Стальные конструкции

Определение "Стальные конструкции" в Большой Советской Энциклопедии

Висячий переход газопровода

Стальные конструкции зданий и сооружений, конструкции, элементы которых изготовлены из стали и соединены сваркой, заклёпками или болтами. Благодаря высокой прочности стали Стальные конструкции надёжны в эксплуатации, имеют малую массу и небольшие габариты по сравнению с конструкциями из др. материалов. Стальные конструкции отличаются разнообразием конструктивных форм и архитектурной выразительностью. Изготовление и монтаж Стальные конструкции осуществляют индустриальными методами. Основной недостаток Стальные конструкции — подверженность коррозии, что требует периодического проведения защитных мероприятий (т. е. применения специальных покрытий и покраски), повышающих расходы по эксплуатации Стальные конструкции В современном строительстве Стальные конструкции применяют преимущественно в качестве несущих конструкций в различных (по назначению и конструктивной системе) зданиях и сооружениях, как-то: жилые и общественные здания (в т. ч. высотные); производственные здания разных отраслей промышленности, особенно металлургической (доменные, мартеновские, прокатные цехи); резервуары и газгольдеры; сооружения связи (радио- и телевизионные мачты и башни, антенны); сооружения энергетики (ГЭС, ТЭС, АЭС, линии электропередачи); транспортные сооружения (мосты и путепроводы на железных и автомобильных дорогах, депо, ангары и т.п.); магистральные нефте- и газопроводы (висячие переходы через большие реки, овраги и ущелья); спортивные и зрелищные сооружения, выставочные павильоны и т.д.

Стальной каркас двухпролетного производственного здания

Начало применения в строительстве собственно Стальные конструкции относится к 80-м гг. 19 в.; к этому времени были разработаны и освоены промышленные способы производства литого железа (стали) — мартеновский, бессемеровский и томасовский процессы. К концу 19 в. в России и за рубежом были построены крупные здания и инженерные сооружения, основные конструкции которых были выполнены из стали (например, павильоны Нижегородской ярмарки с висячими покрытиями, Бруклинский мост в Нью-Йорке, Эйфелева башня). В СССР интенсивный рост металлургии создал базу для дальнейшего развития и совершенствования Стальные конструкции Был накоплен большой опыт проектирования и возведения Стальные конструкции, определены наиболее рациональные области их применения. Основным способом соединения элементов Стальные конструкции стала электросварка. Большая заслуга в создании и развитии отечественной школы проектирования и расчёта Стальные конструкции принадлежит советским учёным В. Г. Шухову, Н. С. Стрелецкому, Е. О. Патону и др. В современном строительстве широко применяются типовые Стальные конструкции, обеспечивающие минимальный расход стали, наименьшую трудоёмкость изготовления конструкций в заводских условиях, удобство и быстроту монтажа их на месте.

Структурная конструкция из трубчатых стальных элементов

В СССР для изготовления Стальные конструкции применяют в основном стали малоуглеродистые, повышенной и высокой прочности. Стальные конструкции обычно выполняются из т. н. первичных стальных прокатных элементов различного профиля (см. Прокатный профиль), выпускаемых металлургической промышленностью по определённому перечню-сортаменту (впервые такой сортамент был разработан в России в 1900 Н. А. Белелюбским). В качестве первичных элементов используются также трубчатые и гнутые профили. Из первичных элементов на заводах металлических конструкций изготовляют различные типовые конструктивные элементы (набор которых, как правило, ограничен): сплошные, работающие только на изгиб (балки); сквозные, работающие в основном на изгиб (фермы); элементы, работающие преимущественно на сжатие и на изгиб (колонны, стойки); элементы, работающие только на растяжение (канаты, тросы и др.). Наряду с этим выпускается листовая прокатная сталь (широкополосная, толстолистовая, тонколистовая; см. Листовые конструкции). Комбинированием конструктивных элементов на заводах изготовляют Стальные конструкции практически любого назначения — как в готовом виде (если по габаритным соображениям обеспечивается возможность их транспортирования), так и отдельными укрупнёнными монтажными блоками. При этом для образования отдельных конструктивных элементов, укрупнённых блоков и целых Стальные конструкции применяют сварные (преимущественно), болтовые и заклёпочные соединения. Кроме обычных болтовых, используют также соединения на высокопрочных болтах фрикционного типа (работающих на трение), которые обладают большой несущей способностью. При монтаже для объединения отдельных блоков в целую конструкцию применяют главным образом болтовые соединения.

Телевизионная башня

На рис. 1 представлена конструктивная схема стального каркаса двухпролётного производственного здания, в котором конструкции стропильных ферм, светоаэрационных фонарей, а также необходимых связей — сквозные, а подкрановых балок и надколенников — сплошные. В большепролетных покрытиях используют конструкции различных систем — как плоские, так и пространственные. Плоские балочно-разрезные фермы (сквозные) применяют в основном при пролётах до 100 м (например, в ангарах для самолётов). Для перекрытия средних и значительных пролётов зданий различного назначения используют т. н. структурные конструкции, представляющие собой сквозные плиты, образуемые из отдельных однотипных стержней, для сопряжения которых в узлах применяются различные конструктивные решения (рис. 2). Весьма эффективны Стальные конструкции рамного типа (см. Рама), преимущественно сквозные, с распором, передаваемым на фундаменты. Для перекрытия большепролётных зданий рационально использование Стальные конструкции арочной системы, причём арки могут быть сплошными или сквозными. Во многих случаях целесообразно применение стальных висячих конструкций, обеспечивающих существенную экономию стали. Висячие системы используются также при прокладке трубопроводов различного назначения через ущелья, глубокие овраги, большие реки (рис. 3). Широкое применение Стальные конструкции находят в высотных сооружениях (например, в Киеве построена телевизионная башня высотой 372 м, трубчатая конструкция которой изготовлена из высокопрочной стали, рис. 4).

В СССР Стальные конструкции проектируются на основе соответствующих Строительных норм и правил, предусматривающих необходимость выбора оптимальных в технико-экономическом отношении схем сооружений, сечений элементов и классов стали. Расчёт, как правило, производится по методу предельных состояний.

Перспективны (особенно в висячих системах) предварительно напряжённые конструкции из стали, позволяющие существенно снизить собственный вес и увеличить несущую способность Стальные конструкции

Лит.: Стрелецкий Н. С., Стрелецкий Д. Н., Проектирование и изготовление экономичных металлических конструкций, М., 1964 (Материалы к курсу металлических конструкций, в.4); Мельников Н. П., Металлические конструкции за рубежом, М., 1971; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел В, гл. 3. Стальные конструкции. Нормы проектирования, М., 1974; Металлические конструкции, под ред. Е. И. Беленя, М., 1973: Gaylord Е. Н., Gaylord С. N., Design of steel structures including applications in aluminium, N. Y., 1957.
  С. А. Ильясевич.