На семинаре «Совершенствование металлических конструкций на стадиях расчета, конструирования, изготовления», проходившем 11 февраля 2005 года в рамках Третьей Международной Выставки металла в строительстве и в архитектуре "Metal Build - 2005" и в работах, которые МГСУ проводил и проводит совместно с рядом организаций, намечены пути совершенствования металлоконструкций. в том числе и легких металлических конструкций (ЛМК)

МГСУ и фирма "СФ-ПСК" проводят совместные исследования по совершенствованию ЛМК на стадиях расчета, конструирования, изготовления и монтажа.
Развитие ЛМК, как самостоятельной отрасли строительной индустрии в США относится к концу 30-х гг. XX века, в Европейских странах - ко второй половине 40-х гг., в нашей стране - к началу 70-х гг.
В настоящее время для всех развитых стран мира ведущим направлением эффективного металлостроительства является применение ЛМК в зданиях промышленного, гражданского и сельскохозяйственного назначения.
Четкого определения ЛМК в литературе нет. В это понятие включается набор качеств, отражающих достижения отрасли.
В работах в качестве характерных черт названы: малая металлоемкость, высокая технологичность и приспособленность для изготовления на поточных автоматизированных линиях, для транспортировки, а также для конвеерно-блочных и других скоростных методов монтажа; высокая степень заводской готовности, возможность комплектной поставки целых зданий-модулей и их несущих конструкций.
Перенасыщенность наплавленным металлом сварных отечественных конструкций в сравнении с зарубежными аналогами делает актуальной проблему совершенствования расчета сварных соединений с угловыми швами. Как известно, в сварных конструкциях преобладают именно угловые швы.Почти треть из них по объему наплавленного металла и трудоемкости относится к расчетным угловым швам.
Важнейшей характеристикой рационально спроектированного свар-ного соединения с угловыми швами является равнопрочность его наиболее опасных сечений.
На основании работ проведенных МГСУ совместно с рядом организаций, предложен метод расчета сварных соеди-нений с угловыми швами по двум сечениям изложенный в документе, действующим и на сегодняшний день.
В развитие этого метода предполагается вести расчет по трем сечениям. Сечению по металлу шва и по двум границам сплавления. Это позволит перейти к разнокатетных швам с соответствующим снижением наплавленного металла.
В работе предложена уточненная методика, позволяющая правильно выбирать сварочные материалы. При выборе сварочного материала для конкретной свариваемой стали необходимо стремиться к использова-нию материалов с более высокими прочностными характеристиками. Это позволит в ряде случаев перейти к однослойным швам и минимальным катетам.С другой стороны повышать несущую способность шва имеет смысл только до определенного предела, который определяется равенством несущих способностей сечений по металлу шва и металлу границы сплавления.
Использование фирмой СФ ПСК усовершенствованных методов расчета сварных соединений с угловыми швами по трем сечениям, при дифференцированном назначении предельных расчетных длин фланговых швов, предложенных МГСУ, позволит резко сократить объем наплавленного и основного металла и на ряде конструктивных решений перейти к минимальным катетам. Кроме того, само назначение минимальных катетов конструктивных (слабонапряженных) угловых швов, равнокатетными только в случае равенства толщины соединительных элементов, в другом случае - равнокатетными (с меньшим катетом в сторону более тонкого элемента), позволит повысить эффективность конструкций.
Основным профилем, применяемым в строительстве является двутавр. В ЛМК следует шире применять двутавры с односторонними поясными швами и односторонними ребрами жесткости, приваренными односторонними поясными швами. При сохранении шага поперечных ребер жесткости, их количество уменьшается вдвое, с соответствующим снижением трудоемкости изготовления и массы наплавленного металла.
Применение треугольных фасонок [3] в решетчатых конструкциях из уголков позволяет сократить расход фасоночного материала.
Известно, что значительная экономия электродного металла может быть достигнута при применении прерывистых швов, которые рекомендуется применять в малонагруженных соединениях.
Для слабонагруженных соединений и соединений с локальными, сосредоточенными в отдельных узлах нагрузками следует рекомендовать сварку швами переменного сечения (синусоидальными). Такой шов может выполняться при переменной скорости автомата.
К снижению расхода сварочных материалов ведет обеспечение заданных размеров сварных швов. Анализ многочисленных конструктивных решений выявки превышения действительных сечений сварных швов над проектными на 15-20%.
При сварке в углекислом газе, наиболее распространенной для конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.эффективна сварка с импульсной подачей сварочной проволоки, при которой достигается выполнение номинальных размеров швов. Снижается количество дефектов и уменьшается расход сварочных материалов в пределах 15-17%.
Одним из главных направлений в совершенствовании ЛМК, производящихся фирмой СФ ПСК на стадии изготовления выбрано применение современных энерго-ресурсосберегающих технологий, оборудования и оснастки, позволяющих создать конкурентоспособную продукцию.

В.А. Белов, к.т.н.,
доцент(МГСУ)

Продолжение следует...