![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Алюминиевые конструкции
Началом применения алюминия' в строительстве можно считать установку алюминиевого карниза на зданйи Life Building в Монреале в 1896 г. и алюминиевой кровли на двух культовых зданиях в Риме в 1897-1903 гг.. При реконструкции городского моста в Питсбурге (США) в 1933 г. впервые несущие элементы проезжей части моста были выполнены из алюминиевых швеллеров и листа, которые успешно эксплуатировались 34 года. В отечественном строительстве алюминиевые конструкции впервые были применены в начале пятидесятых годов в оборудовании исследовательской станции " Северный полюс" и здания альпинистов на Кавказе. Более широкое применение алюминий получил за рубежом, причем в сфере строительства используется до 27% общего потребления алюминия в этих странах. Производство алюминиевых строительных конструкций в них сосредоточено на крупных специализированных заводах мощностью 30-40 тыс. т в год, обеспечивающих выпуск разнообразной продукции высокого качества. Наиболее эффективными из них являются: панели наружных стен и покрытий бескаркасного типа, подвесные потолки, сборно- разборные и листовые конструкции. Значительная часть экономического эффекта достигается за счет сокращения транспортных и эксплуатационных расходов в связи с повышенной коррозионной стойкостью и легкостью алюминиевых конструкций по сравнению с аналогичными конструкциями из стали и железобетона. В несущих конструкциях применение алюминия экономически нецелесообразно, за исключением большепролетных покрытий и случаев повышенной агрессивности среды. Это связано с низким модулем упругости алюминия, вследствие чего приходится увеличивать размеры сечений элементов и самих конструкций, чтобы обеспечить их необходимую жесткость и устойчивость. При этом недоиспользуется прочность алюминия. Кроме того, алюминий имеет пониженную цикловую выносливость и температурную стойкость по сравнению со сталью. Эти недостатки могут быть преодолены (учитывая высокие пластические свойства алюминия) путем создания пространственных, в том числе стержневых и висячих конструкций, применения гнутых элементов, штамповок и гофрированных листов, выполняющих одновременно с ограждающими и силовые функции. На рис. 19.3 и рис. Краткая форма термина «алюминиевые сплавы». 19.4 представлены основные типы гнутых и прессованных алюминиевых профилей, используемых в различных листовых, панельно- каркасных и других конструкциях.
а) V/ bwb vaG J\d jt^
vy U С Рис. 19.3. Алюминиевые гнутые профили из листового проката: а) открытые простыб стержни; б) открытые сложные стержни; в) гофрированные листы с различной формой гофра (/ - желобчатый; 2 - мембранный; 3 - волнистый; 4 - ребристый; 5 - корытный; г), д) замкнутые многополостные профили
б), * " V т ПП
ИхтК
Рис. 19.4. Типы прессованных профилей а) сплошные; б) открытые; в) полуоткрытые; г) полые (замкнутые); д) прессованные панели; е) замковые соединения парных профилей; ж) соединения профилей на защелках Алюминиевые оконные блоки и витражи по сравнению с деревянными существенного экономического эффекта, в том числе в условиях Крайнего Севера, не дают. Несмотря на это они имеют лучшие функциональные свойства, внешний вид и высокую долговечность, предопределяющие целесообразность их широкого применения во всех видах строительства. Ограждающие алюминиевые конструкции стен и покрытий могут выполняться двумя способами: из панелей полной заводской готовности или из профилированных или гладких листов, утепляемых или не утепляемых в процессе строительства. Последние относятся к неотапливаемым производственным зданиям и складам. Оба способа имеют свои преимущества и недостатки. Простота и скорость монтажа панелей заводской готовности противопоставляются отсутствию заводского передела в случае использования плоских или профилированных лент. Зато усложняется монтаж утеплителя. При сборном строительстве возникает проблема надежности стыков, особенно профилированных листов; при ленточном - монтажа и натяжения лент при больших пролетах. В отечественном строительстве наибольшее применение пока получил первый панельный способ. Стеновые и кровельные панели обычно состоят из двух тонких гладких или профилированных листов алюминия, между которыми находится утеплитель. По контуру панели в большинстве случаев устанавливаются ребра, создающие каркас. Один из листов алюминия (обычно внутренний) может быть заменен на клееную фанеру, асбоцементные или пластмассовые листы, ДСП и ДВП. В качестве утеплителя используются минераловатные плиты, пенопласт ПСБ, ПВХ, ПСБ-С и пенополиуретан, вспениваемый между обшивками в ходе технологического процесса. Утеплитель приклеивается к алюминиевым листам эпоксидным или каучуковым клеем и включается в работу панели. Размеры панели 6х1, 5х(0, 05-0, 15)м, 6, 6хЗх(0, 05-0, 2) м и более. Толщина алюминиевых листов обшивки-1-2, 5 мм. Рекомендуемые марки алюминиевых сплавов для их изготовления - АМг2М, АМг2Н2, АД31Т1(4-5), 1915. За рубежом клееные трехслойные каркасные и бескаркасные панели типа " Сэндвич" готовят на потоке в индивидуальных формах или непрерывным способом в виде сплошной ленты, разрезаемой в конце автоматической линии на изделия заданных размеров. Для повышения атмосферостойкости и улучшения внешнего вида листы алюминия анодируют или окрашивают полимерными составами в разные цвета. Для повышения жесткости и качества панелей алюминиевым листам задается предварительное напряжение, осуществляемое механическим способом. Это позволяет включить обшивку в работу каркаса панели, увеличить расстояние между ребрами, устранить волнистость листов и обеспечить лучший клеевой контакт с утеплителем.
В промышленном строительстве для стен и покрытий широко применяются алюминиевые листы с продольной и поперечной профилировкой. Длина листов 10-30 м и более, ширина - 0, 58-1, 6 м, толщина - 0, 3-1, 62 мм. Листы с поперечной профилировкой, типа «Фуррал», Snap-rib, Zip-rib для кровельных покрытий, применяются в строительной практике США, Англии, ФРГ, Швейцарии и других странах. Для этой кровли применяется мягкий алюминиевый сплав АМц. Листы транспортируются в рулонах. На строительстве их раскатывают и крепят к деревянной обрешетке (рис. 19.5, рис. 19.6).
Отечественный опыт изготовления листов с поперечной профилировкой отличается от зарубежного полной заводской готовностью рулонного ограждения, включая утепление (рис. 19.7). Особенно эффективны ограждения производственных зданий из гладких пред- напряженных алюминиевых листов. Стоимость их на 20-30% меньше профилированных, а полезная площадь на 25-35% больше. Утеплитель типа поролона с фактурным слоем, выполняющим роль па- роизоляцки, наклеивается на листы в заводских условиях или наносится на поверхность листов в процессе их монтажа, как, например, в Италии и Японии, где для этого используется вспениваемый пенополиуретан или вспененный состав на основе битума толщиной 6-8 мм. Сборно-разборные алюминиевые конструкции применяют для строительства производственных, жилых и общественных зданий и поселков городского типа в труднодоступных районах и на Крайнем Севере, куда доставляются авиатранспортом. По сравнению с традиционными материалами и конструкциями масса зданий уменьшается почти в 20 раз, срок строительства в 4 раза, а сметная стоимость 1 м" полезной площади - на 15-20%. При увеличении оборачиваемости сборно-разборных конструкций экономический эффект существенно возрастает. Подвесные потолки из алюминия по технико-экономическим показателям и множеству выполняемых функций (декоративно-акустической, архитектурно-планировочной, вентиляционной, осветительной, санитарно-гигиенической и др.) выгодно отличаются от подвесных потолков из гипса, асбестоцемента, мине- раповатных плит типа «Агмигран» и других материалов. Они легче, не коробятся, не пылят, не требуют ремонта, поддаются любому формообразованию и цветному анодированию, выполняющему роль антикоррозионной защиты. Резервуары из алюминия изготовляют двух типов: для хранения жидких агрессивных веществ (сернистой неф ж и нефтепродуктов, уксусной, концентрированной азотной и других кислот); для хранения сжиженных газов. Резервуары, построенные в разное время в разных странах, имеют объемы от 500 м3 до 3500 м3 и находятся в хорошем состоянии.
Трубопроводы напорные и безнапорные из алюминия марок АМг2М, АД31Т, 1915, 1915Т используются для транспортировки нефти и газа, полупродуктов пищевой и химической промышленности, перекачки строительных растворов и бетонов. Дуралюминиевые трубы диаметром 38-50 мм используют для устройства сборно- разборных лесов и подмостей. Применяют обычно трубы бесшовные и электросварные диаметром до 200 мм. При прокладке в грунтах трубы защищают от коррозии битумно-резиновой мастикой и полимерными материалами. Практика строительства имеет положительные примеры использования алюминия также в вентиляционных и дымовых трубах для отведения сернистых газов, агрессивных при конденсации по отношению к стали. Соединения элементов алюминиевых конструкций осуществляются: - аргонодуговой электросваркой с применением неплавящегося (вольфрамового) и плавящегося электродов; - электроконтактной сваркой (для тонких листов); - на заклепках для элементов из упрочненного алюминия и деталей разной толщины. Клепка производится в холодном состоянии во избежание зазоров и интеркристаллитной коррозии, наблюдающихся при горячей клепке; - на оцинкованных и кадмированных болтах, винтах и прокладках; - на клею в болтовых соединениях, замках и защелках. Вопросы для самоконтроля 1. В каких случаях целесообразно применять металлические конструкции в зданиях и сооружениях? 2. Перечислите сравнительные характеристики стали, чугуна и алюминия. 3. Назовите основные виды стальных конструкций и их первичных элементов. 4. Как подразделяются стали по направлениям их использования в различных климатических районах? 5. Перечислите основные конструктивные формы применения алюминия в строительстве; в чем специфика по сравнению с аналогичными по назначению стальными конструкциями? Дополнительная литература 1. Белеия Е.И. и др. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1986. 2. Трофимов В.И. и др. Алюминиевые конструкции в промышленном строительстве. - М.: Стройиздат, 1972. 3. Грибов В.И. и др. Экономическая эффективность и перспективы применения в строительстве конструкций из алюминиевых сплавов. - М.: Стройиздат, 1976. Глава XX. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ § 1. Общие сведения Железобетон - это композиционный строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон (матрица) и стальная арматура. Бетон обладает способностью, присущей большинству искусственных и природных каменных материалов: хорошо работать на сжатие, но плохо сопротивляться растяжению. Так, прочность бетона при растяжении составляет всего лишь около 1/10-1/17 его прочности на сжатие. Поэтому растянутую зону конструкций армируют стальной арматурой, которая воспринимает растягивающие напряжения. Совместной работе бетона и стальной арматуры способствует хорошее сцепление между ними и близость коэффициентов температурного расширения; бетон к тому же защищает арматуру от коррозии. Железобетонные конструкции изготовляют с обычной и предварительно напрю/сенной арматурой. Основная идея предварительного напряжения железобетонных конструкций заключается в том, что при изготовлении бетон искусственно обжимается. Благодаря этому бетон растягивается только тогда, когда будут преодолены созданные обжатием сжимающие напряжения. Если они превосходят растягивающие напряжения от нагрузки, то можно избежать образования трещин в бетоне. Предварительно напряженные железобетонные конструкции более эффективны, чем обычные. В них полнее используется несущая способность арматуры и бетона, поэтому уменьшается масса изделия. Вместе с тем предварительное обжатие препятствует образованию трещин в растянутой зоне. Железобетонные конструкции подразделяют на сборные и монолитные. Сборные железобетонные конструкции монтируют на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных на заводах и полигонах. Монолитные железобетонные конструкции бетонируют на месте строительства. Железобетон был изобретен во Франции в середине прошлого века и начали его применять в сборном варианте - небольшие изделия простого сечения: перемычки оконных проемов, балки, плиты перекрытий. Но затем широко железобетонные конструкции стали применяться в монолите. Впервые железобетон в России применили в 1891 г. на строительстве торговых рядов в Москве (переходные мостики в здании ГУМа). С конца 20-х годов у нас на стройках использовали как монолитный, так и сборный железобетон. С конца 50-х годов преимущественное развитие получил сборный железобетон, по всей стране были построены специальные заводы по производству различных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, иногда в ущерб развития монолитных конструкций. В западных странах предпочтение всегда отдавалось монолитному строительству. В последние годы в России применение монолитного железобетона значительно расширилось. Каменные конструкции - это один из наиболее древних видов конструкций, чему подтверждение многочисленные архитектурные памятники во многих странах мира. Каменные конструкции долговечны, огнестойки, изготавливаются из местного сырья. К недостаткам надо отнести: большую собственную массу и высокую теплопроводность (плотные материалы), ручной труд для кладки. Для увеличения несущей способности каменной кладки ее усиливают арматурой. Такую кладку называют армокаменной. Это дает возможность значительно расширить область применения каменных материалов в строительных конструкциях.
|