История развития металлоконструкций

Несущие строительные конструкции применялись уже в 17 веке, однако отдельные детали из металла (связи, затяжки) использовались  как вспомогательные, значительно раньше в каменных конструкциях. Впервые по мнению историков на Руси  металлоконструкции применились для устройства  перекрытия над трапезной Троице-Сергиевского монастыря (г. Сергиев-Посад), датируемые 1686-1696 гг. 18 столетии металлические конструкции применялись в России неоднократно как в гражданском строительстве (например, перекрытие крыльца Невьяновской башни на Урале, сооруженное в 1725 г.), так и в церковном (перекрытия куполов в церквах).

Однако как в России, так и за рубежом применение металлических конструкций в строительстве было ограниченно. Запросы строительства были еще примитивны, дорожная сеть не развита. Широкому распространению
металлоконструкций препятствовали к тому же слабое развитие металлургии, недостаток черного металла, а также неразработанность соединений.

Основным материалом для
изготовления металлических конструкций начала 19 в. был чугун, который получил широкое применение в первую очередь при строительстве мостов, а так же промышленных и гражданских сооружений. В 1784 г., в России были такие мосты в Царском селе. В Петербурге первый чугунный мост был построен в 1807 г., а также в Москве (Высокопятницкий мост на месте современного Чугунного моста) и в других местах.

В промышленном строительстве данный материал использовался в каркасах многоэтажных фабричных зданий, на многочисленных фабриках текстильной промышленности, построенных в России в середине и в конце XIX столетия. Наряду с чугуном применялось и сварочное железо. Промышленная революция конца 18 и начала 19 столетий, а также развитие железных дорог стимулировали применение сварочного железа, значительно более удобного для использования в конструкциях, чем чугун.

Однако в первое время отсутствие разработанного процесса клепки, а также профильного проката сильно затрудняло распространение железных конструкций. Широкое применение сварочное железо получило при постройке железнодорожных мостов: в 1853 г. в России был построен первый большой железный мост через реку Лугу на Петербургско-Варшавской железной дороге, просуществовавший 90 лет до его разрушения во время Великой Отечественной войны; в 1861 г. был построен мост через реку Неман в г. Ковно со сплошными железными балками, высотой около 7 м; в 1852 г. было начато сооружение железного арочного моста в Москве (бывшего Каменного), по-видимому, первого железного арочного моста, прослужившего до 1938 г.

Полосовой прокат применялся в России еще в начале 18 столетия, но профильный появился только в начале 19 веке. Одним из первых перекрытий, где применены такие железные конструкции, является перекрытие верфи на Галерном Острове в Петербурге, сооруженное в начале 30-х годов 19 столетия. С середины 1880-х годов в России, ранее, чем в других странах, началась замена в конструкциях сварочного железа литым; это мероприятие позволило значительно увеличить надежность сооружений и уменьшить их стоимость.


Гражданские металлические конструкции в течение 19 и начала 20 столетия развивались весьма медленно; основной их формой была стропильная ферма, сначала чугунно-железная, затем железная (стальная). Конструкции одноэтажных промышленных цехов того времени характеризуются наличием одних лишь железных покрытий, при этом даже в самом конце19 столетия пролеты их обычно были незначительны - порядка 10-20 м.

В самом конце19 века. появились электрические мостовые краны; однако вначале они не повлияли на конструктивную форму цехов, поскольку краны ставились на специальные внутренние эстакады. Лишь в начале 20 века. подкрановые балки стали располагать на металлических колоннах и появилась поперечная рама, что обусловило более резкое отличие конструкций промышленных зданий от конструкций гражданских.

В мировой практике широкое внедрение легких металлоконструкций началось в 30-х годах, и в настоящее время объем их применения весьма значителен. Применение ЛМК в СССР относится к началу 70-х годов, когда было принято решение об организации производства быстровозводимых металлоконструкций для промышленных зданий.

В итоге за 20-летний срок их существования в нашей стране было построено более 80 млн. квадратных метров зданий. Данные конструкции применялись при строительстве объектов машиностроения, радио и электронной промышленности, объектов обслуживания железнодорожного транспорта, стройиндустрии, агропромышленного комплекса при строительстве объектов в экстремальных условиях Сибири, дальнего Востока и Севере России. Особое значение приобретают здания для хранения и переработки пищевой продукции.

Следует также заметить, в начале 30-х годов формируется отечественная база проектирования металлических конструкций, ставящая перед собой задачи: экономии стали, упрощения изготовления и ускорения монтажа металлоконструкций. Развитие металлургии и машиностроения послужило основой строительства стальных каркасов промышленных зданий, они и определили дальнейшее развитие металлоконструкций. Повторяемость конструкций промышленных зданий создала предпосылки для разработки типовых схем и конструктивных решений каркасов.

В 1939 г. были разработаны типовые секций одноэтажных промышленных зданий и их элементов со стальным каркасом (ферм, колонн, подкрановых балок и т.п.), а также введен вначале трехметровый модуль пролетов, в последствии замененный на шестиметровый. Типизация, а затем унификация и стандартизация рассматриваемых сооружений в нашей стране стали одним из главных направлений развития металлоконструкций. Это направление существенно упростило проектирование конкретных объектов, а также способствовало резкому ускорению изготовлению и монтажа металлоконструкций.