
- •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.
Влияние различных факторов на свойства строительных сталей. Дефекты кристаллической решётки стали. Наклёп и старение стали.
На св-ва стали влияют: *наклеп; *старение; *воздействия температуры; *воздействия окр.среды.
Повторные загружения в пределах упр деформ не измен вида диагр.
Если образец загрузить до пластической стадии и затем снять нагрузку, то он не вернется к первоначальному состоянию, появится остаточная деформация.
Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называют наклепом.
При наклепе искажается атомная решетка, она закрепляется в новом деформированном состоянии.
В состоянии наклепа сталь становится более жесткой, пластичность стали снижается, появляется опасность хрупкого разрушения, что неблагоприятно сказывается на работе строительных конструкций.
Старение – процесс изменения свойств малоуглеродистой стали без нарушения ее микроструктуры.
Термическое – резкое охлажд стали,нагретой до 700град.
Деформационное
Старению способствуют – механические воздействия, особенно пластические деформации, температурные колебания, приводящие к изменению растворимости и скорости диффузии компонентов. При температуре 150-200ºС старение резко возрастает.
Влияние температуры. Механические свойства стали при нагревании ее до температуры t = 200-250˚С практически не меняются.
При температуре 250-300˚С прочность стали повышается, но снижается пластичность. Сталь становится более хрупкой.
Нагрев свыше 400˚С приводит к резкому падению предела текучести и временного сопротивления, при t = 600-650ºС наступает температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность.
При отрицательных температурах прочность стали возрастает, временное сопротивление и предел текучести сближаются, ударная вязкость падает и сталь становится хрупкой.
Краткая характеристика алюминиевых сплавов. Области их применения.
Применяются для изготовления несущих и ограждающих конструкций.
Чистый алюминий имеет низкую прочность, поэтому его не применяют. прочность достигается путем введения легирующих элементов.
Различают 5 групп алюминиевых составов:
Алюминиево-магниевые
Алюминиево-марганцевые
Кремниево-магниевые
Цинко-магниевые
Медно-магниевые
Сортамент металлопроката. Влияние толщины элементов профилей и температуры на механические характеристики стали.
Листовая сталь:
Тонкие листы (до 4мм)–применяют при изготовлении гнутых и штампованных тонкостенных профилей, для кровельных покрытий и т д;
Толстые листы (от 4 до 6мм)-используют в листовых конструкциях и сплошностенчатых эл-ах стержневых конструкциях (балки, колонны);
Универсальная широкополосная (6-60мм)-применение данной стали уменьшает отходы и снижает трудоемкость изготовления к-ций, т к не требует резки и выравнивания кромок строжкой;
Рифлёная сталь (2,5-8мм)-для настилов площадок;
Рулонная сталь.
Сортамент профильного проката:
Уголки, Тавры, Двутавры, Швелера,Трубы, рельсы.
Механические свойства при нагревании стали до 200…250 С не меняются. При температуре 250…300 С прочность стали повышается, пластичность снижается. При этой температуре не следует сталь деформировать или подвергать ее ударным воздействиям.
Нагрев выше 4000С приводит к резкому падению предела текучести и временного сопротивления, а при 600...650 С наступает температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность.
При отрицательных температурах прочность стали возрастает, ударная вязкость падает и сталь становится хрупкой