vuzlit.ru

Уникальные конструкции из металла


Известные сооружения из металлоконструкций

13.06.2014

То, что металл является уникальным строительным материалом, люди поняли давно. Примером тому могут служить сооружения из металлоконструкций, которые стоят больше века и радуют своим внешним видом жителей и гостей различных городов мира. Современные строители же сегодня используют металлоконструкции для реализации самых смелых проектов. И объяснение тому находится на поверхности: производство металлоконструкций и их монтаж – достаточно простой процесс, тогда как прочность такого каркаса, его долговечность и качество подтверждается многими наглядными примерами.

Эйфелева башня.

Сооружение Гюстава Эйфеля было возведено в 1889 году в честь столетнего юбилея Французской революции. Интересно, что первые впечатления местной общественности от необычной башни были крайне негативными. По первоначальному проекту, Эйфелева башня должна была простоять 20 лет, после чего ее планировали демонтировать. Однако, популярность сооружения превысила все ожидания: толпы туристов восхищались творением инженерного гения, поэтому до наших дней это замечательное чудо архитектуры радует парижан и гостей города.

Высота башни равна 324 метрам, ее возведение происходило в максимально сжатые сроки благодаря использованию металлоконструкций. Строителями использовались готовые элементы конструкции, в которых заранее просверливались отверстия для заклепок. Облегчало процесс поднятия балок то, что они весили не более 3 тонн. Успех Эйфеля вдохновил многих других архитекторов, после чего в мире стали появляться подобные сооружения. А Эйфелева башня, как мы знаем, стала настоящим символом Франции и ее столицы – Парижа.

Сиднейский оперный театр.

Это здание обрело популярность благодаря необычной форме крыши. Реализовать такой проект стало возможно благодаря применению металлоконструкций. Глядя на крышу оперного театра в Сиднее понимаешь, что любой проект, даже самый изощренный, можно реализовать на практике, и все благодаря гибкости металла и его прочностным характеристикам. На постройку Сиднейского оперного театра ушло 14 лет и 102 млн. долларов, но результат оказался выше всяких ожиданий – сооружение стало визитной карточкой Австралии.

«Небесное дерево».

В 2012 году в Токио (Япония) завершилось строительство самой высокой в мире телебашни, высота которой равна 471 метр (высота шпиля – 634 метра). Как вы понимаете, построена она также из металлоконструкций. При этом, по словам архитекторов, ее конструкция спроектирована таким образом, что башня способна компенсировать до 50% силы подземных толчков во время землетрясений.

«Бурдж-Халифа».

Самое высокое здание в мире, расположенное в Дубае (ОАЭ). Высота сооружения - 828 метров, спроектировано на основе каркаса из металлоконструкций. «Бурдж Халифа» - это своего рода город в городе, со своими газонами, парками и бульварами. Такой смелый проект стало возможно реализовать благодаря талантливым инженерам и применению в строительстве металлоконструкций. Интересно, что фундамент здания не закреплен в скальном грунте, как в случае с нью-йоркскими небоскребами, а выполнен с применением около 200 висячих свай.

«Донбасс Арена».

Строительство спортивных арен также не обходится без использования металлоконструкций. Ярким тому примером является домашняя арена футбольного клуба «Шахтер» из Донецка (Украина). Фасад, крыша, чаша стадиона – везде использовались металлоконструкции. При этом по классу комфортности и безопасности стадион удостоился пяти звезд от УЕФА, первым получив подобную аккредитацию на просторах Восточной Европы.

Эти здания и многие другие являются живым доказательством того, что применение металлоконструкций уже на протяжении не одного века позволяет реализовывать самые смелые идеи архитекторов, не говоря уже о более простых сооружениях, повсеместно встречающихся нам в повседневной жизни.

metallzavodd.ru

Самые известные в мире сооружения из металлоконструкций

    Металл — это уникальный материал, который человечество использует веками. На данный момент заводы по производству металлоконструкций производят изделия, которые становятся материалом для надежных и долговечных построек. В качестве примера можно привести ряд сооружений, вид которых знаком большинству жителей планеты.

    Эйфелева башня

   Знаменитый на весь мир символ Парижа и всей Франции построили в 1889 году. Автором является Густав Эйфель. Величественное сооружение было построено в честь столетия Французской революции. Что примечательно, парижане вначале крайне негативно отнеслись к металлическому «монстру» в центре города.

    Вначале предполагалось, что башня простоит всего два десятка лет, а затем ее демонтируют. Тем не менее уникальное инженерное творение вызвало искреннее восхищение у туристов, а потому Эйфелеву башню решено было оставить. В итоге она радует парижан и миллионы туристов по сей день. Пожалуй, ее можно назвать самым знаменитым металлическим сооружением в мире.

    Сиднейский оперный театр

   Сооружение с необычной формой крыши сейчас украшает открытки и даже почтовые марки. Оно является одним из наиболее узнаваемых зданий не только Австралии, но и всей планеты. Построить театр стало возможно именно благодаря современным металлоконструкциям. За счет прочности и гибкости металла реализовали, казалось бы, просто безумную инженерную задумку. Строили здание на протяжении четырнадцати лет, в итоге театр стал символом Австралии.

     «Небесное дерево»

    Это самая высокая телевизионная башня в мире. Находится он в столице Японии — Токио. Высота Токийской телебашни составляет 471 метр, а если учитывать и высоту шпиля — 634 метра! Разумеется, возвели этот архитектурный шедевр из металлоконструкций. Архитекторы отмечают, что благодаря прочности металла башня выстоит даже при сильнейших землетрясениях, которые для Японии, как известно, не являются редкостью.

    Бурдж-Халифа

    Это знаменитый небоскреб, который находится в Дубае. На данный момент это самое высокое здание мира. Высота его просто умопомрачительная — 828 метров. Каркасом для небоскреба служат прочные металлоконструкции. Дубайскую башню можно назвать целым отдельным городом — тут есть жилые квартиры и отели, рестораны и ночные клубы, магазины и даже целые парки!

     Для заказа металлоконструкций обращайтесь на сайт www.strinds.ru

     Для установки металлоконсрукций на высоте к промышленным альпинистам.

promalpinist21.ru

История развития отечественных металлических конструкций

Развитию металлических конструкций способствуют развитие науки, техники, способов металлообработки, а также их потребностям в экономике. Историю развития этого направления в строительстве можно разделить на 5 этапов.

Первый этап (с 12 до начало 17 века)

В те времена металл применялся только в уникальных сооружениях, таких как дворцы и храмы. В основном это были скрепы для кладки и металлические затяжки, которые выковывались из кричного железа и скреплялись на штыри. Первой из известных конструкций такого рода является Успенский собор во Владимире, построенный в 1158 году.

Еще одна металлическая конструкция, поддерживающая пол чердака и каменный потолок над коридором между притворами в храме Василия Блаженного. В этой конструкции, уникальной по тем временами, используются стержни, работающие на изгиб, сжатие и растяжение. Конструктор понимал, что для работающих на изгиб затяжек нужно применять полосы, а работающие на сжатие подкосы должны быть квадратного сечения.

Второй этап (с начала 17 до конца 18 века)

В строительстве активно применяются наклонные металлические стропила. Появляются купольные пространственные конструкции, так называемые «корзинки», с помощью которых делают купола церквей. Стержни таких конструкций выполнены из кованых брусков, и соединены замками.

Многие из таких сооружений сохранились до наших дней. Сюда можно отнести перекрытия Большого Кремлевского Дворца, купола колокольни Ивана Великого и Казанского собора в Петербурге.

Третий этап (с начала 18 до середины 19 века)

Был освоен процесс литья чугунных деталей и стержней, что позволило начать строительство чугунных мостов, перекрытий промышленных и гражданских зданий. Соединение осуществляется при посредстве болтов или замков. Самой первой чугунной конструкцией в России считают перекрытие крыльца Невьянской башни, сделанной в 1725 году.

Значительно позже, в 1784 году, построен первый чугунный мост в Петербурге. Наружная оболочка купола Исаакиевского собора, выполненная из легкого металла, опирается на чугунную конструкцию. Александрийский театр перекрыт чугунной аркой с 30-ти метровым пролетом. Самый крупный в мире чугунный мост — Николаевский, имеет 8 арочных пролетов.

В 50-е года 19 века стропила трансформируются в более совершенные, смешанные железочугунные фермы. Изначально они не содержали раскосов, но впоследствии появились и они. Соединялись элементы на болты через проушины.

Четвертый этап (с середины 19 до начала 20 века)

Быстрый технический прогресс в металлургии и металлообработке позволил заменить процесс получения железа более совершенными. Сначала кричный процесс был заменен пудлингованием, а уже в конце 19 века, железо из чугуна стали выплавлять в мартеновских и конвертерных печах.

В 30-х года 19 века появляются заклепочные соединения, развивается дыропробивной процесс. В 40-х годах появляется профильное железо и прокатный лист. На протяжении 100 последующих лет изготавливаются клепаные металлоконструкции, а сталь практически полностью вытесняет из строительства чугун, как более совершенная.

До конца 19 века в России для строительства зданий используются треугольные металлические фермы, конструкция их постепенно совершенствовалась, болтовые соединения уступили место заклепочным.

Яркими примерами рамно-арочных конструкций тех времен, используемых для перекрытия больших пролетов, являются покрытия Сенного и Варшавского рынков, Гатчинского вокзала.

Рост сети железных дорог спровоцировал развитие металлического мостостроения. Развитие конструктивных форм металлических конструкций, изменение технологий изготовления и монтажа, позволили перенести принципы проектирования в мостостроении на гражданские и промышленные объекты.

Развитие металлургии и машиностроения требовало оборудования производственных сооружений мостовыми кранами. Постепенно увеличивалась не только грузоподъемность, но и насыщенность производства кранами, они стали востребованы во многих отраслях. Металлический каркас здания стал поддерживать не только ограждающие конструкции, но и пути мостовых кранов. Основным несущим элементом каркаса стала поперечная рама с колоннами и ригелями.

Огромный вклад в развитие металлоконструкций тех времен внесли такие люди как: Кербедз, Белелюбский, Проскуряков, Ясинский, Шухов, Прокофьев.

Пятый этап (послереволюционный)

Начиная с 20-х годов 20 века, государство начало масштабную программу индустриализации страны. Развивающаяся металлургия позволила вместо малоуглеродистой, использовать более прочную, низколегированную сталь. К концу 40-х годов клепаные конструкции уступают место сварным, как более легким и экономичным на тот момент.

В середине 20 века существенно снижается масса конструкций, что в свою очередь позволяет возводить сооружения куда больших размеров. Тогда же начинают использоваться алюминиевые сплавы. Главстальконструкция (единая система, объединявшая в себя заводыи монтажные организации) выполняла основной объем строительства металлоконструкций, в период с 1930-1980 годов увеличив его в 20 раз.

Большой объем строительства и повторяемость конструкций способствовали типизации конструктивных схем и основных элементов зданий. Типизировались отдельные виды производств (прокатные, литейные цеха), пролеты мостов, радиомачты и т. д.

Стандартизация и унификация снижали трудоемкость изготовления металлоконструкций и их монтажа. Развитие школы проектирования тех времен идет по принципу экономии стали. Благодаря всем этому становится возможным строительство таких уникальных зданий как сборочный цех с пролетом 120 метров и 15-ти тонными кранами, подвешенными на высоте 56 метров. Здание Атоммаша, со сверхтяжелыми кранами, грузоподъемностью 600 и 1200 тонн.

В 50-х годах все металлоконструкции в Советском Союзе стали рассчитываться по более совершенному методу предельных состояний (ранее использовался метод допускаемых напряжений).

Появление ЭВМ и САПР (системы автоматического проектирования) повысили качество и скорость проектирования.

Значительный вклад в развитие металлоконструкций в советский период внесли проектные и научные организации, которые возглавляли ведущие инженеры и профессора того времени. Стрелецкий, Патон, Мельников и другие.

www.mostent.ru

Металлические конструкции в современном строительстве

Область применения металла в архитектурно-строительной практике непрерывно расширяется. Металл все шире используется в несущих и ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Это обусловлено многими достоинствами металла как конструкционного строительного материала.

Металлические конструкции - наиболее легкие по сравнению с другими несущими конструкциями, которые применяются в массовом строительстве (железобетонными, деревянными, каменными). Легкость конструкций из материала, который втрое тяжелее гранита и бетона и более чем в 10 раз тяжелее дерева, определяется, прежде всего, высокой прочностью металла. Удельная, т.е. отнесенная к объемной массе материала, прочность даже обычной углеродистой стали примерно равна удельной прочности дерева и значительно выше удельной прочности бетона. В то же время благодаря жесткости металла сечения элементов металлоконструкций могут иметь минимально необходимые по расчету размеры.

Методы расчета конструкций обычно основаны на однородности (изотропности) материала. Металлы имеют однородную структуру и высокий модуль упругости, вследствие чего действительная работа металлических конструкций близка к расчетной, что в сочетании с высокой прочностью металлов делает такие конструкции наиболее надежными.

Металлические конструкции по самому своему характеру являются сборными. В основной массе они изготавливаются в заводских условиях. При унификации и типизации металлоконструкций их производство может быть поточным крупносерийным. А современная технология соединения металлических элементов позволяет механизировать монтаж и возводить сооружения в короткие сроки. Все это определяет высокую степень индустриальности металлических конструкций.

Вместе с тем металлическим конструкциям присущи и определенные недостатки.

Основной недостаток металлоконструкций - подверженность коррозии. Под воздействием находящихся в окружающей среде влаги, солей и газов металл превращается в окислы, что ведет к частичной или полной потере прочности конструкций.

Металлические конструкции характеризуются малой огнестойкостью. При температуре около 400°С для стали и около 200°С для алюминия начинается ползучесть металла, т.е. существенное и необратимое развитие пластических деформаций. При температуре выше 500-600°С даже сталь становится практически неработоспособной.

Конструкции из стали применяются в промышленном строительстве, в особенности для каркасов зданий тяжёлого типа, оборудованных кранами большой грузоподъемности (в частности, основных цехов металлургических предприятий), для покрытий многопролетных одноэтажных зданий (например, предприятия автомобильной промышленности) и большепролетных производственных помещений (авиасборочные, судостроительные и другие предприятия, ангары, эллинги и т.п.);

  • - в гражданском строительстве в качестве каркасов зданий повышенной этажности и большепролетных покрытий выставочных залов, залов собраний, крытых стадионов и т.д.;
  • - в железнодорожных и автомобильных мостах и путепроводах;
  • - в открытых спортивных и других сооружениях, как, например, трамплины, башни и мачты радиосвязи и телевидения, водонапорные башни, радиотелескопы и др.;
  • - в различных сооружениях специального назначения (нефтяные и буровые вышки, крекинг-установки, емкости - хранилища жидкостей и газов, доменные конструкции, напорные и транспортные трубопроводы);
  • - в подвижных сооружениях (крановые мосты, башенные краны, краны-перегружатели, дорожные и горные подвижные мосты) и др.

Алюминиевые конструкции могут быть применены практически во всех областях строительства наряду со стальными, за исключением тяжело нагруженных каркасов промышленных зданий. Однако более высокая стоимость алюминиевых сплавов и некоторые их особенности (меньшая жесткость, высокий коэффициент линейного расширения, низкая огнестойкость) делают применение алюминиевых конструкций эффективным там, где проявляются их положительные отличительные свойства: сравнительная легкость, простота монтажа, большая прочность при низких температурах, отсутствие искрообразования при ударе и ферромагнитных свойств. Сюда входят большепролетные покрытия, где собственный вес конструкций составляет значительную часть нагрузки; стеновые ограждения гражданских зданий, к которым предъявляются повышенные эстетические требования; конструкции зданий и сооружений, находящихся в особых условиях эксплуатации (низкие температуры, агрессивная среда, взрывоопасность, недопустимость магнитных свойств, солнечный перегрев ограждений), а также в отдаленных и труднодоступных районах; складные, сборно-разборные и мобильные сооружения.

Широкая номенклатура стальных и алюминиевых конструкций и изделий в настоящее время освоена отечественными заводами. Особое значение в условиях заводского изготовления металлоконструкций приобретают унификация и стандартизация конструкций и их элементов, приведение их к определенному единообразию при сокращении общего количества типоразмеров и форм.

Наибольшее распространение получила типизация узлов конструкций, которая необходима для типизации зданий и сооружений и вместе с тем позволяет унифицировать элементы конструкций многочисленных сооружений с индивидуальными пространственными параметрами, типизация которых малоэффективна.

Разработаны и применяются типовые проекты главных зданий мартеновских и кислородно-конверторных цехов, доменных печей, радиобашен, радиомачт, пролетных строений мостов, резервуаров и газгольдеров, опор линий электропередач, унифицированных секций промышленных зданий. Заводы металлоконструкций изготавливают типовые конструкции стальных колонн для одноэтажных промышленных зданий различной высоты без кранов и с кранами грузоподъемностью до 50 т, фермы пролетом 18, 24 30 и 36 м, стальные стойки фахверков, подкрановые балки, пути подвесного транспорта, открытые крановые эстакады, транспортные галереи различного назначения, стальные оконные панели и переплеты, стеновые панели и перегородки, ворота, лестницы, площадки и ограждения. Изготавливаются также типовые легкие стальные конструкции одноэтажных производственных зданий.

Строительство зданий и сооружений с использованием металлических конструкций представляет собой индустриальный процесс сборки (монтажа) конструкций, изготавливаемых, как правило, на заводах.

Основным техническим документом, на основании которого осуществляется изготовление и монтаж конструкций, является проект металлоконструкций, который входит составной частью в рабочий проект здания (сооружения) и состоит из двух частей (стадий): КМ и КМД.

Чертежи стадии КМ (конструкции металлические) разрабатываются специализированной проектной организацией на основе проектного задания или технического проекта и содержат данные о нагрузках, расчетных усилиях и расчетных сечениях элементов конструкций, схемы взаимного расположения элементов по каждой группе конструкций (колонны, перекрытия, покрытия, подкрановые балки и т. д.), габаритные и привязочные размеры, узлы сопряжения элементов.

Чертежи стадии КМД (конструкции металлические, деталировка) разрабатываются на основании чертежей КМ конструкторскими отделами заводов-изготовителей или, в отдельных случаях, по заказу этих отделов специализированными проектными организациями.

В состав чертежей КМД входят деталировочные чертежи всех изготавливаемых на заводе изделий и монтажные схемы элементов, предназначенные для монтажа конструкций на стройплощадке.

Металл, выпускаемый в соответствии с сортаментами, поступает на заводы металлоконструкций в виде погонажа стандартной длины, определяемой условиями производства и транспортировки. Погонажный металл разрезается на отдельные заготовки, соединяя которые получают заданную проектом форму.

Резка металлов осуществляется механическим (с помощью ножниц и пил) и огневым (физическим и химическим) методами. Физический способ огневой резки состоит в проплавлении металла теплом электрической дуги или газового пламени. Химический способ резки представляет собой сжигание металла в струе кислорода, перемещаемой по заранее намеченному контуру. Огневая резка позволяет обрабатывать металл большой толщины без изменения структуры в месте реза и является единственно возможной при кривых линиях реза, но может применяться только для низко- и среднеуглеродистых и некоторых сортов легированных сталей. К алюминию, меди и их сплавам, а также к чугуну и большинству легированных сталей химический способ резки неприменим.

Для соединения металлических элементов применяют болты, заклепки, сварку, пайку и склеивание.

Болтовые и заклепочные соединения металлов осуществляются постановкой металлических стержней - болтов или заклепок - в совмещенные отверстия соединяемых элементов. Соединение происходит за счет обжатия соединяемых элементов между головкой болта и плотно навинченной гайкой (шайбой), либо между двумя головками заклепки. Для алюминиевых конструкций применяют также специальные болты с обжимными кольцами (лок-болты).

Заклепочные соединения обеспечивают надежность совместной работы соединяемых элементов как при статических, так и при динамических нагрузках, но трудоемки и не поддаются автоматизации. В настоящее время заклепочные соединения применяются только в особых случаях для очень нагруженных конструкций, работающих в тяжелых режимах (например, подкрановые балки для кранов большой грузоподъемности), и для соединения плохо свариваемых металлов (некоторые алюминиевые сплавы и отдельные марки легированных сталей). Болтовые соединения менее плотны, чем заклепочные, но проще в работе. Поэтому болтовые соединения особенно широко применяются при монтаже металлоконструкций на стройплощадке. В последние годы получают распространение термически обработанные высокопрочные болты из легированных сталей.

Сварка, пайка и склеивание представляют собой физико-химические процессы неразъемного соединения элементов.

Сущность сварного соединения заключена в молекулярном проникновении (диффузии) расплавленного металла соединяемых элементов и плавящегося электрода (или прутка) с последующей совместной кристаллизацией при охлаждении. Расплавление металла осуществляется с помощью химических источников тепла (газовая сварка) или электрической дуги (электросварка).

Различают ручную, автоматическую и полуавтоматическую электросварку.

Автоматическая сварка, осуществляемая под слоем флюса - высокопроизводительный процесс, обеспечивающий глубокое проплавление металла, однородность и прочность шва. Но в стесненных условиях или при необходимости наложения большого числа коротких швов автоматическая сварка затруднена. В этих случаях обычно применяется полуавтоматическая или ручная сварка.

Определенными достоинствами обладает сварка в защитной среде, образуемой струей углекислого газа или инертных газов (аргона, гелия), которая применяется для соединения легированных, термически упрочненных сталей и алюминиевых сплавов.

Электросварка - основная форма соединения металлоконструкций в современном строительстве. До 95% промышленных конструкций выполняются сварными. По сравнению с клепаными соединениями сварка дает большую (до 10-15%) экономию металла, снижает трудоемкость, позволяет соединять элементы без вспомогательных деталей, обеспечивает надежность соединений при различных нагрузках и режимах работы конструкций.

Сущность пайки заключается в соединений металлических элементов, находящихся в холодном состоянии, расплавленным металлом (припоем), который имеет более низкую температуру плавления. Соединение происходит за счет растворения металла соединяемых элементов в жидком припое и диффузии в него припоя. Соединения с помощью пайки менее прочны, чем сварные, но не требуют большого нагрева изделий. Поэтому при пайке полностью сохраняются структура и свойства основного металла.

Склеивание металлов, т. е. соединение поверхностей двух элементов с помощью тонкого слоя вещества, обладающего адгезией к этим поверхностям и имеющего достаточную механическую прочности - относительно новая технология, получившая развитие после появления синтетических клеев. Менее прочные по сравнению со сваркой и пайкой, особенно при динамических нагрузках, клеевые соединения отличаются рядом преимуществ: равномерным распределением напряжений в месте соединения, гладкими поверхностями, быстрым и недорогим выполнением соединения. Кроме того, склеивать можно разнородные материалы - металл и пластмассу, металл и дерево и др., что удобно для производства смешанных конструкций. Клеевые соединения могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании со сварными и болтовыми соединениями.

Изготовление металлоконструкций на современном предприятии включает в себя четыре группы операций, осуществляемых в основных производственных цехах: подготовка металла, разметка и изготовление шаблонов, изготовление сборочных деталей, сборка, покраска и отгрузка конструкций на стройплощадку.

Монтаж металлоконструкций в общем виде состоит из следующих основных этапов: подготовительные работы; приемка и складирование конструкций, изготовляемых на заводе; укрупнение конструкций в монтажные блоки; собственно монтаж, т. е. установка конструктивных элементов (монтажных блоков) в проектное положение. Методы и способы монтажа весьма разнообразны и определяются монтажными машинами и механизмами, характером и конфигурацией сооружений, размерами и формами монтажных блоков.

Одной из наиболее серьезных проблем является защита металлов от коррозии - разрушения поверхности металла в результате окисления его кислородом воздуха, а также в результате других химических и электрохимических процессов, происходящих под воздействием атмосферы и растворов солей, кислот и щелочей. Наиболее стойки против коррозии чугун и чистый алюминий, наименее - обычные углеродистые стали и некоторые алюминиевые сплавы. Из-за коррозии металлоконструкции с течением времени теряют свою прочность, а ежегодные потери стали в результате коррозии доходят до 10% ее выплавки.

Защита конструкций от коррозии заключена, прежде всего, в выборе металла, который мог бы в наибольшей степени противостоять воздействию агрессивных свойств той или иной среды. Наряду с таким выбором и в дополнение к нему осуществляются технологические, конструкционные и эксплуатационные антикоррозионные мероприятия.

Технологические мероприятия включают в себя механические, физические или химические воздействия на структуру металла и поверхность металлических полуфабрикатов и изделий.

Коррозиестойкость стали повышается при термической обработке и при введении в нее специальных добавок, в частности хрома, никеля, меди, В архитектурно-строительной практике наибольшее распространение получили хромоникелевые нержавеющие стали. В отдельных случаях осуществляется хромирование или никелирование поверхности стальных изделий.

Высокая коррозионная стойкость чистого алюминия объясняется тем, что в обычных атмосферных условиях он мгновенно окисляется. Образующаяся при этом тончайшая окисная пленка препятствует дальнейшему прониканию в металл кислорода. Технологические меры защиты от коррозии алюминиевых сплавов, которые не обладают способностью создавать естественную защитную пленку, сводятся к образованию такой пленки искусственным путем - плакированием или оксидированием.

Плакирование производится горячей прокаткой листов из алюминиевых сплавов совместно с тонкими слоями чистого алюминия, расположенными по обеим поверхностям листа. Благодаря алюминиевому слою толщиной 2-5% толщины основного проката сердцевина проката становится недоступной для внешних воздействий.

При анодировании и химическом оксидировании алюминиевый сплав защищается искусственной пленкой твердой окиси алюминия. Анодная пленка обладает высокой прочностью и твердостью, превышающей твердость инструментальной стали. Применяя в процессе анодирования соответствующие красители, можно получить элементы и детали красного, синего, зеленого, черного цвета.

При химическом оксидировании окисная пленка получается более тонкой и с меньшими защитными свойствами, чем при анодировании. Химическое оксидирование применяется для защиты сплавов, не содержащих меди и не подверженных активному воздействию агрессивной среды.

Стойкость против коррозии увеличивается также полированием и глянцеванием поверхности металла, которые производятся механическим или электрохимическим способом.

Конструкционные защитные мероприятия сводятся к выбору таких форм отдельных элементов конструкций, сечений элементов, узлов и сопряжений, которые меньше подвержены коррозии.

Корродируют прежде всего те места конструкций, где возможны скопления пыли и влаги. Поэтому предпочтительна гладкая наружная поверхность конструкций, хорошо обдуваемая со всех сторон, с минимальным количеством щелей, пазух и т.п. Наибольшей стойкостью против коррозии обладают элементы трубчатого сечения. Внутренняя поверхность труб должна быть защищена от попадания пыли и влаги. Сварные конструкции более стойки против коррозии, чем клепаные. Элементы с вертикальными плоскостями корродируют слабее, чем такие же элементы, но с горизонтальным расположением плоскостей.

При проектировании и монтаже алюминиевых конструкций особую роль играет защита их от электрохимической коррозии с помощью изолирующих прокладок и специальных защитных покрытий, предотвращающих контакты алюминиевых сплавов с другими строительными материалами.

К эксплуатационным антикоррозионным мероприятиям относятся покраска металлоконструкций, соблюдение температурно-влажностного режима эксплуатации, уход за конструкциями (очистка от пыли и влаги) и их периодический ремонт. Покраска металлоконструкций - наиболее распространенный способ их защиты, что обусловлено его относительной простотой и возможностью получения различной цветовой гаммы как декоративной, так и условно-опознавательной.

Способы повышения стойкости металла против коррозии существенно влияют на внешний облик конструкций и изделий. Нередко же обработка поверхности металла, в особенности анодирование, полировка, окраска лаками, применяются специально для обогащения Цвета и фактуры поверхности, расширяя тем самым эстетические возможности металла в архитектуре.

Огнезащита стальных конструкций осуществляется их бетонированием, оштукатуриванием, облицовкой огнестойкими материалами. Широко распространен метод экранирования. Включения металлических конструкций в ограждающие части зданий, защищающие металл от огня. Так, стальные балки междуэтажных перекрытий могут быть ограждены от воздействия огня огнеупорными плитами пола и подвесного потолка.

Плотные огнестойкие покрытия и экраны в значительной мере снижают композиционную роль металла в интерьере и внешнем облике сооружений. Поэтому с архитектурной точки зрения более логичны огнезащитные изоляционные покрытия в виде окраски или пленки, при которых металлические конструкции сохраняют форму и фактуру материала.

металлический конструкция строительство


Смотрите также

X