Краткая история развития металлических конструкций

Металл — один из самых распространенных строительных материалов — был известен уже в V в. до н. э. в виде простейших сооружений.

Инженерные конструкции из металла стали применять еще в XII в. при возведении уникальных сооружений того времени —двор­цов, церквей и др. Конкретно применение металла в строительных конструкциях началось с 1784 г. после получения малоуглеродис­той стали англичанином Г. Картом. Затем за короткий срок разрабо­таны способы промышленного производства литой стали (с 1855 по 1878 гг.): бессемеровский, мартеновский, томасовский. Тогда же началось производство прокатных профилей (угловые, тавровые, двутавровые, зетовые).

В XVII-XVIII вв. нашли применение наслонные металличес­кие конструкции стропил и пространственные купольные конструк­ции глав церквей. Стержни конструкций выполняли из кованых брус­ков и соединяли на замках и скрепах горновой сваркой. В XVIII в. начинают использовать чугунные мосты и конструкции перекры­тий гражданских и промышленных зданий. Чугунные элементы соединяли болтами или на замках.

В конце XIX в. для перекрытия большепролетных зданий стали применять решетчатые каркасы рамно-арочной конструкции. При­мером наиболее совершенной рамно-арочной конструкции служит покрытие Киевского вокзала в г. Москве. В XIX в. в связи с увели­чением сети железных дорог существенное развитие в нашей стра­не получила русская школа мостостроения. Велика заслуга в разви­тии науки о металлических конструкциях видных русских ученых и инженеров: Д.И. Журавского (1822-1891), Ф.С. Ясинского (1856- 1899), Н.А. Белелюбского (1845-1922), Л.Д. Проскурякова (1858- 1926), Е.О. Патона (1870-1953), И.П. Прокофьева (1877-1958), Н.С. Стрелецкого (1885-1967) и др.

Профессор Н.С. Стрелецкий сформулировал три основных принципа проектирования металлических конструкций: максималь­ная экономия стали, наименьшая трудоемкость изготовления, ско­ростной монтаж. При этом все здание должно отвечать эксплуата­ционным требованиям.

В XX в. в России была создана мощная металлургическая про­мышленность. Стали широко применять сварные металлические конструкции.

В настоящее время имеются специализированные предприятия для производства металлоконструкций с использованием принци­пов унификации и стандартизации их элементов.

Металлические конструкции делятся на стержневые (балки, ко­лонны, фермы) и листовые (сплошные, оболочки).

Стержневые конструкции из металла применяются в производ­ственных зданиях и сооружениях, мостах, высотных зданиях, со­оружениях специального назначения (ангары, эллинги, авиасборочные цехи), водонапорных башнях (стволы), затворах гидротехни­ческих сооружений и пр.

Листовые конструкции применяются в резервуарах для хранения жидкостей, газгольдерах — для хранения и распределения газов, бункерах — для хранения и перегрузки сыпучих материалов, дюкерах, водонапорных башнях, затворах гидротехнических сооружений и др.

Металлы, применяемые для изготовления металлических кон­струкций, обладают определенными положительными и отрицатель­ными свойствами. Сведения об их достоинствах и недостатках при­ведены в таблице ниже.

Достоинства и недостатки металлоконструкций