История металлоконструкций

История развития металлических конструкций разделена на пять периодов.

Первый период (до начала 17 века)

Первый период характеризуется применением металла в затяжках и скрепах в каменной кладке. Затяжки выковывали из кричного железа и соединяли на штырях. Конструкций из металла было очень мало, не развита была технология металла, поэтому этот период характеризуется очень незначительным использованием в строительстве металлических конструкций.

Второй период (от 17 века до 18 века)

Этот период связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных куполов глав церквей. Стержни куполов выполнены из металлических брусков и соединены горновой сваркой. Примерами такого использования служат перекрытия в трапезной Троице-Сергиевского монастыря в Загорске, каркас колокольни Ивана Великого, каркас купола Казанского собора в Санкт-Петербурге и др.

Третий период (от начала 18 века до середины 19 века)

Третий период связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий промышленных и гражданских зданий. Соединения осуществляются на болтах. Примером служит чугунная арка Александринского театра в Петербурге (1832 год). Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла сильно ограничивало конструктивную форму металлических конструкций. Однако, ученые и конструкторы того времени узнали о большом преимуществе профильного проката и на строительных площадках того времени получали уголок и швеллер путем гнутья и ковкой в нагретом состоянии.

Четвертый период (с 30-х годов 19 века до 20-х годов 20 века)

Связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и в частности в металлообработке и металлургии.

В начале 19 века полностью ушел из производства железа пудлинговый способ получения металла и был полностью заменен на мартеновский и конвертерный способ получения стали. Создавалась новая крупная промышленность на Урале, одновременно с этим шла модернизация старых производств. Создавалась металлургическая промышленность на Юге России. В 30 годах 19 века появились заклепочные соединения и станки, которые получали отверстия и способны были делать заклепочные соединения. В 40-х годах был освоен способ получения профильного проката и сортового листа. В последующие 100 лет все конструкции выполнялись клепаными. Другого способа промышленность на тот период не имела. Сталь полностью вытеснила чугун и чистое железо из конструкций.

Во второй половине 19 века большое развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма конструкций больших пролетов, совершенствовалась теория расчетов, технология изготовления конструкций. Основателями русской школы мостостроения являются инженеры и профессора С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Д. Проскуряков. Все они создали выдающиеся конструкции для своего времени. Заложили прочный фундамент теоретических расчетов, совершенствовали технологию производства.

Сызранский (Александровский) мост

Сызранский (Александровский) мост.

Большой вклад в развитие металлостроения внес В.Г. Шухов. Знаменитая радиовышка Шухова до сих пор радует своей технологичностью жителей Москвы. Особенно значительна его теоретическая и практическая работа в области резервуаростроения и листовых конструкций. Шухов разработал новые конструктивные формы металлических конструкций. Придумал использовать силу предварительного натяжения металла для возведения сетчатых покрытий. Этими проектами он намного опередил своих современников и предугадал будущее направление развития металлостроения.

Радиовышка Сухова, вид изнутри

Радиовышка Шухова, вид изнутри.

Радиовышка Сухова, вид с улицы В.Г. Шухова

Радиовышка Шухова, вид с улицы В.Г. Шухова.

Пятый период (послереволюционный, с конца 20-х годов 20 века)

Начинается с первой пятилетки, когда молодое советское государство приступило к большое программе по индустриализации страны. К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью вытеснены сварными, более легкими и экономичными в производстве. Стали использовать в конструкциях низко легированную сталь. В мощную отрасль выросла производственная база металлических конструкций. Советские инженера в полной мере увидели преимущество металлических конструкций для строительства зданий и сооружений. Создавались новые конструктивные формы зданий с применением металлических конструкций, перекрывались большие пролеты, о которых раньше не могли мечтать строители прошлых веков. Начали создаваться специализированные проектные институты: Главстальконструкция, трест Проектстальконструкция, Монтажстальспецстрой. Начиная с 1925 года, когда индустрия только набирала обороты и использование металлических конструкций начиналось от нескольких десятков тысяч тонн в год, к 85-му году в строительной индустрии применение металлических конструкций достигло приблизительно 6 миллионов тонн в год и с каждым годом использование металла в строительстве продолжает увеличиваться.

Металлические конструкции обладают большим преимуществом перед другими видами конструкций. Они отвечают высоким требованиям по прочности и надежности. При соответствующем обосновании, полностью в некоторых видах зданий вытеснили бетонные и железобетонные конструкции. Пожалуй, нет ни одной отрасли народного хозяйства, где не используется металл. Он нашел свое применение в промышленном и гражданском строительстве, строительстве специальных зданий и сооружений. Большие пролеты невозможно перекрыть другими конструкциями, кроме как металлическими. Каркасы многоэтажных зданий стали делать из металлических конструкций, где ранее преобладал бетон, железобетон и кирпичная кладка. Здания из металла обладают серьезными аргументами против классических материалов: это быстрота возведения конструкций, прочность конструкций, сочетающая в себе высокую надежность и экономичные формы конструкций, позволяющие сэкономить много народных средств при строительстве зданий. Все эти аргументы прочно поставили индустрию металлических конструкций в важную отрасль страны. Без использования металлических конструкций сейчас не обходится ни одна стройка, а с годами мы видим только постоянное увеличение использования металла в строительстве. Металлические конструкции никогда не покинут строительную отрасль.

Современный небоскреб
Современный небоскреб