Конструкции железные: Металлические конструкции

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{article. content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

Конструкции и их элементы: металлические, железобетонные и деревянные

Конструкция – это сложный инженерный объект, составленный из отдельных элементов, которые формируют конструкцию.

Металлические конструкции

Металлические конструкции — это совокупность различных простых металлоизделий, собранных в одно целое и выполняющих роль несущего каркаса, или основы для агрегата, строения или определенного узла.

Важное значение в основных качественных показателях металлоконструкции, имеют ее отдельные элементы, обычно, представляющие собой металлический профиль (балка, двутавр, металлический уголок, листовой прокат, швеллер, ферма и т. д.). Именно от качества данного проката зависит долговечность и надежность всей конструкции.

А также важным пунктом при изготовлении металлических конструкций является соединение отдельных элементов, которое осуществляется следующими способами:

• Сварка.
• Болтовое соединение.
• Клепка.

Для каких бы целей ни предназначалась конструкции из металла, в первую очередь — это конструкторское решение , для которого необходимо производить точные расчеты. С технологической точки зрения, металлоконструкции отличаются простотой изготовления и быстрой сборкой. Металлические конструкции являются важным элементом как в промышленности и строительстве, так и в быту. В основном их составные части производится в заводских условиях, а основная сборка осуществляется уже на строительной площадке.

Виды металлоконструкций

Различных видов металлических конструкций существует довольно большое количество, рассмотрим основные из них:

• Каркасы строений. Такие конструкции включают в себя профильные элементы — балки, фермы, двутавры, уголки, швеллера и т. д.
• Ограждающие конструкции — витражи, ворота, оконные переплеты и т. д. Для создания таких изделий используются уголок, листовой прокат, прут.
• Цельнометаллические конструкции. К ним относятся различные емкости. Изготавливаются из листового проката.
• Высотные металлоконструкции — опоры линий электропередач, мачты, башни. На их производство в основном идет металлический уголок.
• Арматура. Данная конструкция делается из проволоки, прутьев, сетки.

Преимущества металлоконструкций

В качестве достоинств таких конструкционных изделий можно выделить следующие показатели:

• Высокие прочностные характеристики. Данная характеристика обусловлена качествами стали — сопротивление нагрузкам, невосприимчивость к механическим повреждениям, пластичность и т. д. Следует отметить что здания построенные с применением металлоконструкций способны переносить довольно сильные землетрясения.
• Сезонная независимость. Монтаж металлоконструкций можно производить практически в любую погоду при любой температуре воздуха, что, естественно, ускорят процесс строительства.
• Простота монтажа. Процесс сборки металлоконструкций не отличается большой сложностью и не требует применения специализированной техники.

Основным недостатком конструкций из металла является их восприимчивость к коррозии, но после обработки антикоррозийными материалами этот нюанс сводится к нулю.

Железобетонные конструкции

Трудно представить нашу жизнь без использования железобетонных конструкций, без этого прочнейшего и технологичного материала не обходится ни одно серьезное строительство, впрочем, и при возведении небольших частных построек он играет не последнюю роль.

Немного истории

Некоторые историки считают, что композитный материал из металлических стержней и связующей смеси изобрел Жозеф Монье в 1867 году, но факты говорят о том, что задолго до того, как Монье запатентовал свои армированные бетонные кадки, материал использовался в разных странах. В России бетон на основе известковой смеси армировался стальными стержнями при строительстве дворца в Царском Селе и случилось это до нашествия Наполеона в 1802 году.

Различия железобетонных конструкций

Постройки из армированного бетона делятся на три типа:

• монолитные;
• сборно-монолитные;
• сборные.

Монолитные конструкции представляют собой тяжелые сооружения, которые затруднительно собрать из отдельных частей, например, фундаменты под высотные здания или элементы гидротехнических объектов, но в последнее время монолитные технологии все чаще применяются при возведении корпусов многоэтажных жилых домов.

Обычно, при строительстве жилья или промышленных предприятий используются обе технологии, то есть железобетонная конструкция – сборно-монолитная. Монолитные и унифицированные сборные детали соединяются сваркой закладных элементов и бетонированием.

Существуют и чисто сборные объекты, они собирается как конструктор, а детали этого «конструктора» изготавливаются в заводских условиях. Использование сборной технологии значительно ускоряет работу, готовые элементы соединяют сваркой или цементным раствором.

Сборные элементы

Различают несколько видов деталей для возведения сборной железобетонной конструкции: балки, фермы, плиты и колонны – это далеко не все, но наиболее востребованные изделия.

Балки

Балка представляет собой деталь с длинной значительно превосходящей поперечные размеры, ее используют при устройстве фундаментов и транспортных магистралей, применяют в качестве перемычек оконных и дверных проемов, основы для тяжелых перекрытий и эстакад. Балка изготавливается по соответствующим стандартам, в зависимости от назначения.

Фермы

Есть несколько типов этих изделий, ферма может быть: сегментной, арочной с раскосами и без раскосов или полигональной. Но любой тип предназначен для сооружения кровли, главное назначение фермы – распределение нагрузки кровельной системы на несущие стены или колонны.

Плиты

Название – железобетонная плита относится к многочисленному классу изделий, используемых в самых разнообразных направлениях строительства, но все они представляют собой прямоугольную плоскую или п-образную конструкцию. В зависимости от назначения, плиты различают: по размеру, форме, прочности, наличию внутренних пустот, теплоизоляционных, влагостойких и морозостойких свойств. Применение железнодорожной плиты актуально при сооружении межэтажных и кровельных перекрытий, для строительства дорог, аэродромов, эстакад и мостов.

Колонны

Железобетонная колона – вертикальный несущий элемент, предназначенный для передачи нагрузки на фундамент. Колонны применяют при возведении каркасных зданий и при сооружении крановых путей в производственных помещениях. Различают колонны для верхних, средних и нижних этажей, а также существуют сплошные бесстыковые изделия. При производстве железобетонной колонны используются тяжелые марки бетона и усиленный арматурный каркас.

Трудно переоценить значение железобетонных конструкций в современной жизни, вся промышленная и жилая инфраструктура, в буквальном смысле, держится на армированном бетоне. А последние разработки доказывают, что перспективность этого материала еще не исчерпана.

Деревянные конструкции

Деревянные конструкции представляют собой строительные конструкции, полностью изготовленные из древесины, в некоторых случая допускается использование металлических элементов для придания прочности соединения.

В настоящее время древесина как конструкционный материал используется в основном в частном домостроении, при возведении одноэтажных строений общественного и промышленного назначения. Кроме того, они находят применение при строительстве небольших пешеходных и автомобильных мостов, хозяйственных построек, а также при декорировании помещений.

Основные виды деревянных конструкций

Основными видами строительных конструкций из дерева являются следующие простые и сложные изделия:

• Настил. Уложенный вплотную или с зазором ряд досок, закрепленных гвоздями или саморезами.
• Цельные балки состоят из бревен или досок, установленных на ребро.
• Составные балки представляют собой изделия из соединенных между собой досок или бруса.
• Цельные или составные стойки изготавливаются из бревен или досок.
• Двутавры представляют собой сложный вид балочных конструкций. При изготовлении двутавров используются доски и брус.
• Фермы являются сложной деревянной конструкцией треугольной трапециевидной прямоугольной формы. Фермы состоят из нижнего и верхнего пояса, раскосов и опорные конструкции.

Кроме вышеназванных деревянных конструкций, существует довольно большое количество других их видов (арка, свод, мачта, лестничные пролеты и т. д.).

Преимущества деревянных конструкций

В качестве достоинств древесины как конструкционного строительного материала выделяются следующие показатели:

• Эстетическая привлекательность.
• Относительная стойкость к воздействию химически агрессивных сред.
• Древесина экологически чистый возобновляемый строительный материал.
• Легко поддается механической обработке.
• При соблюдении нормативных требований, возможно перекрытие больших площадей потолочного пространства.
• Хорошие тепло и звукоизоляционные свойства.
• После соответствующей обработки обладает огнестойкими качествами.
• Соединение конструкций можно выполнять с помощью специальных клеевых составов.

Недостатки древесины как строительного материала

Наряду с достоинствами, деревянные конструкции имеют и существенные недостатки:

• Древесина подвержена гниению, но после обработки специальными пропитками этот недостаток устраняется.
• Древесина легко воспламеняемый материал. Для усиления огнестойкости требуется специальная обработка.
• Сравнительно низкие прочностные характеристики (относительно металлических и железобетонных конструкций).
• Срок службы конструкций из древесины ниже чем у металлических и железобетонных аналогов.
• Деревянные конструкционные материалы используются человечество с давних времен и в настоящее время спрос на такие изделия не уменьшается, и наверняка будет поддерживаться и в будущем.

Шесть самых известных стальных железных конструкций в мире

Хотя сталь и железо могут не прийти в голову в первую очередь, когда вы думаете о красоте и инновациях, современная архитектура приняла этот материал не только как каркас здания, но и как уникальный внешний вид, который определяет его. Сегодня дизайнеры включают больше стали и железа в дизайн своего дома, включая двери из кованого железа и гладкие стальные панели. Вот шесть самых известных и вдохновляющих стальных железных конструкций, которые помогут вам развить свой творческий потенциал.

Мы знаем, мы начали с очевидного, но Эйфелева башня в Париже, построенная в 1889 году, была результатом желания архитектора Гюстава Эйфеля доказать, что такие материалы, как кованое железо, могут быть такими же прочными, как камень или дерево.

Хотя первоначальные критики Эйфелевой башни не стеснялись разделять свою неприязнь к скелетному современному дизайну, в конечном итоге она завоевала сердца Франции и всего мира. Сегодня это одна из самых узнаваемых достопримечательностей в мире.

Еще одно здание, которое вы обязательно узнаете, Эмпайр-стейт-билдинг сочетает в себе стиль ар-деко и блестящую сталь, создавая результат, который восхищает публику с 1931 года. Этот 103-этажный памятник Нью-Йорка может похвастаться удивительным стальным каркасом весом 57 000 тонн — только подумайте, сколько декоративных железных дверей можно было бы сделать!

Эмпайр-стейт-билдинг больше не является самым высоким зданием в мире — эта честь теперь принадлежит Бурдж-Халифе в Саудовской Аравии, — но оно удерживало этот титул более сорока лет.

Если вы когда-нибудь бывали в Лос-Анджелесе, то наверняка видели это сияющее зрелище на С. Гранд-авеню. Концертный зал Уолта Диснея, где располагается Филармония Лос-Анджелеса, — один из самых амбициозных проектов архитектора Фрэнка Гери.

В период с 1987 по 2003 год в этом концертном зале демонстрируется преданность Уолта Диснею музыке и искусству. Это яркий пример того, как сталь может быть твердой и стабильной, а также жидкой и эфирной.

Хотя вы, возможно, удивитесь, увидев Бруклинский мост в этом списке, вы должны знать, что это был первый когда-либо построенный подвесной мост из стальной проволоки. Из-за довольно сложной конструкции, на строительство которого потребовалось более десяти лет, мост был окончательно завершен в 1869 году и по-прежнему имеет большое значение.

Это может показаться знакомым, если вы смотрели Олимпийские игры 2008 года — тогда это была огромная достопримечательность, и она остается до сих пор. Хотя для строительства Пекинского национального стадиона было использовано всего 42000 тонн стали (меньше, чем у Эмпайр-стейт-билдинг), на момент строительства он был самым большим стальным зданием на земле.

Завершает обратный отсчет небоскреб Бурдж-Халифа в Дубае. В настоящее время этот буквальный небоскреб является мировым рекордом по самому высокому зданию, насчитывающему 163 этажа. Для его постройки потребовалось всего 31 400 тонн стали из-за его плотно свернутой конструкции.

Бурдж-Халифа в настоящее время может считаться самым высоким зданием, но, по оценкам, в течение следующих четырех лет он может быть затенен — ​​человеку и стали действительно нет границ!

Вы также можете использовать сталь

Хотя у вас может не хватить бюджета на создание нового стального символа в мире, вам не придется ждать, чтобы включить этот прочный и удивительный материал в свой собственный умный дом или строительные проекты! Здесь, в Universal Iron Door, мы точно знаем, какая современная железная входная дверь или деревенская железная французская дверь нужна вашему дому — мы сделали их длиннее, чем существовали некоторые из этих знаковых зданий! Не стесняйтесь обращаться к нам сегодня по телефону 818-771-1003, чтобы назначить консультацию.

архитектура | Определение, методы, типы, школы, теория и факты

Архитектура , искусство и техника проектирования и строительства, отличающиеся от навыков, связанных со строительством. Практика архитектуры используется для удовлетворения как практических, так и выразительных требований, и, таким образом, она служит как утилитарным, так и эстетическим целям. Хотя эти два конца можно различить, их нельзя разделить, и относительный вес, придаваемый каждому, может широко варьироваться.Поскольку каждое общество — оседлое или кочевое — имеет пространственные отношения с миром природы и другими обществами, создаваемые ими структуры многое раскрывают об окружающей их среде (включая климат и погоду), истории, церемониях и художественной чувствительности, а также многих аспектах. повседневной жизни.

Британская викторина

Архитектура: построенный мир

Как называется башня, связанная с мечетями? Кто построил замок Херста? Проверьте свои знания архитектуры и архитекторов с помощью этой викторины.

Характеристики, которые отличают произведение архитектуры от других построенных конструкций: (1) пригодность произведения для использования людьми в целом и его адаптируемость к конкретной человеческой деятельности, (2) стабильность и постоянство конструкции объекта. и (3) передача опыта и идей через их форму. Все эти условия должны соблюдаться в архитектуре. Второе является постоянным, тогда как первое и третье различаются по относительной значимости в зависимости от социальной функции зданий.Если функция в основном утилитарная, как на фабрике, коммуникация имеет меньшее значение. Если функция в основном выразительная, как в монументальной гробнице, полезность — второстепенная проблема. В некоторых зданиях, таких как церкви и ратуши, коммунальные услуги и коммуникации могут иметь одинаковое значение.

В данной статье рассматриваются прежде всего формы, элементы, методы и теория архитектуры. Для истории архитектуры в античности, см. разделы, посвященные Древней Греции и Риму в западной архитектуре; а также анатолийское искусство и архитектура; Арабское искусство и архитектура; Египетское искусство и архитектура; Иранское искусство и архитектура; Месопотамское искусство и архитектура; и сиро-палестинское искусство и архитектура. Для более поздних исторических и региональных трактовок архитектуры, см. Африканская архитектура; Китайская архитектура; Японская архитектура; Корейская архитектура; Океаническое искусство и архитектура; Западная архитектура; Центральноазиатское искусство; Исламское искусство; Искусство Южной Азии; и искусство Юго-Восточной Азии. Для обсуждения места архитектуры и архитектурной теории в сфере искусства, см. эстетика. О родственных формах художественного самовыражения: см. город; дизайн интерьера; и городское планирование.

Использование

Типы архитектуры устанавливаются не архитекторами, а обществом в соответствии с потребностями его различных институтов. Общество ставит цели и поручает архитектору поиск средств их достижения. Этот раздел статьи посвящен архитектурной типологии, роли общества в определении видов архитектуры и планированию — роли архитектора в адаптации проектов к конкретным применениям и общим физическим потребностям человека.

Наши любимые известные конструкции из кованого железа

Кованое железо веками использовалось для создания прочных, долговечных и привлекательных конструкций любых форм и размеров. За прошедшие годы архитекторы создали поистине замечательные творения из того же материала, который мы используем для изготовления наших дверей, ворот и аксессуаров. В этой статье мы рассмотрим некоторые из самых знаковых сооружений из кованого железа со всего мира.

Это 1600-летнее строение славится исключительным качеством строительства. По оценкам ученых, столб примерно на 98% состоит из кованого железа. Поскольку в нем нет посторонних примесей, столб обладает высокой устойчивостью к коррозии и почти не поврежден более тысячи лет. Железный столб Дели — истинное свидетельство невероятной прочности и долговечности кованого железа. Сегодня колонна — одна из самых популярных туристических достопримечательностей Индии, ежегодно привлекающая миллионы посетителей.

Когда он был построен в 1852 году, этот мост на реке Литтл Патаксент в Мэриленде был первым цельнометаллическим железнодорожным мостом в мире. Сегодня он заработал себе еще одно признание как последний оставшийся мост из кованого железа в мире. Мост подвергся обширной реставрации в 1983 году, а затем снова в 2000 году после того, как он был объявлен национальным историческим памятником.

Эйфелева башня, пожалуй, самое культовое сооружение из кованого железа в мире, изначально была построена Гюставом Эйфелем как центральный элемент Всемирной выставки 1989 года.Пока в 1930 году не было завершено строительство Chrylser Building, оно носило титул самого высокого здания в мире. С момента завершения строительства башню посетили более 250 миллионов человек.

В Abby Iron Doors мы гордимся тем, что продолжаем традицию тонкой обработки железа. Хотите узнать больше обо всех наших изделиях из кованого железа? Просмотрите наше портфолио в Интернете или позвоните нам сегодня для получения дополнительной информации.

Металлоконструкции в зданиях XIX века: понимание, уход и повторное использование

Понимание, уход и повторное использование

Майкл Басселл

		Рисунок 1: Верхний этаж текстильной фабрики 1860-х годов в Хаддерсфилде с чугунными колоннами и водосточной балкой, кованый железные стропильные фермы и внешние стены из толстого жернового камня: здесь показана мельница, приспособленная для использования в качестве университета. учебный блок.

Декоративные металлоконструкции по праву ценится за свой характер, особенно при исполнении умелыми руками; но конструкционные металлоконструкции в прошлом часто упускается из виду. Многие известные деятели лоббировали (безуспешно) спасти большую кладку Арка на вокзале Юстон в Лондоне, снесена в 1961-2, но никто не возвысил голос, как ранняя и нежная крыша из кованого железа 1837 года фермы над площадками ушли в утиль.

Еще недавно интерес к пониманию Металлические конструкции 19 века пришли от долгожданного повторного использования избыточных зданий, наряду с необходимостью оценки большой запас железных мостов для постоянного увеличения автомобильные грузы. Викторианские склады, мельницы, и солод обыкновенный в железном каркасе типы промышленных зданий, которые могут найти широкое повторное использование для квартир, офисов, колледжей и др. использует (см. рисунок 1).Такие конструкции часто перечисленные, и текущее правительственное руководство (например, PPS5) активно поощряет новое использование вместо сноса.

ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДЫСТОРИИ

Балки и колонны в зданиях чугунные появился в 1790-х годах, сначала в многоэтажном текстильные фабрики, где рабочие и машины были сбиты вместе (рисунок 2). Вскоре коммерческий, а затем морской на верфях в складских помещениях использовалось конструкционное железо.Таким постройкам нужны были прочные колонны и балки для перевозки тяжелой техники или хранения материалы. Прочные деревянные секции становились дефицитный и дорогой, а чугун предлагал универсальная и более дешевая альтернатива. На равных, ценное содержание сделало важным, чтобы эти здания были «огнестойкими», особенно в мельницах, где тряпка пропитана маслом деревянные полы и свечи были потенциально легковоспламеняющееся сочетание.Длительное время «Огнестойкий» приравнивался к «негорючему», поэтому вместо каркаса был предоставлен чугунный каркас. древесина для поддержки перекрытий кирпичных арок, покрытых с щебнем и каменными плитами, или, реже, плиты, положенные непосредственно на более близко расположенную сетка из железных балок (рисунок 3).

	Деталь: арки кирпичные между горбатыми. чугунные балки выламываются для размещения новый подъезд и лифты.

Железные дороги также быстро освоили железо для односкатные крыши поездов, с самых больших пролетов вплоть до самой маленькой платформы навесы. Вскоре железо было найдено во всех тип здания: офисы, гостиницы и гранд дома из чугуна с элегантным профилем колонны, а балки из кованого железа скрытые над кессонными потолками большие общественные помещения; приморские пирсы ступили над водой с деревянной палубой на несущие балки и фермы из кованого железа на чугунные колонны и сваи; четное террасный корпус часто используется простой цилиндрической формы чугунные стойки для поддержки эркеров, а также Руководство по исторической Шотландии для практиков 5: Шотландские железные конструкции (1) отчетливо видны.

Каталоги ведущих производителей железа (2) предлагали удивительное разнообразие готовых изделия из перил и ворот через балки, колонны и фонарные столбы для комплектации навесов и зимних садов. Литейные заводы и производители в равной степени могли выполнять индивидуальные заказы на отливки и балки и фермы из кованого железа.

Основные периоды конструктивного использования из чугуна и кованого железа в зданиях можно резюмировать следующим образом:

Чугун

• Балки и стропила наклонных крыш и т. Д. — с 1790-х по 1870 год
• Колонны — с 1790-х гг. До 1910 г.

Кованое железо

• Балки двутавровые (малые) и сборные клепаные балки и фермы — с 1850 по 1890-е годы
• Колонны кованые — редкие (чугун колонки были прочнее и дешевле)
• Тяги и обвязка к деревянной кровле фермы — с позднего средневековья до 1890-е годы

Сталь

• Появился в 1885 г. , доминировал в 1900 г .; вытеснил и литое, и кованое железо к 1914 г.

Во второй половине 19 века крыша фермы часто были «составными»: основные стропила из литого или кованого железа или дерева были совмещены с нижней стрелой и другие элементы напряжения из кованого железа, и сжатые диагонали чугуна, часто утолщены «энтазисом» в середине до увеличить сопротивление продольному изгибу.

Тогда как толщина кирпичной кладки и опоры, а также размеры деревянных секций были обычно устанавливается проверенным правилом большой палец, железные конструкции обычно рассчитывались для размера, требующего осведомленности о нагрузках переноситься и прочности материалов. Инженеры-строители (развивающаяся профессия в г. на этот раз) работали с тем, что сегодня называется материаловеды, испытательные материалы и установление «факторов безопасности», на которых основывается их дизайн для крупных проектов, таких как мосты и крыши. Архитекторы, геодезисты, основатели железа, производители и строители часто определяют размеры балок с использованием опубликованных таблиц, основанных на этих тестах.

Рис. 2. Мельница Дизерингтона (1796 г.) недалеко от Шрусбери в Шропшире, первая в мире многоэтажный дом из чугуна как по колоннам, так и по балкам. Первоначально лен мельница, а затем солод, сейчас он внесен в список первого сорта, но ожидает новое использование.	Рис. 3 Четырехугольное здание на бывшей военно-морской верфи в Ширнессе, Кент (1828 г., снесен): каменные перекрытия опирались на чугунную конструкцию. вторичных балок с « рыбьим животом », первичных балок с горбинкой и полых круглых столбцы.

ЛИТЬЕ ИЛИ ГРАФИКА?

Для оценки металлических изделий XIX века необходимо различать литое и кованое железо, поскольку они имеют существенно разные свойства.

Железо, как и сейчас, производилось из железа. руда выплавляется в доменной печи с обжигом древесный уголь (позже кокс) как источник тепла и углерода, а также известняк как флюс. С повышением температуры из-за «взрывов» воздуха, при температуре около 1150 ° C железо сжижается с содержание углерода 4-4,5%. Это соотношение производит железоуглеродистый сплав с наименьшим точка плавления (значительно ниже, чем у чистое железо, c1535 ° C).Как можно дольше «шлаковых» примесей были удалены, расплавленное железо было спущено на песчаный слой охладиться и затвердеть в виде комков «чугуна».

Чугун изготовлен из переплавленных и очищенный чугун и формованный литьем. Первый, постоянная деревянная модель компонента было изготовлено одноразовое литье формы можно было делать из песка. Известный как «шаблон», эта модель была примерно по одному на центов превышения размера, чтобы учесть усадку железо по мере его охлаждения и затвердевания. Шаблон был набит песком в деревянный ящик сделать форму, обычно из двух частей, чтобы что все железные поверхности будут заключены в песок для равномерного покрытия. С рисунком сняли, расплавленный чугун залили в плесень. Вентиляционные отверстия позволяли воздуху выходить, поскольку железо потекло, чтобы заполнить форму. После охлаждения отливка была извлечена из формы.

Кованое железо изготовлено методом переплавки чушек железо, дымовые газы и горячий воздух нарисованный над расплавом под куполообразным крыша для отражения воздуха и тепла вниз; в качестве кислород вступил в контакт с углеродом в расплавленного железа, два элемента объединились как окись углерода и выгорела.
Утюг был сгребли, чтобы тщательно подвергнуть его горячему воздух, тяжелая работа, так как уменьшение углерода подняло температура плавления железа, ставшего становится все более жестким, пока не затвердеет в виде губчатого масса почти чистого железа, не содержащего углерода, но сохраняя некоторые включения «шлака». Это когда подогрев, был забит, чтобы выгнать больше шлак, оставляющий остатки в виде тонких нитей.Перед прокаткой чугун дополнительно нагревали. структурное использование в пластинах, стержнях, уголках и (позже) небольшие двутавры. Таким образом, железо сказано быть «созданными» или работать. Утомительный оборот жидкого чугуна ограничен каждый заряжать примерно до 200 кг, и образовавшаяся губчатая масса удерживала каждый «шарик» примерно Вес 50 кг. Большие секции из кованого железа можно сваривать огнем путем повторного нагрева и ковка, но это означало, что каждая деталь из кованого железа фактически было «сделано вручную».

Наглядное пособие для различения две формы железа — это то, что чугун имеет «зернистую» поверхность из-за песчаной формы (хотя это может быть замаскировано слоями краска), в то время как кованое железо, прокатываясь, имеет более гладкую поверхность (хотя это может подвержены коррозии, которая делает поверхность). Чугун неизменно соединялся болтовым креплением; заклепка горячая, застежка выбор для готового кованого железа секций (а позже стали), не подходили для соединения чугуна по мере его усадки при охлаждение может привести к растрескиванию хрупкого металла.

Чугун, как следует из названия, может быть выполнены в любой желаемой форме. Этот характерный, широко используемый для декоративных работа, также применялась к более функциональным компоненты, особенно кронштейны и колонны, последние часто моделируются в классических формах. Однако многие бросили железные колонны были либо плоскими, либо полыми круглые, крестообразные или двутавровые.

Относительная слабость чугуна в напряжение быстро привело к компенсации внедрение увеличенных нижних полок в балках. Для кирпичных арочных полов на мельницах этот фланец большего размера была удобной формы с покатыми сторонами обеспечить упругость кирпичной кладки. Потом, были внедрены асимметричные двутавры. В ролях железную балку часто можно отличить по более толстые фланцы и перемычки, щедро закругленные внутренние углы (во избежание растрескивания в острых повторные входящие по мере того, как железо остывает), и «горбатый» или изогнутый профиль «рыбьего живота» вдоль его длина, иногда с выгнутым низом фланец, чтобы противостоять более высоким напряжениям изгиба в середина пролета (рисунок 5). Кованые балки бывают прокатные профили меньшего размера или композит балки с клепаными пластинами и уголками.

В чугунных колоннах, сдвоенные диаметрально противоположные линии часто видны вдоль их длина там, где утекло железо на стыке двух половин горизонтальную форму (см. рисунок 9).

КОНСТРУКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЧУГУНА

Как напрямую производили литье и кованое железо повлияли на их свойства, да и на их внешний вид.Это помогает идентифицировать и понимание материала, который необходимые предпосылки для его оценки.

Высокое содержание углерода в чугуне был в виде хлопьев графита, случайно ориентированный. По сути, это пустоты в железе. с острыми углами, чтобы утюг в конечном итоге вышел из строя резко и хрупко от растрескивания распространяясь из этих углов. Итак, в напряжение, чугун относительно слаб и выходит из строя хрупким образом. Однако при сжатии чугун на самом деле прочнее мягкой стали.

Кованое железо, напротив, ковкое. и обычно пластичный (если он не были переутомлены и не отожжены повторный нагрев), с аналогичной прочностью в растяжение и сжатие — примерно такая же прочность, как у мягкой стали.

РАССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА

Всегда стоит искать чертежи и другие ведение записей перед исследованиями на месте предпринимаются попытки; но даже если очевидно полная запись конструкции должна быть найдена всегда проверяться на предмет возможных ошибок или последующие конструктивные изменения.

Первое оборудование, необходимое для структурного оценка — это пространственное обследование от какие конструкции вес, пролеты, высота, и размеры секции могут быть получены. Этот может быть довольно простым, где, как часто встречается, члены железная конструкция полностью обнажена, а чем встраиваться в стены. Однако некоторые может потребоваться открытие, например, чтобы установить размеры чугунной балки встроен в кирпично-арочную мельницу пол (помня, что поперечное сечение балки могут отличаться по длине, поэтому оба середина и концы должны быть исследованы).

	Рис. 6. Шестиугольная полая чугунная колонна, разделенная расширение замерзающей воды после колонны (удвоение как водосточная труба) заблокировалась, пока эта заброшенное здание вокзала 1851 года на Рьюли-роуд, Оксфорд стоял заброшенный. Впоследствии демонтированы, восстановлены и реконструирован, здание теперь является успешной частью Бакингемширский железнодорожный центр недалеко от Эйлсбери.
	Рис. 7. «Практический» ремонт стальной пластины с болтовым креплением к фланец чугунного двутавра: колонна, бывшая Военно-морская верфь в Чатеме, Кент, вероятно, была сбита автомобилем .

Наружный диаметр полого круглого чугунные колонны можно измерить штангенциркулем, а толщину стенки определяют по сверление (без ударных) небольших отверстий на трех точки, равномерно расположенные по периметру, на немного разной высоте, чтобы избежать потенциально ослабленная линия и выталкивание изогнутой провод до конца, при выводе заедает. Это дает локальную толщину стенки; три таких измерения определят внутреннюю стену профиль. Небольшая неконцентричность обычна, внутренний стержень отливки (обычно песок, сформированный вокруг стержня из кованого железа), немного сдвинувшись в форме, так как она была нарушена или «всплывает» более плотным расплавленным чугуном. Примечание что ударное бурение рискует разрушить хрупкий чугун: использование перфоратора может буквально быть смертельным как для строения, так и для бурильщика.

Состояние металлоконструкций должно быть учредил. Главный враг структурного железо, как и многие строительные материалы, воды. У чугуна, как бывает, хорошо устойчивость к коррозии, благодаря прочному поверхностная корка образовалась по мере охлаждения отливок. Действительно полые круглые колонны — с или без внутреннего вкладыша — часто использовались как водосточные трубы для водостока, особенно в крытые рынки и другие здания с большой размер. Однако блокировка иногда приводит к попаданию воды в шахту, который, если он замерзнет, ​​может сломать столбец как он расширяется (рисунок 6). Вставка нового внутреннего лайнеры в звуковых колонках могут быть благоразумными.

Кованое железо, как и сталь, больше уязвимы для повреждения водой. Как и в случае с деревом, особое внимание следует уделить утюгу концы стержней встроены во внешние стены, которые может стать насыщенным.Окрашивание ржавчины — очевидный ключ к разгадке, поскольку ржавчина имеет больший объем чем оригинальный утюг, он часто делает присутствие, известное как «набухание», например где вода проникла в узкие щели на позиции заклепок в решетчатых балках. Обнадеживающе, если счистить ржавчину, она обычно обнаружил, что потеря секции существенно меньше поверхностной толщины ржавчины.

Следует помнить, что железные конструкции 19 века были построены для императорских размеры, а не метрические.Чугунная колонна толщина стенки около 32 мм или кованый железная пластина толщиной 19 мм должна быть принято как первоначально равное 1¼ дюйма и ¾ дюйма соответственно, как округление до 30 и 20 мм снизят прочность и оценка стабильности значительно.

Эта оценка, как в настоящее время, так и за последствия предполагаемых изменений, обычно нужен инженер-строитель кто понимает совсем другое характеристики чугуна и кованого (3) .

Для оценки требуется больше места описать чем доступно здесь; полнее доступно руководство, например, в Справочник Института стальных конструкций (SCI) (4) . Здесь следует отметить два ключевых момента:

1 Чугун без хрупкого материала любая значительная пластичность, должна быть оценивается с использованием «рабочих» нагрузок и «допустимые» напряжения — не Принципы «предельного состояния», как в текущих строительные нормы и правила для стали.

2 Рекомендуемое значение предела текучести кованого железа 220 Н / мм² (значение давно принят в руководстве по оценке мостов, и совсем недавно в руководстве SCI). В принят предел текучести для более старых сталей (не с учетом сегодняшнего более строгого качества регуляторов) составляет 230 Н / мм² — менее 5 на цент выше кованого железа. Таким образом, когда оценка строения 1880-1890-х годов «Переходный период», когда оба железо и сталь использовались, отбор проб металлов различать эти два материала не принципиально.Это экономит деньги, избегая необходимости инвазивного отбора проб, важно для объектов наследия.

Оценка может принести долгожданные новости что структура соответствует настоящему и будущее использование. Как вариант, необходимость ремонта или может быть указано усиление. На этой точке испытание под нагрузкой, обычно на 25% выше рабочая нагрузка, может быть предложена, чтобы показать что конструкция имеет большую вместимость, чем предсказывается (часто обязательно) упрощенным расчеты, но это нужно тщательно считается.Создание и проведение Нагрузочный тест медленный и дорогостоящий, а результаты может просто подтвердить плохие новости из расчеты. Вполне может быть дешевле откусить пуля и провести необходимые работы.

РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Часто даже корродированная конструкция требует только чистка и перекраска. Стоит ли полоса лакокрасочного покрытия обратно на голый металл требует мысль.Это обеспечит чистую поверхность и хороший ключ для приклеивания новой краски схема, но предполагает удаление более старых лакокрасочные покрытия, которые могут представлять исторический интерес. На практике эта краска может содержать свинец и другие токсичные вещества; его удаление (после исторический анализ, если требуется) обычно требуют «окутывания» рабочей зоны, использования мокрый абразив, защитная одежда и безопасный улавливание и утилизация фрагментов краски.Этот будет дорого. Очистка, а затем «Перекрытие» существующего лакокрасочного покрытия может быть более практичная альтернатива.

Как и все строительные конструкции, структурные изделия из металла выигрывают от наблюдения давно установившейся консервации принцип «предотвращать распад ежедневными забота’. Регулярный осмотр и очистка водостоки и проверки на предмет коррозии или другой ущерб, минимизирует риск более серьезных проблем в будущем.

Может потребоваться отремонтировать поврежденный металлические изделия, или укрепить его, чтобы носить увеличенное загрузка. Честного местного ремонта может хватить — например, небольшая «накладная пластина», прикрученная к поврежденный фланец чугунной колонны (рисунок 7). Как вариант, по принципу «обратимого вмешательства», существующие структура может быть дополнена новыми работами а не заменил.Яркий пример это светлый пол 1827 года над I степень внесена в список Королевской библиотеки Великобритании. Музей в Лондоне продолжал «горбатиться» чугунные балки с проткнутыми перемычками почти 15 метров. Оценка (5) показала они должны быть недостаточно прочными для использования в будущем. Вместо того, чтобы заменить их новыми балками, дополнительные сварные трубчатые стальные балки были введены вместе с оригинальными балками, чтобы разделить нагрузку между собой (рисунок 8).

Сварка редко бывает подходящим соединением метод структурного ремонта на отливку или кованое железо. С нижним плавлением точка чугуна, тепло генерируется локально в сварке рискует разрушить существующие профиль элемента. Угловая сварка не подходит для кованого железа, ламинарный природа, так как вновь приваренный элемент может отделяться от многослойного железа, когда загружен; стыковая сварка требует обширных подготовка металла на месте.В целом, болты или зажимы являются наиболее подходящими методы соединения в строительных ремонтных работах.

Рис. 8: (вверху слева) Структурное вмешательство в Королевскую библиотеку в Британском музее в Лондоне: добавление новых трубчатых стальные фермы рядом с горбатыми чугунными балками 1827 года позволяли распределять нагрузки на перекрытия, тем самым избегая необходимости снимать оригинальные балки. Рисунок 9 (вверху справа) Чугунная колонна из ткани Хаддерсфилд. фрезеровать после нанесения вспучивающегося покрытия; обратите внимание на заметный «шов» на лицевой стороне колонны, где железо просочилось в стык между двумя половинками форма при отливке колонны по горизонтали.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА

В XIX веке железо и кладка конструкции, будучи негорючими, были считается «пожаробезопасным».В наши дни периоды огнестойкости определены, чтобы позволить пассажирам чтобы сбежать и предоставить разумное время безопасно бороться с огнем. Обычно это требует примененная структурная противопожарная защита, если оценка пожарной техники показывает это быть ненужным. Врезанные чугунные балки в полу кирпично-арочного и щебеночного цеха, для Например, часто можно показать, что у него есть адекватные сопротивление, так как повышение температуры открытые полки нижней балки будут задерживаться за счет эффекта «теплоотвода» массивного пола строительство. Однако отдельно стоящие колонны и опущенные балки, вероятно, потребуются применена защита. Широко распространенный метод это вспучивающееся покрытие, которое набухает при воздействии тепла образует закрытые ячейки барьер, который замедляет рост температуры структурный элемент. Тонкопленочные покрытия доступны, что позволит создать профиль декоративный чугун, чтобы оставаться видимым (рисунок 9).Другие формы применяемой защиты включают обшивку и напыленное минеральное волокно, хотя они неизбежно маскируют структурные очертания.

Ценится не только за историческое значение и его функциональная роль, раннее Металлоконструкции часто являются важной частью эстетики переделанного или адаптированного строительство. После того, как он будет понят и оценен, он может обычно поддерживаются в существующем виде или адаптируются при необходимости для обеспечения продолжительного срока полезного использования.

~~~

Список литературы

(1) Tom Swailes, Руководство для практикующих 5: Шотландские железные конструкции , Историческая Шотландия, 2006

(2) Дэвид С. Митчелл (редактор), Macfarlane’s Кастинги: Walter Macfarlane & Co, Сарацин Литейный завод, Глазго , Каталог, шестое издание, два тома, Историческая Шотландия, 2009

(3) CARE, Аккредитация по сохранению Зарегистрируйтесь для инженеров, см. Www.careregister.org.uk

(4) M Bussell, Оценка существующего чугуна и стали конструкций , Институт металлоконструкций, 1997 г.

(5) R E Slade and C Playle, Британский музей: модернизация пола над Королевской библиотекой, Инженер-конструктор , 73 (12), 20 июня 1995 г. , 193–199

ArchitectureWeek — Строительство — Кованые и чугунные конструкции

Чугунные конструкции на протяжении всей истории Америки

«Фонтан света и воды» Фредерика Огюста Бартольди; Изображение предоставлено: архитектор Капитолия; всеобщее достояние.

Чугун используется в наших конструкциях гораздо дольше, чем думает большинство из нас. Он был изобретен в Китае более 2000 лет назад и был чрезвычайно дорогим предметом роскоши, использовавшимся только в очень небольших количествах. Перенесемся на пару тысяч лет вперед: в середине 1700-х годов англичане разработали гораздо более эффективный способ производства чугуна, что сделало его более распространенным. Постепенно он проник в декоративные фонтаны и статуи Америки

Именно в 19 веке чугун стал популярным.Внезапно его обнаружили не только в железнодорожных и водных системах Америки, но и в архитектуре. Этот чугунный бум начался в 1849 году, когда в Нью-Йорке были построены магазины Edgar Laing. Здание сложено из кирпича и чугуна; Казалось, что это предвестник популярности использования чугуна для создания памятных структур.

На протяжении оставшейся части девятнадцатого века и до двадцатого века чугунные статуи и фонтаны становились все более популярными. Отчасти это было из-за практичности; чугун был известен своей огнестойкостью, и во времена до того, как электричество стало широко распространенным, это было большим преимуществом. Помимо этой разумной причины, чугун можно было легко разливать в сложные формы, создавая очень декоративные конструкции.

Один из самых известных фонтанов в Америке — фонтан Бартольди, впервые открытый в 1876 году. Это внушительное сооружение высотой 27 футов, на котором изображены три морских нимфы и окружающие их морские изображения.Созданный Фредериком Огюстом Бартольди, создателем Статуи Свободы, фонтан сейчас находится в Вашингтоне. Он многократно реставрировался, причем самая последняя и самая значительная реставрация произошла в период с 2008 по 2011 год. За это время фонтан был перемещен с его места для полной реставрации и очистки воды. Сегодня это сооружение, как никогда, внушает благоговение, оно по-прежнему возвышается в Ботаническом саду столицы страны.

Хорошо известные сооружения, такие как фонтан Бартольди, карлики по сравнению с самой большой чугунной статуей в мире, статуей Вулкана, найденной в Бирмингеме, штат Алабама.Первоначально он был показан на Всемирной выставке 1904 года в Сент-Луисе для восхищения зрителей, которые были поражены структурой в 120 000 фунтов стерлингов. Что еще более удивительно, он был создан в Бирмингеме из местного железа.

По случаю своего 100-летнего юбилея статуя Вулкана в 1976 году подверглась серьезной реставрации стоимостью 1 миллион долларов. Была добавлена ​​смотровая площадка, а ее башня была покрыта мрамором, также из Алабамы. Это была небольшая поправка по сравнению с реставрацией стоимостью 14 миллионов долларов, которая должна была произойти 25 лет спустя.Вся статуя была очищена, отремонтирована и стабилизирована, чтобы она не рассыпалась. Затем его снова установили на стальной постамент, придав ему вид, похожий на его первоначальное состояние более века назад.

Менее известные чугунные конструкции можно найти по всей территории Соединенных Штатов. Одним из таких сооружений является фонтан «Парк Форсайт» в Саванне, штат Джорджия, который впервые был построен в 1858 году и стал центральным элементом городского парка Форсайт. Это было богато украшенное сооружение, как и большинство чугунных фонтанов, изображающее греческую морскую тематику, как и многие из его современников.За его созданием последовал непрерывный ремонт до 1935 года, в том числе установка умывальника и железных перил (чтобы вода не попадала на зрителей) и неоднократную перекраску конструкции. Подлинные шаги к сохранению начались в 1960-х годах, когда фонтан был впервые отремонтирован, и продолжились в 1977 году, когда была полностью заменена чугунная фигура в центре фонтана.

Когда дело доходит до ремонта и реставрации чугунных статуй и фонтанов, есть компании, которые специализируются на этой торговле. Наем профессионалов для работы со строением обеспечит его сохранность и историческую сохранность. Существует множество уважаемых компаний, таких как наша Antique Cast Iron, компания, имеющая опыт в восстановлении и воспроизведении основных исторических чугунных форм, специализирующаяся на светильниках Vault Lights.

Прежде всего, рекомендуется проконсультироваться со специалистом, прежде чем предпринимать какие-либо попытки реставрации, чтобы убедиться, что утюг не поврежден. Чаще всего сегодня работа рабочих заключается в восстановлении ржавого железа, повреждений конструкции или недостающих деталей.Как архитектор по консервации, мы можем сделать что угодно — от мелкой очистки и обслуживания до полной перекраски конструкции и замены некоторых частей.

С момента роста популярности чугунных фонтанов и статуй в середине XIX века они сохранили историю и американскую культуру. Сегодня они служат окном в прошлое и наглядно демонстрируют тонкости американского искусства. Если у вас есть старинный чугун, который нуждается в ремонте, свяжитесь с нами.Мы рады Вам помочь.

Структура железа | SpringerLink

• Werner Pepperhoff
• Mehmet Acet

Abstract

Железо имеет две различные кристаллические структуры при атмосферном давлении: объемно-центрированную кубическую (ОЦК) и гранецентрированную кубическую (ГЦК).В основном состоянии ОЦК α-фаза устойчива, и при температуре Т = 1184 К (точка A ₃ ) α-Fe переходит в ГЦК α-Fe, которая устойчива до 1665 К (A ₄ точка). Выше этой температуры железо снова превращается в ОЦК фазу (σ-Fe), которая остается стабильной до температуры плавления T _m = 1809 K. Поскольку α и σ-Fe изоморфны, их обычно не различают, когда их называют. в bcc Fe. Стали с ОЦК и ГЦК структурой обычно называют «ферритом» и «аустенитом» соответственно.Температура кипения железа около 3300 К. Третья форма железа, имеющая гексагональную плотноупакованную структуру (ГПУ), может быть стабилизирована при высоких давлениях.

Ключевые слова

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Этот процесс является экспериментальным, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Ссылки

1. 1.

   Х. М. Стронг, Р. Э. Тафт, Р. Э. Ханнеман, Metall, Trans.

   4

   , (1973) 2657

   CrossRefGoogle Scholar

2. 2.

   L. Lin-Gun, W. A. ​​Bassett, J. Geophys. Res.

   80

   , (1975) 3777

   CrossRefGoogle Scholar

3. 3.

   Л. К. Кауфман, Э. В. Клоугерти, Р.J. Weiss, Acta Met.

   11

   , (1963) 223

   CrossRefGoogle Scholar

4. 4.

   F. P. Bundy, J. Appl. Phys.

   36

   , (1965) 616

   CrossRefGoogle Scholar

5. 5.

   П. М. Джайлс, М. Х. Лангенбах, А. Р. Мардер, J. Appl. Phys.

   42

   , (1971) 4290

   CrossRefGoogle Scholar

6. 6.

   J. M. Leger, C. Susse, B. Vodar, Solid State Commun.

   4

   , (1966) 503

   CrossRefGoogle Scholar

7. 7.

   Г. Корт, Р. Д. Тейлор, Дж. О. Уиллис, J. Appl. Phys

   53

   , (1982) 2064

   CrossRefGoogle Scholar

8. 8.

   GP Görler, DFVLR, IB 333–86 / 4, 9

   Google Scholar

9. 9.

   H.FMicklitz, D IB 333–86 / 4, 10

   Google Scholar

10. 10.

    WB Pearson,

    Справочник по решетчатым расстояниям металлов и сплавов

    , (Пергамон, Нью-Йорк, 1958)

    Google Scholar

11. 11 .

    К. Х. Джек, Proc. Рой. Soc. (A)

    208

    , (1951) 200

    CrossRefGoogle Scholar

12. 12.

    R. C. Ruhl, M. Cohen, Trans. AIME

    245

    , (1969) 241

    Google Scholar

13. 13.

    N. Ridley, H. Stuart, L. Zwell, Trans. AIME

    245

    , (1969) 1834

    Google Scholar

14. 14.

    S. V. Radcliffe, M. Schatz, Acta Met.

    10

    , (1962) 201

    CrossRefGoogle Scholar

15. 15.

    M Acet, H. Zähres, E. F. Wassermann, W. Pepperhoff, Phys. Ред. B

    49

    , (1994) 6012

    CrossRefGoogle Scholar

16. 16.

    Х. Р. Мао, В. А. Бассет, Т. Такахаши, Дж. Апл. Phys.

    38

    , (1967) 272

    CrossRefGoogle Scholar

Информация об авторских правах

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001

Авторы и аффилированные лица

• No related posts.