- •Министерство образования и науки российской федерации
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсовой работы
- •2. Выбор сталей для строительных конструкций
- •Назначение стали в конструкциях и сооружениях
- •Нормируемые характеристики для категорий поставки
- •Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката (выборка)
- •Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности
- •Материалы для сварки, соответствующие стали
- •Расчетные сопротивления сварных соединений
- •Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами
- •3. Расчет и конструирование соединений металлических конструкций
- •3.1. Сварные соединения
- •3.1.1. Виды сварных соединений
- •Виды сварных соединений
- •Допустимая наибольшая разность толщин деталей, свариваемых встык без скоса кромок
- •3.1.2. Классификация сварных швов
- •Минимальные катеты cварных швов
- •Виды стыковых швов в элементах стальных конструкций
- •3.1.3. Расчет стыковых соединений
- •3.1.4. Расчет соединений с угловыми швами
- •Значения коэффициентов f и z
- •Максимальные катеты швов kf,max у скруглений прокатных профилей
- •3.2. Болтовые соединения
- •Высокопрочные гост 22356-77
- •Диаметры отверстий болтов
- •3.2.1. Размещение болтов в соединении
- •Нормы расстановки болтов в болтовых соединениях
- •3.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности
- •Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению болтов
- •Расчетные сопротивления смятию Rbр элементов, соединяемых болтами
- •Площади сечения болтов
- •Коэффициенты условий работы болтового соединения
- •3.2.3. Фрикционные соединения на высокопрочных болтах
- •Нормативные и расчетные сопротивления высокопрочных болтов из стали 40х по гост р 52643
- •Коэффициенты трения и надежности h
- •4. Расчет и конструирование элементов балочной клетки
- •Вертикальные предельные прогибы fu элементов балочной клетки
- •4.1. Первый вариант балочной клетки
- •4.1.1. Расчет плоского стального настила
- •Рекомендуемая толщина стального настила
- •4.1.2. Расчет балки настила
- •4.2. Второй вариант балочной клетки
- •4.2.1. Расчет балки настила
- •Площадь пояса
- •4.2.2. Расчет вспомогательной балки
- •Нормативная нагрузка на вспомогательную балку
- •Площадь пояса
- •На стенку прокатной балки
- •4.3. Третий вариант балочной клетки
- •4.3.1. Расчет железобетонного настила
- •Толщина железобетонной плиты
- •4.3.2. Расчет балки настила
- •4.4. Четвертый вариант балочной клетки
- •4.4.1. Расчет балки настила
- •4.4.2. Расчет вспомогательной балки
- •4.5. Выбор оптимального варианта балочной клетки
- •Сравнение вариантов балочной клетки (расход на 1 м2 рабочей площадки)
- •5. Расчет главной балки
- •5.1. Определение усилий
- •5.2. Компоновка сечения
- •Напряжений σ и τ по сечению
- •Рекомендуемые соотношения высоты балки и толщины стенки
- •Горячекатаные полосы по гост 103-76*
- •Стальлистовая горячекатаная (выборка из гост 19903-74*)
- •Сталь широкополосная универсальная по гост 82-70*
- •5.3. Проверка прочности балки
- •На стенку сварной балки при поэтажном сопряжении балок
- •5.4. Изменение сечения балки по длине
- •5.5. Проверка общей устойчивости балки
- •5.6. Проверка местной устойчивости элементов балки
- •5.6.1. Проверка местной устойчивости стенки балки
- •Значения коэффициента ссr в зависимости от значения δ
- •5.6.2. Проверка местной устойчивости стенки балки при наличии местных напряжений (σloc 0)
- •Значение коэффициента c1
- •Значение коэффициента c2
- •Значения коэффициента ccr в зависимости от отношения a/hw
- •5.7. Проверка жесткости главной балки
- •5.8. Расчет соединения поясов балки со стенкой
- •5.9. Конструирование и расчет опорной части главной балки
- •Характеристики кривых устойчивости
- •5.10. Проектирование монтажного стыка главной балки
- •5.10.1. Монтажный стык на сварке
- •5.10.2. Монтажный стык на высокопрочных болтах
- •Площади сечения болтов
- •Нормативные и расчетные сопротивления высокопрочных болтов из стали 40х по гост р 52643
- •Расчет стыка пояса.Расчетное усилие в поясе определяется по формуле
- •Коэффициенты стыка стенки балок
- •5.11. Опирания и сопряжения балок
- •6. Расчет колонн
- •6.1. Подбор сечения сплошной колонны
- •Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально- и внецентренно сжатых элементов
- •Приближенные значения радиусов инерции IX и iy сечений
- •Поперечными ребрами жесткости
- •6.2. Подбор сечения сквозной колонны
- •6.2.1. Расчет колонны на устойчивость относительно материальной оси
- •6.2.2. Расчет колонны на устойчивость относительно свободной оси y-y
- •6.2.3. Сквозная колонна с безраскосной решеткой (планками)
- •6.2.4. Сквозная колонна с треугольнойрешеткой
- •6.3. Конструирование и расчет оголовков колонн
- •6.3.1. Оголовок сплошной колонны
- •6.3.2. Оголовок сквозной колонны
- •6.4. Расчет и конструирование базы колонны
- •6.4.1. Определение размеров опорной плиты в плане
- •Расчетные сопротивления бетона Rb
- •6.4.2. Определение толщины опорной плиты
- •Коэффициенты 1 для расчета на изгиб плиты, опертой по четырем сторонам
- •Коэффициенты для расчета на изгиб плиты, опертой на три канта
- •6.4.3. Расчет траверсы
- •Заключение
- •Сортаменты
- •Окончание таблицы а.1
- •Сталь горячекатаная, балки двутавровые по гост 8239-89
- •Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по гост 26020-83
- •Окончание таблицы а.3
- •Уголки стальные горячекатаные равнополочные по гост 8509-93
- •Исходные данные для выполнения курсовой работы
- •Образец титульного листа пояснительной записки
- •Проектирование рабочей площадки
- •Наиболее употребляемые термины и определения
- •Оглавление
- •1. Общие указания по содержанию и оформлению курсовой
- •3. Расчет и конструирование соединений металлических
- •Темников Виктор Георгиевич металлические конструкции, включая сварку проектирование рабочей площадки
- •664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Исходные данные для выполнения курсовой работы
Шифр задания 00
Рассчитать и запроектировать балочную клетку и колонну рабочей площадки промышленного здания по следующим данным:
1. Размеры площадки в плане 2L×2B м.
2. Шаг колонн:
– в продольном направлении ( L ) 18 м;
– в поперечном направлении ( B ) 6 м.
3. Отметки:
– верха настила площадки 13,000 м;
– верха габарита помещения под рабочей площадкой 10,500 м;
– чистого пола первого этажа 0.000 м.
4. Нормативная полезная нагрузка:
– величина 12,55 кН/м2;
– характер действия (статическая или динамическая)
5. Расчетная температура –40°С.
6. Тип сечения элементов:
– колонны (сплошные или сквозные);
– балки настила и вспомогательные балки – прокатные;
– главные балки – составные сварные с измененным сечением по длине.
7. Материал конструкций:
– для настила (сталь или железобетон);
– для несущих конструкций – сталь принять согласно табл. 2.1
(СП 16. 13330.2011 – табл. В1).
8. Условия изготовления металлических конструкций: на заводе МК.
9. Способы соединения металлических конструкций:
– заводские – сварные;
– монтажный стык главной балки – сварной и на высокопрочных болтах (разработать два варианта).
10. Класс бетона фундамента по прочности В 15.
Приложение В
Образец титульного листа пояснительной записки
Министерство образования и науки Российской Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительных конструкций
Допускаю к защите
Руководитель ________________
____________________________
И.О. Фамилия
Проектирование рабочей площадки
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по металлическим конструкциям,
включая сварку
Выполнил студент группы _____________ ___________ _________________
шифр подпись И.О. Фамилия
Нормоконтроль ___________ _________________
подпись И.О. Фамилия
Курсовая работа защищена с оценкой _________________________________
И
150
Образец оформления рабочего чертежа Приложение Г
Приложение Д
Наиболее употребляемые термины и определения
Автоматическая дуговая сварка – механизированная дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача плавящегося электрода или присадочного металла и относительное перемещение дуги и изделия осуществляются механизмами без непосредственного участия человека, в том числе и по заданной программе.
Балка – элемент, работающий на изгиб.
Болтовое соединение – разъемное соединение, осуществляемое путем постановки металлических стержней (болтов) в совмещенные отверстия соединяемых элементов.
Визуальный способ контроля качества шва – способ, производимый внешним осмотром и обмером.
Воздействие – явление, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций и (или) основания здания или сооружения.
Временное сопротивление – это предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца.
Долговечность конструкции определяется сроками ее физического и морального износа.
Дуговая сварка – сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой.
Дуговая сварка в защитном газе – сварка, при которой дуга и расплавляемый металл, а в некоторых случаях, и остывающий шов, находятся в защитном газе, подаваемом в зону сварки с помощью специальных устройств.
Дуговая сварка плавящимся электродом – сварка, выполняемая электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным металлом.
Дуговая сварка под флюсом – сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса.
Здание – результат строительства, представляющий собой объемную строительную систему, имеющую надземную и (или) подземную части, включающие в себя помещения, сети и системы инженерно-технического обеспечения, предназначенную для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных.
Колонна – типичный представитель сжатых стержневых конструкций, состоящий из стержня, оголовка и базы.
Коррозия – это разрушение поверхности металлов в результате химического, электрохимического и биохимического воздействия окружающей среды, а также снижение прочности вследствие коррозионных повреждений.
Механизированная дуговая сварка – сварка, при которой подача электродной проволоки в зону сварки производится механизмом подачи, а относительное перемещение дуги вдоль свариваемых кромок сварщик выполняет вручную.
Нагрузка – механическая сила, прилагаемая к строительным конструкциям и (или) основанию здания или сооружения и определяющая их напряженно-деформированное состояние.
Наклеп – явление повышения упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации.
Нормальные условия эксплуатации – учтенное при проектировании состояние здания или сооружения, при котором отсутствуют какие-либо факторы, препятствующие осуществлению функциональных или технологических процессов.
Нормативные нагрузки – максимальные нагрузки, отвечающие условиям нормальной эксплуатации.
Пластичность – способность металла претерпевать пластические деформации без образования трещин.
Ползучесть – свойство материала непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки.
Предел текучести – напряжение, которое соответствует остаточному удлинению после разгрузки, равному 0,2%.
Предельное состояние строительных конструкций – состояние строительных конструкций здания или сооружения, за пределами которого дальнейшая эксплуатация здания или сооружения опасна, недопустима, затруднена или нецелесообразна либо восстановление работоспособного состояния здания или сооружения невозможно или нецелесообразно.
Прочность – сопротивление материала внешним силовым воздействиям без разрушения.
Расчетная схема – формализованная модель конструкции, необходимая для ее расчета, с указанием всех элементов, их геометрической конфигурации, опор и приложения нагрузки. Она должна отражать действительные условия работы здания или сооружения, отвечающие рассматриваемой расчетной ситуации.
Расчетные нагрузки – максимальные нагрузки, значения которых не могут быть превышены (при заданной обеспеченности) за весь период эксплуатации здания (сооружения).
Ручная дуговая сварка – сварка, выполняемая сварщиком с использование штучных электродов, имеющих специальное покрытие, при которой возбуждение дуги, подача электрода и его перемещение проводятся вручную.
Свариваемость – способность стали к образованию качественного сварного соединения, определяемого внешними и внутренними факторами. Оценка свариваемости производиться по химическому составу, а также путем применения специальных технологических проб.
Сварка – получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании.
Сварка плавлением – сварка, осуществляемая местным сплавлением соединяемых частей без приложения давления.
Сварная конструкция – металлическая конструкция, изготовленная сваркой отдельных деталей.
Сварное соединение – неразъемное соединение, выполненное сваркой.
Сварной узел – часть конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы.
Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.
Сооружение – результат строительства, представляющий собой объемную, плоскостную или линейную строительную систему, имеющую надземную и (или) подземную части, состоящую из несущих, а в отдельных случаях и ограждающих строительных конструкций и предназначенную для выполнения производственных процессов различного вида, хранения продукции, временного пребывания людей, перемещение людей и грузов.
Сталь – это сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки.
Старение – изменение свойств низкоуглеродистой стали без заметного изменения ее микроструктуры.
Статические нагрузки – интенсивность, местоположение и направление которых не зависят от времени или меняются столь медленно, что вызываемые ими силы инерции практически не влияют на работу конструкции.
При действии динамических нагрузок инерционные силы дают заметную поправку к величине нагрузки, поэтому их следует учитывать по правилам динамики сооружений или путем умножения нагрузки на коэффициент динамичности, равный 1,1 – 1,2.
Стержень (брус) – элемент, длина которого значительно больше его поперечных размеров.
Строительная конструкция – часть здания или сооружения, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.
Твердость – свойство поверхностного слоя металла сопротивляться деформации или разрушению при внедрении в него индентора из более твердого материала.
Техногенные воздействия – опасные воздействия, являющиеся следствием аварий в зданиях, сооружениях или на транспорте, пожаров, взрывов или высвобождения различных видов энергии, а также воздействия, являющиеся следствием строительной деятельности на прилегающей территории.
Технологичность при изготовлении конструкций – возможность обработки металла современными способами (гибка, резка, строжка, сверление отверстий) с указанием изменений эксплуатационных свойств металла под влиянием такой обработки.
Ударная вязкость – это комплексный показатель, характеризующий состояние металла (хрупкое или вязкое), сопротивление динамическим (ударным) воздействиям и чувствительность к концентрации напряжений, и служит для сравнительной оценки качества материала.
Упругость – свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних нагрузок.
Усилия – внутренние силовые факторы (M, Q, N).
Усталость металла – явление, когда разрушение может произойти при напряжении меньше временного сопротивления и даже предела текучести в результате действия достаточно большого числа циклических напряжений (например, чередующихся растяжения и сжатия).
Физические способы контроля качества шва, позволяющие выявить в сварном шве и околошовной зоне внутренние и наружные дефекты, недоступные для внешнего осмотра (ультразвуковая дефектоскопия, радиационный контроль с просвечиванием рентгеновскими лучами и гамма-лучами, магнитный метод).
Хрупкость – склонность к разрушению при малых деформациях.
Эксплуатационные свойства – это сопротивление стали различным по характеру нагрузкам – статическим, переменным, динамическим, имеющим место при работе материала в элементах конструкций, в том числе в условиях воздействия отрицательных климатических температур и естественных агрессивных сред.
Эпюра – график изменения усилия по длине элемента.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Металлические конструкции: учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Ю.И. Кудишин [и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. – 12-е изд. – М. : Академия, 2010. – 688 с.
2. Металлические конструкции: учеб. для строит. вузов: в 3 т. / В.В. Горев [и др.]; под ред. В.В. Горева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 2001. – Т. 1: Элементы конструкций. – 551 с.
3. Металлические конструкции. Справочник проектировщика: в 3 т. / под общ. ред. В.В. Кузнецова. – М. : Изд-во АСВ, 1998. – Т. 1: Общая часть. – 551 с.
4. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* / Минрегион России. – М. : ОАО ЦПП, 2011. – 172 с.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой России. – М. : ФГУП ЦПП, 2005. – 90 с.
СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* / Минрегион России. – М. : ОАО ЦПП, 2011. – 80 с.
Темников В.Г. Правила оформления рабочих чертежей металлических конструкций: учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2011. 68 с.