Металеві конструкції

Визначення і загальна характеристика

МЕТАЛЕ́ВІ КОНСТРУ́КЦІЇ  — несучі силові конструкції з будівельних сталей і легких алюмінієвих сплавів, з яких створюють системи каркасів та огороджувальних конструкцій будівель і різних інженерних споруд. Теорія розрахунку М. к. базується на засадах теорій опору матеріалів, пружності, пластичності, буд. і теор. механік. Проектування М. к. виконують відповідно до вимог Держ. буд. норм і Держ. стандартів України. Розрахунк. схема є геометрично незмінною, повинна передбачати всі навантаження та впливи на фундаменти або конструкції, що розташ. нижче. Обумовлюють й всі силові фактори (короз. зношення, електромагнітні поля, радіацію, переміщення фундаментів та ін.), що можуть діяти на М. к. Згідно з нормами буд. механіки виконують статич. і динаміч. розрахунки на можливі зміни навантажень і впливів, визначають макс. зусилля в елементах (рамах, фермах, стрижнях, колонах, ригелях, стійках, прогонах, панелях, вузлах). Потім виявляють макс. зусилля, що можуть виникати в перерізах елементів. Серед вимог до М. к. — жорсткість, міцність, стійкість, безпечність, комфортність та функціональність при експлуатації. Елементи сталевих конструкцій виготовляють залежно від комбінацій діючих зусиль (поздовжня та поперечна сили, згинал. і крут. моменти, бімоменти). Ефективні балк. і стрижневі сталеві елементи: прокатні та зварні двотаври постій. перерізу, зварні двотаври зі змін. висотою стінки чи змін. шириною полиці, двотаври з поперечноперфоров. стінкою, двотаври з перфоров. стінкою постій. і змін. перерізу, гнуто замкнуті зварні профілі прямокут. і квадрат. перерізів, прокатні кутики і швелери, гнуті профілі відкритого С-, Z-, Ω-подіб. перерізів. М. к. поділяють на: каркаси й огородження пром. будівель (переважно одно- та двоповерхові, обладнані мост. або підвіс. кранами); каркаси одно- (напр., заклади торгівлі та для зайняття спортом) та багатоповерх. будівель цивіл. призначення; каркаси великопрогон. будівель (напр., театри, льодові арени, криті стадіони для ігрових видів спорту, велотреки, ангари для літаків, дебаркадери); лист. резервуари, газгольдери, бункери, силоси, трубопроводи великих діаметрів, споруди та технол. ємності для нафтоперероблення, домен. і хім. вироб-в, оболонки домен, повітронагрівачів, ректифікац. колон, технол. реакторів; рухомі конструкції мост., башт., козл. кранів, кранів-перевантажувачів, відвал. мостів, великих екскаваторів, буд. і дорож. машин, затворів і воріт шлюзів гідротех. споруд, протипожеж. перешкод, воріт, дверей; спец. конструкції для використання в точному машинобудуванні, атом. енергетиці, косміч. промисловості та суміж. галузях; платформні конструкції для розвідування та видобутку нафти і газу в морі; мост., естакадні, віадук., шляхо- та трубопровідні й для облаштування доріг конструкції; теле- та радіо­вежі, радіотелевіз. щогли, антен­но-щогл. та антенно-башт. споруди для передавання сигналів мобіл. телефон. зв’язку й інтернету; конструкції атракціонів (колеса огляду, т. зв. амер. гірки, вежі вільного падіння, каруселі великих діаметрів); тент. і збірно-розбірні конструкції; конструкції критих стадіонів великих прольотів; опори повітр. ліній електропередач. М. к. пром. і цивіл. будівель поділяють на традиц., полегшені та легкі сталеві тонкостінні. Серед багатоповерх. будівель цивіл. призначення з метал. каркасом в Україні — багатофункціонал. комплекс «Гулівер» (будівництво завершене 2012; кількість надзем. поверхів 35, підзем. — 4; вис. 141,8 м, з урахуванням антени — 160 м), Міністерство інфраструктури України (1986; 28 поверхів; 106 м, з урахуванням шпиля — 120 м), готель «Київ» (1973; 22 поверхи; 70,55 м, з урахуванням шпиля — 80 м, антени — 88,5 м), НБУВ (1989; 27 поверхів; 76,7 м, з урахуванням шпиля — 78,6 м; усі — Київ). Потуж. найбільшого в Україні резервуара для зберігання нафтопродуктів 75 тис. м³, а найбільшої ємності для зберігання сипучих продуктів (цукру) — 50 тис. т. 1961 збудовано вінн. телевежу щогл. типу вис. 354 м. На час спорудження 1973 київ. телевежа (380 м) посідала 2-е м. за висотою серед телевеж у світі, а нині серед десяти найбільших башт. споруд світу. Унікальність конструкції тбіліс. телевежі, яку спроектували київ. фахівці, полягає в тому, що при вис. 274,5 м вона розташ. на вершині вис. 719,2 м. У 2-й пол. 1960-х рр. після реконструкції Нац. спорт. комплекс «Олімпійський» став одним із найбільших стадіонів Європи. 2008–11 з метою підвищення безпеки глядачів та комфортності перегляду на ньому зменшили кількість місць зі 100 тис. до 70 050. Заг. пл. вант. висячого попередньо напруженого покриття комплексу «Олімпійський» становить 48 тис. м². Опори повітр. ліній електропередач башт. типу почали застосовувати в Україні з поч. будівництва великих об’єктів генерації для Дніпрогесу. Реконструкція будівель і споруд за допомогою М. к. дозволяє підвищити несучу спроможність буд. конструкцій, змінити їхнє функціон. призначення, здійснити надбудову, збільшити буд. об’єм і площу приміщень, висоту та прогон будівлі, змінити конструкції стін і перекриттів, а також переміщувати будівлі на значні відстані, піднімати та пересаджувати на нові фундаменти.

Завантажити статтю