Применение металлов в строительстве

Изделия из чугуна. В современном гражданском и про­мышленном строительстве широко используются различные чугунные изделия (рис. 7.2). Среди них в первую очередь сле­дует назвать санитарно-технические изделия и оборудование, например отопительные радиаторы, ванны, мойки, вентили. Чугунные трубы применяют для стояков санитарно-технических кабин, канализационных сетей, для отвода промышлен­ных вод и т.д.

Чугунные литые изделия изготавливают различными спо­собами, среди которых наиболее простым является литье в формы. Прогрессивные способы литья чугуна - под давлением и центробежный. Из серого чугуна путем отливки получают элементы строительных конструкций, работающие на сжатие (колонны, опорные подушки, арки, своды, тюбинги метропо­литена, плиты для полов промышленных зданий и т.п.). Его ис­пользуют для литья труб печных приборов (топочные дверцы, задвижки, колосники), а также архитектурно-художественных изделий.

С целью повышения износостойкости полов в производ­ственных помещениях, где их поверхность подвергается меха­ническим воздействиям транспорта, верхнее покрытие выпол­няют из металлоцементного состава: в смесь цемента с водой вводят дробленую стальную стружку. В помещениях, где полы выдерживают большие ударные нагрузки, для их покрытия ис­пользуют гладкие и рифленые чугунные дырчатые и стальные штампованные плиты. Чугунные плиты с опорными выступа­ми предназначены для горячих цехов (кузнечных, сталепла­вильных, литейных, прокатных). Их применяют в залах, где пол нагревается до температуры 1000... 1400 °С (остывание на полу раскаленных металлических болванок и деталей, попада­ние расплавленного металла в виде брызг).

Металлообрабатывающая промышленность выпускает стальные изделия обширной номенклатуры.

Прокатная сталь. Ее применяют для изготовления путем сварки или клепки разнообразных стальных строительных кон­струкций (каркасы и фермы промышленных и гражданских зда­ний, пролетные строения мостов, опоры линий электропереда­чи, фонари освещения зданий и т.д.). Кроме того, из прокатной и штампованной стали специальных профилей выполняют окон­ные переплеты промышленных и общественных зданий.

Стальные конструкции выполняют обычно из прокатных элементов различного профиля (трубчатых и гнутых), полосо­вой и листовой стали. Чаще всего применяют следующие гну­тые и прокатные профили (рис. 7.3): уголки равно- и неравно-полочные, швеллеры, двутавровые балки, подкрановые рель­сы, прокатную листовую сталь (круглую, квадратную, полосо­вую, штампованную, листовую, рифленую, волнистую), прямоугольные и квадратные трубы.

Металлическая черепица. Она классифицируется по на­значению, материалу исходной заготовки, наличию и виду за­щитно-декоративного покрытия.

По назначению черепица подразделяется на следую­щие типы:

□ рядовая (Р) - плоская без отверстий для крепления (РПл-1) и плоская с отверстиями для крепления РПл-2); волнистая (РВл); чешуйчатая гладкая (РЧг); чешуйчатая ребристая (РЧр);

□ коньковая - плоская (КПл); полуцилиндрическая (КП ц).По материалу исходной заготовки черепица подразделяется на изготавливаемую из проката:

□ тонколистового оцинкованного (О);

□ тонколистового с алюмоцинковым покрытием (АЦ);

□ тонколистового алюминированного с алюмокремниевым покрытием (АК);

□ тонколистового с электролитическим цинковым покры­тием (ЭЦП);

□ листового из стали углеродистой качественной (У);

□ листового из алюминиевого сплава (Ал);

□ листового горячекатаного латунного (Л).

По наличию защитно-декоративного покры­тия черепица может изготавливаться:

□ без защитно-декоративного покрытия (без обозначения);

□ с односторонним защитно-декоративным покрытием по лицевой поверхности черепицы (С);

□ с двусторонним защитно-декоративным покрытием по лицевой и нелицевой поверхностям черепицы (Д).

Защитно-декоративное покрытие черепицы может быть ла­кокрасочным (Лк), полимерным (Пл - пластизол, Пэ - полиэс­тер, Ппу - пурал, Ппвфа - поливинилфторид и акрил), анод­ным для черепицы из алюминиевого сплава (Ан).

Предельные отклонения размеров черепицы всех типов: га­баритная длина и ширина ±2 мм; кроющая ширина, расстояние от кромок черепицы до центра крепежных отверстий и высота волны черепицы ± 1 мм.

Черепица должна иметь прямоугольную форму. Отклоне­ние от перпендикулярности сторон и разность длин диагона­лей не должны превышать 2 мм. Предельные отклонения чере­пицы по толщине должны соответствовать предельным откло­нениям по толщине исходной заготовки. Предельные отклоне­ния не распространяются на отклонения по толщине в местах изгибов.

Упакованные пачки черепицы формируются в транспорт­ный пакет. Масса транспортного пакета не должна превышать 50 кг при ручной и 2500 кг при механизированной погрузке.

Большое количество стали используют в качестве арматуры в железобетоне. В среднем для получения 1 m^j железобетона требуется 50... 100 кг стали. Для армирования железобетона используют стальные стержни и проволоку как непосредствен­но, так и в виде сеток и каркасов, изготавливаемых в основном в заводских условиях.

Арматура. Она подразделяется на ненапрягаемую, исполь­зуемую для обычного армирования, и напрягаемую, использу­емую в предварительно напряженном железобетоне.

Стержневая арматурная сталь представляет собой горя­чекатаные стержни длиной 60...80 мм. В зависимости от марки стали и соответственно от физико-механических показателей стержневая арматура делится нашесть классов. С повышением класса увеличивается предел прочности и снижается относи­тельное удлинение при разрыве арматурной стали.

По механическим свойствам стержневую армату­ру разделяют на классы с условным обозначением А (СНиП 2.03.04-84). Классы горячекатаной арматурной стали: А-1, А-2, А-3, А-4 и т.д. При обозначении класса термически упрочнен­ной арматурной стали к индексу «А» добавляют букву «т», на­пример Ат-3. Сталь, упрочненную вытяжкой, обозначают по классу исходной горячекатаной стали, но при этом добавляют еще букву «в», например Ав-3.

Арматурные стержни класса А-1 - гладкие, А-2...А-6 - пе­риодического профиля (рис. 7.4, а, б), что улучшает их сцепле­ние с бетоном. Стержневую арматуру диаметром более 10 мм поставляют в виде прутков длиной 6... 18 м, а арматуру диа­метром 6...9 мм (называемую катанкой) — в бухтах и выпрям­ляют в стержни на месте применения.

Стальную арматурную проволоку изготавливают двух классов: В-1 — из низкоуглеродистой стали (предел прочности 550...580 МПа); В-2 - из высокоуглеродистой или легирован­ной стали (предел прочности 1300... 1900 МПа).

Проволока класса В-1 предназначена для армирования бето­на без предварительного напряжения, В-2 - для предваритель­ного напряженного армирования. Если на проволоке делают рифления для улучшения сцепления с бетоном (рис. 7.4, в), то в обозначении добавляют букву «р» (например, Вр-1 или Вр-2).

Указанные условные обозначения стержневой арматурной стали действовали в Республике Беларусь до 2002 г. Согласно принятым нормам проектирования (СНБ 5.03.01-02) стержне­вую арматуру разделяют на классы с условным обозначением «S» и числом, указывающим нормативное сопротивление ста­ли в мегапикселях.

Классы ненапрягаемой арматуры: S240 (А-1 - гладкая по­верхность); S400 (А-3 - периодический профиль); S500 (Вр-1 -гладкий и периодический профили).

Классы напрягаемой арматуры: S800 (А-5, В-2, Вр-2- перио­дический и гладкий профили); S1200 (А-6, В-2, Вр-2 - перио­дический и гладкий профили); S1400 (В-2, Вр-2 - периодиче­ский и гладкий профили).

Для каждого класса установлен номинальный диаметр: S240-5, 5...40mm; S400-6...40; S500-3... 40; S800- 10...32; S1200-6...32; S1400-3...15 мм.

Арматурную сталь класса S240 изготавливают из углеро­дистой стали марок Ст5, СтЗпс и СтЗкп, класса S400 - из угле­родистой стали марки Ст5 и низколегированной стали марок 25Г и 25Г2С.

Из стальной арматуры изготавливают также арматурные сетки и каркасы (рис. 7.4, г, д), нераскручивающиеся пряди (трех-, семи- и двенадцатипроволочные) марок П-3, П-7, П-12 и стальные канаты. Канаты и пряди используют для напряжен­ной арматуры.

В современном строительстве стальные конструкции ис­пользуют в качестве несущих конструктивных элементов для высотных жилых зданий, уникальных общественных зданий, промышленных предприятий, а также при строительстве мос­тов, телевизионных башен и т.д.