Индустриальность, легкость, надежность, непроницаемость, простота ремонта, реконструкции и перевооружения – вот что выгодно отличает металлические конструкции от конструкций из остальных материалов.
Индустриальность
Изготовление на специальном оборудовании в условиях промышленного производства, а также монтаж с применением высокопроизводительного инструмента и техники позволяет минимизировать и даже исключить тяжелые ручные операции.
Легкость
Металлические несущие конструкции в настоящее время являются самыми легкими из всех производимых. Отношение плотности материала к его прочности называется показателем легкости. Для алюминиевых этот показатель имеет наименьшее значение сплавов и составляет для сплава Д16-Т 1,1х0,001 (0,1м). Если принять его за единицу, то для других материалов будут следующие данные: дерево - 4,9, сталь - 1,5...3,4, бетон среднего класса прочности - 16,8.
Именно достаточно близкое соответствие реальных характеристик стали понятию об изотропном идеально упругом и упруго-пластичном материале, в котором разработаны основные постулаты строительной механики, теории упругости, сопротивления материалов обеспечивает надежность металлических конструкций. Деформация стали имеет линейную зависимость от напряжений в большом диапазоне, имеется участок текучести, когда сталь обладает идеальной пластичностью. Структура стали мелкозернистая, однородная, с неизменными свойствами по всем направлениям.
Принятые за основу теоретические выкладки и допущения хорошо соотносятся с реальной природой материала. Соответственно, результаты расчетов работы металлических конструкций соответствуют практическим показателям. Свойства алюминиевых сплавов несколько отличаются от стальных, но в целом аналогичны.
Непроницаемость
Высокая плотность металлов, помимо большой прочности, обуславливает непроницаемость для жидкостей и газов. Изготовление и эксплуатация разнообразных стальных сосудов, резервуаров, трубопроводов, газгольдеров возможны за счет достаточной плотности материала и герметичности соединений листов, создаваемых методом сварки.
Ремонтопригодность
Вопросы реконструкции, технического перевооружения и усиления стальных конструкций решаются относительно просто. Новое технологическое оборудование закрепляется к фрагментам имеющегося каркаса посредством сварки. По необходимости, возможно усиление этих фрагментов путем приварки дополнительных элементов..
Оборачиваемость металлического фонда. В результате физического и морального износа, металлические конструкции выводятся из эксплуатации и перерабатываются промышленностью в качестве металлического лома.
Отрицательными свойствами металлических конструкций являются их сравнительно небольшая огнестойкость и подверженность коррозии.
Разрушение металла при химическом или электрохимическом взаимодействии с внешней средой – называется коррозией. Контакт незащищенной стали с влагой, солями, пылью, агрессивными газами, приводит к ее окислению (ржавлению) и последующему разрушению. Прочная оксидная пленка на поверхности алюминия и его некоторых сплавов обеспечивает достаточно высокую стойкость к коррозии. Немногие сплавы устойчивы к электрохимической коррозии. Чугун хорошо противостоит коррозии. Защитные покрытия из цинка, алюминия, красок и эмалей призваны увеличить коррозионную стойкость металлоконструкций. В особо ответственных конструкциях используют стали со специальными легирующими добавками, которые обеспечивают повышенную коррозионностойкость. В целом, при проектировании металлических конструкций, необходимо избегать пазух и щелей, в которых возможно накопление пыли и влаги.
Степень пожарной безопасности характеризуется огнестойкостью конструкций. Для металлических изделий огнестойкость относительно низка, например, при температуре для стали 600 С, а для алюминиевых сплавов 300 С, материалы теряют свою несущую способность. Изоляция конструкций от прямого контакта с открытым огнем повышает предел огнестойкости стальных конструкций. Особенно актуально это для зданий, опасных в пожарном отношении: склады с горючими или легковоспламеняющимися материалами, жилые и общественные здания. Применение специальных обмазок, огнестойких облицовок, подвесных потолков, позволяет существенно увеличить предел огнестойкости. Качественное проектирование, монтаж и надлежащее использование, даже при повышении начальных и эксплуатационных издержек, в дальнейшем окупается безопасностью выполнения конструкцией своих задач.
