Стрелецкий - Стальные конструкции

ПРЕДИСЛОВИЕ

Первое издание учебника „Стальные конструкции" вышло в свет в 1948 г. За истекшее время в области промышленного и гражданского строительства наша страна добилась серьезных успехов. Накоплен богатый отечественный опыт проектирования зданий и сооружений, в том числе и высотных, опубликованы директивные документы по вопросам снижения стоимости строительства, по экономному расходованию металла, цемента и леса в строительстве, опубликован проект общего строительного кодекса — нового Урочного положения для строительства.

В связи с этим при новом издании учебника потребовалась его  значительная переработка. Добавлен раздел «Конструкции большепролетных перекрытий», а также раздел VI „Башенные конструкции", в котором  рассматриваются антенные сооружения, опоры электропередач и дымовые трубы.

Кроме того, в учебник внесены: заключительная глава „Основные сведения по экономике стальных конструкций" и отдел в главе X „Тяжелые фермы". Перечисленные разделы входят в учебную программу, и отсутствие их в предыдущем издании затрудняло прохождение курса.

Однако основная методическая установка осталась без изменения: она, как и при первом издании учебника, состоит в сравнительном анализе  различных возможных конструктивных решений стальных элементов  промышленных и гражданских зданий и сооружений. Этот анализ производится на базе принципов советской конструкторской школы, сочетающих в единый комплекс требования наибольшей экономии материала, наименьшей трудоемкости изготовления и скоростного монтажа. Поэтому этот анализ  основывается на изучении работы материала и его соединений в конструкции, особенностей изготовления конструкций и экономики конструктивных решений.

Основным отличием нового издания является то, что расчетная часть книги переведена па методику расчета по предельным состояниям, разработка которой полностью закончена для промышленных и гражданских зданий; методика допускаемых напряжений приводится как частный случай более общей методики предельного состояния. В основу расчетных  предпосылок положены новые нормы и технические условия проектирования стальных конструкций, разработанные в соответствии с установками проекта Урочного положения. Характеристика основных работ советских исследователей, значительно развивших науку о стальных конструкциях, дается в соответствующих главах с кратким описанием результатов главнейших экспериментальных исследований; в подстрочных сносках приведены наименования основных трудов советских исследователей.

Кинга снабжена соответствующим справочным материалом и примерами и потому может служить и пособием для проектирования. Редактирование книги, введение и главы I, И, V и XXXV принадлежат проф. Н. С. Стрелецкому, раздел II написаи проф. А. Н. Гениевым, главы III, IV, VI. IX. X и раздел III — доц. Е. И. Беленя, главы VII, Vllf, разделы V и VI—доц. Е. Н. Лесспгом и раздел IV — доц. В. А. Балдигнлм, Авторы выражают большую признательность доц. С. М. Тубину,  проведшему последующее редактирование всей книги и много  способствовавшему улучшению ее текста, проф. Г. К. Евграфову и доц. Н, Д. Жудпиу, профессорам С. М. Нзюмову, Н. М. Митропольскому, А. И. Отрешко, лауреату Сталинских премий инж. Н. П. Мельникову п дош Т. Н. Морачевскому, просмотревшим текст книги, за ценные указания по его улучшению.

ВВЕДЕНИЕ

Стальные конструкции весьма распространены в нашем строительстве. Это объясняется, главным образом, тем, что стальные конструкции наиболее индустриальны но сравнению с другими строительными конструкциями (каменными, железобетонными и деревянными); к тому же стальные  конструкции относительно наиболее легки и наиболее определенны в своей работе. Поэтому сооружения, требующие быстрого возведения, а также сооружения, имеющие большие размеры (пролеты, высоты и т. д.), обычно выполняют из стали.

Стальные конструкции прошли достаточно длительный путь развития. Несущие металлические строительные конструкции применялись еще в XVn в.; однако отдельные металлические детали (связи, затяжки)  использовались значительно раньше в каменных конструкциях. Первыми,  достаточно достоверными по времени своего сооружения строительными  металлическими конструкциями в нашей стране являются перекрытия над трапезной Троице-Сергиевского монастыря (г. Загорск), датируемые 1686—1696 гг.

В XVIII столетии металлические конструкции применялись у нас  неоднократно как в гражданском строительстве (например, перекрытие крыльца Нсвьянской башни на Урале, сооруженное в 1725 г.) так и в церковном (перекрытия куполов в церквах). Однако как в нашей стране, так и за рубежом применение металлических конструкций в строительстве было в XVIII столетии весьма ограничено. Запросы строительства были еще примитивны, дорожная сеть не развита. Широкому распространению  металлических конструкций препятствовали к тому же слабое развитие  металлургии, недостаток черного металла, а также неразработанность соединений. Основным материалом металлических конструкций того времени был чугун. Первый чугунный мост пролетом 30 м был построен в Англии в 1776—1779 гг. Пять лет спустя, в 1784 г., в России были построены  чугунные мосты в парке г. Пушкин (б. Царское село)*. Первый чугунный мост за рубежом на континенте Европы был сооружен в 1796 г. В дальнейшем чугунные мосты получили достаточно широкое распространение как за рубежом, так и у нас. В Петербурге первый чугунный мост был построен в 1807 г.; чугунные мосты были сооружены в Москве (Высокопятиицкий мост на месте современного Чугунного моста) и в других местах. Чугунные мосты к 50-м годам прошлого столетия достигли большого совершенства, примером чего может служить Николаевский мост в Петербурге (фиг. 1), спроектированный и построенный инж. С. В. Кербедзем. В то время это был наибольший чугунный мост.

При строительстве промышленных и гражданских сооружений в начале XIX в. также применялся чугун. Исключительным по смелости и  правильности инженерного решения является грандиозный  внутренний конический чугунный купол-оболочка Исаакиевского собора в Ленинграде (фиг. 2), сооруженный в 40-х годах прошлого столетия и несущий с своем ключе всю тяжесть верхнего каменного барабана.

В промышленном строительстве чугун нашел  широкое применение в каркасах многоэтажных фабричных зданий, на многочисленных фабриках текстильной  промышленности, построенных в России в середине и конце прошлого столетия. Широко применялся чугун также в стропильных фермах треугольного очертания, форма которых была заимствована из уже разработанных к тому времени деревянных стропил. Эффективность таких ферм, в которых сжатые элементы были  сделаны из чугуна, а растянутые — из железных тяг с  проушинами для болтов (фиг. За), привела к тому, что эта конструктивная форма удовлетворяла запросам  гражданского строительства в течение всего XIX  столетия.

Следует отметить интересные стропила  комбинированной системы в покрытиях Александровского дворца в Кремле и Александрийского (ныне им. Пушкина) театра в Петербурге постройки 30-х годов прошлого столетия.

Наряду с чугуном применялось и сварочное железо. Получение сварочного железа путем пудлингования относится к концу XV111 в., но пудлингование как промышленный процесс развилось только в прошлом столетии.

Промышленная революция конца XVIII и начала XIX столетий,  приведшая к расцвету капитализма и промышленного строительства, а также развитие железных дорог стимулировали применение сварочного железа, значительно более удобного для использования в конструкциях, чем чугун. Однако в первое время отсутствие разработанного процесса клепки, а также профильного проката сильно затрудняло распространение железных конструкций. Полосовой прокат применялся у нас еще в начале XVIII столетия, но профильный появился только в начале XIX в., а механическая пробивка отверстий (бойком) впервые была применена в Туле в 1820 г», после чего началось применение заклепочных соединений в железных строительных конструкциях. Одним из первых перекрытий, где применены клепаные  железные конструкции. является перекрытие верфи на Галерном Острове в Петербурге, сооруженное в начале 30-х годов прошлого столетия. Крайне  интересны железные стропильные перекрытия Зимнего дворца в Петербурге (фиг. 36), сооруженные в 1837 г., имеющие вид многопанельной фермы, которая впоследствии неправильно получила название фермы Полонсо.

Широкое применение сварочное железо получило при постройке железнодорожных мостов: в 1853 г. в России инж. С. В. Кербедзем был построен первый большой железный мост через р. Лугу на Петербургско-Варшавской железной дороге, просуществовавший 90 лет до его разрушения во время Великой Отечественной войны; в 1861 г. был построен мост через р. Неман в г. Ковио со сплошными железными клепаными балками, высотой около 7 м; 1852 г. было начато сооружение железного арочного моста в Москве(б. Каменного, по видимому, первого железного арочного моста,  прослужившего до 1938 г.