Переваги і недоліки сталевих конструкцій

6.2.3 Переваги і недоліки сталевих конструкцій

Основними перевагами сталевих конструкцій в порівнянні з конструкціями з інших матеріалів є надійність, легкість, непроникність, індустриальність, а також простота технічного переозброєння, ремонту і реконструкції.

Надійність сталевих конструкцій забезпечується близькою відповідністю характеристик стали нашим уявленням про ідеальний пружний або пружнопластичності ізотропний матеріал, для якого строго сформульовані і об ґрунтовані основні положення опору матеріалів, теорії пружності і будівельної механіки. Сталь має однорідну дрібнозернисту структуру з однаковими властивостями по всіх напрямах, напруга пов'язана з деформаціями лінійною залежністю у великому діапазоні, а при деякому значенні напруги може бути реалізована ідеальна пластичність у вигляді майданчика текучості. Все це відповідає гіпотезам і допущенням, узятим за основу при розробці теоретичних передумов розрахунку, тому розрахунок, побудований на таких передумовах, повною мірою відповідає дійсній роботі сталевих конструкцій.

Легкість. Зі всіх несуть конструкцій, що виготовляються в даний час, металеві є найлегшими. За показник легкості приймають відношення щільності матеріалу до його міцності.

Непроникність. Метали володіють не тільки великою міцністю, але і високою щільністю - непроникністю для газів і рідин. Щільність стали і її з'єднань, здійснюваних за допомогою зварки.

Індустріальність. Сталеві конструкції виготовляють на заводах, оснащених спеціальним устаткуванням, а монтаж проводять з використанням високопродуктивної техніки. Все це виключає або до мінімуму скорочує важку ручну працю.

Ремонтопридатність. Стосовно сталевих конструкцій найпростіше вирішуються питання посилення, технічного переозброєння і реконструкції. За допомогою зварки можна легко прикріпити до елементів існуючого каркаса нове технологічне устаткування, при необхідності підсиливши ці елементи, що також робиться досить просто.

Збереження металевого фонду. Сталеві конструкції в результаті фізичного і морального зносу вилучаються з експлуатації, переплавляються і знову використовуються.

Недоліками сталевих конструкцій є їх схильність корозії і порівняно мала вогнестійкість. Сталь, не захищена від контакту з вологою, у поєднанні з агресивними газами, солями, пилом піддається корозії. При високих температурах (для сталі - 600°С, для алюмінієвих сплавів - 300°С) металоконструкції втрачають свою здатність, що несе.

При грамотному проектуванні і відповідній експлуатації ці недоліки не представляють небезпеки для виконання конструкцією своїх функцій, але приводять до підвищення початкових і експлуатаційних витрат.

Підвищення корозійної стійкості сталевих конструкцій досягають включенням в сталь спеціальних легуючих добавок, періодичним покриттям конструкцій захисним шаром у вигляді лаків або фарб, а також вибором раціональної конструктивної форми (без щілин і пазух, де можуть скупчуватися волога і пил).

Підвищення вогнестійкості сталевих конструкцій будівель, небезпечних в пожежному відношенні здійснюють шляхом усунення безпосереднього контакту конструкцій з відкритим вогнем. Для цього передбачають підвісні стелі, вогнестійкі облицювання, обмазки спеціальними складами. Використовуючи спеціальні покриття у вигляді обмазок, можна істотно збільшити межу вогнестійкості.

6.2.4 Вимоги, що пред'являються до металевих конструкцій

При проектуванні металевих конструкцій повинні враховуватися наступні основні вимоги.

Умови експлуатації. Задоволення заданим при проектуванні умовам експлуатації є основною вимогою для проектувальника. Воно в основному визначає систему, конструктивну форму споруди і вибір матеріалу для нього.

Економія металу. Вимога економії металу визначається великою його потребою у всіх галузях промисловості (машинобудування, транспорт і т. д.) і щодо високою вартістю.

У будівельних конструкціях метал слід застосовувати лише в тих випадках, коли заміна його іншими видами матеріалів (насамперед залізобетоном) нераціональна.

Транспортабельність. У зв'язку з виготовленням металевих конструкцій, як правило, на заводах з подальшим перевезенням на місце будівництва в проекті має бути передбачена можливість перевезення їх цілими або по частинах (відправними елементами) із застосуванням відповідних транспортних засобів.

Технологічність. Конструкції повинні проектуватися з урахуванням вимог технології виготовлення я монтажу з орієнтацією на найбільш сучасні і продуктивні технологічні прийоми, що забезпечують максимальне зниження трудомісткості.

Швидкісний монтаж. Конструкція повинна відповідати можливостям збірки її в найменші терміни з урахуванням наявного монтажного устаткування.

Довговічність конструкції визначається термінами її фізичного і морального зносу. Фізичний знос металевих конструкцій пов'язаний головним чином з процесами корозії. Моральний знос пов'язаний із зміною умов експлуатації.

Естетичність. Конструкції незалежно від їх призначення повинні володіти гармонійними формами. Особливо істотно це вимога для громадських будівель і споруд.