Листовые конструкции применяются в резервуарах для хранения жидкостей, в газгольдерах для хранения и распределения газов, в бункерах для хранения и перегрузки сыпучих мате- f*;.* риалов, в конструкциях доменных цехов (рис. 1.2) -кожухи печей, воздухонагреватели, пылеуловители и другие сооружения; в конструкциях предприятий химической и нефтяной промышленности - ректификационные колонны, крекинг-установки, различные сосуды и аппараты, сварные трубопроводы большого диаметра;

3) специальных конструкций гражданского и промышленного назначения. Эта группа конструкций характерна большим разнообразием сооружений, в которых эффективно используются те или иные достоинства металла:

а) пролетные строения железнодорожных и автодорожных мостов, (рис. 1.3), путепроводы и эстакады;

б) несущие каркасы высотных зданий;

в) большепролетные покрытия зданий общественного назначения (выставочные павильоны, спортивные и зрелищные сооружения) и здания специального назначения (ангары, эллинги, авиасборочные цехи);

Рис. 1.4. Монтаж телевизионной башни в Тбилиси высотой 277, 5 м

г) сооружения башенного и мачтового типа: башни и мачты для радиосвязи и телевидения (рис. 1.4), опоры линий электропередачи высокого напряжения, башни для маяков и освещения, буровые и нефтяные вышки и т. п.;

д) подвижные конструкции: несущие конструкции больших подъемно-транспортных машин и экскаваторов (порталы, стрелы, башни), затворы гидротехнических сооружений, ворота шлюзов и т. д.

Конструкции из алюминиевых сплавов вследствие дефицитности алюминия применяются еще мало. Стоимость 1 т готовых конструкций из алюминиевых сплавов примерно в 5-8 раз выше стоимости конструкций из стали. Однако легкость, прочность и коррозионная стойкость сплавов позволяют эффективно использовать их. Из алюминиевых сплавов изготовляют кровельные и ограждаюцче панели для зданий, витражи остеклений, листовые конструкции и трубопроводы для агрессивных жидкостей, большепролетные перекрытия и подвижные конструкции, в которых большое значение имеет собственная масса, а также конструкции, возводимые в труднодоступных районах.

§ 3. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Железо, являющееся базой для изготовления металлических конструкций, производилось в России до XVII в. в небольших количествах кустарным способом. В 1698 г. указом Петра I был основан первый государственный металлургический завод в Невьянске, положивший начало промышленной металлургии. К началу первой мировой войны в России выплавлялось 4,2 млн. т стали в год. За годы Советской власти производство стали интенсивно возрастало и в 1974 г. достигло 136 млн. т.

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

В XVII в. появляются первые несущие железные конструкции в виде каркасов куполов (колокольня Ивана Великого в Москве, 1600 г.) и железных стропил (перекрытие Архангельского собора в Москве, наслонные стропила Кремлевского дворца, перекрытие над трапезной Троице-Сергиев-ского монастыря в Загорске).

В XVIII в, был освоен процесс литья чугуна для строительных целей и стали внедряться 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. Развитие мостостроения в России связано с именами знаменитых инженеров и ученых, создавших металлические мосты оригинальной конструкции, значительно развивших теорию их расчета и оказавших большое влияние на дальнейшее развитие металлических конструкций.

Инж. С. В. Кербедз (1810-1899 гг.) построил первый в России железиый мост через р. Лугу с пролетными строениями из сквозных ферм, мост через р. Неман со сплошными клепаными бплками высотой 7 м, арочный железньг:] кост в Москве.

Ииж. Д И, Журавский (1821 - 1891 гг.) возглавлял от,1ел проект![р,ч,;1 ]]ия мостов Петербурго-.Московскоп железной .пороги, разработ;!- т-Г!.-

расчета раскосных ферм и теорию скалывающих напряжении " при изгибе.

Проф. Ф. С. Ясинский (1856-1899 гг.) внес большой вклад в развитие инженерных методов расчета на устойчивость металлических стержней, что в большой степени расширило дальнейшее применение металлических конструкций.

Проф. Н. А. Белелюбский (1845-1922 гг.) создал метрический сортамент стали, развил работы по испытанию строительных сталей, составил первый курс строительной механики, улучшил конструктивную форму 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.

Проф. Л. Д. Проскуряков (1858-1926 гг.) ввел современную треугольную решетку ферм, развил теорию о наивыгоднейшей конфигурации поясов.

В начале XIX в. в металлических конструкциях начинает применяться сварочное железо, а после появления конверторного и мартеновского произ-ьодства - строительные стали.

В 40-х гг. прошлого века появился прокат в виде фасонного железа, двутавровых балок и листа, и постепенно металлические конструкции начинают приобретать современные формы. Для соединения элементов применяются заклепки.

В фабрично-заводском строительстве XIX в. металлические конструкции широко применяются для покрытий. В конце прошлого столетия появились мостовые краны, которые повлияли иа конструктивную форму производственных здании.

Первая мировая и гражданская войны приостановили развитие металлических конструкций. В апреле 1929 г. XVI партийной конференцией был принят первый пятилетний план развития народного хозяйства, которым намечались невиданные ранее масштабы строительства.

Крупное строительство, с применением различных металлических конструкций велось во все увеличивающихся объемах до начала Отечественной войны 1941-1945 гг. За это время сформировались основные принципы советской школы металлостроителей: создание экономических по расходу стали конструктивных решений при одновременном снижении трудоемкости изготовления конструкций, а также упрощении и ускорении их монтажа.

В начале 30-х гг. для соединений металлических канструкций 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.

Большую роль металлические конструкции сыграли в Великую Отечественную войну, когда требовалось в кратчайший срок возводить сооружения в отдаленных районах при острой нехватке рабочей силы. Достоинства металлических конструкций проявились и в восстановительный период: выведенные из строя металлические конструкции ремонтировались наиболее легко i! с наименьшими затратами; требовалось только 15-20% нового металла от массы восстанавливаемых конструкций.

В послевоенный период металлические конструкции получают дальнейшее развитие. В промышленных зданиях утверждается унифицированный шаг несзших конструкций, разрабатываются типовые проекты отдельных элементов конструкций и целых сооружений. Развивается теория металлических конструкций в области их расчета, оптимального конструирования, особенностей действительной работы. Большой вклад в развитие этой теории внесли советские ученые и инженеры: почетный академик В. Г. Шухов (1853- 1939 гг.), создавший ряд оригинальных конструкций и руководивший нерпой специализированной организацией по проектированию металлических конструкций, проф. И. П. Прокофьев (1877-1958 гг.), акад. Е. О. Патои (1870- 1953 гг.). Особая роль принадлежит проф. И. С. Стрелецкому (1885-1967 гг.), выдвинувшему и разработавшему ряд фундаментальных Идей по пределыю-