В 1948 г. в ЦНИИпроектстальконструк­ция созданы цельносварные каркасы высотных зданий, построенных в Моск­ве: Министерство иностранных дел на Смоленской площади (Н. П. Мельников,

Б. Н. Шумилин и др. — эта работа в 1950 г. отмечена Государственной премией) ; каркас высотного жилого здания на площади Восстания и каркас высотного здания гостиницы «Украина». В этих сооружениях применена новая форма монтажных сварных узлов прикрепления ригелей к колоннам. Оригинально решены стыки колонн каркаса в здании на Смоленской площади. Вся колонна длиною до 175 м состоит из отдельных участков с фрезерованными торцами, что обеспечивает передачу вертикальной нагрузки торец в торец без сварных монтажных соединений. Для каркасов высотных зданий были разработаны новые рамные и связевые схемы. Каркас Дворца культуры и науки в Варшаве создан по связевой схеме. Все горизонтальные нагрузки воспринимаются здесь центральной башней, выполненной в виде квадратной трубы с тол-щиной стенок 200 мм. Все соединения каркаса сварные. Аналогичная башня — труба цельносварного каркаса здания на площади Восстания выполнена из сталебетона.

Технико-экономические показатели каркасов этих высотных зданий во многом превосходят аналогичные зарубежные конструкции. Конструктивные схемы, сварные монтажные узлы и, наконец, оригинальные фрезерованные стыки колонн без сварки, при которых вертикальные нагрузки передаются через торцы, а горизонтальные воспринимаются трением торцов стыков — все это явилось достижением советской конструкторской школы и науки о сварке.

  1. Цельносварные башни и мачты

Сварку башен, мачт и других антенных устройств начали осуществлять с 1936 г., когда была создана первая сварная радиомачта из рельсов высотой 200 м (Г. В. Шулейкин).

В конце 1940 г. в ЦНИИпроект-стальконструкция была спроектирована, а в 1942 г. построена трехгранная ре

шетчатая сварная башня из труб. Узлы решетки были сварные, а монтажные узлы ■— фланцевые на болтах. Эта оригинальная конструктивная форма высотою 205 м была отмечена Государственной премией 1946 г. В последующем эта схема получила дальнейшее развитие в проектах башен высотой до 400 м (рис. 11.15).

В 50-х годах широкое развитие получила цельносварная конструкция мачт из сварных труб диаметром 2—2,5 м, в которой заводские и монтажные соединения сварные. Одна из таких мачт высотою 310 м построена под Москвой в 1958 г.

В 60-х годах по предложению Института электросварки им. Б. О. Патона спроектирована и построена в Киеве цельносварная башня высотою 350 м. Ствол и стержни из высокопрочных труб. Стыки ствола осуществлялись сварным методом подращивания. Эта работа отмечена Государственной премией УССР (О. И. Шумицкий и др.).

В ЦНИИпроектстальконструкция в конце 50-Х’ годов разработана комбинированная система башни с крутопоставленными оттяжками и горизонтальными реями. Ствол такой башни высотой 500 м — сварной цилиндр диаметром 4—5 м из высокопрочной стали. Ствол укрепляется пятью ярусами оттяжек, в каждом из которых принято пять оттяжек из стальных канатов закрытого типа диаметром 73,5 мм с временным со-противлением 1800 МПа. Такая комбинированная система по характеру работы приближается к башне с размером основания 100 м. В 1961 г. такая система высотою 350 м была осуществлена в Виннице (рис. 11.16).

В настоящее время разработаны проекты для строительства различных конструктивных форм цельносварных башен в Ташкенте, Алма-Ате, Тбилиси, Ереване и других городах. Разработан также проект цельносварной мачты высотою 1000 м для строительства в одной из центральных областей России (рис. 11.17). Высокий уровень развития сварки и газовой резки позволил успешно восстановить каркасы зданий и сооружении южных заводов нашей страны, разрушенных во время Великой Отечественной войны. Было восстановлено бо-лее 800 тыс. т стальных конструкций различных промышленных объектов, при этом максимально использовались ранее разрушенные конструкции.

Screenshot_146Рис. 11.15. Сварная башня высотой 205 м

Начиная с 30-х годов прогресс в области металлических конструкций основывался на поиске новых конструктивных форм и внедрении сварки. Это направление уже на первом этапе обеспечило снижение массы конструкций на 30—40%, трудоемкости их изготовления—на 45—60%, монтажа —на 60%. При этом также неуклонно повышалась производительность труда рабочих на заводах металлоконструкций. Если в 1938 г. объем сварки в строительных конструкциях составлял 35%, то в 1943      г. он достиг 61%, а в 1965 г.— 100% изготовляемых конструкций были сварными (рис. 11.18).

Разработка способов автоматической сварки под флюсом в защитных газах и электрошлаковой сварки, выпуск уни-версального сварочного оборудования сыграли огромную роль в развитии производства сварных строительных конструкций [1, 2, 16, 17]. Начиная с 1944г. неуклонно возрастают объемы применения автоматической сварки на заводах металлургических конструкций. Если до 1944 г. в общем объеме автоматическая сварка составляла 1%, то уже в 1946 г.-20%, а в 1965г. — 60%. Начиная с 50-х годов на заводах и монтажных площадках Минмонтажспецстроя широкое развитие получает сварка в Углекислом газе, что существенно повысило производительность труда сварщиков. Применение автоматических газорезательных установок с программным Управлением на заводах с серийным производством конструкций также

Screenshot_148

Рис. 11.19. Поточная линия сборки и сварки фонарных переплетов 1 — накопитель верхних поясов; 2 — устройство для разгрузки поперечных элементов; 3 — машина контактная; 4 — накопитель узлов верхнего пояса; 5 — передвижной сборочный кондуктор; в — ма­шины контактной сварки; 7 — перегружатель го­товых элементов; 8 — участок контроля; 9 — нако­питель узлов нижнего пояса; 20 — накопитель ниж­них поясов

Screenshot_147

Рис. 11.16. Комбинированная опора высотой Рис. 11.17. Сварная мачта высотой 1000 м 350 м

Динамика роста объемов изготов­ления металлических конструкций

существенно повышает производитель­ность труда рабочих.

Широкое применение электрошлаковои сварки при сооружении таких тол­столистовых конструкций, как сосуды различного назначения, доменные печи, корпуса реакторов, повышает надеж­ность и индустриальность изготовления и монтажа конструкций. Стали электро- шлакового переплава успешно применя­ются в особо ответственных конструк­циях ядерных реакторов атомных элек­тростанций, домнах и толстостенных сосудах.

Наша страна по применению сварки в строительстве занимает первое место в мире. Широко применяется механиза­ция сварочного производства, внедряет­ся полуавтоматическая сварка и авто­матизация сварочных процессов. Внед рение достижений сварочной техники в строительстве позволяет повысить ано­мическую эффективность и качество сварных соединений. Проводятся боль­шие работы по комплексной механиза­ции и автоматизации процессов резки, сборки и сварки элементов конструкций в поточных конвейерных системах заво­дов металлических конструкций. Раз­рабатываются новые технологические процессы изготовления металлических конструкций. Углубляются исследова­ния критериев оценки материалов кон­струкции и сварочных материалов в различных условиях работы сооружений в процессе эксплуатации, в частности, в северных условиях. Успешно ведутся исследования углеродистых сталей, ста­лей повышенной прочности и высоко­прочных сталей с позиций свариваемо­сти, в особенности прочности, вязкости и сопротивляемости образованию и распространению трещин.