Металлические конструкции в современном строительстве

Решения XXI съезда и пленумов ЦК КПСС 1959 и 1960 гг. о техническом прогрессе в развитии народного хозяйства СССР выдвигают вопросы усовершенствования производственных процессов и оборудования, типов зданий и сооружений, как основное направление в развитии материальных ресурсов нашей страны для достижения наиболее высоких качественных и экономических результатов, полностью отвечающих темпам развития народного хозяйства и ускорению оборачиваемости государственных средств.

Идея технического прогресса стимулирует переход на новые технические приемы, радикально решающие поставленные задачи, и ведет к отмиранию старых приемов, не отвечающих современным требованиям. Применительно к металлическим конструкциям в строительстве можно утверждать, что они отвечают поставленным задачам технического прогресса: они надежны, обладают высокими качествами, индустриальны и обеспечивают высокие темпы изготовления и возведения; благодаря высокой прочности они экономичны по затрате материала, транспортабельны и долговечны.

Вследствие этого потребление металла в народном хозяйстве очень велико и все возрастает вместе с ростом строительства. Отсюда возникает необходимость строгой экономии в расходовании металла. Его следует применять лишь там, где он существенно необходим, и заменять другими, менее дефицитными материалами всюду, где это возможно.

Основным материалом — заменителем металла в строительстве является железобетон. Железобетонные, особенно сборные, конструкции индустриальны, поэтому они получили широкое распространение в тех областях строительства, где основной недостаток железобетона—большой вес — является менее существенным (главным образом в промышленном и транспортном строительстве).

Области применения стали и железобетона в зданиях промышленного и гражданского строительства определены изданными в 1951 г. Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства «Техническими правилами по экономному расходованию металла, цемента и леса в строительстве». В последующих изданиях (1954 и 1957 гг.) это разграничение уточнено, причем применение стальных конструкций запрещено в тех случаях, когда использование сборного железобетона, безусловно, рационально. Стальные конструкции применяются в сооружениях с большими нагрузками, пролетами и высотами.

Критерием рационального разграничения областей применения металлических конструкций являются в первую очередь экономические соображения в широком смысле этого слова, причем имеются в виду вопросы не только снижения стоимости, но и целесообразности применения данных материалов, возможности скорейшего ввода в эксплуатацию новых мощностей, новых предприятий и т. д.

На Всесоюзном совещании строителей в 1954 г. подчеркнута важность перехода в строительстве на сборный железобетон и выработан ряд основных мероприятий, включающих также указания о необходимости усиления типового проектирования и, в частности, типизации конструкций, уменьшения числа типовых проектов и повышения серийности индустриальных изделий.

В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 августа 1955 г. «О мерах по дальнейшей индустриализации, улучшения качества и снижению стоимости строительства» дана развернутая программа работы в этой области, уточненная и развитая решениями XXI съезда и Пленума ЦК КПСС от 29 июня 1959 г.

В металлических конструкциях основные направления технического прогресса определяются этими же постановлениями и решениями, и в первую очередь необходимостью всемерной экономии металла. Сюда следует отнести: переход на применение стали повышенного качества, усовершенствование сортамента, применение стале-железобетонных конструкций, а также специально облегченных конструкций (предварительно напряженных, тросовых и др.), внедрение конструкций из легких сплавов, искусственное перераспределение усилий в конструкциях и др.

Изучение и внедрение новых конструктивных форм не противопоставляется изучению и совершенствованию обычных современных конструкций, так как каждый вид конструкций до настоящего времени еще имеет свою область рационального применения кроме того, изучение новых конструкций невозможно без знания существующих.

Столь же важны усовершенствование процесса изготовления конструкций, а также оборудования и приспособлений, переход на автоматические процессы (сварка, резка и т. д.) и на автоматические линии (поточное производство), повышение серийности и вытекающая отсюда типизация.

Несмотря на возрастающее применение железобетона, использование стали в металлических строительных конструкциях не сокращается, а увеличивается. В 1958 г. на заводах изготовлено 800 тыс. т металлических конструкций, в том числе-на основных заводах министерств строительства РСФСР и УССР и Министерства транспортного строительства СССР 580 тыс. г, что в 5 раз больше выпуска 1939 г. Кроме того, в мастерских изготовлено - 330 тыс. т; таким образом, всего в 1958г. изготовлено более 1 100 тыс. т металлических строительных конструкций К Всего на строительство в 1958 г. израсходовано 1 600 тыс. т стали, не считая арматуры. Следовательно, около 500 тыс. т изготовлено на небольших предприятиях или поступило на строительство без заводской обработки.

Темпы роста продукции указанных заводов даны на рис. 1. Интенсивный рост продукции заводов происходит в течение всего послевоенного периода вплоть до 1954 г., после чего в связи с внедрением сборного железобетона наблюдается спад до 1956 г. Но затем, с 1957 г. снова начинается интенсивное возрастание, несмотря на продолжающееся развитие железобетона. В соответствии с контрольными цифрами развития народного хозяйства СССР потребность в металлических строительных конструкциях на 1965 г. составит 3 000 тыс. т.; из них около 800 тыс. т может быть исключено за счет дальнейшего расширения применения железобетона и, таким образом, остается — 2 200 тыс. т, т. е. вдвое больше, чем в 1958 г. Для покрытия этой потребности производится постройка нескольких новых заводов.

Рис 1. График роста продукции, выпущенной заводами изготовителями стальных конструкций с 1939 по 1958 г

Такое положение объясняется как общим развитием народного хозяйства, так и тем, что понятие «стальные строительные конструкции» значительно шире понятия «стальные конструкции промышленных зданий». Речь идет о применении стали в большой области подвижных строительных конструкций — мостовых, портальных, башенных и стреловых кранов, подвижных мостов для горных разработок (отвальных мостов), транспортерных подвижных мостов, конструкций больших строительных машин и т. д.; о применении стали в листовых конструкциях (резервуарах, газгольдерах, трубопроводах и др.) и гидротехнических сооружениях; в больших стационарных транспортных мостах; в высотных сооружениях — башнях и мачтах для радиосвязи и телевидения, для нефтяных горных разработок, в опорах линий электропередачи высокого напряжения и др. и, наконец, в конструкциях тяжелых цехов разных отраслей промышленности с кранами большой грузоподъемности, а также в конструкциях большепролетных перекрытий общественных зданий и сооружений, для которых основной нагрузкой является собственный вес (поэтому в целях уменьшения трудностей при конструировании и монтаже существенно важно снижение этого веса).

Область применения алюминия определяется его спецификой и в соответствии с этим охватывает: конструкции ограждений (кровли, стены, переплеты); подвижные конструкции (всякого рода подвижные мосты, стрелы кранов и т. д.); конструкции, расположенные в отдаленных районах, при перевозке которых особенно существенен вес их; большепролетные перекрытия и др.

Таким образом, объем применения металлических конструкций в строительстве, несмотря на замену их железобетонными, увеличивается с каждым годом.