Введение

Современные методы производства различных строительных конструкций из металлопроката предусматривают значительное увеличение производительности выпуска за счет технологических и перспективных решений. Сокращение временных и материальных издержек на подготовку и производство единичных либо постоянных заказов – важнейшая цель любого производителя. В данном аспекте явно просматривается зависимость потребности в необходимом оборудовании и средствах автоматизации от производственной программы. С точки зрения технологических факторов, производство металлоконструкций можно разбить на несколько операций, необходимых для производственного процесса: это транспортировка заготовок непосредственно в зону обработки, перемещение заготовок и готовых изделий между различным оборудованием, непосредственно сам процесс переработки, включающий разметку, мерный раскрой, формообразование, сверление / вырубка крепежных и технологических отверстий, маркировка, упаковка / нанесение защитных покрытий.

В каждой из данных операций присутствуют в большей или меньшей степени зависимость от опыта персонала, надежности производственного оборудования, наличия необходимых производственных площадей. Например, точность получаемых заготовок напрямую связана с точностью разметки, требует значительных затрат времени и пропорционально влияет на скорость монтажных работ.

Классификация строительных металлоконструкций

Стальными строительными металлоконструкциями называются изделия из проката черных металлов и труб, изготовление которых обеспечивается материальными ресурсами, выделяемыми для капитального строительства. Металлоконструкции от оборудования отличает включение их стоимости в объем строительно-монтажных работ. Номенклатура строительных металлоконструкций включает в себя:

· отдельные элементы зданий (колонны, балки, фермы, прогоны, связи, фонари, переплеты, лестницы, площадки, ограждения, каркасы ворот и дверей, покрытия ограждающих, в том числе полов, и несущих конструкций, подвесные потолки);

· доменные цехи (без литья и механизмов);

· различные промышленные сооружения без механизмов (каркасы промышленных печей и кожухи ванн, сварные трубопроводы и компенсаторы для них, галереи и эстакады, бункеры, этажерки открытого типа, опоры под оборудование);

· радио- и телевизионные мачты и башни (без металлических деталей и поковок);

· мокрые газгольдеры с вертикальными направляющими, резервуары объемом 75 м3 и более, включая отдельные элементы (понтоны, подогреватели, патрубки и т.д.) без арматуры и механизмов, силосы;

· градирни и водонапорные башни без механизмов;

· трубы вытяжные вентиляционные и дымовые;

· шахтное строительство и канатные дороги;

· опоры мачт ЛЭП (без механических деталей) и открытые подстанции;

· пролетные строения и опорные части мостов;

· гидротехнические сооружения (балки забральные, закладные части, пути затворов и др.);

· шпунтовые ограждения;

· некоторые элементы коксохимических заводов.

Не относятся к строительным металлоконструкциям:

· изделия, не требующие монтажа, изготовленные по стандартам и техническим условиям машиностроения;

· трубопроводы, не входящие в состав проектов КМ;

· инвентарные конструкции и изделия (кроме каркасов временных зданий);

· конструкции и изделия, входящие в состав оборудования.

Требования к металлоконструкциям

Все металлоконструкции объединены двумя основными факторами:

– исходным материалом для всех металлоконструкций является прокатный металл, выпускаемый по единому сортаменту.

– все металлоконструкции имеют в процессе изготовления холодную обработку металла (резка, гибка, образование отверстий и т.д.) и соединение в конструктивные элементы при помощи заклепок, болтов или сварки.

Основными достоинствами металлоконструкции являются:

– наибольшая прочность и одинаковая прочность при растяжении, сжатии и изгибе;

– высокая надежность благодаря высокой однородности металла, для мягких сталей пластичность исключает хрупкое разрушение;

– относительная легкость конструкций

– индустриальность конструкций, их изготавливают на заводах или в специальных цехах, на монтажной площадке осуществляется только установка конструкций;

– непроницаемость, позволяющая изготавливать резервуары, баки, танки, газгольдеры и др.;

– транспортабельность;

– приспособленность для тяжелых условий работы – высокие температуры, динамические и циклические нагрузки, большие нагрузки;

– неразрушаемость в процессе перевозки, монтажа и эксплуатации;

– их приспособляемость при реконструкции или дополнительном усилении конструкции;

– меньшая зависимость себестоимости от серийности из–за малой стоимости вспомогательных приспособлений при изготовлении и монтаже. Возможность быстрого переналаживания производства;

– высокие эстетические свойства.

Металлоконструкции обладают также следующими качествами, позволяющими использовать их в самых различных сооружениях:

– Надежность металлических конструкций, поскольку работа конструкций в процессе эксплуатации совпадает с расчетными предположениями. Материал – сталь или сплавы – однороден по структуре и при фактических деформациях и напряжении соответствует выполненным предварительным расчетам. Для металлоконструкций характерны наибольшая прочность и почти одинаковая прочность при растяжении, сжатии и изгибе;

– Легкость. Из всех применяемых в строительстве материалов металлоконструкций являются более легкими, легкость конструкций определяется по формуле:

С = р/R,

где p – плотность материала, кг/м3;

R – расчетное сопротивление материала, кгс/см2.

Чем меньше значение С, тем легче металлоконструкция.

Основные требования, предъявляемые к металлоконструкциям:

– соответствие конструктивной формы изготовленных металлоконструкций эстетическим, прочностным и эксплуатационным требованиям здания и сооружения;

– наименьшая трудоемкость изготовления и монтажа;

– сокращение сроков монтажа;

– минимальная стоимость каркаса здания или сооружения.

К недостаткам металлоконструкций следует отнести:

– слабую коррозионную стойкость; сталь от влаги и агрессивных сред коррозирует (окисляется), исключением является чугун;

– малую огнестойкость; при 200°С у стали уменьшается модуль упругости, при 600°С сталь полностью переходит в пластичное состояние;

– постоянный дефицит металлов.

К металлоконструкциям предъявляют технические, технологические, эксплуатационные, а также экономические и эстетические требования. Конструкции должны соответствовать своему назначению, т.е. обслуживать тот технологический процесс, который должен происходить в проектируемом здании или сооружении. Металлоконструкции должны отвечать техническим требованиям, т.е. обязаны обеспечить прочность, устойчивость, жесткость проектируемого объекта. Конструкции должны быть надежными – безотказно работать весь цикл заданного периода эксплуатации. Конструкция должна быть технологична, т.е. должна быть изготовлена с минимумом затрат.