Начертательная геометрия. Инженерная графика электронное учебное из

РАЗДЕЛ 6. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Изучение этого раздела предусмотрено во втором модуле на 15-16 неделях учебного семестра (фрагмент 1).

Фрагмент 1

Учебные ресурсы раздела на сайте ДО представлены двумя лекциями и списком литературы.

Ресурсы контроля знаний представлены: опросом, тестом, контрольными вопросами, индивидуальной графической работой с вариантами заданий, методическими указаниями к выполнению работы и примером выполнения.

6..1 ЛЕКЦИИ

6..1.1 ЛЕКЦИЯ 1

ЧЕРТЕЖИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Общие сведения

Из истории металлоконструкций. Понятие "металлические конст-

рукции" объединяет в себе их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Металлические конструкции имеют достаточно длительную историю развития, которая может быть разделена на пять периодов.

Первый период (от XII в. до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т.п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами Покровского собора — храма Василия Блаженного (1560 г.).

Второй период (от начала XVII в. до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций ("корзинок") глав церквей. Примерами служат перекрытия пролетом 18 м над трапезной Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске (1696-1698 гг.), перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1640 г.)

Третий период (от начала XVIII в. до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В 1784 г. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов XIX в. является купол Исаакиевского собора,

Четвертый период (с 30-х годов XIX в. до 20-х годов XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и, в частности, в металлургии и металлообработке.

В 30-х годах ХIХ в. Появились заклепочные соединения и в течении ста последующих лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Во второй половине XIX в. значительное развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. Принципы проектирования, разработанные в мостостроении, были перенесены затем на промышленные и гражданские объекты.

Пятый период начинается с конца 20-х годов ХХ в. К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью заменены сварными, более легкими, технологичными и экономичными.

В настоящее время соединения элементов металлических конструкций преимущественно выполняются с помощью сварки.

Одним из изобретателей электрической дуговой сварки был Н.Г.Славянов, который около 14 лет проработал на пермских пушечных заводах.

Большой вклад в развитие сварных соединений в строительстве внес Е.О.Патон. Его труды в области электросварки посвящены разработке проблем автоматизации сварных процессов, созданию способа сварки под флюсом и вопросам прочности сварных соединений.

Под руководством Е.О.Патона в 1953 г. в Киеве был построен цельносварной (первый в мире такой длины 1543 м) мост через реку Днепр, при монтаже сварено 10668 м швов. Этому сооружению присвоено имя Патона.

Область применения металлических конструкций

Металлические конструкции применяются сегодня во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно если необходимы значительные пролеты, высота и нагрузки

В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции можно разделить на виды: промышленные здания, большепролетные покрытия зданий, мосты, эстакады и др.

Размеры и некоторые геометрические характеристики равнополочных и неравнополочных уголков

Условные обозначения. Профили прокатной стали и другие элементы металлических конструкций изображаются на чертежах, схемах и обозначаются в выносных надписях и текстовых документах в соответствии с ГОСТ 2.410-68 и ГОСТ 21.501-93 (см. таблицу 2)

Профили проката в видах и разрезах даются контурными изображениями, но без округления углов и уклонов полок. Кроме графического изображения профиля справа от него проставляют числовые величины: ширину и толщину полки уголка, номер профиля (двутавр, швеллер), диаметр стержня круглой стали, ширину и толщину листа полосовой стали, внутренний диаметр и толщину стенки трубы. Если в элементе металлических конструкций несколько одинаковых профилей, то перед обозначением указывают их количество, на-

пример, 2L 100х63х8.

При выполнении чертежей металлических конструкций применяются следующие условности:

1.Изображения (виды) на чертежах располагают в обратной проекционной связи (рис.1). Вид справа располагается справа от главного вида.

2.Для длинных и решетчатых конструкций используют двухмасштабное изображение в целях сокращения размеров изображения конструкции.

3.Профили в сечениях изображают без округления углов и без линий

штриховки.

4.Мелкомасштабные (М:20 и мельче) изображения сечений допускается показать одной толстой линией.

Чертежам металлических конструкций, входящим в состав основного комплекта чертежей, присваивается марка КМ (конструкции металлические). Чертежи марки КМ служат для разработки деталировочных чертежей, обозначаемых маркой КМД (конструкции металлические деталировочные).

Всостав основного комплекта чертежей марки КМ входят чертежи общего вида, планы, разрезы здания (сооружения), выполненного в металле, схемы расположения элементов конструкций, чертежи элементов и узлов конструкций.

Вданной лекции рассматриваются особенности выполнения чертежей элементов и узлов металлических конструкций на примере стальной фермы.

Ферма – это несущая конструкция, представляющая собой плоскую или пространственную геометрически неизменяемую стержневую систему. Фермы применяются при строительстве покрытий промышленных и общественных зданий с большими пролетами, мостов, эскалад и других сооружений.

Стержни фермы – пояса (верхний и нижний), стойки, раскосы (рис.2.) – образуют решетку фермы. По очертанию верхнего пояса фермы подразделяются на треугольные, трапецеидальные, сегментные, с параллельными поясами.

A

A

A

Рис.1

Верхний пояс

Óçåë

Опорный узел

Опорная стойка

Пролет

Рис.2.

Место соединения стержней решетки фермы называется узлом. Узлы имеют специальные названия: коньковый – в месте перелома верхнего пояса; опорный – в месте опирания фермы на колонну или примыкания к ней. Расстояние между опорами ферм называется пролетом фермы, а расстояние между узлами нижнего пояса – панелью.

Решетка фермы выполнятся из прокатанных или гнутых профилей: труб, спаренных уголков (рис.3), которые соединяются между собой в узлах, посредствам фасонок из листовой стали с помощью заклепок или сварки. В опорной и осевой стойках фермы возможно крестообразное расположение уголков. Элементы уголка и расположение осевой линии, проходящей через центр тяжести сечения, показаны на рис.4.

Рис.3

Рис. 4.

6..1.2 ЛЕКЦИЯ 2

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Общие сведения

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Сварка – экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

Ктермическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно – лучевая, лазерная, газовая и др.).

Ктермомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузи-

онная и др.).