Билет № 1
1) Конструктивная и расчётная схемы стального настила балочной площадки. Определение толщины настила.
Схему балки, в которой отражены материал, форма и размеры сечения, а также специальные устройства (анкеры, болты, приварка и т.д.), называют конструктивной схемой балки.
Расчётная схема любой конструкции вообще и балки в частности — это идеализированное изображение конструктивной схемы, в которой не отражены свойства, незначительно влияющие на точность расчёта.
Толщину настила определим из условия жёсткости в зависимости от полезной нагрузки и нормы прогиба:
(n0– норма прогиба для настила, E1– цилиндрическая жёсткость настила, a - пролёт настила,tn - толщина настила, q – полезная нагрузка)
2) Конструирование и расчёт соединительной решётки центрально-сжатой колонны сквозного сечения.
Основным преимуществом сквозных колонн является возможность соблюдения в них условия равноустойчивости. Сквозные колонны достаточно экономичны по расходу металла. В то же время они более трудоёмки в изготовлении, так как обилие коротких швов затрудняет применение автоматической сварки.
Сечение стержня сквозных колонн образуется обычно из двух швеллеров, расположенных полками внутрь сечения. Расположение швеллеров полками наружу при одних и тех же габаритных размерах сечения менее выгодно с точки зрения расхода материала и применяется только в клёпаных колоннах из соображений удобства клёпки.
Решётка сквозных колонн обычно конструируется из одиночных уголков с предельной гибкостью элемента λ = 150. Решётка применяется треугольная, простая и с распорками, или раскосная.
Крепление решётки к ветвям колонны можно осуществлять на сварке или на заклёпках; при этом разрешается центрировать уголки на наружные кромки ветвей. Колонны с планками проще в изготовлении, не имеют выступающих уголков решётки и более красивы. Колонны с решётками значительно жёстче, особенно против кручения.
соединительные элементы (решётки) в центрально сжатых колоннах рассчитывают на поперечную силу, которая может возникнуть при изгибе от критической силы, которая, для данного материала зависит только от геометрических размеров стержня.
По нормам и техническим условиям, величина этой условной поперечной силы определяется в зависимости от сечения стержня по формулам:
где Fбр — сечение стержня брутто в см2.
Поперечная сила Q принимается постоянной по высоте стержня и распределяется поровну между плоскостями планок (решёток).
Под действием поперечной силы колонна изгибается, элементы решёток работают на осевые усилия, как раскосы и стойки фермы. Колонны с решётками менее деформативны, чем колонны с планками, а потому они получили преимущественное применение при тяжёлых нагрузках.
Билет 2
1) Какими условиями обеспечивается несущая способность прокатной балки.
Наиболее важным условием является марка стали, конструктивная схема (шаг подпорных колонн, ориентация в пространстве) и определяемый максимальный изгибающий момент, далее требуемый момент сопротивления W= M/(R*y), где R – расчётное сопротивление стали по изгибу, y – коэффициент условий работы конструкции. Подбор профиля производится исходя из величины W (округляемую в большую сторону). Принятый номер профиля проверяется на прочность, общую устойчивость и жёсткость. Поэтому подбор сечения балки следует строить исходя из требуемого момента сопротивления (условия прочности - первая группа предельных состояний) и требуемого момента инерции (условия жёсткости - вторая группа предельных состояний).