БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (СТ)

Начало применения в строительстве собственно С. к. относится к 80-м гг. 19 в.; к этому времени были разработаны и освоены промышленные способы производства литого железа (стали) — мартеновский, бессемеровский и томасовский процессы. К концу 19 в. в России и за рубежом были построены крупные здания и инженерные сооружения, основные конструкции которых были выполнены из стали (например, павильоны Нижегородской ярмарки с висячими покрытиями, Бруклинский мост в Нью-Йорке, Эйфелева башня). В СССР интенсивный рост металлургии создал базу для дальнейшего развития и совершенствования С. к. Был накоплен большой опыт проектирования и возведения С. к., определены наиболее рациональные области их применения. Основным способом соединения элементов С. к. стала электросварка. Большая заслуга в создании и развитии отечественной школы проектирования и расчёта С. к. принадлежит советским учёным В. Г. Шухову , Н. С. Стрелецкому , Е. О. Патону и др. В современном строительстве широко применяются типовые С. к., обеспечивающие минимальный расход стали, наименьшую трудоёмкость изготовления конструкций в заводских условиях, удобство и быстроту монтажа их на месте.

В СССР для изготовления С. к. применяют в основном стали малоуглеродистые, повышенной и высокой прочности. С. к. обычно выполняются из т. н. первичных стальных прокатных элементов различного профиля (см. Прокатный профиль ), выпускаемых металлургической промышленностью по определённому перечню-сортаменту (впервые такой сортамент был разработан в России в 1900 Н. А. Белелюбским ). В качестве первичных элементов используются также трубчатые и гнутые профили. Из первичных элементов на заводах металлических конструкций изготовляют различные типовые конструктивные элементы (набор которых, как правило, ограничен): сплошные, работающие только на изгиб ( балки ); сквозные, работающие в основном на изгиб ( фермы ); элементы, работающие преимущественно на сжатие и на изгиб ( колонны , стойки); элементы, работающие только на растяжение (канаты, тросы и др.). Наряду с этим выпускается листовая прокатная сталь (широкополосная, толстолистовая, тонколистовая; см. Листовые конструкции ). Комбинированием конструктивных элементов на заводах изготовляют С. к. практически любого назначения — как в готовом виде (если по габаритным соображениям обеспечивается возможность их транспортирования), так и отдельными укрупнёнными монтажными блоками. При этом для образования отдельных конструктивных элементов, укрупнённых блоков и целых С. к. применяют сварные (преимущественно), болтовые и заклёпочные соединения . Кроме обычных болтовых, используют также соединения на высокопрочных болтах фрикционного типа (работающих на трение), которые обладают большой несущей способностью. При монтаже для объединения отдельных блоков в целую конструкцию применяют главным образом болтовые соединения.

На рис. 1 представлена конструктивная схема стального каркаса двухпролётного производственного здания, в котором конструкции стропильных ферм, светоаэрационных фонарей, а также необходимых связей — сквозные, а подкрановых балок и надколенников — сплошные. В большепролетных покрытиях используют конструкции различных систем — как плоские, так и пространственные. Плоские балочно-разрезные фермы (сквозные) применяют в основном при пролётах до 100 м (например, в ангарах для самолётов). Для перекрытия средних и значительных пролётов зданий различного назначения используют т. н. структурные конструкции, представляющие собой сквозные плиты, образуемые из отдельных однотипных стержней, для сопряжения которых в узлах применяются различные конструктивные решения (рис. 2). Весьма эффективны С. к. рамного типа (см. Рама ), преимущественно сквозные, с распором, передаваемым на фундаменты. Для перекрытия большепролётных зданий рационально использование С. к. арочной системы, причём арки могут быть сплошными или сквозными. Во многих случаях целесообразно применение стальных висячих конструкций , обеспечивающих существенную экономию стали. Висячие системы используются также при прокладке трубопроводов различного назначения через ущелья, глубокие овраги, большие реки (рис. 3). Широкое применение С. к. находят в высотных сооружениях (например, в Киеве построена телевизионная башня высотой 372 м , трубчатая конструкция которой изготовлена из высокопрочной стали, рис. 4).

В СССР С. к. проектируются на основе соответствующих Строительных норм и правил , предусматривающих необходимость выбора оптимальных в технико-экономическом отношении схем сооружений, сечений элементов и классов стали. Расчёт, как правило, производится по методу предельных состояний .

Перспективны (особенно в висячих системах) предварительно напряжённые конструкции из стали, позволяющие существенно снизить собственный вес и увеличить несущую способность С. к.

Лит.: Стрелецкий Н. С., Стрелецкий Д. Н., Проектирование и изготовление экономичных металлических конструкций, М., 1964 (Материалы к курсу металлических конструкций, в.4); Мельников Н. П., Металлические конструкции за рубежом, М., 1971; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел В, гл. 3. Стальные конструкции. Нормы проектирования, М., 1974; Металлические конструкции, под ред. Е. И. Беленя, М., 1973: Gaylord Е. Н., Gaylord С. N., Design of steel structures including applications in aluminium, N. Y., 1957.

С. А. Ильясевич.

Рис. 3. Висячий (балочно-вантовый) переход газопровода через р. Амударья (пролет 660 м ).

Рис. 2. Структурная конструкция из трубчатых стальных элементов, сопрягаемых с помощью шаровых узловых вставок (Олимпийский стадион в Берлине, ГДР).

Рис. 1. Конструктивная схема стального каркаса двухпролетного производственного здания: 1 — стропильная ферма; 2 — колонна; 3 — подкрановая балка; 4 — светоаэрационный фонарь; 5 — связи.

Рис. 4. Телевизионная башня в Киеве.

«Стальпрое'кт»,Государственный союзный институт по проектированию агрегатов сталелитейного и прокатного производства для чёрной металлургии, создан в 1924 в Москве по инициативе В. Е. Грум-Гржимайло . До 1930 назывался «Государственное бюро металлургических и теплотехнических конструкций». В «С.» разработаны: комплексный проект строительства Кузнецкого металлургического комбината, его цехов и печного хозяйства, проекты отдельных цехов и всех печей Магнитогорского металлургического комбината, печей всех металлургических, многих машиностроительных и оборонных заводов первых пятилеток, различного прокатного оборудования и др. агрегатов. В 40—70-х гг. в институте созданы установки непрерывной разливки стали, большегрузные мартеновские печи, кислородные конвертеры, двухванные печи, новые типы нагревательных и термических печей для советских и зарубежных заводов. «С.» внёс значительный вклад в теорию печной теплотехники и развитие научных основ конструирования печей. «С.» — головной институт в области конструирования печных агрегатов для нагрева металла перед прокаткой и термической обработкой. С 1961 издаётся сборник трудов «С.». Награжден орденом Трудового Красного Знамени (1974).