Конструкции и их элементы

Конструкция – это сложный инженерный объект, составленный из отдельных элементов, которые формируют конструкцию.

Металлические конструкции

Металлические конструкции — это совокупность различных простых металлоизделий собранных в одно целое и выполняющих роль несущего каркаса, или основы для агрегата, строения или определенного узла.

Важное значение в основных качественных показателях металлоконструкции, имеют ее отдельные элементы, в основном представляющие собой металлический профиль (балка, двутавр, металлический уголок, листовой прокат, швеллер, ферма и т.д.). Именно от качества данного проката зависит долговечность и надежность всей конструкции.

Также важным пунктом при изготовлении металлических конструкций является соединение отдельных элементов, которое осуществляется следующими способами:

  • Сварка;

  • Болтовое соединение;

  • Клепка.

Для каких бы целей не предназначалась конструкции из металла, в первую очередь это конструкторское решение для которого необходимо производить точные расчеты. С технологической точки зрения металлоконструкции отличаются простотой изготовления и быстрой сборкой. Металлические конструкции являются важным элементом как в промышленности и строительстве, так и в быту. В основном их составные части производится в заводских условиях, а основная сборка осуществляется уже на строительной площадке.

Виды металлоконструкций

Различных видов металлических конструкций существует достаточно большое количество, рассмотрим основные из них:

  • Каркасы строений. Такие конструкции включают в себя профильные элементы — балки, фермы, двутавры, уголки, швеллера и т. д.;

  • Ограждающие конструкции — витражи, ворота, оконные переплеты и т.д. Для создания таких изделий используются уголок, листовой прокат, прут;

  • Цельнометаллические конструкции. К ним относятся различные емкости. Изготавливаются из листового проката;

  • Высотные металлоконструкции — опоры линий электропередач, мачты, башни. На их производство в основном идет металлический уголок;

  • Арматура. Данная конструкция делается из проволоки, прутьев, сетки.

Преимущества металлоконструкций

В качестве достоинств таких конструкционных изделий можно выделить следующие показатели:

  • Высокие прочностные характеристики. Данная характеристика обусловлена качествами стали — сопротивление нагрузкам, невосприимчивость к механическим повреждениям, пластичность и т.д. Следует отметить что здания построенные с применением металлоконструкций способны переносить довольно сильные землетрясения.

  • Сезонная независимость. Монтаж металлоконструкций можно производить практически в любую погоду при любой температуре воздуха, что естественно ускорят процесс строительства.

  • Простота монтажа. Процесс сборки металлоконструкций не отличается большой сложностью и не требует применения специализированной техники.

Основным недостатком конструкций из металла является их восприимчивость к коррозии, но после обработки антикоррозийными материалами этот нюанс сводится к нулю.

Железобетонные конструкции

Трудно представить нашу жизнь без использования железобетонных конструкций, без этого прочнейшего и технологичного материала не обходится ни одно серьезное строительство, впрочем, и при возведении небольших частных построек он играет не последнюю роль.

Немного истории

Некоторые историки считают, что композитный материал из металлических стержней и связующей смеси изобрел Жозеф Монье в 1867 году, но факты говорят о том, что задолго до того, как Монье запатентовал свои армированные бетонные кадки, материал использовался в разных странах. В России бетон на основе известковой смеси армировался стальными стержнями при строительстве дворца в Царском Селе и случилось это до нашествия Наполеона в 1802 году.

Различия железобетонных конструкций

Постройки из армированного бетона делятся на три типа:

  • монолитные;
  • сборно-монолитные;
  • сборные.

Монолитные конструкции представляют собой тяжелые сооружения, которые затруднительно собрать из отдельных частей, например, фундаменты под высотные здания или элементы гидротехнических объектов, но в последнее время монолитные технологии все чаще применяются при возведении корпусов многоэтажных жилых домов.

Обычно, при строительстве жилья или промышленных предприятий используются обе технологии, то есть железобетонная конструкция – сборно-монолитная. Монолитные и унифицированные сборные детали соединяются сваркой закладных элементов и бетонированием.

Существуют и чисто сборные объекты, они собирается как конструктор, а детали этого «конструктора» изготавливаются в заводских условиях. Использование сборной технологии значительно ускоряет работу, готовые элементы соединяют сваркой или цементным раствором.

Сборные элементы

Различают несколько видов деталей для возведения сборной железобетонной конструкции: балки, фермы, плиты и колонны – это далеко не все, но наиболее востребованные изделия.

Балки

Балка представляет собой деталь с длинной значительно превосходящей поперечные размеры, ее используют при устройстве фундаментов и транспортных магистралей, применяют в качестве перемычек оконных и дверных проемов, основы для тяжелых перекрытий и эстакад. Балка изготавливается по соответствующим стандартам, в зависимости от назначения.

Фермы

Есть несколько типов этих изделий, ферма может быть: сегментной, арочной с раскосами и без раскосов или полигональной. Но любой тип предназначен для сооружения кровли, главное назначение фермы – распределение нагрузки кровельной системы на несущие стены или колонны.

Плиты

Название – железобетонная плита относится к многочисленному классу изделий, используемых в самых разнообразных направлениях строительства, но все они представляют собой прямоугольную плоскую или п-образную конструкцию. В зависимости от назначения, плиты различают: по размеру, форме, прочности, наличию внутренних пустот, теплоизоляционных, влагостойких и морозостойких свойств. Применение железнодорожной плиты актуально при сооружении межэтажных и кровельных перекрытий, для строительства дорог, аэродромов, эстакад и мостов.

Колонны

Железобетонная колона – вертикальный несущий элемент, предназначенный для передачи нагрузки на фундамент. Колонны применяют при возведении каркасных зданий и при сооружении крановых путей в производственных помещениях. Различают колонны для верхних, средних и нижних этажей, а также существуют сплошные бесстыковые изделия. При производстве железобетонной колонны используются тяжелые марки бетона и усиленный арматурный каркас.

Трудно переоценить значение железобетонных конструкций в современной жизни, вся промышленная и жилая инфраструктура, в буквальном смысле, держится на армированном бетоне. А последние разработки доказывают, что перспективность этого материала еще не исчерпана.

Деревянные конструкции

Деревянные конструкции представляют собой строительные конструкции, полностью изготовленные из древесины, в некоторых случая допускается использование металлических элементов для придания прочности соединения.

В настоящее время древесина как конструкционный материал используется в основном в частном домостроении, при возведении одноэтажных строений общественного и промышленного назначения. Кроме того, они находят применение при строительстве небольших пешеходных и автомобильных мостов, хозяйственных построек, а также при декорировании помещений.

Основные виды деревянных конструкций

Основными видами строительных конструкций из дерева являются следующие простые и сложные изделия:

  • Настил. Уложенный в плотную или с зазором ряд досок, закрепленных гвоздями или саморезами.
  • Цельные балки состоят из бревен или досок установленных на ребро.
  • Составные балки представляют собой изделия из соединенных между собой досок или бруса.
  • Цельные или составные стойки изготавливаются из бревен или досок.
  • Двутавры представляют собой сложный вид балочных конструкций. При изготовлении двутавров используются доски и брус.
  • Фермы являются сложной деревянной конструкцией треугольной трапециевидной прямоугольной формы. Фермы состоят из нижнего и верхнего пояса, раскосов и опорные конструкции.

Кроме вышеназванных деревянных конструкций, существует достаточно большое количество других их видов (арка, свод, мачта, лестничные пролеты и т. д.).

Преимущества деревянных конструкций

В качестве достоинств древесины как конструкционного строительного материала выделяются следующие показатели:

  • Эстетическая привлекательность.
  • Относительная стойкость к воздействию химически агрессивных сред.
  • Древесина экологически чистый возобновляемый строительный материал.
  • Легко поддается механической обработке.
  • При соблюдении нормативных требований возможно перекрытие больших площадей потолочного пространства.
  • Хорошие тепло и звукоизоляционные свойства.
  • После соответствующей обработки обладает огнестойкими качествами.
  • Соединение конструкций можно выполнять с помощью специальных клеевых составов.

Недостатки древесины как строительного материала

На ряду с достоинствами деревянные конструкции имеют и существенные недостатки:

  • Древесина подвержена гниению, но после обработки специальными пропитками этот недостаток устраняется.
  • Древесина легко воспламеняемый материал. Для усиления огнестойкости требуется специальная обработка.
  • Сравнительно низкие прочностные характеристики (относительно металлических и железобетонных конструкций).
  • Срок службы конструкций из древесины ниже чем у металлических и железобетонных аналогов.

Деревянные конструкционные материалы используются человечество с давних времен и в настоящее время спрос на такие изделия не уменьшается, и наверняка будет поддерживаться и в будущем.