
- •Номенклатура и область применения металлических конструкций
- •2. При проектировании металлических конструкций должны учитываться следующие требования:
- •3 Стали и алюминиевые сплавы. Общие требования
- •Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов
- •1.3. Классификация сталей
- •1.4. Выбор сталей для строительных конструкций.
- •1.5. Влияние различных факторов на свойства стали
- •1.6. Виды разрушений
- •4. Работа металла под нагрузкой
- •5. Основные положения расчета металлических конструкций
- •Нормативные и расчетные сопротивления стали
- •2.3.Классификация нагрузок и их сочетаний
- •2.4. Напряженное и деформированное состояние центрально нагруженных элементов
- •10. Основы расчета изгибаемых элементов
- •Р ис.2.2. Зависимость коэффициента “c” от формы поперечного сечения изгибаемого элемента
- •11. Основы расчета центрально сжатых стержней
- •2.7. Основы расчета на прочность стержней, работающих на сжатие или растяжение с изгибом
- •13,14 Основы расчета на устойчивость внецентренно сжатых и сжато - изогнутых стержней
- •2.9. Расчет элементов металлических конструкций при воздействии переменных нагрузок (проверка на усталость)
- •16. Сортамент Характеристика основных профилей сортамента
- •Листовая сталь
- •Швеллеры
- •Двутавры
- •Тонкостенные профили
- •Холодногнутые профили
- •Различные профили и изделия из металла, применяемые в строительстве
- •Профили из алюминиевых сплавов
- •Правила использования профилей в строительных конструкциях
- •17. Сварные соединения
- •Виды сварки, применяемые в строительстве
- •18 Виды сварных швов и соединений
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •Конструкция угловых (валиковых) швов.
- •Р ис. 4.2.Положение швов в пространстве
- •Т а б л и ц а 4.1. Виды сварки в зависимости от толщины шва (двусторонняя или с подваркой корня)
- •19 Расчет стыковых соединений.
- •20 Работа угловых швов
- •Конструирование и работа сварных соединений
- •Расчет сварных соединений
- •Т а б л и ц а 4.2. Материалы для сварных соединений стальных конструкций
- •21. Болтовые соединения
- •Классификация способов сварки
- •Сварка давлением
- •Сварка плавлением
- •Металлургические процессы при дуговой сварке
- •Строение сварного соединения
- •Методы оценки свариваемости строит сталей
- •Возникновение напряжений в сварочных соединениях
- •Способы уменьшения сварочных деформаций
- •30 Дефекты сварных соединений
- •32 Сварочные материалы
- •33 Подготовка металла к сварке
- •34 Технология ручной сварки
- •35 Технология автомат сварки и механиз сварки
- •36 Особенности сварки стали
- •37 Особенности сварки алюминия, титана, меди
- •38 Общая характеристика балочных конструкций
- •39 Прокатные балки, 40 Составные балки
- •41 Прочность и устойчивость составных балок
- •42 Проектирование конструкций составных балок
- •43,44 Сплошные и сквозные колонны
- •8.Виды напряжений элементов металлических конструкций. Условие пластичности.
- •9. Предельные состояния растянутых элементов
- •10. Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов
- •11. Предельные состояния стержней, сжатых осевой силой.
- •12.13. Предельные состояния внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов.
- •Раздел 9. Фермы
- •9.1 Классификация ферм и область их применения
- •Расстояние между соседними узлами поясов называется панелью
- •– Пролетом (l). Пояса ферм работают на продольные усилия и момент (аналогично поясам сплошных балок); решетка ферм воспринимает в основном поперечную силу, выполняя функции стенки балки.
- •9.2. Компоновка конструкций ферм
- •(Б) укрупнительных стыках
- •В покрытиях зданий из-за большого числа поставленных рядом плоских стропильных ферм решение усложняется, поэтому фермы, связанные между собой только прогонами могут потерять устойчивость.
- •9.3. Типы сечений стержней ферм
- •9.4. Расчет ферм
- •9.5. Определение усилий в стержнях ферм
- •9.6. Определение расчетной длины стержней
- •9.7. Предельные гибкости стержней
- •9.8. Подбор сечений элементов ферм
- •9.9. Подбор сечений сжатых элементов
- •Т а б л и ц а 9.1. Подбор сечений стержней легких ферм
- •9.10. Подбор сечения растянутых элементов
9.10. Подбор сечения растянутых элементов
Предельное
состояние растянутых элементов
определяется их разрывом
,
где
- временное сопротивление стали, или
развитием чрезмерных пластических
деформаций
,
где
- предел текучести стали.
Стали
с нормативным пределом текучести
кН/см²
имеют развитую площадку текучести (см.
гл.1), поэтому несущая способность
элементов из таких сталей проверяется
по формуле
(9.7)
где - площадь сечения нетто.
Для элементов, выполненных из сталей, не имеющих площадку текучести (условный предел текучести Ơ02 > 44кН/см²), а также, если эксплуатация конструкции возможна и после развития пластических деформаций, несущая способность проверяется по формуле:
(9.8)
где
- расчетное сопротивление, определенное
по временному сопротивлению;
- коэффициент надежности при расчете по временному сопротивлению.
В практике проектирования расчет растянутых элементов проводится по формуле (9.7).
При проверке растянутого элемента, когда несущая способность определяется напряжениями, возникающими в наиболее ослабленном сечении (например, отверстиями для болтов), необходимо учитывать возможные ослабления и принимать площадь нетто.
Требуемая площадь нетто растянутого элемента определяется по формуле
(9.9)
Затем по сортаменту выбирают профиль, имеющий ближайшее большее значение площади.
Пример 9.2. Требуется подобрать сечение растянутого раскоса фермы по расчетному усилию N =535кН. Материал сталь – сталь С245; Ry = 24кН/см2; γс = 0,95
Требуемая
площадь сечения Атр
= 535/(24
.
Сечение не ослаблено отверстиями.
Принимаем два равнополочных уголка 90x7; А = 12,3 = 24,6см2 > Атр.
9.11. Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб (внецентренное растяжение и сжатие)
Предельное состояние внецентренно растянутых элементов определяется чрезмерным развитием пластических деформаций в наиболее нагруженном состоянии. Их несущая способность определяется по формуле (см. гл.2).
(9.10)
Пример 9.3. Подобрать сечение растянутого нижнего пояса при действии на него внеузловой нагрузки в середине длины панели (рис.9.13,а) F=10кН. Осевое усилие в поясе N=800кН. Расстояние между центрами узлов d=3м. Материал конструкции – сталь С245;Ry=24кН/см2. Коэффициент условий работы γс=0,95.
Рис. 9.13. К примеру 9.3 и 9.4
Подбираем
сечение элемента из условия его работы
на растяжение по формуле (9.9); Aтр=800/(
24
= 35,1см2.
Принимаем сечение из двух уголков 125х9; А=22 =44см2; моменты сопротивления для обушка Wобx и пера Wпx равны:
Wобx = 327 /3,4 = 192,4 см2; Wпx =327 /(12,5 – 3,4) = 72 см2
Момент
с учетом неразрезности пояса М = ( Fd
/ 4)0.9 = ( 10
/4 )0.9 = 675 кН см.
Проверка несущей способности пояса: по табл.5 приложения для сечения из двух уголков n = 1, c = 1.6.
Пол формуле (9.10) для растянутого волокна (по обушку)
800
/ (44
=
0,893 < 1;
для сжатого волокна (по перу)
800
/ (44
= 0,54 < 1
Принятое сечение удовлетворяет условию прочности.
9.12. Подбор сечения стержней по предельной гибкости
Ряд стержней легких ферм имеет незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения. Сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости (см. п.9.4.4). К таким стержням обычно относятся дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей и т.п.
Зная
расчетную длину стержня
и значение предельной гибкости
,
определяют требуемый радиус инерции
,
а затем по сортаменту выбирают сечение
и проверяют несущую способность
подобранного сечения.
Стержни тяжелых ферм проектируются, как правило, составного сечения – сплошного или сквозного (см. рис.9.11).
Фермы из одиночных уголков
Фермы из парных уголков
Ферма с поясами из широкополочных тавров
с параллельными гранями полок
Фермы из труб
Фермы из гнутых профилей