5. Башни и мачты применяются для радио и телевидения (рис. 30) в геодезической службе, в опорах линий электропередачи. Сюда же можно отнести надшахтные копры, нефтяные вышки, дымовые и вентиляционные башни и трубы и промышленные этажерки. Использование стали обеспечивает этим конструкциям необходимую легкость, удобство транспортирования на место строительства и быстроту монтажа.
6. Каркасы многоэтажных зданий. Многоэтажные здания с металлическим каркасом (рис. 31) применяются главным образом в гражданском строительстве, в условиях плотной застройки больших городов и для некоторых видов промышленных зданий.
7. Крановые и другие подвижные конструкции выполняются из материала, позволяющего максимально уменьшить их вес. Сюда относятся всевозможные металлические конструкции мостовых, башенных, козловых кранов и кранов-перегружателей, конструкции крупных экскаваторов и разнообразных строительных машин, затворы и ворота гидротехнических сооружений, конструкции отвальных мостов.
8. Прочие конструкции, к которым в первую очередь можно отнести конструкции промышленности по использованию атомной энергии в мирных целях, разнообразные конструкции радиотелескопов для космической и радиосвязи (рис. 32), стационарные платформы для разведки и добычи газа и нефти в море (рис. 33) и многие другие.
Рис. 32. Радиотелескоп диаметром 64 м
Основные особенности металлических конструкций и предъявляемые к ним требования. Выше была рассмотрена номенклатура металических конструкций, которая характеризуется большим разнообразием систем и конструктивных форм. Однако все эти конструкции объединены двумя основными факторами, позволяющими изучать их как единый вид.
Во-первых, исходным материалом для всех конструкций является прокатный металл, выпускаемый по единому стандарту (сортаменту, см. гл. 3): лист, уголок, швеллер, двутавр, труба и т.п. Из этого материала компонуются разнообразные конструктивные формы.
Во-вторых, все конструкции объединены одним технологическим процессом их изготовления, в основе которого лежат холодная обработка металла (резка, гибка, образование отверстий и т.п.) и соединение деталей в конструктивные элементы и комплексы (сборочно-сварочные операции).
Металлические конструкции обладают следующими достоинствами, позволяющими применять их в разнообразных сооружениях.
Надежность металлических конструкций обеспечивается близким совпадением их действительной работы (распределение напряжений и деформаций)
1917 1965 1975 1976 1978
-360
Рис. 33. Развитие конструкций стальных платформ для добычи нефти на морском шельфе с 1947 г.
С расчетными предположениями. Материал металлических конструкций (сталь, алюминиевые сплавы) обладают большой однородностью структуры и достаточно близко соответствует расчетным предпосылкам об упругой или упругопластичной работе материала.
Легкость. Из всех изготовляемых в настоящее время несущих конструкций (железобетонные, каменные, деревянные) металлические конструкции являются самыми легкими.
Легкость конструкций С, м\ определяется отношением плотности материала р к его расчетному сопротивлению R:
С = JO/R.
Чем меньше значение С, тем относительно легче конструкция. Благодаря
высоким значениям расчетных сопротивлений для малоуглеродистой стали
С = 3,7 • 10* м"\ для высокопрочной стали С = 1,7 • 10* м"\ для дюра-
10-4 ..-1
м" , для бетона марки МЗОО С = 1,85-
-4 . -1
люмина марки Д16-Т С = 1,1 • 10" м"\ для дерева С = 5,4 • 10" м
Индустриальность. Металлические конструкции в основном изготовляются на заводах, оснащенных современным оборудованием, что обеспечивает высокую степень индустриальности их изготовления. Монтаж металлических конструкций также производится индустриальными методами - специализированными организациями с использованием высокопроизводительной техники.
Непроницаемость. Металлы обладают не только значительной прочностью, но и высокой плотностью - непроницаемостью для газов и жидкостей. Плотность металла и его соединений, осуществляемых с помощью сварки.
