История развития металлических конструкций
Обновлено: 28.09.2024
1. История развития строительных наук Слова «архитектор» и «инженер» вошли в обиход в конце 19 века. Архитектор в переводе с греческого означает старший строитель. Длительное время человечество не имело никаких методов прочностного расчета материалов и сооружений из них. Тем не менее удавалось возводить грандиозные по тем временам, здания и сооружения, ставшие сегодня памятниками архитектуры. Все зависело от талантов зодчих, умевших интуитивно чувствовать работу сооружений и безошибочно находить нужные размеры конструкций. Хотя удача способствовала им не всегда. Много проектов так и не смогли построить, или же они рушились уже после возведения. Основу для разработки расчетов на прочность положили работы Г. Галилея (1564 – 1642 гг.). А в 1679 году, англичанин Р. Гук опубликовал результаты своих экспериментов в работе «Сила сопротивления или упругость». Там впервые было озвучено утверждение - «каково растяжение, такова и сила», известное нам как закон Гука. Однако в 17 и 18 веках методика прочностного расчета так и не была разработана. И только после опубликования работы французского инженера и ученого О. Коши (1789 - 1857 гг.) в 1822 году, в которой были сформулированы понятия о напряжении и деформации внутри материала, дело сдвинулось с мертвой точки. В 1826 году, французским инженером и ученым Л. Навье (1785 – 1836 гг.) в работах по сопротивлению материалов «Конспект лекций» и Выводы из уроков», впервые сформулирован метод расчета по допускаемым напряжениям. По разработанной методике, исследователи вычисляли наибольшие напряжения в конструкциях и следили, что бы они не превышали узаконенных норм прочности материала на разрыв. Для большей безопасности, наибольшие напряжения уменьшали в 3-4 раза, чем прочность, определенная при лабораторных испытаниях простых образцов. Такие действия называли введением коэффициента запаса, или «коэффициента незнания». Следует отметить вклад в развитие строительной науки исследования по устойчивости ученого Л. Эйлера (1707 – 1883 гг.), швейцарца и немца по происхождению, но 17 лет прожившего в России. Однако интерес к его открытию возник только через 100 лет. Со временем коэффициенты запаса уменьшались, при этом увеличивались предельные напряжения. При уточненных расчетах исследователи пришли к выводу, что величина предельных напряжений не всегда характеризует прочность конструкции и сооружений. Это было предпосылкой к разработке методики расчета по методу разрушающих нагрузок, которую впервые применили в 1938 году в СССР для железобетонных конструкций, основные идеи и некоторые приемы которой были предложены советскими учеными. Внесли свой вклад в области железобетона и каменных конструкций профессора А.Ф. Лойлет, А.А. Гвоздев, Л.И. Онищенко, в области деревянных и стальных конструкций профессора Н.С. Стрелецкий, С.А. Бернштейн, Б.Н. Горбунов, Ю.М. Иванов, Г.Г. Карлсен. В 1943 году при Техническом совете Наркомстроя была создана комиссия по унификации методов расчета. В 1944 году утверждена замена единого коэффициента запаса системой коэффициентов: перегрузки, качества материалов и условий работы конструкций. Большое влияние на эти разработки имели работы д.т.н. профессора Н.С. Стрелецкого. Новый метод назвали методом расчета по предельным состояниям и ввели в действие 01.01.1955г., с введением новых норм проектирования строительных конструкций. Этот метод действителен и в наше время. На данный момент все больше пределяется внимания вероятностным методам расчета. Они предполагают новое содержание критерия качества – вероятность безотказной работы или надежность конструкции. Впервые, в 1935 году, Стрелецкий Н.С., систематизировано изложил принцип теории надежности применительно к строительным конструкциям зданий. Большую лепту в развитие теории внес Ржаницын А.Р., стремясь упростить сложный математический расчет и свести его к инженерному. Важную роль в развитии вероятностных методов внес Болотин В.В. В своих трудах он основывал теорию надежности на понятиях отказа случайного выброса. Из зарубежных исследователей стоит обратить внимание на работу итальянских ученых, охвативших все аспекты теории вероятностного расчета. В настоящее время вероятностный метод и теория надежности строительных конструкций служит основой для нормативных документов и применяется на практике. 2. История развития металлических конструкций Металл – один из самых старых искусственных материалов. История его развития определяется потребностями народного хозяйства и техническими возможностями. В России можно выделить пять периодов развития металлических конструкций. Первый период (от 12 до начала 17 века) – применение металла в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Использовалось кричное железо, получаемое из чугуна путем рафинирования (очистки от примесей). Позднее стали применять пудлингование (передел чугуна в малоуглеродистое, тестообразное железо в пудлинговой печи). К примеру: Успенский собор во Владимире (1158г.), храм Василия блаженного (1560г.). Второй период (от начала 17 до конца 18 века). Применение наклонных стропил и купольных пространственных конструкций. Конструкции изготавливались из кованых брусов, соединенных между собой замками при помощи горновой сварки. Примеры применения: перекрытия Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске (1696 – 1698 гг.), перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1640г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанского собора в Сант-Петербурге (1805 г.). Третий период (с конца 18 до средины 19 века) освоение процесса литья чугуна. Соединение чугунных литых деталей осуществляется на замках или болтах. Первая чугунная конструкция в России – перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). Первый чугунный мост в Петербурге (1784 г.). Чугунный купол Исаакиевского собора возведен в 40-х годах 19 века. В 50-х годах, в Петербурге построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м (самый большой чугунный мост в мире). Появляются первые фермы. Четвертый период (с 30-х годов 19 века до 20-х годов 20 века) характеризуется стремительным ростом технического прогресса в металлургии. В 80-ых годах 19 века переход на выплавку железа из чугуна в мартеновских и конвертерных печах. Помимо уральской базы создается южная база металлургической промышленности. В 30-х годах освоено заклепочное соединение и дыропробивной пресс. В 40-х годах получение профильного металла и прокатного листа. В строительных конструкциях сталь практически вытеснила чугун. Во второй половине 19 века развивается мостостроение для железных дорог. Основателями русской школы стали инженера и ученые Кербедз С.В., Белолюбский Н.А., Проскуряков Л.Д., Журавский Д.И., Патон Е.О. Опыт мостостроения стали переносить на гражданское и промышленное строительство. Так Ясинский Ф.С. разработал конструкции многопролетных пром.зданий и большепролетных складчатых и консольных конструкций покрытий, исследовал работу сжатых стержней на продольный изгиб с учетом упругопластичной работы материала. Шухов В.Г. разработал пространственные решетчатые конструкции покрытий. Им реализована идея предварительного напряжения, и идея висячих систем. Прокофьев И.П. запроектировал ряд большепролетных покрытий. Стрелецкий Н.С. автор метода расчета строй.конструкций по предельным состояниям. Исследовал упругопластичные свойства материала. Определил допуск частичного пластического деформирования. Исследовал процесс разрушения статически неопределимых систем. Пятый период (с 20-х годов 20 века по настоящее время). К концу 40-х годов на смену клепаным соединениям приходит сварка. Начало применения низколегированных и высокопрочных сталей. Активное развитие проектирования исследования и производства металлических конструкций. Разработаны типовые серии несущих и ограждающих элементов металлоконструкций, типовые проекты зданий и сооружений. За период с 1930 по 1980 объем металлостроительства возрос в 20 раз. 3. История развития железобетонных конструкций История развития железобетона насчитывает всего около 150 лет, но в настоящее время получил огромное распространение в строительстве. Появление железобетона обусловлено стремительным ростом промышленности, транспорта и торговли во второй половине 19 века, что потребовало строительства новых заводов, фабрик и других сооружений. Исследования покрытий Царскосельского Дворца показали, что еще в 1802 году русские мастера применяли железобетон в строительстве. Первым изделием из железобетона была лодка, построенная французом Ламбо в 1850 г., а первый патент был получен Монье в 1868 – 1870 гг. В 1892 году французский инженер Геннебик предложил монолитные ж/б ребристые перекрытия, что можно считать началом первого этапа развития железобетона. В России ж/б стали применять с 1886 г. Для перекрытий по металлическим балкам. В 1885 г. В Германии инж. Вайсом и проф. Баушингером проведены опыты по определению прочности и огнестойкости ж/б конструкций, сохранности железа в бетоне, сцепления арматуры с бетоном и т.д. А инж. М. Кёнен предположил, подтвердив опытами, что арматуру следует располагать там, где ожидаются растягивающие усилия и в 1886 г. Предложил первый метод расчета ж/б плит. В 1891 г. русский проф. Белелюбский Н.А. провел испытания ж/б конструкций, которые по методике и результатам превзошли зарубежный опыт и легли в основу широкого распространения железобетона в строительстве. В 1911 г. в России издаются технические условия и нормы для ж/б конструкций. Большой вклад в развитие железобетона привнесли труды ученых: Абрамова Н.М. по расчету армированного бетона и Малюги И.Г., Байкова А.А., Жидкевича Н.А., Беляева М. и др. по разработке основ технологии железобетона. В 1904 г. в г. Николаеве, по проекту инж. Н. Пятницкого и А. Барышникова был построен монолитный железобетонный морской маяк высотой 36 м. Идея предварительно напряженного железобетона впервые озвучена в 1928 г. Э. Фрейссине. А затем и в работах немецких инженеров Ф. Дишенгера, Е. Хойера, У. Финстервальдера, что послужило началом применения преднапряженных ж/б конструкций. Широкое применение железобетон приобрел в гидротехническом строительстве. Впервые его применили при строительстве Волховской ГЭС. Примерно в 1928 г. железобетон начинают использовать для тонкостенных конструкций и оболочек. Советским ученым В.З. Власовым впервые разработан общий практический метод расчета оболочек. В 1937 г. издана «Инструкция по расчету и проектированию тонкостенных покрытий и перекрытий» под руководством Гвоздева А.А. Это можно считать вторым этапом в развитии железобетона. Учеными Лойлетом А.Ф и Гвоздевым А.А. (1931 – 1934 гг.) создали теорию расчета железобетона по разрушающим усилиям. Широкая индустриализация ж/б строительства, внедрение преднапряженных конструкций и высокопрочных материалов, а также разработка нового метода расчета стали началом третьего этапа развития. Одним из примеров может послужить построенная в 1965 г. башня московского телецентра высотой 522 м. 4. История развития деревянных конструкций В качестве строительного материала древесина использовалась издревле. Этому способствовали большие массивы лесов, легкость обработки и отменные конструктивные качества (прочность, упругость, не большой вес). В России с давних времен дерево применялось в строительстве оборонительных, общественных, хозяйственных, жилых и др. сооружениях. Основной конструктивной формой бревенчатых сооружений был сруб (горизонтально расположенные бревна, соединенные врубками, шипами или др. видами соединений). Примером таких сооружений может послужить успенский шатровый храм в Кондопоге высотой 42 м (1774 г.) или Преображенский храм в Кижах, высотой 35 м (1714 г.). В 1667 – 1681 гг. в с. Коломенском, под Москвой был возведен деревянный рубленный дворец, под руководством плотничного старосты Петрова. Его называли восьмым чудом света. В конце 17 века начали применять ручную, а затем и механическую продольную распиловку бревен. Это способствовало созданию стержневых систем в виде брусчатых и дощатых конструкций. Примером такого зодчества стали: шпиль Адмиралтейства в Ленинграде, высотой 72 м. построенный в 1736 – 1738 гг., архитектором И.К. Коробовым; деревянные фермы Манежа в Москве, пролетом 48 м, построенного в 1817 г. арх. А.А Бетанкуром; Останкинский дворец, построенный в 1792 - 1793 гг. крепостным Назаровым; железнодорожные девяти пролетные мосты через р. Мету с пролетами по 61 м и через овраг р. Веребья с пролетами по 54 м при высоте над уровнем воды 49 м на Петербурго-Московской железной дороге, спроектированные инженером Д.И. Журавским и возведенные в 1842 - 1851 гг. В начале 20-ого века, российскими инженерами внедряется дощато-гвоздевые конструкции. Формы дощато-гвоздевых конструкций были весьма разнообразными. Перекрываемые ими пролеты доходили до 100 м, а автодорожные мосты имели пролеты размером 45 - 55 м. Следом за гвоздевыми конструкциями в 1932 - 1936 гг. В.С. Деревягиным были предложены брусчатые конструкции на пластинчатых нагелях в виде балок пролетом до 6 м и ферм пролетом до 21 - 24 м. Пространственные сетчатые системы В. Г. Шухова получили развитие в деревянных кружально-сетчатых конструкциях: в СССР — в виде безметальных кружально-сетчатых сводов Песельника, за рубежом — в так называемых покрытиях Цолльбау с узлами на болтах, которые с 1929 г. широко применялись в строительстве и в нашей стране. Уже в 1937 г. в ЦНИПС были начаты научные разработки и опытное строительство первых клееных конструкций. В послевоенные годы работы А. Б. Губенко, Г. Г. Карлсена, М. Н. Плунгянской, А. С. Белозеровой, Н. П. Птицына способствовали дальнейшему развитию клееных деревянных конструкций. В послевоенные годы, при развитии и увеличении объемов металлоконструкций и ж/б в строительстве, использование деревянных конструкций резко сокращается. Первые несущие клееные деревянные конструкции в порядке эксперимента были изготовлены в Швейцарии более 60 лет назад. В СССР промышленное производство клееных деревянных конструкций было организовано в 70-х годах. Большой вклад в древесиноведение внесли исследования Ф. П. Белянкина, Ю. М. Иванова, Л. М. Перелыгина и других, посвященные изучению структуры и физико-механических свойств древесины. Отечественную теорию расчета сжатых, сжато-изгибаемых стержней, в том числе стержней на податливых связях разработали П. Ф. Плешков, А. Р. Ржаницын, В. Г. Писчиков, Г. В. Свенцинский и др. В области антисептирования древесины начало научно обоснованной системе противогнилостных мероприятий заложено А. Н. Борщевским. Последующее развитие производства деревянных конструкций предусматривает внедрение конструкций, удовлетворяющих требованиям комплексной механизации их изготовления и монтажа. Получили широкое применение легкие клеефанерные конструкции, внедряется бакелизированная фанера, являющаяся наиболее стабильным лесоматериалом по своим физико-механическим свойствам. Клеефанерные балки пролетом 12 м были использованы для перекрытия цеха в г. Электросталь. В 50-е годы было предложено использование фанерных труб и профилей в фермах покрытий и пролетных строений мостов. В последние годы в строительстве внедряются балки и треугольные арки с двутавровым и коробчатым сечением элементов. Трехслойные клеефанерные плоские и криволинейные панели применяются в куполах, сводах-оболочках и т. д.
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.
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
1. Высокая прочность, способность воспринимать большие усилия
1. Подверженность коррозии
2. Малая огнестойкость (при t = 500 °С сталь теряет несущую способность)
3. Сравнительно высокая стоимость
4. Надежность работы конструкций
5. Высокая сборность, индустриальность изготовления
1. Малая плотность р = 2,7 кн/м 3
1. Повышенная деформированность
2. Простота прессования профилей
2. Более высокий коэффициент линейного расширения (в 2 раза больше стальных)
История металлоконструкций
История развития металлических конструкций разделена на пять периодов.
Первый период (до начала 17 века)
Первый период характеризуется применением металла в затяжках и скрепах в каменной кладке. Затяжки выковывали из кричного железа и соединяли на штырях. Конструкций из металла было очень мало, не развита была технология металла, поэтому этот период характеризуется очень незначительным использованием в строительстве металлических конструкций.
Второй период (от 17 века до 18 века)
Этот период связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных куполов глав церквей. Стержни куполов выполнены из металлических брусков и соединены горновой сваркой. Примерами такого использования служат перекрытия в трапезной Троице-Сергиевского монастыря в Загорске, каркас колокольни Ивана Великого, каркас купола Казанского собора в Санкт-Петербурге и др.
Третий период (от начала 18 века до середины 19 века)
Третий период связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий промышленных и гражданских зданий. Соединения осуществляются на болтах. Примером служит чугунная арка Александринского театра в Петербурге (1832 год). Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла сильно ограничивало конструктивную форму металлических конструкций. Однако, ученые и конструкторы того времени узнали о большом преимуществе профильного проката и на строительных площадках того времени получали уголок и швеллер путем гнутья и ковкой в нагретом состоянии.
Четвертый период (с 30-х годов 19 века до 20-х годов 20 века)
Связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и в частности в металлообработке и металлургии.
В начале 19 века полностью ушел из производства железа пудлинговый способ получения металла и был полностью заменен на мартеновский и конвертерный способ получения стали. Создавалась новая крупная промышленность на Урале, одновременно с этим шла модернизация старых производств. Создавалась металлургическая промышленность на Юге России. В 30 годах 19 века появились заклепочные соединения и станки, которые получали отверстия и способны были делать заклепочные соединения. В 40-х годах был освоен способ получения профильного проката и сортового листа. В последующие 100 лет все конструкции выполнялись клепаными. Другого способа промышленность на тот период не имела. Сталь полностью вытеснила чугун и чистое железо из конструкций.
Во второй половине 19 века большое развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма конструкций больших пролетов, совершенствовалась теория расчетов, технология изготовления конструкций. Основателями русской школы мостостроения являются инженеры и профессора С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Д. Проскуряков. Все они создали выдающиеся конструкции для своего времени. Заложили прочный фундамент теоретических расчетов, совершенствовали технологию производства.
Сызранский (Александровский) мост.
Большой вклад в развитие металлостроения внес В.Г. Шухов. Знаменитая радиовышка Шухова до сих пор радует своей технологичностью жителей Москвы. Особенно значительна его теоретическая и практическая работа в области резервуаростроения и листовых конструкций. Шухов разработал новые конструктивные формы металлических конструкций. Придумал использовать силу предварительного натяжения металла для возведения сетчатых покрытий. Этими проектами он намного опередил своих современников и предугадал будущее направление развития металлостроения.
Радиовышка Шухова, вид изнутри.
Радиовышка Шухова, вид с улицы В.Г. Шухова.
Пятый период (послереволюционный, с конца 20-х годов 20 века)
Начинается с первой пятилетки, когда молодое советское государство приступило к большое программе по индустриализации страны. К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью вытеснены сварными, более легкими и экономичными в производстве. Стали использовать в конструкциях низко легированную сталь. В мощную отрасль выросла производственная база металлических конструкций. Советские инженера в полной мере увидели преимущество металлических конструкций для строительства зданий и сооружений. Создавались новые конструктивные формы зданий с применением металлических конструкций, перекрывались большие пролеты, о которых раньше не могли мечтать строители прошлых веков. Начали создаваться специализированные проектные институты: Главстальконструкция, трест Проектстальконструкция, Монтажстальспецстрой. Начиная с 1925 года, когда индустрия только набирала обороты и использование металлических конструкций начиналось от нескольких десятков тысяч тонн в год, к 85-му году в строительной индустрии применение металлических конструкций достигло приблизительно 6 миллионов тонн в год и с каждым годом использование металла в строительстве продолжает увеличиваться.
Металлические конструкции обладают большим преимуществом перед другими видами конструкций. Они отвечают высоким требованиям по прочности и надежности. При соответствующем обосновании, полностью в некоторых видах зданий вытеснили бетонные и железобетонные конструкции. Пожалуй, нет ни одной отрасли народного хозяйства, где не используется металл. Он нашел свое применение в промышленном и гражданском строительстве, строительстве специальных зданий и сооружений. Большие пролеты невозможно перекрыть другими конструкциями, кроме как металлическими. Каркасы многоэтажных зданий стали делать из металлических конструкций, где ранее преобладал бетон, железобетон и кирпичная кладка. Здания из металла обладают серьезными аргументами против классических материалов: это быстрота возведения конструкций, прочность конструкций, сочетающая в себе высокую надежность и экономичные формы конструкций, позволяющие сэкономить много народных средств при строительстве зданий. Все эти аргументы прочно поставили индустрию металлических конструкций в важную отрасль страны. Без использования металлических конструкций сейчас не обходится ни одна стройка, а с годами мы видим только постоянное увеличение использования металла в строительстве. Металлические конструкции никогда не покинут строительную отрасль.
История развития металлических конструкций
История развития металлических конструкций предлагает много вариантов, преимущественно основанных на фактах, в которых звучат различные гипотезы. И тем не менее, эта тема, с точки зрения металлургии и распределения химических составов элементов, почти наверняка, начала свое существование в Египте в период Древнего и Нового царства. Именно там, еще в XIV веке до нашей эры, железо считалось драгоценным металлом, и наряду с золотом и серебром входило в состав дани, которую платили покоренные Ассирийские народы. Кстати, этот металл ценился дороже золота и серебра еще у туземских народов Африки и островитян с экваториального пояса Земли. Они до XIX столетия за один большой железный гвоздь отдавали десятки ярдов ткани, произведенной в своих странах. А за несколько гвоздей, охотно делились последними свиньями, и считали это очень удачной сделкой. Русский публицист и политический деятель Георгий Валентинович Плеханов в своем трактате по теориями искусств, тоже коснулся темы «История развития металлических конструкций», предположив, что «страсть к железным украшениям развивается у тех племен, которые переживают железный век». Но это все касается окончания первобытного существования населения Земли, а вот научные обоснования говорят о том, что история развития металлических конструкций делится всего на пять периодов, в зависимости от потребностей человека и развития металлопромышленной отрасли. Поэтому и мы, считаем необходимым придерживаться этой информации.
Первый период истории развития металлических конструкций пришелся на XII - начало XVII века. В то время было принято использовать металл при строительстве храмов, дворцов и других уникальных сооружений. Оптимальное конструктивное решение того времени - это металлические конструкции работающие на изгиб. В их производстве использовалась полоса, поставленная на ребро, а подкосы работали на сжатие, и готовились они из квадратного сечения. Второй период истории развития металлических конструкций начался в XVII и закончился в XVIII веке. Именно в это время стали широко применяться наклонные стропила и купольные конструкции, которые выглядели своеобразной «корзинкой» во главе церковных сооружений. Стержни этих конструкций производились из кованых брусков и соединялись замками с помощью сварки. Такие памятники, как Троицко-Сергиевский монастырь в Загорске, Большой Кремлевский дворец в Москве, колокольня Ивана Великого и Казанский собор в Петербурге, где применялись подобные металлические конструкции, сохранились до нынешних дней. Что само по себе говорит об уровне развития металлопроизводства и строительства того времени.
В третьем периоде истории развития металлических конструкций началось освоение чугуна, о котором хочется поговорить отдельно, потому, как иногда в народе говорят, что «чугун - это испорченная графитом сталь». Чугун прошел через десятки опытов, прежде чем были найдены самые лучшие методы обработки. Главный инженер металлургического производства Горьковского автозавода Борис Павлович Платонов считал, что прочность чугуна зависит от его графитовой структуры. Он разработал конструкцию и способ изготовления жестких форм чугуна, которые нашли удачное применение в блоках цилиндров двигателей автомобилей. До сих пор, современные марки чугуна, применяемые в отечественном машиностроении, спорят со сталью. По этому поводу хочется изложить отрывок из сказки «Чугун и Сталь», Евгения Пермяка:
— Я, — говорит Сталь, — нержавеющая, нетемнеющая, хитро сваренная! Как алмаз крепка, как змея гибка. Закалюсь — не откалюсь! Пилить, сверлить, резать — все могу; на все пригодна! Хочешь — булатом стану, хочешь — иглой! Мостом лягу. Рельсами побегу. Машиной заработаю. Пружиной совьюсь. А ты что, Чугун? На сковородки, на утюги только и годен. Ну да разве еще на станины второсортные да на шестерни молотильные! Не ковок, не ловок, хрупок, как лед. Не модный металл. Говорит так Сталь, на весь цех себя славит. И самолетом-то она полетит и кораблем-то поплывет, и чем только, чем она не станет…
Конечно, Чугуну далеко до Стали. Только об одном ей забывать не надо бы: о том, что Чугуну она родной дочерью доводится, что она ему своей жизнью обязана…
Третий период истории развития металлических конструкций начался в XVIII веке и просуществовал до средины XIX столетия, в этот период были возведены мосты и башни, в которых применялись чугунные конструкции и смешанные железочугунные фермы. На смену третьему периоду, пришел четвертый, который внес в историю развития металлических конструкций современный ритм технических прогрессивных решений. Начался четвертый период в 30-е годы XIX столетия и продлился до 20-х годов прошлого века. Здесь стоит вспомнить о появлении в производстве конверторных и мартеновских цехов, с помощью которых был освоен процесс изготовления металлопрофиля и металлопроката. Образцами металлических конструкций того времени и поныне считаются Сенный и Варшавский рынки в Петербурге, Гатчинский вокзал и Киевский вокзал в Москве. В эти же годы активно начинает развиваться мостостроение.
Подводить границу окончания пятого периода в истории развития металлических конструкций, пока еще рано. В 20-е годы прошлого столетия грянула индустриализация СССР, именно по этой причине, конструкторы, архитекторы, строители и инженера начали искать более экономичные подходы к производству, в котором металлические конструкции заметно уменьшались в своей массе, а способы их обработки и изготовления становились технологичней год от года. Уже в 30-х годах XX века малоуглеродистая сталь была вытеснена из производства низколегированной сталью, а в строительстве начали применять каркасные методы создания быстровозводимых конструкций. С 1939 года в металлопроизводстве началась типизация, которая впоследствии переросла в унификацию и стандартизацию металлоконструкций. Сегодня эти методы производства лежат в основе изготовления металлических конструкций различного типа. Благодаря чему намного упростился процесс проектирования зданий и сооружений, изготовления несущих конструкций и сроки монтажных работ.
Наша компания постоянно развивает производство металлических конструкций и уровень своей информационно-технической базы. По этой причине, мы знакомим своих Клиентов не только с перечнем цен и наименований своей продукции, но и с последними новостями из мира строительства и металлопроизводства. Надеемся, что история развития металлических конструкций оказалась интересным новостным материалом. А также ждем Ваших звонков и заказов!
История развития металлоконструкций
Металлические конструкции имеют богатую историю развития. Уже в XVII несущие металлические конструкции применялись в строительстве зданий и сооружений .
В 1686-1696 гг. появляются первые упоминания о использовании металлических конструкций в качестве перекрытий в Троице-Сергиевского монастыря (г. Сергиев-Посад)
В XVIII металлические конструкции применялись достаточно редко как в России так и за рубежом. применяя металлические конструкции производили монтаж перекрытий куполов в церквях . Отсутствие развитой инфраструктуры ,слабое развитие металлургии дефицит черного металла, препятствовали широкому распространению металлоконструкций.
В начале XIX в в качестве основного материала для строительства мостов , и других промышленных металлических конструкций использовали чугун. Уже в 1784 г., в Царском селе в были построены такие мосты. Первый чугунный мост в Петербурге был построен в 1807 г.,
в Англии в 1779 г.. Именно из чугуна, а не из стали был сооружен
первый металлический мост через реку Северн
В Москве был построен (Высокопятницкий мост, на месте современного Чугунного моста.
Развитию научных основ литейного производства во многом способствовали работы:
П. П. Аносова ,Д. К. Чернова и других ученых.
Строительство промышленных цехов, фабричных зданий происходило с использованием чугуна наряду с чугуном применялось и сварочное железо ,преимущественно в каркасах многоэтажных зданий и на многочисленных фабриках текстильной промышленности, построенных в России в середине и в конце XIX столетия.
Более широкое применение сварочного железа началось в период промышленной революции конца XVIII и начала XIX столетий. развитие железных дорог также стимулировали применение сварочного железа, намного более удобного для использования в конструкциях, нежели чем чугун. Но в первое время развитие железных конструкций было сильно затрудненно так как процесса клепки не был достаточно хорошо разработан.
В 1853 г. при постройке железнодорожных мостов сварочное железо получило еще более широкое применение: в России был построен первый большой железный мост через реку Лугу на Петербургско-Варшавской железной дороге, который просуществовал 90 лет и был разрушен во время Великой Отечественной войны; в 1861 г. в г. Ковно построен мост через реку Неман сплошные металлические балки которого достигали; в 1852 г. в Москве начато строительство первого железного арочного моста (бывшего Каменного), прослужившего до 1938 г.
Полосовой прокат в России начал применятся еще в начале XVIII столетия, а профильный прокат появился только в начале XIX в. Одним из самых первых перекрытий, где применялись такие металлоконструкции, является перекрытие верфи на Галерном Острове в Петербурге, которое было построено в начале 30-х годов XIX столетия.
Замена в конструкциях сварочного железа литым, началась в России в середине 1880-х; такое техническое решение позволило значительно увеличить надежность сооружений и сократить расходы на строительство.
Развитие гражданских металлоконструкций происходило очень медленно. Чаще всего это была стропильная ферма, сначала чугунно-железная, затем стальная.
В строительстве промышленных цехов того времени, применялись в основном одни только железные покрытия. Их пролеты были обычно незначительны - порядка 10-20 м. Появление электрических мостовых кранов не сразу повлияло на конструктивную форму цехов, поскольку краны ставились на специальные эстакады.
Подкрановые балки стали располагать на металлических колоннах в начале ХХ в. так появилась поперечная рама, это стало толчком для изменения конструкций промышленных зданий которые стали значительно отличатся от гражданских.
Легкие металлические конструкции нашли свое широкое применения по всему миру еще в 30-х годах,. В СССР применение ЛМК началось только в 70-х годах, толчком послужило решение об организации производства быстровозводимых металлоконструкций для промышленных зданий.
Это решение стало действительно мощным толчком для развития легких металлических конструкций. Быстровозводимые здания из ЛМК применялись при строительстве промышленных объектов, переработки и хранения пищевой продукции, объектов предназначенных для обслуживания железнодорожного транспорта, строительной индустрии , Металлические конструкции стали незаменимы при строительстве объектов сельского хозяйства АПК.
Проектирование металлических конструкций набирает свои обороты и в начале 30-х годов. Проектирование ЛМК ставит перед собой цели: снижение материалоемкости, упростить процесс изготовления усовершенствовать монтаж металлоконструкций что позволит сэкономить время.
В современном мире металлоконструкции играют огромную роль, металлоконструкции
Применяются во всех зданиях и сооружениях, современная архитектура не мыслима без металлоконструкций .
Строительство бизнес центров, торговых центров, ангаров, небоскребов, в конце концов, просто немыслимо. Металлические здания принимают самые причудливые формы , проектировщики просто творят чудеса, к примеру театр оперы в сидне стал визитной карточкой целого континента
Читайте также: