Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

сокращение времени монтажа конструкции, например покрытий, до

30%. В системах с унифицированными стержнями и монтажными уз­ лами, например в структурных покрытиях, оно доходит до 60%;

общая экономия затрат на строительство составляет 10—25%; свободное формирование материала по сечению стержня; хорошие прочностные характеристики (показатели прочности и ра­

диусы инерции) по отношению к площади сечения, в частности в слу­ чае применения замкнутых профилей;

красивый внешний вид и незначительное затенение остекленных по­ верхностей в случае применения элементов из гнутых профилей замк­ нутого сечения или из прокатных профилей. Этого достоинства не име­ ют легкие стальные конструкции из гнутых профилей открытого се­ чения.

Н е д о с т а т к и л е г к и х с т а л ь н ы х к о н с т р у к ц и й :

стоимость гнутых профилей выше стоимости прокатных профилей; стоимость изготовления 1 т легких конструкций выше, чем стои­ мость 1 т обычных конструкций (эта стоимость значительно снижается

при серийном производстве); более высокая стоимость защиты от коррозии, так как поверхность

профиля обычно больше и вследствие этого необходимо применять по­ крытия, более устойчивые к воздействию агрессивной среды;

транспортирование, погрузка-разгрузка и монтаж требуют более осторожного проведения этих операций, поскольку легкие элементы, особенно из тонкого листового металла, повреждаются;

проектирование легких конструкций более трудоемко, так как рабо­ та их на устойчивость сложна. Имеется возможность большой свободы выбора геометрической формы сечения профиля, но нет готовых рас­ четных таблиц. Стандартизация элементов значительно снижает рас­ ходы на проектирование.

Следует заметить, что достигнуть значительного уменьшения массы конструкций или сокращения времени их монтажа с одновременным снижением затрат не так-то просто. Об эффективности конструкции не­ обходимо заботиться на всех стадиях ее создания.

1.4. ПРИНЦИПЫ ПРАВИЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕГКИХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Легкость профилирования гнутых профилей создает теоретически неограниченные возможности использования прочностных, эксплуата­ ционных и пластических характеристик материалов,и элементов. Од­ нако свободу применения материалов ограничивают экономические со­ ображения. Гнутые профили в среднем на 30% дороже прокатных. Легкие конструкции, несмотря на значительное уменьшение расхода стали, не становятся пропорционально дешевле. Поскольку легкие кон­ струкции не должны быть дороже обычных, нельзя принимать в качест­ ве важнейшего или единственного критерия экономию материала. Не­ обходима еще и стандартизация элементов или конструктивных узлов.

Для определения принципов правильного применения гнутых про­ филей надо учитывать:

2— 1021

1. Изготовление холодногнутых профилей партиями с большим тон­ нажем в соответствии с сортаментом, разработанным для данного типа конструкций.

Холодногнутые профили имеют сечение, хорошо приспособленное к работе стержня в конструкции, что позволяет получить все положи­ тельные эффекты тонкостенности, избежав одновременно ее отрица­ тельного воздействия. Изготовление большой серии профилей значи­ тельно дешевле, чем их производство по индивидуальному заказу с ма­ лым тоннажем.

2.Снижение стоимости изготовления конструкций благодаря серий­ ному производству, которое можно в значительной мере механизиро­ вать. Снижение массы конструкции влечет за собой повышение себе­ стоимости ее изготовления.

3.Более быстрое возведение объекта. Стандартные элементы про­

изводят в массовом количестве и хранят на складе или изготовляют в течение краткого периода благодаря хорошо разработанной технологии производства на предприятии и экспериментально проверенной прочно­ сти этих элементов.

Конструкцию необходимо стандартизировать таким образом, чтобы она могла служить для строительства зданий разного назначения и по­ зволяла применять различные конструктивные схемы. Легкие конструк­ ции можно использовать в зданиях, в которых технология производст­ ва не оказывает большого влияния на принятое конструктивное реше­ ние несущих элементов.

Легкость конструкций, достигнутая в несущих элементах благодаря экономичному проектированию, требует придавать профилям форму, приспособленную к роду работы стержня. Поэтому не может быть про­ филя с универсальным сечением.

Стандартизация элементов конструкций во многих случаях приво­ дит к некоторому увеличению расхода стали. Следует подчеркнуть, что минимум затрат на конструкцию не совпадает ни с минимумом массы конструкции, ни с минимумом затрат на рабочую силу.

Только в некоторых случаях желательны типизация профилей и производство их без определенного назначения. Такие гнутые про­ фили можно применять в качестве заменяющих профилей в элемен­

ботка системы строительства с одновременной стандартизацией профи­ лей определенного назначения и унификацией монтажных узлов. Это

позволяет:

ограничивать в конструкциях разнородность профилей и удешевлять их изготовление, осуществляемое большими сериями, или доставку на склад;

ограничивать производство конструкций изготовлением унифициро­ ванных узлов и приспосабливать типовые профили к этим узлам;

осуществлять быстрый монтаж конструкций, сводящийся к массо­

10

вому соединению легких стержней в узлы (в удобном положении) и по­ следующему подъему блоков подготовленной таким образом конст­ рукции.

В унифицированных системах строительства расход стали обычно больше, чем в типовых легких элементах. В этих случаях необходимы значительное снижение трудоемкости изготовления конструкций и эко­ номия затрат на рабочую силу. Применение таких решений позволяет быстрее возводить конструкции.

2*

2. МАТЕРИАЛЫ

2.1. СТАЛЬ

Сталь, используемая для легких строительных конструкций, долж­ на иметь свойства, приведенные в нормах PN-63/H-84021 «Строитель­ ная сталь. Марки» [155] (табл. 2-1). Сталь употребляется в виде стер­ жней, профилей или тонких и толстых листов. В табл. 2-2 в соответст­ вии с нормами PN-63/H-84021 приведены механические и технологиче­ ские характеристики строительной стали. Изделия из углеродистой ?та-

П р и м е ч а н и е . Содержание Сг, Ni и Си можно не приводить. Для стали St3S содержание Cr, Ni и Си в общей сумме не должно превышать 0,7%.

ли марок StOS, St3SX, St3SY и St3S поставляются без термической обработки. Листы и универсальные гладкие листы из низколегирован­ ной стали марок 18G2 и 18G2A толщиной до 20 мм могут поставляться без термообработки, если при заказе не было другой договоренности. Стержни и профили из низкоуглеродистой стали также поставляются без термообработки.'

Листовая сталь или ленты, предназначенные для изготовления гну­ тых профилей, должны поддаваться пластической обработке, что про­ веряется путем холодного гнутья в соответствии с требованиями, при­ веденными в табл. 2-2. Исходный материал для производства этих про­ филей должен иметь удлинение не менее 20 %• В связи с этим гнутые профили следует изготовлять главным образом из листовой стали или из ленты горячей прокатки.

12

Т А Б Л И Ц А 2-2. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ СВ НЕОБРАБОТАННОМ ВИДЕ ДЛЯ ПРОДОЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ

ИЗ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГЛАДКОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, СТЕРЖНЕЙ И ПРОФИЛЕЙ И ДЛЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ОБРАЗЦОВ ИЗ ТОНКОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ)

сокие механические качества.

2.Значения предела текучести для стали марки StOS дополнительно не прове­

ряют.

3.По желанию заказчика согласовывается при заказе.

4.Допускается превышение верхнего предела прочности на 3 кгс/мм2, если все

другие требования будут выполнены.

5. При согласии заказчика для поперечных образцов удлинение может быть на 2%

Учитывая подтвержденные статистикой механические свойства ста­ ли в тонких листах, проект норм PN/B-03202 [152] позволяет повысить величину допускаемых напряжений для стали марок St3SX, St3SY и St3S. По отношению к стали 18G2 и 18G2A проект этих норм при повыг шении допускаемых напряжений требует обоснования на основе испы­ таний, проводимых научно-исследовательским институтом.

Упомянутые выше механические свойства тонкой листовой стали оп­ ределены на основе испытаний образцов из партий, поставляемых ме-