− История металло-конструкция

 

Понятие «металлические конструкции» объединяет в себе их кон­структивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой — воз­можностями технической базы: развитием металлургии, металлообра­ботки, строительной науки и техники.

Исходя из этих положений исто­рия развития металлических конструкций может быть разделена на пять периодов.

Первый период (от XII до начала XVII в.) характеризуется приме­нением металла в уникальных по тому-времени сооружениях (дворцах, церквах и т. п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на шты­рях. Одной из первых таких конструкций являются затяжки Успенско­го собора во Владимире (1158 г.).

Второй период (от начала XVII до конца XVIII в.) связан с приме­нением наклонных металлических стропил и пространственных куполь­ных конструкций («корзинок») глав церквей (рис. 1.1). Стержни кон­струкции выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкции такого типа сохранились до наших дней. Примерами служат перекрытие пролетом 18 м над тра­пезной Троице-Сергиевого монастыря в Загорске (1696—1698 гг.), пе­рекрытие старого Кремлевского дворца в Москве (1640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанско­го собора в Ленинграде пролетом 15 м (1805 г.) и др.

По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами храма Василия Блаженного (1560 г.) (рис. 1.2). Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, рабо­тающих на растяжение, изгиб и сжатие.

Затяжки, поддерживающие потолок в этой конструкции, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами. Поражает, что уже в те времена конструктор знал, что для затяжек, работающих на изгиб, надо применять полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работаю­щие на сжатие, лучше делать квадратного сечения.

 




читать далее »

− Третий период

 

Третий период (от начала XVIII до середины XIX в.) связан с ос­воением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугун­ные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляются на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекры­тие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.).
В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные кон­струкции достигли в России к середине XIX столетия. Уникальной чу­гунной конструкцией 1840-х гг. является купол Исаакиевского собора (рис. 1.3), собранный из отдельных косяков 8 виде сплошной оболочки. Конструкция купола состоит из верхней конической части, поддержи-

Рис. Металлические конструкции XVII в а — часлонные стропила; б — каркас купола; в — узел каркаса

вающей каменный барабан, венчающий собор, и нижнейь более пологой части. Наружная оболочка купола при помощи легкого железного кар­каса опирается на чугунную конструкцию.

Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрин-сдого театра в Петербурге (1827—1832 гг.).

В 1850-х гг. в Петербурге был построен Николаевский мосте восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чу­гунным мостом мира. В этот же период наслонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы (рис. 1.4).

В фермах сначала не было раскосов (рис 1.4, а), они появились в конце рассматриваемого периода (рис. 1.4, б). Сжатые стержни ферм часто выполняли из чугуна, а растянутые — из железа. В узлах эле­менты соединялись через проушины на болтах. Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла ограничивало конструктивную фор­му железных стержней прямоугольным или круглым сечением. Однако преимущества фасонного профиля уже были поняты и стержни уголко­вого или швеллерного сечения изготовляли гнутьем или ковкой нагре­тых полос.

 


читать далее »

− Четвертый период

Четвертый период (с 30-х гг. XIX в. до 20-х гг. XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того време­ни и, в частности, в металлургии и металлообработке.

 

В начале XIX в. кричный процесс получения железа был заменен более совершенным — пудлингованием, а в конце 80-х гг. — выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных печах. Наряду с уральской базой была создана в России южная база металлургической промышленности. В 1840-х гг. был освоен процесс получения профиль­ного металла и прокатного листа, в 1830-х гг. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса.
В течение ста последних лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Сталь почти полиостью вытеснила из строительных кон­струкций чугун, будучи материалом более совершенным по своим свой­ствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше поддающим­ся контролю и механической обработке.

Чугунные конструкции после середины XIX г. применялись лишь в колоннах многоэтажных зданий, перекрытиях вокзальных дебаркаде­ров и т. п., где могла быть полностью использована хорошая сопротив­ляемость чугуна сжатию.

В России до конца XIX в. промышленные и гражданские здания строились в основном с кирпичными стенами и небольшими пролетами, для перекрытия которых использовались треугольные металлические и фермы (рис. ,1.5). Конструктивная форма этих ферм постепенно совер­шенствовалась; решетка получила завершение с появлением раскосов; узловые соединения вместо болтовых на проушинах стали выполнять заклепочными при помощи фасонок.

Рис. Стропильная ферма 70-х гг. XIX в.


читать далее »

− Конец XIX века

В конце прошлого столетия применялись решетчатые каркасы рам-но-арочной конструкции для перекрытия зданий значительных пролетов. Примерами являются покрытия Сенного рынка в Петербурге (1884 г.) пролетом 25 м, Варшавского рынка пролетом 16 м (1891 г.), покрытие Гатчинского вокзала (1890 г.) и др.

 

Наибольшего совершенства рамно-арочная конструкция достигла в покрытии дебаркадера Киевского вокзала (рис. 1.6), построенного по проекту В. Г. Шухова (1913—1914 гг.).

В конструкциях этих сооружений хорошо проработаны компоновоч­ная схема, опорные закрепления и узловые заклепочные соединения.

Во второй половине XIX в. значительное развитие в нашей стране получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма металлических конструкций» совершенствовалась теория компоновки и расчета, технология изготовления и монтажа.
Принципы проектирова­ния, разработанные в мостостроении, были перенесены затем на про­мышленные и гражданские объекты. Основателями русской школы мостостроения являются известные инженеры и профессора: С. В. Кер-бедз, Н. А. Белелюбский, Л. Д. Проскуряков.

С. В. Кербедз (1810—1899 гг.), инженер-строитель, построил первый в России железный мост с решетчатыми фермами через р. Лугу (1853 г.). Он же является автором самого крупного чугунного моста в Петербурге.

Проф. Н. А. Белелюбский (1845—1922 гг.), мостостроитель и уче­ный, впервые применил раскосную решетку для мостовых ферм (рис. 1.7), разработал первый в России метрический сортамент прокат­ных профилей, усовершенствовал методику испытаний строительных материалов., написал первый систематизированный курс по строитель­ной механике.

 




читать далее »

− Проф. Л. Д. Проскуряков

 

Проф. Л. Д. Проскуряков (1858—1926 гг.) ввел в мостовые фермы треугольную и шпренгельную решетки и разработал теорию о наивы­годнейшем очертании фермы. За проект Енисейского моста на Париж­ской выставке (1900 г.) Л. Д. Проскуряков был удостоен золотой ме­дали.

Большой вклад с дальнейшее развитие металлического строитель­ства в конце XIX и в начале XX в. и распространение опыта, накоплен­ного в мостостроении, на металлические конструкции гражданских и промышленных зданий внесли Ф. С. Ясинский, В. Г. Шухов и И. П. Прокофьев. В этот период развитие металлургии, машинострое­ния и других отраслей тяжелой промышленности внесло качественное изменение в технологию производства и потребовало оборудования зда­ний мостовыми кранами.
Первое время их устанавливали на эстакадах (рис. 1.8), однако это загромождало помещение. С увеличением грузо­подъемности мостовых кранов и насыщенности ими производства, а также с увеличением высоты и ширины пролетов помещений стало целесообразным строить здания с металлическим каркасом, поддержи­вающим как ограждающие конструкции, так и пути для мостовых кранов. Основным несущим элементом каркаса стала поперечная рама (рис. 1.9), включающая в себя колонны и ригели (стропильные фермы).




читать далее »

− Проф. Ф. С. Ясинский

 

Проф. Ф. С. Ясинский (1858—1899 гг.) первым запроектировал мно­гопролетное промышленное здание с металлическими колоннами между пролетами и разработал большепролетные складчатые и консольные конструкции покрытий. Он же внес значительный вклад в расчет сжа­тых стержней на продольный изгиб, работающих в упругопластической зоне деформирования стали.

Исключительно плодотворной и разносторонней была деятельность почетного академика В. Г. Шухова (1853—1939 гг.). Он первым в ми­ровой практике разработал и строил пространственные решетчатые конструкции покрытий и башен различного назначения («башня Шухо­ва»), использовав для них линейчатые поверхности (рис. 1.10).
В по­строенных им сооружениях реализованы идеи предварительного напря­жения конструкций и возведения покрытий в виде висячих систем с эффективным использованием работы металла на растяжение (рис. 1.11). Этими проектами В. Г. Шухов намного опередил своих современников и предугадал будущие направления в развитии метал­лических конструкций, закрепив тем самым приоритет нашей страны.

Особенно значительна его теоретическая и практическая работа в области резервуаростроения и других листовых конструкций. В. Г. Шу­хов разработал новые конструктивные формы резервуаров, их расчет и методы нахождения оптимальных параметров.

Проф. И. П. Прокофьев (1877—1958 гг.), используя накопленный опыт, опубликовал первую монографию по изготовлению и монтажу ме­таллических мостов и запроектировал ряд уникальных по тому времени большепролетных покрытий (Мурманские и Перовские мастерские Московско-Казанской ж. д., Московский почтамт, дебаркадер Казан­ского вокзала в Москве).

 




читать далее »
[1][2][3][4][5][6]» 
« Список меток