Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Сортаментом называется каталог прокатываемых ( 12, а), холодногнутых ( 12,6, в) или прессованных ( 12, г) полуфабрикатов и изделий с указанием их основных геометрических размеров, формы сечения, значений допусков н массы единицы длины. Стальные и алюминиевые полуфабрикаты для строительных конструкций делятся на две основные группы — листовые и профильные.

Листовые сталь и алюминий в виде гладкого и профильного листа, имеющего различную толщину и высоту профиля, широко применяются для устройства кровель, стен, подвесных потолков, узловых фасонок решетчатых конструкций, сварных двутавровых стержней, а также в виде специальных листовых конструкций оболочек, мембран и т. п. Кроме того, листовая сталь и алюминиевые сплавы используются для производства тонкостенных гнутых профилей.

В настоящее время промышленностью прокатывается толстолистовая сталь толщиной 4—160 мм, шириной листа 1250—2600 мм и длиной до 8 м (ГОСТ 19903—74), листовая холоднокатаная толщиной до 1 мм, шириной листа 2000 мм и длиной до 5 м (ГОСТ 19904—74) для изготовления профилированных настилов; универсальная широкополосная сталь толщиной 6—60 мм, шириной 200—1050 мм и длиной до 18 м для сварных балок и колонн (ГОСТ 82—70).

Наиболее универсальными для изготовления, конструктивно удобными и экономичными профилями являются уголковый, двутавровый, швеллерный и трубчатый ( 13).

Уголковые стальные равнополочные (ГОСТ 8509—72) и неравнополочные (ГОСТ 8510—72) профили широко используют в элементах, работающих на осевые силы (растяжение или сжатие), а также для получения комбинированных сечений и соединений различных элементов. Двутавровые балки с уклоном внутренних граней полок (ГОСТ 8239—72) применяются главным образом в качестве изгибаемых элементов — балок и колонн, а также в составных сечениях, работающих на внецентренное сжатие.

В последнее время широкое распространение начинают получать двутавры с параллельными гранями полок (широкополочныв двутавры) с высотой до 1000 мм и шириной полок до 400 мм, выпускаемые промышленностью по ТУ 14-2-24-72. Область их рационального применения— колонны, подкрановые балки, балки покрытий и перекрытий, пролетные балки мостов.

Большой экономической эффективностью по сравнению с обычными двутаврами (на 14—19 %) обладают тонкостенные двутавры с узкими параллельными полками (ГОСТ 19281—73), прокатываемые высотой 120— 300 мм. Область их рационального применения — легкие перекрытия.

Швеллеры (ГОСТ 8240—72) используются чаще в составных сечениях, работающих преимущественно на осевые силы и изгиб и реже на внецентренное сжатие в колоннах и балках. В качестве прогонов покрытия и элементов фахверков стен применяются прокатные тонкостенные швеллеры с узкими параллельными гранями полок (ТУ 14-2-204-76). По расходу материала они на 16— 20 % легче швеллеров обычного проката.

Широкое применение в стропильных и подстропильных фермах в качестве верхнего и нижнего поясов находят широкополочные тавры, образуемые путем продольного роспуска пополам широкополочных двутавров (ТУ 14-2-24-72). Широкий диапазон высот (100—500 мм при ширине полок 100—400 мм) позволяет использовать эти профили в фермах под легкую и тяжелую нагрузки.

Широко применяются в современных решетчатых строительных конструкциях — фермах, арках, рамах, куполах и др.— электросвариые круглые (ГОСТ 10704—76) и прямоугольные (ТУ 14-2-361-79) трубы, а также горячекатаные круглые трубы (ГОСТ 8732—78) из углеродистой и низколегированной сталей. Благодаря равной инерции относительно любой центральной оси использование труб особенно эффективно в центрально-сжатых и центрально-растянутых элементах, а также в сжато-изогнутых элементах при переменном направлении плоскости изгиба.

Целесообразность использования трубчатых сечений повышается в условиях воздействия на конструкцию агрессивных сред, а также при повышенных архитектурных требованиях в случае эксплуатации конструкции без подвесного потолка, особенно в зданиях общественного назначения. Применение трубчатых профилей по сравнению с уголковыми в аналогичных конструкциях позволяет снизить металлоемкость на 20—25 %•

Наряду, с прокатными профилями в стальных конструкциях успешно используются холодногнутые профили общего назначения ( 14). Их выпускают, подобно прокату, в виде равнополочных (ГОСТ 19771—74*) и неравнополочных уголков (ГОСТ 19772—74*), равнополочных швеллеров (ГОСТ 8278—75*), С-образных, корытообразных и зетовых профилей, а также замкнутых прямоугольных профилей. Толщина гнутых профилей по условиям изготовления не превышает 8 мм, что в большой степени определяет их применение в легких конструкциях, воспринимающих небольшие расчетные нагрузки,— прогоны, легкие фермы, стойки фонарей и перегородок.

Одним из достоинств гнутых профилей является возможность получения любой формы сечения в зависимости от условия применения.

Для предварительно напряженных и висячих конструкций применяются различные типы стальных канатов, изготовляемых из высокопрочной проволоки диаметром 0,22—4 мм с временным сопротивлением разрыву 1200—2600 МПа ( 15). Канаты выпускают одинарной свивки (сплетенные из отдельных проволок), двойной свивки — тросы (проволоки, сплетенные в пряди, а из прядей в канат) и тройной свивки — кабели (сплетенные из нескольких тросов).

Наибольшее распространение в висячих конструкциях получили канаты спирального типа ТК конструкции 1X37 (1+6 + 12+18) по ГОСТ 3064—80, канаты двойной свивки (тросы) типа ТЛК-РО конструкции 6X36 (1 + + 7 + 7/7+14 + 7 + 7 (1+6) по ГОСТ 7669—80, канаты закрытого типа по ГОСТ 7676—73 и др. Буквенное обозначение канатов определяет: ТК — точечное касание проволок; ТЛК — точечное и линейное касание проволок; цифровое обозначение раскрывает формулу размещения проволок и их число в одной свивке. Для висячих покрытий небольшого пролета применяется стержневая горячекатаная арматурная сталь перяодиче-ского профиля по ГОСТ 5781—75 с номинальным диаметром стержней 16—40 мм.

Алюминиевые деформируемые сплавы, применяемые в несущих и ограждающих конструкциях, выпускаются отечественной промышленностью в виде прокатных листов и лент прессованных профилей большой номенклатуры, а также различных по профилю гофрированных листов ( 16). Форма прессованных и гнутых алюминиевых профилей, применяемых для несущих конструкций, аналогична стальным прокатным и гнутым профилям, но ограничена меньшими размерами, определяемыми диаметром матрицы (см.  12, г).