны в промышленном строительстве и мостостроении на Урале и в Сибири широко использовались металлические конструкции, лучше других отвечавшие основной задаче военного времени - скоростному строительству.

В 50-70-е годы строительство металлических конструкций развивалось с соблюдением основных принципов советской школы проектирования, установленных еще в довоенный период: экономия стали, упрощение изготовления, ускорение монтажа. Для этих лет характерно широкое применение стали в промышленных сооружениях больших размеров с тяжелыми технологическими нагрузками. Построены такие уникальные промышленные здания, как сборочный цех пролетом 120 м с кранами грузоподъемностью 30 т, подвешенными к стропильным фермам на отметке 57 м (рис. 15), и двух-пролетное здание с кранами грузоподъемностью 1200 и 600 т (рис. 16).

Большое развитие получили листовые конструкции в связи с развитием нефтяной, газовой, химической и металлургической промышленности, вы-

Рис. 15. Поперечный разрез сборочного цеха пролетом 120 м

/ - портальный кран

-it-i

moo Q--i20/32Tiq=?50IXJ JEir Q150/32T и dp. Jj

3000

112000

1000 moo

Ш

11000

Рис. 16. Разрез каркаса здания Атоммаша со сверхтяжелыми кранами

сотные сооружения связи (рис. 17), опоры электропередачи, а также конструкции общественных зданий.

Из общественных сооружений выделяются павильоны Советского Союза на международных выставках в Брюсселе (рис. 18) и Монреале (рис. 19), павильон Космоса на бывш. ВДНХ в Москве (рис. 20), перекрытие Дворца спорта в Лужниках и др. Уникальные большепролетные спортивные соору-

Рис. 17. Телевизионная башня в Киеве

жения с несущими металлическими конструкциями разнообразной и ориганаль-ной конструктивной формы построены в Москве к Олимпиаде-80 (см. гл. 20).

Наряду с совершенствованием конструктивной формы развивались и методы расчета конструкций. До 1950 г. строительные конструкции рассчитывали по методу допускаемых напряжений. Такой расчет недостаточно полно отражал действительную работу конструкций под нагрузкой, иногда в недостаточной мере гарантировал их надежность и в ряде случаев приводил к перерасходу материалов; взамен его был разработан метод расчета конструкций по предельным состояниям.

В 1950-х г. в Советском Союзе все виды строительных конструкций стали рассчитывать по методу предельных состояний в соответствии с главой СНиПа по строительным конструкциям.

Существенно повышает качество проектирования и ускоряет его процесс современная вычислительная техника (ЭВМ) с системами автоматизированного проектирования (САПР). Применение

Рис. 18. Павильон СССР на Всемирной выставке в Брюсселе (1958)

Рис. 19. Конструкция выставочного павильона СССР в Монреале (1967)

/ - прогоны

ЭВМ позволяет проектировщику в короткие сроки найти оптимальное конструктивное решение проектируемого сооружения и рассчитать практически любую сложную систему без значительных упрощений.

Успехи в развитии металлических конструкций за советский период достигнуты благодаря творческим усилиям коллективов проектных и научных организаций, возглавляемых ведущими профессорами и инженерами. Особенно значительны заслуги профессора Н.С. Стрелецкого (1885-1967), возглавлявшего в течение 50 лет советскую конструкторскую школу металло-строения.

Проф. Н.С. Стрелецкий, на первых этапах своей деятельности явившийся

преемником и продолжателем русской школы мостостроителей, в дальнейшем много сделал для развития строительной науки и высшего строительного образования в нашей стране. Он впервые применил статистические методы в расчете конструкций, исследовал работу статически неопределимых систем за пределом упругости, провел теоретические исследования и обобщил их данные в области развития конструктивной формы. Под его непосредственным руководством экспериментальное изучение действительной работы металлических конструкций стало одним из главных методов совершенствования конструктивной формы и расчетов. Он явился одним из инициаторов перехода от расчета по допускаемым напряжениям к расчету по предельным состояниям и внес большой вклад в разработку этого прогрессивного метода.

Рис. 20. Купол выставочного павильона на ВДНХ в Москве

1 - ребра

Проф. Е.О. Патон (1870-1953), также внесший свой вклад в развитие металлического мостостроения, имеет исключительные заслуги в области механизации и автоматизации электродуговой сварки, что явилось важным техническим достижением советской школы сварщиков.

Е.О. Патон в 1928 г. организовал в Киеве при АН УССР Научно-исследовательский институт электросварки (ныне ИЭС им. Е.О. Патона).

Значительный вклад в развитие металлических конструкций внес проф. Н.П. Мельников, много лет руководивший ЦНИИПроектстальконструкцией.

Основные этапы развития металлических конструкций в западных странах. Параллельно с развитием применения металла в строительстве в России расширялось использование его и в западных странах. Так, в средневековье там тоже применялось железо для скреп и растяжек из кованого железа в каменных сооружениях. Освоение промышленной выплавки чугуна во второй половине XVIII в. привело к широкому применению чугуна для мостостроения в Европе. Первый чугунный мост пролетом 30,6 м был построен в Англии через р. Северн в 1776-1779 гг. Появление пудлинговых печей в 1784 г. для выработки сварочного железа и проката в Лотарингии в 1819 г. привело к созданию в Европе значительного числа цепных и кабельных висячих мостов, имевших существенно больший пролет, чем чугунные. Так, цепной мост через Менейский пролив в Англии, построенный в 1818- 1826 гг., имел пролет 176,5 м, а кабельный мост во Фрейбурге в Швейцарии, построенный в 1832-1840 гг., - уже 273 м. Бурное развитие железных дорог, недостаточная жесткость висячих мостов и развитие проката стали на заводах привело к появлению мостов из профильного металла. Крупнейшим сооружением своего времени был трубчатый железнодорожный мост Британия , построенный в 40-е годы XIX в. инженером Р. Стефенсоном через Менейский пролив в Англии и имевший пролеты 71,9+2x140+71,9 м (рис. 21).

Постепенно строительство из металла начинает применяться наряду с мостостроением и в общественных и производственных зданиях. Так, в Лондоне в 1854 г. для Всемирной выставки строится Хрустальный дворец , в 50-е годы в Марселе перекрывается вокзал фермой Полонсо пролетом 52 м и строятся склады лондонских доков.

Усовершенствование производства железа и стали путем внедрения в 1856 г. бессемеровского (конвертерного), а в 1864 г. - мартеновского способов получения стали привело к дальнейшему развитию металлических конструкций.

В 1882-1891 гг. в Англии строится Фортский железнодорожный мост консольно-балочной системы с двумя средними пролетами по 521 м, а в 1889 г. для Всемирной выставки в Париже возводится Эйфелева башня высотой 300 м (рис. 22, справа).

В текущем столетии металлостроительство в Европе продолжало усиленно развиваться. Было построено много уникальных сооружений - выставочные павильоны ЭКСПО-58 в Брюсселе, мост Европа в Австрии, общественный центр Помпиду в Париже, платформы для добычи нефти в Северном море и многие другие сооружения.

Щусев П.В. Мосты и их архитектура. - М.: ГИЛ по стр-ву и архитектуре, 1953.

---

Рис. 21. Мост Британия в Англии (40-е годы XIX в.)

t93l

Рис. 22. Эмпайр Стейт билдинг в Нью-Йорке (1931) и Эйфелева башня в Париже (1889)

В Америке с конца прошлого века и по настоящее время преимущественное развитие получили две области строительства из металла - многоэтажное строительство и мостостроение висячих систем. Уже в 1931 г. в центре Нью-Йорка за 15 месяцев было построено здание Эмпайр Стейт высотой 319 м с башней на нем высотой 62 м (рис. 22, слева). Оно долгое время оставалось самым высоким зданием мира. В настоящее время большинство высотных зданий сосредоточено именно в США, а самым высоким зданием является 110-этажное здание Сиарс (рис. .23) в Чикаго высотой 445 м. Из мостов висячей системы следует упомянуть построенный в Сан-Франциско в 1937 г. мост Золотые ворота со средним пролетом 1280 м (рис. 24). Этот пролет оставался долгое время самым большим в мире, и только в последние годы постройка моста Хамбер в Великобритании со средним пролеом 1410 м сделало мост в Сан-Франциско рядовым мостом США.

Развитие промышленности и гражданского строительства в конце прошлого и в текущем столетии привело к появлению огромного разнооб-

Рис. 23. Здание Сиарс в Чикаго

разия металлических конструкций: гражданских зданий различного назначения, промышленных зданий с мостовыми кранами большой грузоподъемности, морских платформ для добычи нефти, сооружений связи и транспорта и других сооружений, для несущих конструкций которых сталь явилась незаменимым строительным материалом. В настоящее время конструктивное разнообразие и развитие зданий и сооружений с применением металла продолжает увеличиваться. В последнее время большое развитие получили легкие универсальные здания комплектной поставки (см. гл. 16).

Широкая разработка научных основ металлостроительства, особенно с применением ЭВМ, позволила значительно усовершенствовать и разнообразить конструктивную форму при меньшей затрате материалов и труда. Так развивалось металлостроительство в России и западных странах.

Номенклатура и область применения металлических конструкций. Металлические конструкции применяются сегодня во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно если необходимы значительные пролеты, высота и нагрузки. Потребность в металлических конструкциях чрезвычайно велика и непрерывно возрастает. Базой для удовлетворения этой потребности являются большой объем производимой в стране стали, заводы металлических конструкций и специализированные монтажные организации, оснащенные современной техникой, специализированные проектные организации и научно-исследовательские институты.

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

1. Промышленные здания. Конструкции однэтаж-ных промышленных зданий выполняются в виде цельнометаллических (рис. 25) или смешанных каркасов, в которых по железобетонным колоннам устанавливаются металлические конструкции покрытия здания ( шатер ) и подкрановые пути. Цельнометаллические

Рис. 24. Мост Золотые ворота в Сан-Франциско (1937)

J3.23

Рис. 25. Мартеновский цех завода Запорожсталь

Рис. 26. Схема покрытия Олимпийского спорткомплекса в Измайлове

каркасы в основном применяются в зданиях с большими пролетами и высотой и оборудованных мостовыми кранами большой грузоподъемности, а также в зданиях комплектной поставки - легких металлических конструкциях . Каркасы промышленных зданий являются наиболее сложными и металлоемкими конструктивными комплексами.

Рис. 27. Конструкции балочного (а), арочного (б) и висячего (в) мостов

2. Большепролетные покрытия зданий. Здания общественного назначения - спортивные сооружения (рис. 26), рынки, выставочные павильоны, театры и некоторые здания производственного характера (ангары, авиасборочные цехи, лаборатории) - имеют большие пролеты (до 1(Ю- 150 м), перекрывать которые наиболее целесообразно металлическими конструкциями. Системы и конструктивные формы большепролетных покрытий очень разнообразны. Здесь возможны балочные, рамные, арочные, висячие, комбинированные, причем как плоские, так и пространственные системы. К конструкциям зданий общественного назначения предъявляются высокие эстетические требования.

Рис. 28. Конструкции доменного цеха

а) 9,96в

в'9250

R-6860

9264

3286

Рис. 29. Листовые конструкции

а - кшглевидный резервуар; б~ газгольдер мокрый

1 2 3 4 5 ... 76