Изготовление сварных конструкций

Развитие металлических конструкций

Применение железа насчитывает уже много столетий, но настоящее вторжение железа в технику произошло на рубеже XVIII и XIX вв.

В 1818 г. было спущено на воду первое железное судно "Вулкан". Спустя четыре года, в 1822 г. между Лондоном и Парижем начал курсировать созданный также в Англии первый железный пароход.

Первая железная дорога была введена в действие в Англии в 1825 г., а в России первая железная дорога Петербург - Царское Село начала работать в 1837 г.

Железо для изготовления металлических конструкций до XVII в. производилось в России в небольших количествах кустарным способом. В 1698 г. указом Петра I был основан первый государственный металлургический завод в Невьянске, положивший начало промышленной металлургии.

Железные элементы строительных конструкций в виде скреп - затяжек для восприятия распора каменных сводов начали применяться в XII-XIV вв. (Успенский собор во Владимире, XII в.).

В XVII в. появляются первые несущие железные конструкции в виде каркасов куполов (колокольня Иван Великий в Москве, 1600 г.) и железных стропил (перекрытие Архангельского собора в Москве, перекрытие над трапезной Троице-Сергиевой лавры в г. Сергиев-Посад).

В XVIII в. был освоен процесс литья чугуна для строительных целей и стали внедряется чугунные несущие конструкции. Первый чугунный мост в России был построен в 1784 г. в парке Царского Села под Петербургом, через 5 лет после сооружения первого в мире чугунного моста через р. Северн в Англии.

В XIX в. мостовые конструкции становятся ведущими среди других металлических конструкций.

Инженер С.В. Кербедз (1810-1899) построил первый в России железнодорожный мост через р. Лугу с пролетными строениями из сквозных ферм.

Инженеру Д.И. Журавскому (1821 - 1891) принадлежат теория расчета раскосных ферм и теория скалывающих напряжений при изгибе.

Профессор Ф.С. Ясинский (1856-1899) разработал методы расчета на устойчивость металлических стержней, что позволило расширить применение стальных конструкций.

Профессор Н.А. Белелюбский (1845-1922) создал метрический сортамент стали, улучшил конструкцию мостовых ферм, применив в них раскосную решетку. По его проектам построено много мостов, наиболее крупными из которых являются Сызранский мост через Волгу, состоящий из 13 пролетов длиной по 107 м, и мосты Сибирской магистрали.

В начале XIX в. в металлических конструкциях начинает применяться сварочное железо, а в 40-х годах появился прокат в виде фасонного железа, двутавровых балок и листа. Постепенно металлические конструкции начинают приобретать современные формы. Для соединения элементов применяются заклепки.

В промышленном строительстве XIX в. металлические конструкции широко применяются для перекрытий. В конце века появились мостовые грузоподъемные краны в цехах заводов.

В начале 30-х годов XX в. для соединений металлических конструкций начала применяться сварка, которая к 40-м годам получила широкое распространение. Сварка резко продвинула развитие металлических конструкций: конструкции стали легче, снизилась трудоемкость изготовления, упростились соединения и конструктивная форма.

Большой вклад в теорию металлических конструкций внес академик В.Г. Шухов (1853-1939), руководивший первой организацией, специализированной на проектировании металлических конструкций, а также академик Е.О. Патон.

Особая роль принадлежит профессору Н.С. Стрелецкому (1885- 1967), автору ряда фундаментальных идей и разработок по предельному состоянию конструкций, основам их расчета и проектирования. Он являлся создателем и руководителем школы проектирования металлических конструкций.

В XX в. изготовление различных металлических конструкций с помощью сварки стало практически массовым.

Сварные конструкции бывают машиностроительные, строительные и технологические.

Достоинства сварных конструкций перед клепанными:

• экономия металла, электроэнергии и труда;
• сокращение сроков изготовления и меньший вес конструкций;
• возможность наносить слои определенных составов для получения нужных свойств конструкций (по износостойкости, жаро- и коррозионной стойкости, антифрикционное™ и т. д.).

К недостаткам относятся пониженная долговечность сварных конструкций при вибрационных и знакопеременных рабочих нагрузках, а также невозможность получения надежных сварных соединений из некоторых разнородных металлов.

В этих случаях до сих пор оправдано применение клепаных конструкций.

Марки припоев Сварочные работы Основы проектирования конструкций