В истории России выделяют пять основных период развития металлоконструкций.
Первый этап (с XII по начало XVII века) отличается использованием металла в нетипичных для той эпохи постройки, таких как дворцы и церкви, где металл применялся в виде затяжек и связей для каменной кладки сооружений. Эти затяжки соединялись с помощью проушин и штырей, а изготавливались кузнечной ковкой из кричного железа. Само кричное железо, представлявшее собой ковкий металл, производили путем рафинирования (очистки от примесей) чугуна в специальных горнах. Позже этот метод был заменен пудлингованием — процессом передела чугуна в пастообразное железо в пудлинговых печах.
Такие затяжки можно найти в конструкции Успенского собора во Владимире (1158 г.) и каменного потолка в Покровском соборе в Москве (1560 год).
Второй отрезок (начало XVII конец XVIII века) характеризуется использованием металлических наклонных стропил и каркасов для куполов церковных глав. Элементы конструкций делали из кованых брусьев. Их соединяли между собой с помощью замков и кузнечной сварки. Примерами сооружений этого периода являются перекрытия пролетом 18 метров в трапезной Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске (1696–1698 гг.), а также каркасы куполов колокольни Ивана Великого (1603 г.) и Петербургского Казанского собора (1805 г.).
Третий период (с конца XVIII до середины XIX столетия) ознаменовался в России настоящим прорывом в области металлостроения, когда ведущей технологией стало литье чугунных стержней и конструктивных элементов. Это позволило возводить принципиально новые объекты — арочные мосты, большепролетные перекрытия и купола, что кардинально изменило облик городов.
История отечественных чугунных конструкций берет начало на Урале, где в 1725 году было создано перекрытие крыльца Невьянской башни. Первый в стране чугунный мост появился в Санкт-Петербурге в 1784 году.
Величественные купола. Вершиной инженерного искусства того времени стал грандиозный чугунный купол Исаакиевского собора (1840-е гг.). Его уникальная конструкция, собранная из отдельных косяков-сегментов в виде сплошной оболочки, включает коническую верхнюю часть, несущую каменный барабан, и более пологий внутренний свод.
Рекордные пролеты. Технология позволила перекрывать огромные пространства. Так, в перекрытии Александровского театра (1827–1832 гг.) была использована чугунная арка пролетом 30 метров. А в 1850-х годах был возведен Николаевский мост — величайшее в мире сооружение из чугуна, состоявшее из восьми арочных пролетов длиной от 33 до 47 метров.
В этот же период на смену простым балкам и аркам приходят первые фермы. Изначально безраскосные, в начале XIX века они усложняются системой решетки. Для оптимального распределения нагрузок сжатые элементы ферм изготавливали из чугуна, а растянутые, работающие на разрыв, — из более пластичного железа. Соединение в узлах осуществлялось с помощью болтов, которые пропускались через специальные проушины.
Выбор сечений для элементов был ограничен: применялись в основном прямоугольные и круглые формы, поскольку прокатного и профильного металла еще не существовало. Для создания стержней уголкового или иного фигурного сечения мастера прибегали к трудоемким процессам ручной ковки или гибки металлических полос.
Четвертый этап (с 30-х годов XIX до 20-х годов XX века) запечетлен в истории стремительным техническим прогрессом в металлургии и обработке металла.
В начале XIX века пудлингование заменило кричный процесс, а к концу 80-х годов его, в свою очередь, вытеснила выплавка стали в мартеновских и конвертерных печах. Помимо уральской, в России была создана южная металлургическая база. В 30-х годах появились заклепочные соединения и дыропробивные прессы, а в 40-х годах было налажено производство профильного и листового проката. Сталь начала активно вытеснять чугун из области строительных конструкций.
До конца XIX века промышленные и гражданские здания в России возводились в основном с кирпичными стенами и перекрывались треугольными металлическими фермами. Примерами служат покрытия Северного рынка в Петербурге (1884 г.), Варшавского рынка (1891 г.), Гатчинского вокзала (1890 г.) и дебаркадеров Киевского вокзала в Москве (1913–1914 гг.), представлявшие собой рамно-арочную систему, разработанную В.Г. Шуховым.
Во второй половине XIX века активно развивается железнодорожное мостостроение. Основоположниками русской школы в этой области стали выдающиеся инженеры и профессора С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Д. Проскуряков, Д.И. Журавский и Е.О. Патон.
Весомый вклад в развитие металлических конструкций на рубеже XIX-XX веков, а также в распространение опыта мостостроения на гражданские и промышленные здания внесли Ф.С. Ясинский, В.Г. Шухов, И.П. Прокофьев, Н.С. Стрелецкий и Н.П. Мельников.
Ф.С. Ясинский (1858–1899 гг.) внес вклад в развитие строительной науки и практики. Он является автором проектов сложных многопролетных промышленных зданий. Одним из его ключевых научных достижений стало глубокое исследование устойчивости сжатых стержней. Ясинский первым в России комплексно изучил явление продольного изгиба, выйдя за рамки теории упругости и приняв во внимание упругопластическую работу материала.
В.Г. Шухов (1853–1939) создал и внедрил пространственные решетчатые конструкции, применил предварительное напряжение и висячие системы, а также заложил основы оптимального проектирования резервуаров.
И.П. Прокофьев (1877–1958) является автором монографии по изготовлению и монтажу мостов и спроектировал ряд большепролетных покрытий.
Н.С. Стрелецкий (1885–1967) создал метод расчета по предельным состояниям, исследовал упруго-пластические свойства у материалов, занимался вопросами оптимизации, долговечности и экономики металлоконструкций.
Н.П. Мельников (1908–1982) также внес весомый вклад в развитие этой области и долгое время руководил ЦНИИП проект-стальконструкция.
Пятый этап (с 20-х годов XX века по настоящее время).
К концу 40-х годов сварные конструкции практически полностью вытеснили клепаные. Начали активно применяться низколегированные и высокопрочные стали.
Появились специализированно проектные и научно-исследовательскихе институты (таких как ЦНИИПСК, ЦНИИСК и др.), занимающихся изучением, проектированием и монтажом металлоконструкций.
В тоже время была организована сеть заводов по производству металлоконструкций (ЗМК) и монтажных трестов. Были разработаны типовые серии изделий и чертежи промышленных зданий.
Весомое развитие получили листовые, высотные, вантовые и мембранные конструкции. Объем металлостроительства в период с 1930 по 1980 годы вырос в 20 раз.
Использованный источник: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» О.В. Колотов
Заказать современную металлоконструкцию Вы можете у нас на сайте: https://mhold23.ru/product-category/proizvodstvo/metallokonstrukczii/