Загальна характеристика

Під легкими металевими конструкціями (ЛМК) розуміють основні несучі елементи і системи (балки, ферми, колони, рами та ін.), в яких завдяки раціональній конструктивній формі, оптимальним розмірам перерізів, використанню сталей підвищеної і високої міцності суттєво знижена металомісткість порівняно з традиційними конструкціями (традиційні – це зварні двотаври з гнучкістю стінки 100…120, ферми зі спарених кутиків і вузловими фасонками тощо).

З початку 1970-их років під ЛМК стали розуміти несучі і огороджувальні конструкції в будинках з прольотами 12…30 м без кранів, з підвісними кранами вантажопідйомністю до 5 т чи мостовими кранами вантажопідйомністю до 20 т, в яких маса огороджувальних конструкцій складає 30…100кг/м², при цьому сумарні витрати металу на несучі та огороджувальні конструкції знижені до 25…100 кг/м².

Особливо легкими називають такі металеві конструкції, витрати сталі в яких приблизно однакові з витратами сталі на арматуру в аналогічних залізобетонних конструкціях, приведеними до сталі Ст3.

При використанні ЛМК суттєво підвищується індустріальність будівництва. Цьому сприяють використання прогресивних технологій виготовлення, завдяки яким продуктивність праці підвищується в 1,5…2 рази, комплектність поставки елементів будівлі, швидкісний монтаж.

Отже, легкі металеві конструкції – це конструкції, високоефективні рішення яких забезпечують суттєве зниження металомісткості виробів, пристосованість їх для високомеханізованого поточного виготовлення, комплектної поставки і блочних методів монтажу.

Основні характерні риси ЛМК:

1) мала металомісткість;

2) суттєва, але в розумних межах, типізація та уніфікація;

3) стабільність номенклатури протягом достатньо тривалого часу;

4) висока технологічність та пристосованість для виготовлення на поточних автоматизованих лініях (в тому числі з мікропроцесорним управлінням), для транспортування , а також для конвеєрно-блочних та інших швидкісних методів монтажу;

5) висока ступінь заводської готовності;

6) можливість комплектної поставки цілих будинків-модулей або їх несучих конструкцій.

Зменшення металомісткості конструкцій досягається сучасними прогресивними прийомами, серед яких основними є наступні.

1. Використання сталей підвищеної та високої міцності (забезпечує до 60…70% загальної економії сталі; впливає на конструктивну форму і методи виготовлення конструкцій. Необхідно шукати такі форми, при яких ефект від використання сталей підвищеної та високої міцності буде найбільшим).

2. Використання найбільш ефективних видів прокату і гнуто-зварних профілів з максимальною тонкостінністю.

3. Оптимізація основних параметрів конструкції і її окремих елементів, розмірів перерізів на базі сучасних математичних методів і використання ЕОМ.

4. Концентрація матеріалу як в основних несучих системах, так і в окремих її елементах (концентрація матеріалу дозволяє знижувати не лише витрати сталі за рахунок більш раціонального забезпечення стійкості, жорсткості, витривалості та інших властивостей конструкції, зменшення конструктивних коефіцієнтів, але також і трудомісткість виготовлення та монтажу).

5. Суміщення функцій несучих і огороджувальних конструкцій в одній системі (дозволяє зменшити її загальну металомісткість).

6. Максимальна типізація, уніфікація і стандартизація конструкцій і будівель в цілому (важлива передумова підвищення індустріалізації металевих конструкцій і використання поточного методу виготовлення), перехід від типових елементів до типових будівель-модулей.

7. Регулювання напружень, в тому числі попереднім напруженням. Не всі методи попереднього напруження зручні при поточному виготовленні конструкцій. Достатньо технологічні - натяг тонких листів з метою запобігання втрати місцевої стійкості і підвищення області пружної роботи, а також натяг високоміцної затяжки в межах відправної марки, регулювання рівня опор в нерозрізних системах та ін.

8. Використання конструкцій, які розгортаються, дозволяє підвищити ступінь їх заводської готовності і зменшити трудовитрати на укрупнювальне зібрання при монтажі.