Пластические массы

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Металлические конструкции из черных и цветных (преимущест­венно алюминия) металлов широко применяются при строительстве зданий и сооружений, особенно при больших пролетах, высоте, на­грузках и антикоррозионных требованиях. Широкое распростране­ние металлоконструкций в строительстве обусловливается их высо­кой прочностью, надежностью, индустриальностью, скоростью мон­тажа, легкостью по сравнению с несущими конструкциями из желе­зобетона и камня. Комплексным показателем эффективности приме­нения металлоконструкций является строительный коэффициент, представляющий собой отношение массы металлоконструкций к массе несущих деталей и конструкций всего здания или сооружения. Он характеризует Качество конструктивной формы и компоновки несущих конструкций зданий и сооружений не только в отношении расхода материалов, но и трудоемкости их изготовления, сроков воз­ведения и стоимости.

Минимальное значение строительного коэффициента при вари­антном проектировании достигается в большинстве случаев при ис­пользовании металлоконструкций из низколегированных и высоко­прочных сталей и сплавов, а также тонкостенных прокатных и гну­тых профилей, пространственных, предварительно напряженных, висячих, трубчатых и других современных систем.

Алюминиевые сплавы, несмотря на меньшую, в 2,7-2,9 раза, плотность по сравнению с чугуном и сталью и возможность соот­ветствующего облегчения металлоконструкций, имеют ограничен­ное применение в несущих конструкциях из-за их недостаточной устойчивости под нагрузкой в связи с меньшим, в три раза, модулем упругости, существенным снижением прочности при повышенной температуре (выше 100-150 °С) и высоким тепловым расширением (табл. 19.1).

Основным видом соединений металлоконструкций является сварка. Однако она вызывает структурные и химические изменения металла в зоне соединения свариваемых элементов, возникновение остаточных напряжений и деформаций, способных вызвать трещи - нообразование и хрупкое разрушение сварного шва, особенно при использовании кипящей стали с повышенным содержанием углеро­да, серы и фосфора, при крупнозернистой структуре стали и боль­шой толщине свариваемых элементов. Для предотвращения нежела­тельных последствий сварки используют спокойные или полуспо - койные стали и соответствующие электроды; регулируют скорость охлаждения шва теплоизолирующей толщей шлака, флюса.

Во влажной атмосфере, особенно загрязненной агрессивными газами, сталь корродирует. Хорошо сопротивляется коррозии чугун, что объясняется повышенной толщиной чугунных конструктивных элементов, а также тем, что продукты коррозии ферритно-перлитной металлической основы цементируют частицы графита. Этот вид коррозии чугуна называют графитизацией, что характерно для серых и ковких чугунов.

Алюминиевые сплавы обладают значительно большей коррози­онной стойкостью, обусловленной наличием на их поверхности прочной оксидной пленки А120з, однако при неблагоприятных усло­виях они также корродируют. Не стойки они в морской воде, щело­чах, а также среде, содержащей ионы СГ, F, Br', S04' Cu2+; в безвод­ном спирте; при контакте с влажной древесиной (буком), строитель­ными растворами и бетонами. Примеси магния и марганца повыша­ют коррозионную стойкость алюминия.