Экзаменационные вопросы по дисциплине «Металлические конструкции»

1. Виды нагрузок и воздействий, действующих на здания и сооружения.

2. Какова последовательность расчета центрально-сжатых эле­ментов металлических конструкций?

3. Приведите конструктивные решения башмака колонны.

4. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям.

5. Дайте характеристику расчета элементов, подверженных дей­ствию осевой силы с изгибом (внецентренное сжатие и растяжение сжато-изгибаемых и растянуто-изгибаемых элементов).

6. Расчет базы колонны.

7. Расчетные и нормативные нагрузки.

8. Приведите расчет прочности изгибаемых элементов.

9. Сопряжение балок с колоннами при цент­ральном сжатии.

10. Коэффициенты надежности и условиях ра­боты, используемые при расчетах по предельным состояниям.

11. Как учитываются пластические деформации при изгибе?

12. Фермы, их классификация.

13. Сочетания нагрузок при расчетах конструкций.

14. Расчет местной прочности стен­ки балки.

15. Генеральные размеры ферм. Типы решеток ферм.

16. Расчетные и нормативные сопротивления.

17. Прочность стенки балки в условиях плоского напряженного состояния.

18. Как назначается расчетная схема фермы?

19. Приведите структуру формул при расчетах по прочности, деформативности, образованию и раскрытию трещин.

20. Общая устойчивость балки при изгибе.

21. Нагрузки, действующие на стропильные фермы. Методы определения усилий в стержнях фермы.

22. Классификация зданий и сооружений по степени ответственности и капитальности.

23. Местная устойчивость полки и стенки бал­ки при изгибе.

24. Подбор сечения сжатых и растянутых стержней фермы.

25. Последовательность расчета изгибаемого элемента.

26. Конструирование и расчет узлов легких ферм.

27. Как разделяются здания по долговечности и огнестойкости?

28. Типы соединений металлических конструкций.

29. Конструктивные особенности покрытий зданий по стропильным фермам.

30. Стадии проектирования зданий и сооружений.

31. Преимущества и недостатки сварных соединений.

32. Классификация сталей в зависимости от химиче­ского состава и технологии изготовления.

33. Типы сварных швов, значения их расчетных сопротивлений.

34. Классификация сталей по маркам и группам проч­ности.

35. Расчет стыковых швов.

36. Группы металлических конструкций в зависимости от условий эксплуатации.

37. Как рассчитывают угловые швы на срез по металлу шва и по металлу границы сплавления?

38. Показатели, характеризующие меха­нические свойства металлов.

39. Типы болтовых и заклепочных соединений. Преимущества и недостатки.

40. Хрупкость, ударная вязкость, пластическое и хруп­кое разрушение, факторы, влияющие на хрупкость.

41. Расчет заклепок и болтов на срез и смятие.

42. Дайте определение выносливости, усталости и предела вынос­ливости.

43. Расчет соединений на высокопрочных бол­тах.

44. Сортамент, его назначение.

45. Классификация балок. Генеральные размеры балок.

46. Как выполняется расчет изгибаемых элементов по двум груп­пам предельных состояний?

47. Профили, используемые в строительстве. Способы изготовления профилей.

48. Подбор сечения и расчет прокатной балки.

49. Как рассчитывают внецентренно растянутые и внецентренно сжатые элементы?

50. Достоинства, недостатки и области применения ме­таллических конструкций.

51. Последовательность расчета и проектирования состав­ной сварной балки.

52. Классификация металлических конструкций в за­висимости от конструктивной схемы.

53. Подбор сечения и окончательный расчет составной балки?

54. Виды коррозии металлических конструкций. Коррозионная агрессивность атмосферы.

55. Каково назначение ребер жесткости в балках? Как выполняется расчет опорного ребра жесткости балок?

56. Способы борьбы с коррозией металлических конструк­ций.

57. Как и для чего устраиваются заводские и монтажные стыки балок?

58. Приведите структуру формул при расчетах металлических конструкций по первой и второй группам предельных состояний.

59. Нормативные и расчетные сопротивления сталей и алюминиевых сплавов.

60. Колонны, их классификация.

61. Общая и местная устойчивости металлокон­струкций.

62. Расчет общей устойчивости центрально-сжа­той колонны.

63. Расчет центрально-растянутых элементов.

64. Расчет местной устойчивости колонны. Как устанавливаются ребра жесткости в сплошных колоннах?

65. Приведите расчет общей устойчивости центрально-сжатых элементов (понятие о плоскости наименьшей жесткости).

66. Как рассчитываются элементы соединительной решетки сквоз­ных колонн?

1.Виды нагрузок и воздействий, действующих на здания и сооружения

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки. Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при возведении сооружений, следует учитывать в расчетах как кратковременные нагрузки.

К постоянным нагрузкам следует относить:

- вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

- вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление.

К длительным нагрузкам следует относить: вес временных перегородок, вес стационарного оборудования; нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, подобных помещениях; нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий

К кратковременным нагрузкам следует относить: нагрузки от оборудования; нагрузки от людей, животных; нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования; снеговые нагрузки с полным расчетным значением; температурные климатические воздействия с полным нормативным значением; ветровые нагрузки.

К особым нагрузкам следует относить: сейсмические воздействия; взрывные воздействия. (См. также 7 вопрос)

2.Какова последовательность расчета центрально-сжатых элементов металлических конструкций

Р абота двухветвевых сквозных стержней относительно оси х — х, которая назы­вается материальной осью, протекает почти в таких же условиях, как и сплошных стержней. Поэтому их гибкость λ_х определяют так же, как и гибкость цельных стержней: λ_х = l_х/r. Радиус инерции составного двухветвевого стержня относительно материальной оси х — х равен радиусу инерции одной ветви относительно той же оси, так как:

где I_Х и F — момент инерции относительно оси х— х и площадь сечения ветвей всего стержня;

I'_х и F' — то же, одной ветви.

В результате относительно свободной оси вычисляют приведенную гибкость, ко­торая равна:

д ля стержня с планками:

д ля стержня с раскосной решеткой: где λ_y = l_ylr_y — гибкость стержня относительно свободной оси.

Расчетной гибкостью, по которой опреде­ляют коэффициент φ и соответственно проверяют устойчивость сквозного стержня, является наибольшая из двух гибкостей λ_х или λ_ПР. Для четырехветвевых составных стержней приведенная гибкость для стержня на планках равна

для стержня с раскосной решеткой

г де λ_макс — наибольшая гибкость всего стержня, если рассматри­вать его как сплошной;

Гибкость отдельных ветвей сквозных стержней с планками не должна превышать 40.

Подбор сечения двухветвевого сквозного составного стержня всегда начинают относительно материальной оси (оси х— х), для чего, как при подборе любого сжатого элемента, предварительно задаются гибкостью λ_х и по ней находят φ.

Затем определяют требуемые площадь F_TР и радиус инерции r_х сечения стержня и по сортаменту подбирают соответствующий им профиль швеллера или двутавра. Приняв сечение, проверяют его устойчивость.

г де коэффициент φ_х определен по действительной гибкости:

Д алее переходят к компоновке сечения относительно свободной оси у-у. Задача в этом случае сводится к определению расстоя­ния между ветвями (размера b_с или с — расстояние между осями ветвей; исходя из условия равноустойчивости:

Д ля приведенной гибкости находим значение гибкости относительно свободной оси, рассмат­ривая стержень как сплошной:

В формуле правой частью подкоренного выражения не­обходимо задаваться. В стержне на планках гибкость отдельной ветви принимают λ₁ = 30 - 40, в стержне с раскосной решеткой задаются сечением раскосов и углом наклона раскоса к ветви, что позволяет получить значения F_p и k.

Определив гибкость λ_у, находят соответствующий ей радиус инерции:

В свою очередь можно выразить r_у через расстояние между ося­ми ветвей с:

Д алее из формулы получим

и ли, переходя к полной ширине стержня: где z_o — расстояние от нейтральной оси ветви до наружного края профиля.

После окончательного подбора сечения стержень проверяют на устойчивость относительно оси у — у.