Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Введение. Тольяттинский государственный университет
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Тольяттинский государственный университет
Инженерно-строительный институт
Кафедра «Городское строительство и хозяйство»
Методическое пособие по изучению курса дисциплины
«Металлические конструкции»
для студентов заочной формы обучения специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»
Тольятти – 2006
УДК 624.014.2
ББК 30.4
М 625
Методическое пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности «Промышленное и гражданское строительство». Методическое пособие является маршрутизатором по самостоятельному изучению курса «Металлические конструкции»; в нем приводятся разделы теоретического курса со ссылкой на учебную литературу, вопросы по самоподготовке, задания на курсовое проектирование с рекомендациями нормативной и методической литературы.
Составитель: канд. техн. наук, доцент И.К.Родионов
Научный редактор: канд техн. наук, доцент В.И.Шполтаков
УДК 624.014.2
ББК 30.4
М 625
Тольяттинский государственный университет – 2006
Введение
Металлические конструкции применяются сегодня во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно если необходимы значительные пролеты, высота, нагрузки. Потребность в металлических конструкциях чрезвычайно высока и непрерывно увеличивается. Базой для удовлетворения этой потребности является большой объем производимой в стране стали, заводы металлических конструкций и специализированные монтажные организации, специализированные проектные организации и научно-исследовательские институты.
1.Общие сведения.
В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции можно разделить на восемь видов: промышленные здания, большепролетные покрытия зданий, мосты и эстакады, листовые конструкции, башни и мачты, каркасы многоэтажных зданий, крановые и другие подвижные конструкции (конструкции крупных экскаваторов, затворы и ворота гидротехнических сооружений, конструкции отвальных мостов) и прочие конструкции (конструкции промышленности по использованию атомной энергии, конструкции радиотелескопов, надшахтных копров, стационарные платформы для разведки и добычи газа и нефти в море и многие другие). Металлические конструкции обладают следующими, отличающими их от других конструкций, достоинствами: надежностью, легкостью, индустриальностью, непроницаемостью.
Металлические конструкции имеют и недостатки, ограничивающие их применение: это подверженность коррозии и относительно небольшая огнестойкость. По нейтрализации этих недостатков необходимы специальные меры. В частности, повышение коррозионной стойкости металлических конструкций достигается применением сталей с легирующими элементами, периодическим покрытием конструкций защитными пленками (лаки, краски и т.п.), а также выбором элементов рациональной конструктивной формы (без щелей и пазух, где могут скапливаться влага и пыль), удобной для очистки и защиты. Повышение огнестойкости металлических конструкций зданий, опасных в пожарном отношении, достигается защитой их огнестойкими облицовками (бетоном, керамикой, специальными покрытиями).
При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие основные требования: условия эксплуатации, экономия металла, транспортабельность, технологичность, скоростной монтаж, долговечность, эстетичность.
Основным принципом российской школы проектирования металлических конструкций является достижение трех главных показателей: экономии стали, повышения производительности труда при изготовлении, снижение трудоемкости и сроков монтажа, они и определяют стоимость конструкции.
Курс «Металлические конструкции», интегрируя основные информационные сведения предшествующих механико-математических и физико-технических дисциплин и завершая наряду с другими выпускающими курсами вузовскую подготовку студентов, формирует базовую квалификацию инженера-строителя.
Изучение курса металлических конструкций на заочном отделении предусмотрено учебным планом в 7, 8, 9 и 11 семестрах. Распределение учебной нагрузки по семестрам приведено в табл. 1.1.
Таблица 1.1
| Семестр | Лекции | Практика | Курсовые проекты | Зачеты | Экзамены |
| КП1 | зачет | ||||
| КП2 | экзамен | ||||
| зачет |
В седьмом семестре, в соответствии с программой дисциплины, предусмотрено изучение первой, базовой части теоретического курса, выдача задания на курсовой проект №1. На практических занятиях в этом семестре разбираются практические вопросы, связанные с курсовым проектированием.
В восьмом семестре студенты защищают курсовой проект №1 и сдают зачет по первой части теоретического курса. Содержание теоретического курса по главам, выносимого на зачет в 8 семестре, приведено в таблице 2.1. Кроме этого в 8 семестре предусмотрено изучение второй части теоретического курса и выдача задания на курсовой проект №2. На практических занятиях в этом семестре разбираются вопросы, связанные с курсовым проектированием.
В девятом семестре студент защищает второй курсовой проект и сдает экзамен по второй части теоретического курса. Содержание теоретического курса, выносимого на экзамен в 9 семестре, приведено в таблице 2.2.
В одиннадцатом семестре предусмотрено изучение специального курса металлических конструкций, по которому студент сдает зачет. Содержание спецкурса, выносимого на зачет, приведено в таблице 2.3.
2. Теоретический курс.
2.1. Содержание теоретического курса седьмого семестра
Содержание теоретического курса седьмого семестра приведено в табл. 2.1.
Таблица 2.1
| Наименование разделов и тем, краткое содержание тем | Источники учебной информации |
| Введение. Краткая история развития металлических кон-струкций. Раздел 1. Основы металлических конструкций. 1.1 Общие сведения. Общая характеристика МК: область применения, досто-инства и недостатки. Структура стоимости, принципы проектирования. Цель и методы изучения дисциплины. 1.2. Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов. Строительные стали и алюминиевые сплавы: особенности производства, химический состав, микроструктура, свойс-тва, категории требований, контроль. Влияние условий ра-боты конструкций на свойства и характер разрушения ме-талла. Работа металла под нагрузкой. Учет особенностей работы металла при проектировании. Понятие о сортаменте первичных элементов из сталей и алюминиевых сплавов, совершенствование сортамента. 1.3. Работа элементов металлических конструкций и основы расчета их надежности. Основы метода расчета конструкций по предельным состо-яниям: цель расчета, группы и виды предельных состояний, системы коэффициентов надежности; учет изменчивости сопротивления металла и размеров сечений, а также усло-вий работы конструкций, ответственности сооружений. Предельные состояния и расчет центрально и внецентренно растянутых, центрально и внецентренно сжатых и изгибае-мых стержней. Проверка местной устойчивости. Предель-ное состояние и расчет элементов МК при воздействии пе-ременных нагрузок (проверка усталости). 1.4. Соединения металлических конструкций. Общая характеристика сварных, болтовых и заклепочных соединений. Особенности новых видов соединений. Конст-руирование, работа под нагрузкой, основы расчета сварных, болтовых и заклепочных соединений при различных видах напряженного состояния. | Гл. 1, §1 [5] Гл. I, §2–4 [5] Гл. I, §1–4 [6] Гл. 2, §1, 2 [5] Гл. II, §7–9 [6] Гл. 1 [2] Гл. 2 [2] Гл. 4, §1–10 [5] Гл. III, §14–16 [6] Гл. 3, §1, 2 [5] Гл. I, § 5, 6 [6] Гл. II, §10–13 [6] Гл. З, §3 [5] Гл. 4 [2] Гл. 5, 6 [5] Гл. IV, §17–22[6] Гл. V, §23–25 [6] Гл. 3 [2] |
| 1.5. Основы проектирования, изготовления и монтажа металлических конструкций. Основные требования к проектным решениям. Техноло-гичность конструкций и методы ее обеспечения. Организа-ция проектирования, состав проекта. ГОСТы и нормы про-ектирования. Понятие об автоматическом проектировании МК. Организация процессов изготовления и монтажа МК. Краткая характеристика операций по изготовлению конст-рукций. Краткая характеристика основных операций по монтажу конструкций, методов монтажа и технических возможностей монтажных организаций. Раздел 2. Элементы металлических конструкций. 2.1. Балки, балочные конструкции. Область применения, классификация балок. Компоновка балочных перекрытий. Проектирование настилов, прокат-ных и составных балок. Конструирование и расчет деталей, стыков и сопряжений балок. Пути совершенствования ба-лочных конструкций. Предварительно напряженные балки. 2.2. Центрально сжатые колонны и стойки. Область применения, классификация колонн. Особенности работы сплошных и сквозных колонн. Проектирование сплошных и сквозных колонн: выбор типа колонн и их рас-четных схем, определение нагрузок и усилий, компоновка рациональных сечений, проверка общей и местной устой-чивости, расчет решетки. Конструирование, особенности работы и расчета оголовков и баз колонн. 2.3. Фермы. Область применения легких и тяжелых ферм; классифика-ция ферм, определение генеральных размеров, унификация геометрических схем. Особенности определения нагрузок и усилий. Проектирование легких ферм покрытий: расчетные длины стержней, выбор сечений, подбор и проверка сече-ний стержней, понятие предельной гибкости стержня; кон- струирование, особенности работы и расчета узлов ферм. | Гл. 1, §4 [5] Гл. 6–8, 14, 15 [2] Гл. 7, §1–6 [5] Гл. VI, §26–30, 32, 33 [6] Гл. 4, разд. 4.8 [2] Гл. 8, §1–7 [5] Гл. VIII, §39, 40, 42, 43 [6] Гл. 9, §1–11 [5] Гл.VII, §34–38 [6] |
2.2. Содержание теоретического курса восьмого семестра.
Содержание теоретического курса восьмого семестра приведено в табл. 2.2.
Таблица 2.2
| Наименование разделов и тем, краткое содержание тем | Источники учебной информации |
| Раздел 3. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. 3.1. Основы проектирования каркаса здания. Область применения, классификация каркасов. Схемы кар-касов. Принципы компоновки, оптимизация. Выбор сетки колонн. Компоновка поперечной конструкции: выбор кон-структивной схемы, определение основных размеров. Ком-поновка покрытия. Состав и схемы покрытия. Схемы и функции связей покрытия. Компоновка продольных конструкций каркаса: связевая система конструкций, схемы и функции связей по колон-нам. Компоновка фахверка продольных и торцевых стен. 3.2. Особенности работы и расчета каркаса. Действительная работа стального каркаса, обоснование рас-четных схем поперечных рам и каркаса в целом. Принципы и способы определения нагрузок, действующих на каркас. Основы расчета каркаса. Практические способы расчета по-перечных рам каркаса, применение ЭВМ. Определение рас-четных усилий в основных сечениях рамы, учет возможных сочетаний нагрузок. 3.3. Элементы покрытия. Выбор схем и основных размеров стропильных и подстро-пильных ферм, фонарей. Особенности работы стропильных ферм, определение расчетных усилий в элементах ферм. Конструирование, работа и расчет сопряжений ферм с ко-лоннами. Особенности сопряжений стропильных ферм с подстропильными, подстропильных ферм с колоннами. Конструкции, особенности работы и расчета прогонов и ме-таллических панелей покрытия; опирание прогонов и пане-лей на фермы. Особенности конструирования и расчета кар-каса фонаря. 3.4. Колонны каркаса. Конструктивные схемы колонн, типы сечений; возможные формы потери устойчивости и расчетные длины колонн; особенности работы сплошных и сквозных внецентренно сжатых колонн. Проектирование сплошных и сквозных внецентренно сжа- тых колонн: выбор расчетных комбинаций усилий, подбор | Гл. 10, §1–4 [5] Гл. IХ, §44–46 [6] Гл. 1 [3] Гл.11, §1–5 [5] Гл. IХ, §48 [6] Гл. 12, §1–4 [5] Гл. IХ, §47 [6] Гл.2 [3] Гл. 13, §1–5 [5] Гл. IХ, §48 [6] Гл. 7 [3] Гл. 14, §1–4 [5] Гл. VIII, §41–43 [6] Гл. 4 [3] |
| сечений, проверка общей и местной устойчивости сплош-ных колонн; проверка устойчивости ветвей, решетки и стержней сквозных колонн. Конструирование, работа и рас-чет сопряжений надкрановых и подкрановых частей ко- лонн; базы сплошных и сквозных колонн. 3.5. Подкрановые конструкции. Состав подкрановых конструкций, действительная работа, нагрузка. Проектирование сплошных подкрановых балок: определение расчетных усилий, компоновка сечения, про-верка прочности и выносливости. Конструирование, осо-бенности работы и расчета опорных узлов подкрановых ба-лок, тормозных конструкций. 3.6. Реконструкция производственных зданий. Понятие о реконструкции предприятий, состав работ. Оцен-ка технического состояния МК эксплуатируемых зданий. Выявление резервов несущей способности МК. Методы и способы усиления МК. Особенности конструирования, ра-боты и расчета элементов и соединений при усилении под нагрузкой. | Гл. 15, §1–6 [5] Гл. VI, §31 [6] Гл. 6 [3] Гл. 16, §1–3 [5] Гл. 9, 11 [4] |
2.3. Содержание теоретического курса одиннадцатого семестра.
Содержание теоретического курса одиннадцатого семестра приведено в табл. 2.3.
Таблица 2.3
| Наименование разделов и тем, краткое содержание тем | Источники учебной информации |
| Раздел 4. Металлические конструкции зданий и сооружений различного назначения. 4.1. Листовые металлические конструкции. Область применения, классификация, особенности эксплуа-тации, изготовления и монтажа листовых МК. Область при-менения, классификация, особенности проектирования ре-зервуаров. Основы компоновки резервуаров различных ти-пов, оптимизация. Проектирование вертикальных и гори-зонтальных цилиндрических резервуаров, шаровых резер-вуаров высокого давления. Область применения, классифи-кация, особенности эксплуатации газгольдеров. Основы компоновки, конструирования и расчета газгольдеров раз-личных типов. 4.2. Металлические конструкции большепролетных покрытий. Область применения, особенности большепролетных пок-рытий, методы рационального проектирования. Классифи- кация, достоинства и недостатки плоскостных стержневых систем больших пролетов: балочных, рамных, арочных. Основы компоновки, особенности работы, конструирования и расчета балочных, рамных и арочных систем покрытий. Классификация, достоинства и недостатки пространствен- ных стержневых систем покрытий. Особенности компонов- ки, конструирования и расчета пространственных плит, ци- линдрических сводов, оболочек и складок, куполов. Классификация, основные свойства и особенности работы висячих систем покрытий. Особенности компоновки, кон-струирования и расчета однопоясных, двухпоясных и сед-ловидных систем покрытий. Раздел 5. Основы экономики металлических конструкций. 5.1. Технико-экономическая оценка проектных решений металлических конструкций. Метод вариантного проектирования, определение ТЭП ва-риантов МК: методы оценки расхода и стоимости материалов, трудоемкости и стоимости изготовления и монтажа, стоимости перевозки конструкций и эксплуатационных за- трат; стоимость конструкций в деле, приведенные затраты | Гл. 21–23 [5] Гл. ХI, §52–55 [6] Гл. 14, 15 [3] Гл. 17–19 [5] Гл. X, §49, 50 [6] Гл. 12 [3] Гл. 28 [5] Гл. 9 [2] |
| 5.2. Основные направления повышения эффективности МК. Совершенствование конструктивных решений на основе комплексного учета лучших принципов отечественной и за-рубежной школ проектирования, методов оптимизации кон-струкций; совершенствование методов конструирования и расчета, изготовления и монтажа конструкций; повышение сроков коррозионного, физического и морального износа конструкций и культуры их эксплуатации. | Гл. 1, §1.1–1.6 [1] Гл. 10–12 [2] |
3. Курсовое проектирование
Курсовое проектирование является важным этапом подготовки инженера-строителя. В процессе работы над курсовыми проектами студент на практике применяет свои теоретические знания, приучается пользоваться нормативной и учебной технической литературой.
3.1. Курсовой проект №1: «Рабочая площадка промышленного здания»
3.1.1. Задание на проектирование.
Общие указания. Студенту предлагается запроектировать рабочую площад-ку промышленного здания с конкретными геометрическими параметрами объемно–планировочного решения и прочностными характеристиками применя-емой стали.
Целью курсового проекта №1 является ознакомление с основами конст-руирования и работы балочных клеток и центрально сжатых колонн, их расчета по методу предельных состояний.
В процессе работы над проектом необходимо выполнить:
1) компоновку рабочей площадки, в которую входит расстановка колонн, раз-мещение балок и связей;
2) компоновку и расчет элементов ячейки балочной клетки (БК) нормального типа;
3) компоновку и расчет элементов ячейки БК усложненного типа;
4) выбор наиболее выгодной компоновки ячейки БК путем технико–экономи-ческого сравнения 2–х вышеприведенных вариантов.
5) конструирование и расчет главной балки (ГБ), балки составного сечения, исходя из необходимости обеспечения:
- ее несущей способности(1–я группа предельных состояний) по проч-ности, общей и местной устойчивости;
- ее жесткости (2–я группа предельных состояний).
6) конструирование и расчет колонны (включая стержень, оголовок, базу) из необходимости обеспечения ее несущей способности (1–я группа пре-дельных состояний);
7) конструирование и расчет узла сопряжения балок с колонной.
Графическая часть проекта, выполняемая на листе формата А–1, должна содержать:
- план рабочей площадки;
- поперечный и продольный разрезы рабочей площадки;
- план ячейки БК;
- чертежи отправочной марки ГБ со спецификацией;
- чертежи колонны со спецификацией;
- чертеж балки настила;
- чертежи узла укрупнительной сборки ГБ;
- чертежи узла сопряжения балок с колонной.
Кроме этого на листе должна быть разработана таблица отправочных марок и приведены необходимые примечания.
При выполнении курсового проекта следует пользоваться нормами пособия-ми к ним, справочной и учебной литературой; рекомендуются следующие источ-ники:
- СП 53–102–2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. М.: ФГУП ЦПП. 2005.
- СНиП 11–23–81* Стальные конструкции. М: Госстрой России, 2001.
- Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Под общ. ред. Е.И. Беленя. М.: Стройиздат, 1986.
3.1.2. Исходные данные.
По исходным данным табл. 3.1 необходимо выполнить компоновку, конст-руирование и расчет элементов и узлов рабочей площадки.
Таблица 3.1
| Последняя | Размеры | Шаг колонн в (м) | Отметка | Отметка | Временная | Класс | |
| цифра номера зачетки | рабочей площадки в плане (м) | в продоль- ном направлении | в поперечном направлении | верха площадки (м) | верха габарита оборудования (м) | нагрузка (кН/м2) | стали настила, балок, колонн |
| 42x15 | С 245 | ||||||
| 30x18 | 7, 2 | 25, 4 | С 245 | ||||
| 45x15 | 9, 5 | 7, 3 | 27, 2 | С 255 | |||
| 48x16, 5 | 5, 5 | 10, 2 | 8, 4 | С 235 | |||
| 32x15 | 8, 4 | 6, 6 | С 245 | ||||
| 28x18 | 9, 8 | 24, 5 | С 245 | ||||
| 34x15 | 9, 2 | 7, 4 | С 245 | ||||
| 51x16 | 8, 8 | 24, 2 | С 245 | ||||
| 34x18 | 7, 7 | 5, 8 | С 255 | ||||
| 51x16, 5 | 5, 5 | 8, 7 | 6, 9 | С 235 |
Рабочая площадка представляет собой балочную клетку, покоящуюся на колоннах. По балочной клетке уложен настил – стальной плоский лист. Сопряже-ния балок с колоннами и колонн с фундаментами – шарнирные. Для обеспечения геометрической неизменяемости рабочей площадки в продольном и поперечном направлениях устанавливаются связи по колоннам.
Балочная клетка проектируется по нормальной или усложненной схеме.
В ячейках балочной клетки больший пролет перекрывается главными балка-ми: балками составного сечения, обычно сварными. В качестве балок внутрен-него заполнения принимаются прокатные двутавры. Из условия перевозки кон-струкций на автотранспорте главные балки проектируются, каждая, в виде двух отправочных марок с расположением узла укрупнительной сборки в середине пролёта.
3.2. Курсовой проект №2 «Стальной каркас производственного здания»
3.2.1. Задание на проектирование.
Общие указания. Студенту предлагается запроектировать однопролетное, одноэтажное производственное здание со стальным каркасом.
Здание с заданными размерами в плане (пролет и длина в осях) оборудовано краном конкретной грузоподъемности и режима; указывается отметка головки кранового рельса.
Заданием оговаривается район строительства и класс стали, применяемой в конструкциях каркаса.
Целью курсового проекта №2 является ознакомление с положениями конструирования и работы основных элементов каркаса здания, их расчета по методу предельных состояний.
В процессе работы над проектом необходимо выполнить:
1. Компоновку конструктивной схемы каркаса. В компоновку конструктивной схемы входит:
- размещение колонн в плане;
- компоновка поперечных рам (установление основных габаритных размеров рам и привязка их по вертикали к отметке уровня пола, а по горизонтали к продольным осям здания);
- решение связевой системы каркаса здания и фахверка.
2. Статический расчет поперечной рамы на действующие нагрузки с оп-ределением расчетных усилий в характерных сечениях одной из колонн.
3. Конструирование и расчет подкрановой балки.
4. Конструирование и расчет колонны, включая стержни ее надкрановой и подкрановой частей, оголовок, узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей и базу.
5. Конструирование и расчет фермы, включая подбор сечений стержней, констру-ирование и расчет всех узлов, в том числе и узлов укрупнительной сборки.
Графическая часть проекта, выполняется на 2–х листах формата А–1. Первый лист должен содержать чертежи стадии КМ:
- поперечный разрез здания;
- план связей по верхним поясам ферм;
- план связей по нижним поясам ферм;
– продольный разрез по шатру (вертикальные связи между фермами);
- вид на продольную сторону (связи между колоннами, продольный фахверх);
- вид на торец здания (торцевой фахверк);
- чертеж полурамы с разработанными детально узлами сопряжений фермы с колонной, надкрановой и подкрановой частей колонны и подкрановых балок, а также базой.
Второй лист должен содержать чертежи стадии КМД:
- чертеж отправочной марки фермы с видами на верхний и нижний пояса и на оба торца;
– чертежи узлов укрупнительной сборки фермы.
Чертежи отправочной марки должны сопровождаться спецификацией ме-талла. Кроме спецификации на листе должна быть приведена таблица отправоч-ных марок стропильных ферм.
На обоих листах должны быть указаны необходимые примечания.
При выполнении курсового проекта следует пользоваться нормами, пособиями к ним, справочной и учебной литературой:
- СНиП 11–23–81* Стальные конструкции. М.: 2001;
- СП 53–102–2004 Общие правила проектирования стальных конструкций. М.: ФГУП ЦПП, 2005;
- СНиП 2.01–7–85 Нагрузки и воздействия.*/ Госстрой России.- М: ФГУП ЦПП, 2004.
- Металлические конструкции. Общий курс. Учебник для вузов. Под общ. ред. Е.И. Беленя. М.: Стройиздат, 1986.
3.2.2. Исходные данные.
По исходным данным табл. 3.2 необходимо выполнить компоновку каркаса, конструктирование и расчет элементов и узлов сопряжений надкрановой и подкрановой частей колонны и фермы.
Каркасы производственных зданий – это рамно-связевые системы. В одно-пролетных зданиях поперечные рамы располагаются обычно с шагом 6 или 12 м и объединяются в единое целое связями по колоннам. Таким образом, жесткость, геометрическая неизменяемость поперек здания обеспечиваются поперечными рамами, а вдоль здания связями по колоннам, продольными элементами каркаса, стеновыми панелями и жестким диском покрытия. Жесткий диск покрытия включает в себя стропильные фермы, связи между ними, кровельные несущие элементы. Поперечные рамы каркаса состоят из колонн (стоек рам) и ригелей (в виде сплошностенчатых сечений).
При кранах грузоподъемностью более 30 т колонны принимаются, как пра-вило, ступенчатого типа, т.е. с сечениями, переменными по высоте. Колонны име-ют жесткие сопряжения с фундаментами в плоскости рам; из плоскости рам эти сопряжения рассматриваются, как шарнирные.
Ригели в виде стальных ферм обычно применяются при пролетах более 18 м. Как правило, это фермы со стержнями таврового сечения, скомпонованны-ми из уголков, и листовыми узловыми фасонками.
Продольные элементы каркаса – это подкрановые конструкции, подстро-пильные фермы (в случае их наличия), связи между колоннами и фермами, кро-вельные прогоны (или ребра стальных кровельных панелей).
Кроме перечисленных элементов в составе каркаса обязательно имеются конструкции торцевого фахверка (а иногда и продольного), площадок, лестниц и других элементов здания.
Таблица 3.2
| Последняя цифра номера зачетки | Район строитель- ства | Назначение здания | Пролет здания (м) | Длина здания в осях (м) | Отметка головки кранового рельса (м) | Грузоподъемность крана (т) | Режим работы крана | Класс стали несущих конструк- ций | Условия перевозки конструкций | Соединение отправочных марок |
| Самара | Механосбороч- ный цех | СР | С245 | ж/д | сварное | |||||
| Красноярск | Цех сварки, сборки | 9, 2 | СР | С255 | ж/д | на высокопрочных болтах | ||||
| Волгоград | Механосбороч- ный цех | 8, 6 | СР | С245 | ж/д | сварное | ||||
| Минск | Цех сварки, сборки | 7, 9 | СР | С255 | ж/д | на высокопрочных болтах | ||||
| Краснодар | Механосбороч- ный цех | 9, 8 | СР | С245 | ж/д | сварное | ||||
| Хабаровск | Цех сварки, сборки | 8, 8 | СР | С255 | ж/д | на высокопрочных болтах | ||||
| Москва | Механосбороч- ный цех | 10, 1 | СР | С245 | ж/д | сварное | ||||
| Пермь | Цех сварки, Сборки | 7, 5 | СР | С255 | ж/д | на высокопрочных болтах | ||||
| Саратов | Механосбороч- ный цех | 8, 5 | СР | С245 | ж/д | сварное | ||||
| Ростов | Цех сварки, сборки | 9, 4 | СР | С255 | ж/д | на высокопрочных болтах |
4. Вопросы по металлическим конструкциям.
4.1. Вопросы к зачету в 8 семестре.
1. Основные достоинства и недостатки металлических конструкций; область их применения.
2. Способы производства сталей, применяемых в строительных металлических конструкциях. Характеристика и области применения сталей кипящих, полу-спокойных и спокойных.
3. Материалы строительных металлических конструкций. Стали, их классифи-кация по прочности. Марки и классы сталей, области их применения.
4. Работа стали на растяжение и сжатие.
5. Пластическое и хрупкое разрушение сталей; факторы, способствующие появ-лению хрупкости.
6. Явление наклепа в металлических конструкциях; его физическая сущность и способы борьбы с ним.
7. Методы расчета металлических конструкций. Предельные состояния конст-рукций; группы предельных состояний.
8. Расчет металлических конструкций по первой группе предельных состояний.
9. Расчет металлических конструкций по второй группе предельных состояний.
10. Нормативные и расчетные сопротивления стали на сжатие, растяжение, изгиб.
11. Классификация нагрузок и воздействий, их сочетания.
12. Предельные состояния и расчет центрально растянутых и коротких централь-но сжатых элементов.
13. Предельное состояние и расчет центрально сжатых гибких стержней.
14. Предельное состояние и расчет внецентренно сжатых гибких стержней.
15. Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов (поперечный изгиб).
16. Сортамент.
17. Болтовые соединения, виды болтов для строительных конструкций.
18. Работа и расчет болтовых соединений на сдвиг при действии статической наг-рузки (болты нормальной и повышенной точности).
19. Работа и расчет соединений на высокопрочных болтах.
20. Типы болтовых соединений; размещение болтов.
21. Виды сварки в строительстве.
22. Классификация сварных швов; виды сварных соединений.
23. Работа и расчет стыковых сварных соединений (центральное растяжение, центральное сжатие, изгиб).
24. Работа и расчет соединений, выполненных на угловых швах (сдвиг).
25. Выбор сварочной проволоки, флюса и электродов.
26. Геометрические и расчетные параметры угловых швов.
27. Погонное тепловложение при сварке и катеты угловых сварных швов.
28. Минимальные и максимальные катеты и длины угловых сварных швов.
29. Типы балок и балочных клеток.
30. Сопряжения балок в балочных клетках: этажные, в одном уровне, понижен-ные; шарнирные и жесткие.
31. Подбор сечений прокатных балок.
32. Обеспечение прочности составных сварных балок на изгиб и срез.
33. Обеспечение прочности стенок балок при наличии местного давления.
34. Конструкции опорных частей составных сварных балок, их работа и расчет.
35. Обеспечение общей устойчивости балок.
36. Заводские и монтажные стыки.
37. Конструкции стыков балок; их работа и расчет.
38. Местная устойчивость элементов изгибаемых конструкций (поперечный из-гиб).
39. Потеря устойчивости стенок сварных составных балок от действия нормаль-ных напряжений. Способы обеспечения устойчивости стенок в зонах действия значительных нормальных напряжений.
40. Обеспечение местной устойчивости сжатого пояса сварной составной балки.
41. Потеря устойчивости стенок сварных составных балок от действия касательных напряжений. Способы повышения устойчивости стенок сварных составных балок в зонах действия значительных касательных напряжений.
42. Проверка устойчивости стенок балок составного сечения при совместном действии s, sloc и t.
43. Сплошные и сквозные центрально сжатые колонны, области их применения.
44. Типы сечений стержней сплошных центрально сжатых колонн.
45. Особенности конструкций, работа и расчет стержней сплошных центрально сжатых колонн.
46. Типы сечений и решёток сквозных центрально сжатых колонн.
47. Особенности конструкций, работа и расчет стержней центрально сжатых сквозных колонн.
48. Базы стальных колонн (под малые и большие нагрузки; шарнирные и жест-кие).
49. Особенности конструкций, работа и расчет шарнирных баз центрально сжатых колонн.
50. Особенности конструкций, работы и расчета жестких баз центрально сжатых колонн.
51. Узлы сопряжений балок с колоннами (опирание и примыкание балок); их ра-бота и расчет.
52. Фермы покрытий, их классификации по очертаниям поясов, системам решетки.
53. Конструкции легких ферм покрытий, их работа и расчет.
54. Подбор сечений стержней ферм.
55. Конструкции узлов легких ферм покрытий, особенности их работы и расчета.
4.2. Вопросы к экзамену в 9 семестре.
1. Каркасы производственных зданий; основные требования, предъявляемые к их конструкциям.
2. Состав каркаса и его конструктивные схемы.
3. Оптимизация конструктивных решений каркасов промышленных зданий.
4. Область применения стальных и смешанных каркасов промышленных зданий.
5. Компоновка конструктивной схемы каркаса: расстановка колонн в плане, компоновка поперечных рам, связевая система, фахверк.
6. Продольная жесткость каркаса (связи по колоннам).
7. Связи покрытия: вертикальные, продольные и поперечные связевые фермы; распорки и растяжки.
8. Фахверк продольный и торцевой: назначение, работа и расчет.
9. Действительная работа каркаса под нагрузкой; приближенный расчет попереч-ных рам.
10. Нагрузки, действующие на раму (постоянные и временные).
11. Определение расчетных усилий в элементах рамы.
12. Конструкции покрытия (прогонные и беспрогонные).
13. Прогоны сплошного сечения и решетчатые.
14. Стропильные и подстропильные фермы; их схемы, особенности работы и расчета.
15. Типы стальных колонн производственных зданий.
15. Особенности работы, расчета и конструирования сплошных внецентренно сжатых колонн.
16. Особенности работы, расчета и конструирования сквозных внецентренно сжатых колонн.
17. Базы внецентренно сжатых сплошных колонн (работа, расчет, конструиро-вание).
18. Базы внецентренно сжатых сквозных колонн (работа, расчет и конструирование).
19. Подкрановые конструкции, их характеристика, нагрузки, особенности действительной работы.
20. Сплошные подкрановые балки, их конструктивные решения, работа и расчет.
21. Решетчатые подкрановые балки (фермы), их конструкции, работа и расчет.
22. Усиление металлических конструкций при реконструкции промышленных зданий (обследование, способы увеличения несущей способности, особен-ности расчета).
4.3. Вопросы к зачету в 11 семестре.
1. Балочные большепролетные конструкции: область применения, компоновка, расчет.
2. Рамные большепролетные конструкции: область применения, особенности компоновки и расчета.
3. Арочные конструкции: область применения, особенности компоновки и расчета.
4. Купола (ребристые, ребристо–кольцевые, сетчатые): особенности конструк-ций, работы и расчета.
5. Висячие покрытия, область их применения. Стабилизация висячих систем. Однопоясные, двухпоясные висячие системы: их конструктивные особен-ности, работа и расчет. Жесткие ванты.
6. Листовые конструкции, их виды и особенности.
7. Вертикальные цилиндрические резервуары: особенности конструкций, работы и расчета.
8. Резервуары с плавающей крышей и резервуары со стационарной крышей и понтоном: особенности конструкции, работы и расчета.
9. Резервуары повышенного давления для хранения нефтепродуктов: особен-ности конструкции, работы и расчёта.
10. Мокрые газгольдеры переменного объема. Особенности конструкции, работы и расчета.
11. Сухие газгольдеры переменного объема. Особенности конструкции, работы и расчета.
12. Газгольдеры постоянного объема. Особенности конструкции, работы и расче-та.
Литература
1. Мельников Н.П. Металлические конструкции. Современное состояние и перс-пективы развития. – М.: Стройиздат, 1983. - 543 с, ил.
2. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Общая часть. (Справочник проекти-ровщика). / Под общ. ред. В.В.Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова). – М.: изд–во АСВ, 1998.
3. Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Стальные конструкции зданий и сору-жений (Справочник проектировщика). / Под общ. ред. В.В.Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова). – М.: изд–во АСВ, 1998.
4. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Стальные конструкции, конструкции из алюминиевых сплавов. Реконструкция, обследование, усиление и испытание конструкций зданий и сооружений. (Справочник проектировщи-ка). / Под общ. ред. В.В.Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова). – М.: изд–во АСВ, 1999.
5. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Под общ. ред. Е.И.Беленя. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с, ил.
6. Муханов К.К. Металлические конструкции. Учебник для вузов. Изд. 2–е, пе-реработанное и дополненное. М., Стройиздат, 1976, 504 с.
7. СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия.*/ Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП, 2006, 44 с.
8. СНиП II–23–81*. Стальные конструкции. М.: Госстрой России, 2001.
9. СП 53–102–2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. М.: ФГУП ЦПП, 2005, 131с.
Содержание
| Введение……………………………………………………………………………. 3 1. Общие сведения…………………………………………………………………..3 2. Теоретический курс………………………………………………………………5 2.1. Содержание теоретического курса седьмого семестра…………………….5 2.2. Содержание теоретического курса восьмого семестра…………………….7 2.3. Содержание теоретического курса одиннадцатого семестра……………...9 3. Курсовое проектирование……………………………………………………….11 3.1. Курсовой проект №1 «Рабочая площадка промышленного здания»…….11 3.1.1. Задание на проектирование……………………………………………….11 3.1.2. Исходные данные………………………………………………………….12 3.2. Курсовой проект №2 «Стальной каркас промышленного здания»………13 3.2.1. Задание на проектирование……………………………………………….13 3.2.2. Исходные данные………………………………………………………….14 4. Вопросы по металлическим конструкциям…………………………………….16 4.1. Вопросы к зачету в 8 семестре……………………………………………...16 4.2. Вопросы к экзамену в 9 семестре…………………………………………...18 4.3. Вопросы к зачету в 11 семестре…………………………………………….19 Литература…………………………………………………………………………...20 |
Методическое пособие по изучению курса дисциплины
«Металлические конструкции»
для студентов заочной формы обучения специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»
Игорь Константинович Родионов.
Редактор
Корректор
Подписано в печать Формат 64x60/16.
Бумага обертка белая. Печать
Усл. п. л.. Уч.- изд. л.. Тираж 100 вкз.
Заказ. Бесплатно.
Тольяттинский государственный университет. Тольятти, ул. Белорусская, 14
|