Современный индустриальный пейзаж невозможно представить себе без различных объектов, собранных из ажурных металлоконструкций — тут и опоры высоковольтных линий, и железнодорожные мосты, и эстакады над железнодорожными путями. Самым главным преимуществом технологии металлоконструкций и по сей день остаются сжатые сроки возведения объектов. Но не только — к достоинствам металлоконструкций относятся еще и удобство при транспортировке деталей, высокая точность и удобство при монтаже.
Реклама от инженера Эйфеля
Современный индустриальный пейзаж невозможно представить себе без различных объектов, собранных из ажурных металлоконструкций — тут и опоры высоковольтных линий, и железнодорожные мосты, и эстакады над железнодорожными путями. В общем — без металлоконструкций сейчас никуда… Однако «век металлоконструкций» начался относительно недавно — в 80-х годах XIX века, когда были возведены первые большие архитектурные сооружения, основанные на каркасах из стальных деталей. Тут можно вспомнить и Нью-Йоркский Бруклинский мост, и купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, и — особенно Эйфелеву башню в Париже.
Будучи построенной в 1889 году к очередной всемирной выставке Эйфелева башня оказалась едва ли не самым успешной рекламой для «архитектуры металлоконструкций» - на ее возведение потребовалось всего 26 месяцев, а прочность и долговечность конструкции превзошла все ожидания.
С тех пор металлоконструкции все шире стали использоваться в сфере промышленного строительства, при возведении каркасных сооружений, для создания временных и легких бытовых конструкций.
Быстрее, проще, дешевле
Самым главным преимуществом технологии металлоконструкций и по сей день остаются сжатые сроки возведения объектов. Но не только — к достоинствам металлоконструкций относятся еще и удобство при транспортировке деталей, высокая точность и удобство при монтаже. В ХХ веке у металлоконструкций обнаружилось еще одно преимущество — оказалось, что стальные каркасы в зданиях почти не создают помех для прохождения радиоволн (в отлитие от сооружений из монолитного железобетона) и не создают «мертвых зон» для радиоприемников и мобильных устройств.
Металлические конструкции и здания с каркасом из стали являются прочными, надежными и — что немаловажно! - относительно недорогими, поскольку детали металлоконструкций производятся, как правило, из наиболее распространенных марок малоуглеродистой и низколегированной стали. Поскольку все материалы, которые отличаются в лучшую сторону от металлических конструкций, очень сильно превосходят их еще и по цене — так что в большинстве случаев конкуренции металлоконструкциям не составляют.
Изготовление металлоконструкций
По способу сборки и эксплуатации все металлоконструкции можно поделить на три главные группы:
- Стационарные, рассчитанные на длительное использование после сборки.
- Сборно-разборные, которые отличаются тем, что их можно быстро разобрать на отдельные элементы и собрать заново там, где изделие конструкция будет использоваться дальше. При этом форма конструкции будет оставаться прежней.
- «Трансформеры», в которых отдельные детали могут использоваться по принципу конструктора, что позволяет получать конструкции самых различных форм и назначений для использования в разных целях.
Важным моментом в «работе» металлоконструкций являются и условия их использования. Стационарные варианты отличаются высокой прочностью и устойчивостью к негативным условиям окружающей среды, а сборно-разборные и «трансформеры» часто изначально рассматриваются как сооружения временные и недолговечные. Такие конструкции можно даже специально выделить в группу «легких» (к ним можно отнести быстровозводимые торговые павильоны, строительные леса, внутирискладские сооружения, опоры для рекламных щитов).
По способу сборки металлоконструкции делятся на:
- Сварные.
- Клепанные.
- Комбинированные.
Сварное соединение при строительстве сооружений из металлоконструкций считается наиболее надежным, но оно же является наиболее технически сложным, энергоемким и требующим большого количества квалифицированного труда сварщиков.
Поэтому при строительстве сооружений из металлоконструкций по-прежнему используются и заклепки, и крупноразмерные болты, которые, впрочем, могут и дополнять друг друга.
Разумеется, такое сочетание требует от строителей тщательных расчетов тех нагрузок, которые придется выдерживать тому или иному узлу.
Детали для трансформера
Еще одним плюсом в отношении сборных металлоконструкций является то, что отдельные детали для них изготавливаются из обычного, в общем-то, проката — двутавровых балок, швеллеров, уголков. Для сборки из них цельной конструкции требуется только обрезать эти формы металлопроката по заранее известным размерам и (или) просверлить в соответствующих местах отверстия для заклепок или болтов.
В большинстве случаев этого бывает достаточно — но не всегда; в некоторых случаях архитекторы, проектирующие сооружения из металлоконструкций, не ограничиваются наборами из прямых углов, треугольников и прямых линий — и вводят в набор «деталей для трансформера» изделия с изогнутыми линиями.
Произвести такие изделия для современной металлургической промышленности большой проблемы не составляет — но они все же будут значительно дороже обычных в силу своего небольшого количества. Поскольку чем больше заказ — тем дешевле отдельный продукт… и наоборот.
Защита от коррозии
Однако наряду с целым рядом несомненных преимуществ, у металлоконструкций есть и один несомненный недостаток — это коррозия. Сталь (а особенно сталь низколегированная) подвержена воздействию влаги и со временем будет страдать от коррозии, терять прочность и в конце концов, разрушаться. Поэтому одним из главных вопросов при использовании сборных металлоконструкций будет способ их защиты от ржавчины.
Способы антикоррозийной защиты металла в таких конструкциях можно разделить на две группы:
- Пассивные
- Активные
Пассивные способы – это нанесение на поверхность деталей из стального проката различных антироррозийных покрытий. К таким покрытиям можно отнести прежде всего покраску и оцинковку. Оба этих варианта приемлемы — особенно, если процедуры по нанесению антикоррозийных покрытий на отдельные детали проводятся до того, как они будут собраны в целостную конструкцию.
В основе активных способов лежит использование электрического тока. Не секрет, что в современных условиях (а особенно — в индустриальных районах) атмосферный воздух подвергается различным загрязнением — в том числе окислами серы. В воздухе они взаимодействуют с водяным паром и образуют молекулы сернистой и серной кислот — так что выпадающая с дождем вода приобретает кислую ph-реакцию — то есть становится электролитом (пусть и очень слабым). Воздействие электролита многократно ускоряет коррозию — особенно, в местах соприкосновения разных металлов, когда между ними начинает течь ток.
Для того, чтобы затормозить элекрохимическую коррозию к стальным деталям присоединяют детали из цинка или магниевые блоки, которые еще называют «протекторами». В случае электрохимической реакции они будут выполнять роль анода — и, соответственно разрушаться быстрее, предохраняя от коррозии основной металл. Оцинкованный лист прослужит гораздо дольше обычного стального.
Видео по теме:
