- •Задачи дисциплины «Металлические конструкции». История развития строительных металлоконструкций. Требования, предъявляемые к металлоконструкциям.
- •Особенности проектирования металлических конструкций. Критерии, определяющие уровень развития строительных металлоконструкций. Достоинства и недостатки.
- •Номенклатура строительных металлоконструкций. Конструктивные формы и конструктивные схемы строительных металлоконструкций.
- •Уровни ответственности зданий и сооружений. Группы и категории строительных металлоконструкций.
- •Металл как строительный материал. Механические характеристики стали и алюминиевых сплавов. Свариваемость металлов. Коррозионная стойкость.
- •Сталь для строительных металлоконструкций: способы выплавки стали; вредные примеси и способы раскисления малоуглеродистой стали.
- •Способы раскисления стали:
- •Принципы выбора строительных сталей в соответствии с гост 27772-88, стб iso 2394, ткп en 1990.
- •Влияние различных факторов на свойства строительных сталей. Дефекты кристаллической решётки стали. Наклёп и старение стали.
- •Краткая характеристика алюминиевых сплавов. Области их применения.
- •Сортамент металлопроката. Влияние толщины элементов профилей и температуры на механические характеристики стали.
- •Работа стали под статической нагрузкой: одноосное напряжённое состояние стали. Условие пластичности при одноосном напряжённом состоянии.
- •Работа стали при многоосном напряжённом состоянии. Текучесть стали. Обобщённый закон Гука и условие пластичности при многоосном напряжённом состоянии.
- •Повторно-переменное и многократное нагружение; концентрация напряжений; хрупкое разрушение. Классы стали
- •Виды напряжений в строительных металлоконструкциях и их учёт при работе металла. Способы уменьшения влияния дополнительных напряжений.
- •Основы метода расчёта металлоконструкций по предельным состояниям в соответствии с гост 27751-88. Предельные состояния первой и второй групп.
- •Нормативные и расчётные сопротивления стали. Коэффициент надёжности по материалу: коэффициент условий работы.
- •Учёт условий работы и степени ответственности конструкций согласно гост 27751-88. Коэффициент условий работы. Коэффициент надёжности по ответственности.
- •Нагрузки и воздействия. Классификация и характер нагрузок. Нормативные и расчётные значения нагрузок. Сочетания нагрузок и усилий.
- •Особенности определения расчётных постоянных, снеговых и ветровых нагрузок. Коэффициенты надёжности по нагрузкам.
- •Предельные состояния первой группы. Расчётные усилия, вызванные внешними воздействиями и методы их определения.
- •Особенности стеснённой (изгибно-крутильной) формы изгиба тонкостенных стальных конструкций под нагрузкой. Бимомент и крутящий момент.
- •Напряжения от бимомента и изгибно-крутящего момент в тонкостенных сечениях стержней, работающих в условиях стеснённой формы изгиба.
- •Нормальные и касательные напряжения в сечениях тонкостенных стержнях стальных конструкций.
- •Учёт развития пластических деформаций стальных стержней. Критерий ограниченных пластических деформаций и предельная относительная пластическая деформация.
- •Условия прочности стальных конструкций при изгибе в упругой и упругопластической стадиях работы под нагрузкой по сНиП II-23-81*.
- •Прочность при действии продольной силы и изгибающего моментов сечениях стальных стальных стержней в упругой и упругопластической стадиях по сНиП II-23-81*.
- •Понятие о расчёте стержней по деформационной схеме. Инженерная методика оценки устойчивости стальных стержней. Достоинства и недостатки.
- •Виды напряжений в конструкциях под нагрузкой. Методы их учета и оценки. Работа тонкостенных стальных стержней в упругопластической стадии.
- •Основы метода расчета мк по предельным состояниям. Группы и виды предельных состояний. Расчетная нагрузка и расчетное сопротивление.
- •Нагрузки и воздействия. Нормативные и расчётные нагрузки. Коэффициент надежности по нагрузке. Сочетания нагрузок и усилий.
- •Нагрузки и воздействия. Сочетания нагрузок и внешних усилий. Расчетные комбинации усилий. Коэффициент сочетаний.
- •Прочность тонкостенных сечений металлических конструкций. Напряженное состояние сечений конструктивной схемы металлоконструкций под нагрузкой.
- •Предельные состояния и расчет центрально-сжатых элементов. Критические напряжения при центральном сжатии. Условие устойчивости.
- •Расчет элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения. Коэффициент надежности по временному сопротивлению разрыву.
- •Критические напряжения потери местной устойчивости тонкостенной пластинки и условия обеспечения ее местной устойчивости.
- •Виды сварки и сварных швов. Виды и общая характеристика сварных соединений, их связь со сварными швами.
- •Работа и расчет сварных стыковых соединений. Разделка кромок. Толщина сварных швов в стыковых соединениях. Условия прочности стыковых соединений.
- •Работа и расчет сварных соединений с помощью угловых швов. Условия прочности стыковых соединений. Расчетные сопротивления. Конструктивные требования.
- •Особенности расчета соединений с помощью стыковых и угловых сварных швов при действии изгибающего момента и поперечной силы.
- •Типы болтов для болтовых соединений. Работа болтов нормальной и повышенной точности в соединениях на сдвиг и растяжение.
- •Работа высокопрочных болтов в соединениях на сдвиг и растяжение.
- •Расчет болтов нормальной и повышенной точности в соединениях на сдвиг и растяжение. Размещение болтов в соединении.
- •Расчет Высокопрочных болтов в соединениях на сдвиг и растяжение. Размещение болтов в соединении. Контролируемое усилие натяжения высокопрочных болтов.
- •Типы балочных клеток и принципы их компоновки. Эффективность сечений балок. Подбор сечения прокатных балок.
- •Настилы балочных клеток. Действительная работа стального настила в составе балочной клетки и его расчетная схема. Особенности расчета настила.
- •Составное сварное сечение балки. Минимальная и оптимальная ее высота.
- •Толщина стенки составной сварной балки из условия работы ее на срез и обеспечения ее местной устойчивости от воздействия касательных напряжений.
- •Изменение сечения балки по ее длине. Расчет и особенности конструирования.
- •Принцип конструирования и расчета стыка составной сварной балки на высокопрочных болтах.
- •Расчет соединения поясов и стенки составной сварной балки. Учет воздействия местных (локальных) напряжений.
- •Расчет и конструирование опорной части сварной составной балки. Особенности конструирования опорной части балки при шарнирном ее опирании.
- •Местная устойчивость поясов балок от воздействии нормальных сжимающих напряжений. Условие местной устойчивости поясов.
- •Местная устойчивость стенки балки от воздействия касательных и нормальных напряжений, условие местной устойчивости стенки.
- •Конструктивные требования по обеспечению местной устойчивости стенки балки путем постановки ребер жесткости.
- •Бистальные балки. Особенности их расчета и конструирования.
- •Пути совершенствования балочных конструкций. (Балки с тонкой стенкой, балки с перфорированной стенкой, понятие о предварительно-напряженных балках.
- •Колонны и стойки, работающие на центральное сжатие. Общая характеристика сечений и область применения. Достоинства и недостатки центрально сжатых колонн.
- •Сплошные колонны. Типы сечений и их краткая характеристика. Условия общей и местной устойчивости элементов сечения стержня сплошной колонны.
- •Подбор сечения составного стержня сплошной центрально-сжатой колонны. Конструктивные требования при укреплении стержня поперечными ребрами жесткости.
- •Основные принципы подбора сечений сильно загруженных и слабо загруженных сплошных стержней колонн.
- •Сквозные колонны. Типы решетки и учет повышенной ее деформативности относительно свободной оси. Приведенная гибкость стержня.
- •Подбор сечения стержня сквозной колонны и проверка ее несущей способности. Усилие в решетке сквозного стержня от воздействия условной поперечной силы.
- •Расчет сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям сквозной колонны. Особенности расчета раскосной решетки сквозного стержня. Конструктивные требования.
- •Базы центрально-сжатых колонн. Определение толщины плиты базы колонны. Определение высоты траверсы базы колонны. Проверка траверсы базы колонны на изгиб.
- •Проектирование базы колонны под безвыверочный монтаж. Особенности расчета баз колонн без траверс. Работа плиты базы колонны.
- •О головок центрально-сжатой колонны. Конструирование и расчет. Конструктивные схемы под шарнирное сопряжение колонны с балкой.
- •Уровни ответственности зданий и сооружений. Группы и категории строительных металлоконструкций.
Задачи дисциплины «Металлические конструкции». История развития строительных металлоконструкций. Требования, предъявляемые к металлоконструкциям.
Курс МК - инженерно-конструкторская дисциплина. Цель: подготовка студентов к профессиональной деятельности в области МК.
Задачи:
1.Формирование и развитие у молодого специалиста инж мышления в обл проект-я МК.
2.Овлад-е принципами проект-я МК, методами компоновки констр схем и их текнико-эконом анализа
3.Овлад-е навыками констр-я и расчета для решения инж задач с исп-ем норм проект-я и автоматизации.
До начала XX века в строительстве применялись в основном МК из чугуна.
В современном строительстве получили распространение стальные конструкции, используемые в несущих каркасах промышленных сооружений, жилых и общественных зданий, в пролётных строениях мостов, каркасах доменных печей, газгольдерах, резервуарах, мачтах, опорах линий электропередачи и др
Требования к МК:
Оптимальные условия эксплуатации
Тонкостенность формы поперечного сечения
Экономичность
Технологичность на стадии изготовления
Транспортабельность
Скоростной монтаж на строительной площадке
Долговечность
Особенности проектирования металлических конструкций. Критерии, определяющие уровень развития строительных металлоконструкций. Достоинства и недостатки.
Понятие МК объединяет в себя констр. форму сооружения, технологию изготовления несущих и огражд констр-й, способы их монтажа.
Для этого должен быть достигнут уровень развития МК. Определяется он потребностями народного хозяйства и его инженерными и экономич возможностями:
*наличие заводов МК, *спец организаций для их монтажа, *проектных институтов и других организаций, во главе которых стоят опытные ученые.
Достоинства МК:
Лёгкость (7,95 т/м3)
надежность
индустриальность
непроницаемость
Недостатки:
небольшая огнестойкость (при200 падает Е, при 600 – пластическое сост.)
коррозия металла
Номенклатура строительных металлоконструкций. Конструктивные формы и конструктивные схемы строительных металлоконструкций.
Конструктивные формы можно классифицировать след. образом:
1)Одноэтажные производственные здания.
2)Малоэтажные здания.
3)Высотные здания. Больше 20эт.
4)Большепролётные покрытия зданий и сооружений. Более 50 м пролет.
5)Мосты и эстакады.
6)Башни и мачты.
7)Листовые конструкции. (резервуары, бункеры и силосы)
8)Крановые и др. подвижные конструкции.
Констр схемы делятся на 2 класса:
стержневые системы
листовые
По хар-ру работы стержневых систем:
безроспорные
распорные фермы, арки, рамы, оболочки
Уровни ответственности зданий и сооружений. Группы и категории строительных металлоконструкций.
Степень ответственности определяется размером материального и социального ущерба, который может быть оценен при отказе конструкций
СТБ EN вводит 3 класса последствий от разрушений, в основе которых лежат принятые последствия от разрушений путем применения частных коэффициентов безопасности.
Дифференциация надежности объектов строительства учитывается путем введения 3х классов последствий от разрушения (СС)
СС3 – тяжелые последствия (трибуны, здания с тяжелыми последствиями после отказа)
СС2 – средние (жилые и офисные здания)
СС1 – незначительные (с/х здания, амбары, склады)
Обычно 3 класа последствий разрушения связаны с 3 классами надежности(RC)
Критерием для классификации по последствиям разрушений является значение несущих конструкций или ее частей в отношении последствий отказа