Металлопрокат – это та продукция, которая изготовляется на

ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
№
Наименование разделов и тем
урок
программы
а
Конструкционные материалы
17
Лекция №8
Назначение и номенклатура
конструкционных материалов
18
ПЗ № 6
Стеновые изделия.
Керамические и силикатные
изделия. Блоки фундаментные
и стеновые из горных пород.
19
ЛР №5
Определение свойств
керамического и силикатного
кирпича
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
Содержание раздела
Содержание
Стр.1 из 11
Перечень наглядных
пособий и
оборудования
Назначение конструкционных материалов. Виды
конструкционных материалов и их свойства
Керамический и силикатный кирпич и камни.
«Теплая керамика». Виды, свойства и
применение. Стеновые изделия из горных
пород
Определение дефектов внешнего вида,
плотности, водопоглощения и прочности
кирпича
20
ПЗ № 7
Конструкционные материалы
из чугуна и стали
21
ЛР №6
Определение свойств
металлической арматуры
22
ПЗ № 8
Изделия из древесины и
древесных отходов
ЛР №7
Определение свойств
древесины
Виды и свойства древесины. Круглые и
пиломатериалы. Погонажные изделия.
24
Лекция № 9 Бетон и
железобетон
25
ЛР №8
Определение свойств песка
Виды и свойства бетона. Компоненты бетонной
смеси, их свойства. Подбор заполнителей для
бетона. Технология изготовления.
Железобетонные конструкции
Определение плотности, зернового состава,
содержания примесей в песке
26
ЛР №8
Определение свойств щебня
(гравия)
Определение плотности, зернового состава,
содержания примесей в щебне (гравии).
Определение дробимости щебня (гравия)
27
ПЗ № 10
Расчет и подбор состава
Влияние характеристик материалов на
свойства бетона. Расчет состава бетона на
23
15 ноября
2012 г.
Виды и свойства чугуна и стали. Стальной
прокат. Стальные ограждающие конструкции.
Стальная и пластиковая арматура. Чугунные
изделия
Определение прочности и относительного
удлинения стальной арматуры
Определение пороков древесины, определение
плотности и прочности древесины
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
тяжелого бетона
28
ЛР №9
Определение свойств
бетонной смеси и тяжелого
бетона
29
ЛР №10
Экскурсия на стройплощадку
«Конструктивные элементы
зданий»
ПЗ № 11
Презентация отчетов по
экскурсии на стройплощадку
«Конструктивные элементы
зданий»
ПЗ № 12
Семинар «Нанотехнологии в
производстве бетона»
ПЗ № 13 Ролевая игра
Подбор конструктивных
элементов
30
31
32
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
основе данных лабораторной работы.
Зависимость прочности бетона от
водоцементного отношения
Определение подвижности и плотности
бетонной смеси. Определение прочности и
плотности бетона
15 ноября
2012 г.
Стр.2 из 11
Образцы, приборы и
оборудование.
Рабочая тетрадь по
лабораторным
работам
Задание на экскурсию
Несущие конструкции зданий и материалы, из
которых они изготовлены
Несущие конструкции зданий и материалы, из
которых они изготовлены
Интернет-ресурсы:
stroim-zdanie.ru
Улучшение свойств бетона и его компонентов.
Российский и мировой опыт в производстве
товарного бетона
Подбор конструктивных элементов в
зависимости от назначения и архитектурнопланировочного решения зданий и сооружений.
Интернет-ресурсы:
rusnanonet.ru,
stroysss.ru,
Задания для ролевой
игры
http://afproject.ru
Металлы и сплавы
Сталь – это сплав железа
с
углеродом
строительстве
основном
(до
2%).
В
применяют
в
углеродистую
и
низколегированную сталь.
Стали подразделяют на:

обычные (СтО...Ст6) групп А,
Б и В;

качественные
углеродистые
(08кп, Ст45, А20, АС14),

легированные
конструкционные (легирующие элементы обозначают русскими буквами: Н— никель, Г —
марганец,- X — хром, С — кремний и т. п., например, 40ХН, 20ХГСА).
В строительстве сталь применяют для изготовления прокатных изделий (уголок,
швеллер, двутавр и др.), из которых возводят каркас здания. Также из стали делают арматуру
для изготовления железобетонных изделий и трубы для водоснабжения. Кроме того, для
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.3 из 11
крепления конструкций используют т.н. крепеж: гвозди, болты, гайки, шурупы и проч. В
качестве ограждающих конструкций используют сэндвич-панели: кровельные и стеновые
панели с пенополистиролом (минеральной ватой).
Основные физические свойства стали:
Плотность стали - (7,7-7,9)*10³ кг/м³ или приблизительно 7,8*10³ кг/м3. Температура
плавления, при которой твердое вещество переходит в жидкое состояние. Температура
плавления стали - 1300-1400oC. Сталь достаточно тугоплавкий металл. Для сравнения
температура плавления свинца 328 oC, он относится к легкоплавким металлам.
Удельная теплоемкость стали при 20°C - 0,11 кал/град;
Коэффициент теплопроводности стали - 39ккал/м*час*град.
Коэффициент линейного расширения стали (при температуре около 20°C) :
- сталь 3 (марка 20) - 11,9 (1/град);
- сталь нержавеющая - 11,0 (1/град).
Предел прочности на растяжение не менее 38-42 (кГ/мм²).
Для инструментальных сталей твердость измеряется в единицах по шкале Рокуэлла,
сокращенно HRC. У ножей, в зависимости от области их применения, твердость должна быть
от 56 до 62 HRC, при этом, чем больше число, тем выше твердость. Алмаз, самый твердый
материал, имеет твердость в 100 единиц по шкале Рокуэлла. При проверке материала на
твердость в него вдавливают алмазный шарик и по глубине его проникновения определяют
твердость материала по шкале Рокуэлла. Твердость стали зависит от термической обработки, в
особенности
от
отпуска,
температура
и
длительность
которого
определяют
ее
эксплуатационную твердость. В начале сталь
должна
приобрести
свою
исходную
твердость.
Для
этого
инструментальная
высоколегированная
сталь
нагревается
до
температуры закалки (данная температура
указывается заводом-изготовителем стали),
при чем разогрев осуществляется в вакууме
или инертном газе, как правило, в аргоне, так
как при соприкосновении с кислородом на
поверхности изделия в процессе нагрева может начаться химическая реакция, в результате
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.4 из 11
которой образуется окалина, что требует дополнительной обработки поверхности после
закалки. После того как температура стали достигла заданной величины, изделие охлаждается в
закаливаемой среде - это может быть воздух, вода или масло. Простые сорта стали, например,
углеродистые, закаливают в воде. Высоколегированные стали требуют закалки в более мягкой
среде, а именно, в масле или сжатом воздухе. После закалки твердость стали слишком высока,
чтобы ее можно было сразу использовать. Выше уже говорилось о том, что необходимая
эксплуатационная твердость стали достигается с помощью отпуска, в процессе которого
изделие вновь нагревается до температуры, которая значительно ниже температуры закалки,
после чего вновь охлаждается. При отпуске на поверхности стали образуется оксидная пленка,
в результате чего ее цвет меняется, причем в зависимости от толщины изделия цвет может быть
разным, что объясняется различной температурой металла при той или иной его толщине. Цвет,
который приобретает поверхность изделия в процессе отпуска, показывает, какой температуре
оно подвергалось при нагреве, исходя из чего опять-таки можно судить о твердости стали.
Все остальные металлы и их сплавы относят к группе цветных металлов. Это сплавы на
основе:

алюминия с магнием (АЛ8, АЛ 13),

алюминия с кремнием (АЛ2, АЛ4, АЛ9),

алюминия с медью (АЛ7, АЛЮ);

магния (Мг95 и Мг96 — обычные, МА2 и МА8 — деформируемые, МА5 — высокопрочный,
МЛЗ и МЛ6 — литейные);

меди с оловом и свинцом — бронзы (БрСЗО, БрАМц),

меди с цинком — латуни (Л63, ЛМцЖ); титана (ВТ4, ВТ5).
Чугун – это сплав железа с углеродом (от 2до 4%). Серый чугун, содержащий 3,5-4%
углерода, около 1% кремния и столько же марганца, - самый распространенный в мире
литейный материал, применяемый для изготовления блоков и головок цилиндров, редукторных
корпусов, тормозных барабанов, станин металлорежущих станков и многих других изделий.
Белый чугун представляет собой более твердую форму серого с содержанием 2,5% углерода,
менее 1% кремния и менее 1% марганца. Углерод входит в состав чугуна в виде карбидов
(цементита). Белый чугун весьма тверд, но, как и серый, малопластичен. Он используется в
основном в качестве износостойкого материала, например для шаров и броневых плит мельниц,
размалывающих минералы. Белый чугун можно термообработкой превратить в т.н. ковкий
чугун. Ковкий чугун гораздо более пластичен, чем серый и белый, но менее прочен и не так
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.5 из 11
тверд. Ковкие чугуны применяются в основном для сложных отливок, таких, как
трубопроводная арматура, цепи, крепеж для строительных лесов.
Основная же масса получаемого из железной руды чугуна идет на производство стали.
Изделия и конструкции из металлов и сплавов
МЕТАЛЛОПРОКАТ
Тонколистовая сталь (жесть)
Двутавровые балки
Арматура периодического
профиля
 Профильная труба
 Швеллер
 Уголки металлические
 Полосовая сталь
 Прутковая сталь
 Катанка



Металлопрокат – это та продукция, которая изготовляется на прокатном производстве.
Металлопрокат бывает в виде изделий из цветного, черного сплава и металла или же в виде
полуфабриката. Существует металлопрокат листовой, сортовой прокат, трубный, а также
фасонный. Изготовляют металлопрокат методом холодной, теплой или горячей прокатки.
Производство металлопроката представляет собой длительный процесс. Подобная процедура
требует определенного подхода, особых навыков и умений, необходимо специальное
лабораторное оборудование. Способов и методов изготовления металлопроката много, все они
разнообразны. Стальные профили
Стальной профиль необходим во всех отраслях, которые имеют отношение к строительству.
Он не требует тяжелого оборудования и имеет высокую точность сборки. Основные его плюсы
таковы:
• экономичность
• высокое термическое сопротивление
• легкость
• высокая прочность
• безопасность для окружающей среды
• атмосферостойкость
• простота монтажа
Замкнутые профили
Высота от 20 до 60 мм; толщина от 0.5 до 3 мм. Материал –
оцинкованная сталь. Профиль металлический замкнутого
типа имеет сечение квадрата, прямоугольника, круга. Замкнутый
профиль изготавливается на специальном оборудовании, где
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.6 из 11
сначала формируется круглое сечение трубы. Затем ее обжимают в квадратный или
прямоугольный профиль. Сейчас такие стальные профили применяются во многих областях –
для несущих конструкций, ограждений, для дизайна в качестве отделочных или декоративных
элементов.
Открытые профили
Основной материал для производства стальных открытых профилей - рулонный прокат с
толщиной
от
1,5
мм
до
3,5
мм.
Область применения таких профилей достаточно широка. Они используются в строительстве
промышленных и жилых зданий, в производстве мебели, металлопластиковых конструкций
(окон, дверей), для сборных перегородок, облицовок, подвесных потолков и в других
родственных сферах.
Гофрированные трубы из нержавейки
Наиболее экономные конструкции труб, поскольку
форма труб обеспечивает исключительно большую
мощность расхода. Диаметр круглых труб Multi Plate от 1,5
м до 16,0 м. Ширина эллиптических труб MultiPlate от 1,5 м
до 6,5 м, высота - от 1,66 м до 6,79 м.
Водопропускные трубы пониженной высоты – это
наиболее
употребляемый
тип
гофротруб. Они подходят для случаев,
когда высота трубы ограничивается
положением
проектной
продольного
профиля
дорожного
сооружения.
линии
в
зоне
Форма
поперечного сечения таких труб позволяет при небольшой высоте сооружения пропустить
значительный поток. Ширина труб MultiPlate от 1,85 м до 6,27 м высота - от 1,42 м до 4,03 м.
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
Высокие
15 ноября
2012 г.
Стр.7 из 11
пешеходные
транспортные
тоннели
наиболее
используемым
часто
и
являются
типом
тоннелей, и имеют широкий диапазон
размеров. Ширина тоннелей MultiPlate от 2,24 м до 9,36 м, высота - от 2,1 м до
8,12 м.
Транспортные
и
пешеходные
тоннели повышенной высоты наиболее
эффективны при ограничениях по ширине
и достаточной высоте труб, например на
маршрутах верховой езды или лыжных трассах, где необходима увеличенная высота. Ширина
тоннелей MultiPlate - от 1,9 м до 4,2 м, высота - от 2,0 м до 4,3 м.
Транспортные и пешеходные тоннели пониженной высоты (сплющенные) являются
наиболее часто используемым типом тоннелей при ограниченной высоте. Ширина тоннелей
MultiPlate - от 2,25 и до 7,34 м, высота - от 1,98 м до 5,81 м.
Бескаркасные арочные сооружения
Бескаркасные арочные сооружения представляют собой несущие металлические
конструкции, которые исключают понятия «основа», «стены», «крыша» и не имеют
внутренних функциональных узлов (например: опорные перегородки, каркасы и т.п.), что
позволяет полноценно использовать всю площадь помещения.
Бескаркасные арочные сооружения имеют следующие достоинства:

экономия материалов, времени, усилий и затрат на строительство;
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов










Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.8 из 11
простой, быстрый (1000 кв. м за 7 суток) и выгодный (уменьшение расходов на 40-60%)
монтаж;
экономия транспортных расходов. Передвижная мобильная установка устанавливается
непосредственно на строительной площадке, где также происходит изготовление
панелей, что не только уменьшает транспортные расходы на перевозку, но и исключает
возможность деформации панелей;
высокая прочность;
современный внешний вид;
отсутствие швов, абсолютная водонепроницаемость, герметичность сооружения;
отсутствие потребности в обслуживании и уходе;
универсальность применения. Бескаркасные арочные сооружения часто используются
как помещения заводов и фабрик, складов и цехов, мастерских, хранилищ, СТО, крытых
рынков, авиационных ангаров, магазинов, курятников, коровников, свинарников и др.;
минимальные потери энергии. Строительство объекта возможно как в холодном, так и в
утепленном варианте. Утепление осуществляется с помощью современной машины
МИС-400 (производство - американская компания M.I.C. Industries Inc.) путем нанесения
целлюлозы (от 2,5 до 15 см, в зависимости от назначения сооружения), которая
соответствует всем санитарно-гигиеническим требованиям и нормам пожарной
безопасности;
возможность изменения конструкции после ее строительства, перемещения ее элементов
и вторичного монтажа на новом месте;
долговечность.
В зависимости от назначения здания, бескаркасные арочные сооружения могут быть
любых конфигураций, размеров разреза арки (от 12 до 30 метров), высоты (до 12 метров) и
неограниченной длины.
Профлист и сэндвич-панели
Применение сэндвич панелей в строительстве быстровозводимых зданий и отделке уже
готовых сооружений является самым экономически выгодным и практичным решением,
поскольку сэндвич панели обладают множеством существенных преимуществ.
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.9 из 11
В чем выражается экономическая выгода использования сэндвич панелей?
Прежде всего, экономия происходит за счёт сокращения расходов. Расходы на
традиционный материал, такой как кирпич, цемент, плиты, блоки и подобное, куда больше того
бюджета, который затрачивается на приобретение сэндвич панелей, исходя из расчёта
возведения однотипного здания. Кроме того, традиционные строительные материалы,
необходимо загрузить, транспортировать, разгрузить, для чего потребуется огромная бригада
грузчиков и спецтехника, да и последующая работы с такими материалами требует немалой
рабочей силы и техники. Ну, и совсем другое дело сэндвич панели, с погрузкой и разгрузкой
данного материала справятся даже два человека, а компактность и лёгкость сэндвич панелей,
позволит транспортировать максимальный объём материала с минимальными затратами и
усилиями. Общий вес возведённого здания из сэндвич панелей не создаёт особой нагрузки на
фундамент, поэтому облегчённый фундамент так же сокращает расходы, в сравнении с
массивным
фундаментом,
например,
для
кирпичного
здания.
Кроме всего вышеперечисленного, экономия средств наблюдается и после строительного
процесса. Например, здания построенное или отделанное сэндвич панелями гораздо легче
прогреть в зимний период, чем здание, выполненное традиционными строительными
материалами, это обусловлено тем, что сэндвич панели в своём составе имеют минеральный
утеплитель, который обладает теплоизолирующими свойствами.
В чём выражены практические достоинства сэндвич панелей?
Как уже было упомянуто – низкий вес, благодаря чему, с этим материалом легко и
удобно работать, не требуется сложных подготовительных работ.
Следующее достоинство, которым обладают сэндвич панели, так же было уже
упомянуто, это теплоизоляционные свойства, за счёт чего в любое время года, и зимой и летом,
внутри помещения будет сохраняться оптимальная температура, а обогреть или охладить
помещение вдвое легче и быстрее в сравнении, с теми же, кирпичными домами.
Сэндвич панели обладают отличными звукопоглощающими свойствами, что будет
весьма полезным свойством для строительства домов вблизи автострад и т.д.
Огромный выбор различных структурных исполнений, цветовых вариантов и
декоративных покрытий сэндвич панели существенно расширяет круги применения данного
материала, от обычных жилых домов, до огромных производственных зданий.
Сэндвич панели имеют отличный эстетичный вид с обеих сторон облицовки, что
освобождает от последующих отделочных работ.
ФГОУ СПО ЧТОТиБ
ПМ 1 Участие в проектировании зданий
и сооружений
270802 Строительство
зданий и сооружений
Применение строительных материалов
Раздел 3.2
Конструкционные
материалы
Автор: Мананникова Е.В.
15 ноября
2012 г.
Стр.10 из 11
Огнестойкость сэндвич панелей соответствует классу М1, а это значит они абсолютно
не поддерживают горение.
Надёжная герметизация исключает возможность попадания влаги внутрь помещения,
между панелями или в середину сэндвич панели. К тому же полимерное покрытие служит
защитой от коррозии, температурных перепадов, химических воздействий и механических
повреждений. Все сэндвич панели соответствуют экологическим, гигиеническим и
санитарным стандартам, поэтому являются абсолютно безопасными для здоровья человека и
окружающей среды.