Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.05.2023
Размер:
564.42 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра Металлические конструкции и

испытания сооружений

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО РАСЧЁТУ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

(Методические указания по проведению практических занятий и курсового проектирования для студентов специальности

290300 и направления 550100)

Казань, 2004 г.

Составители: И.Л. Кузнецов, Г.Н. Шмелёв, Д.М. Хусаинов

УДК 624

Справочные данные по расчёту металлических конструкций (Методические указания по проведению практических занятий и курсового

проектирования для студентов специальности 290300 и направления 550100).

Казан., КГАСА, 2004. – 66 с.

В методических указаниях приводятся сведения по расчёту элементов и соединений МК и данные по сортаменту стального проката. Методические указания предназначаются для студентов специальности 290300 и направления

550100.

Составители: д.т.н., проф. Кузнецов Иван Леонидович к.т.н., доц. Шмелёв Геннадий Николаевич к.т.н., Хусаинов Дамир Миннигалеевич

Рецензент: к.т.н., доц. Гирфанов Ирек Сагитович

© Казанская государственная архитектурно-строительная академия 2004 г.

Содержание

1.Материалы для конструкций и соединений

2.Расчётные характеристики материалов и соединений

3.Расчёт элементов стальных конструкций

4.Расчёт соединений стальных конструкций

5.Сортамент стального проката

1.МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ

1.1.В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений (табл. 1.1), а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на четыре группы. Марки стали для стальных конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 1.2.

1.2.Для сварки стальных конструкций следует применять табл.1.3. Электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467-75;сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70*; флюсы по ГОСТ 9087-81; углекислый газ по ГОСТ 8050-76.

1.3.Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759-10*.

Болты следует назначать по ГОСТ 15589-70*, ГОСТ 15591-70*, ГОСТ 7796-70*, ГОСТ 7798-70*, а при ограничении деформаций соединений по ГОСТ 7805-70*.

Гайки следует применять по ГОСТ 5915-70*: для болтов классов прочности 4.6, 4.8, 5.6 и 5.8 – гайки класса прочности 4; для болтов классов прочности 6.6 и 8.8 – гайки классов прочности соответственно 5 и 6.

2.РАСЧЁТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И

СОЕДИНЕНИЙ

2.1.Расчётные сопротивления проката и труб для различных видов напряжённых состояний следует определять по формулам, приведённым в табл. 2.1.

2.2.Значения коэффициентов надёжности по материалу проката и труб следует принимать по табл. 2.2.

2.3.Расчётные сопротивления проката и труб приведены в табл. 2.3 и 2.4.

2.4.Расчётные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряжённых состояний следует определять по формулам, приведённым в табл. 2.5 и 2.6.

2.5.Расчётные сопротивления болтов срезу и растяжению следует определять по табл. 2.8, расчётные сопротивления элементов, соединяемых болтами, смятию по табл. 2.7.

Таблица 1.1

ПРАВИЛА УЧЁТА СТЕПЕНИ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

Класс ответственности зданий и сооружений

 

надёжности по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

назначению γn

Класс I. Основные здания и сооружения объектов, имеющих

 

 

 

особо важное

народнохозяйственное

и

(или)

 

 

1,0

социальное значение.

 

 

 

 

 

 

 

Класс II.

Здания и сооружения объектов, имеющих важное

 

 

0,95

 

народнохозяйственное и (или) социальное значение.

 

 

 

 

 

 

Класс III. Здания и

сооружения объектов, имеющих

 

 

 

 

ограниченное народнохозяйственное

и

(или)

 

 

0,9

 

социальное значение

 

 

 

 

 

Для временных зданий и сооружений γn = 0,8

 

 

 

 

Таблица 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (СНИП II-23-81*)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Категория стали для климатического района

Сталь

 

ГОСТ или ТУ

строительства (расчётная температура, 0С)

 

II4 (-30 > t ³ -40);

 

I2, II2

и II3

 

I1

(-50 > t ³ -65)

 

 

 

 

II5 и др. (t ³ - 30)

(-40 > t ³-50)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

 

5

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжёлых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (подкрановые балки)

С255

 

+

-

-

С285

 

+

-

-

С345

 

3

3

4а)

С375

ГОСТ 27772-88

3

3

4а)

С390

 

+

+

+б)

С390К

 

+

+

+б)

С440

 

+

+б)

+в)

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ).

С245

 

+г)

-

-

С255

 

+

-

-

С275

ГОСТ 27772-88

+г)

-

-

С285

 

+

-

-

С345

 

1

3

4а, д)

С345К

 

+

-

-

1

2

3

4

5

С375

 

1

3

4а, д)

 

+

+

+б)

С390

 

 

+

+

+б)

С390К

 

ГОСТ 27772-88

+

+

+в)

С440

 

+

-

-

С590

 

 

-

+

+

С590К

 

ГОСТ 10705-80*,

2е)

2е)

-

ВСт3кп

толщиной до 4 мм

группа В, табл. 1

2е)

-

-

ВСт3пс

То же

толщиной до 5,5 мм

То же

6

 

 

ВСт3пс

-

-

толщиной 6-10 мм

 

 

 

 

16Г2АФ

ТУ 14-3-567 – 76

+

+

+

толщиной 6-9 мм

 

 

 

 

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование).

С235 С245 С255 С275 С285 С345 С345К С375 С390 С390К С440 С590 С590К

ВСт3кп

толщиной до 4 мм

ВСт3кп

толщиной 4,5-10 мм

ВСт3пс

толщиной 5-15 мм

ВСт3пс

толщиной до 5,5 мм

ВСт3пс

толщиной 6-10 мм

ВСт3сп

толщиной 5-15 мм

ГОСТ 27772-88

ГОСТ 10705-80*

группа В, табл.1

То же

ГОСТ 10706-76*

Группа В, с доп. требованием по п. 1.6

ГОСТ 10705-80*

группа В, табл.1

ГОСТ 10705-80*

группа В, табл.1

ГОСТ 10706-76*

Группа В, с доп. требованием по п. 1.6

+е, и)

 

-

 

-

 

 

+

 

-

 

-

+

 

+ж)

 

-

+

 

-

 

-

+

 

+ж)

 

-

1

 

1

 

2 или 3

+

 

+

 

-

1

 

1

 

2 или 3

+

 

+

 

+

+

 

+

 

+

+

 

+

 

+

+

 

-

 

-

-

 

+

 

+

2е)

 

2е)

 

-

2е)

 

-

 

-

4

 

-

 

-

2е)

 

2е)

 

-

6

 

-

 

-

-

 

4

 

-

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

ВСт3сп

ГОСТ 10705-80*

-

5

-

толщиной 6-10 мм

группа В, табл.1

 

 

 

 

 

 

16Г2АФ

ТУ 14-3-567-76

+

+

+

толщиной 6-9 мм

 

 

 

 

 

 

 

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений

 

 

С235

 

+

-

-

С245

ГОСТ 27772-88

-

+

+

С255

-

+

+

С275

 

-

+

+

С285

ГОСТ 10705-80*

-

+

+

ВСт3кп

2

е)

2

е)

2

е)

толщиной до 4 мм

группа В, табл.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3кп

ГОСТ 10705-80*

2

е)

-

-

толщиной 4,5-10 мм

группа В, табл.1

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3пс

ГОСТ 10706-76*

4

4

-

Группа В, с доп.

толщиной 5-15мм

требованием по п. 1.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3пс

ГОСТ 10705-80*

2

е)

2

е)

2

е)

толщиной до 5,5 мм

группа В, табл.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3пс

ГОСТ 10705-80*

6

6

-

толщиной 6-10 мм

группа В, табл.1

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.3 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВАРКИ, СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СТАЛИ

 

 

 

Материалы для сварки

 

 

 

 

 

 

В углекислом

 

Группы

 

 

 

 

 

газе (по ГОСТ

 

 

Под флюсом

 

 

8050-85) или в

Покрытыми

конструкций в

Стали

 

 

его смеси с

 

 

 

 

электродами

климатических

 

 

 

 

аргоном (по

 

 

 

 

 

типов по ГОСТ

районах

 

 

 

 

 

ГОСТ 10157-79*)

 

 

Марки

9467-75*

 

 

 

 

 

Флюсов (по

Сварочной проволоки (по

 

 

 

ГОСТ 9087-81*)

ГОСТ 2246-70*)

 

1

2

3

4

 

 

5

6

 

С235, С245, С255,

Ан-348-А,

Св-08А,

 

 

 

 

 

С275, С285, 20,

 

 

 

Э42, Э46

 

ВСт3кп, ВСт3пс,

Ан-60

Св-08ГА

 

 

 

 

 

 

2, 3 и 4 – во всех

ВСт3сп

 

 

 

 

Св-08Г2С

 

С345, С345Т,

АН-47,

Св-10НМА,

 

районах, кроме

С375, С375Т,

АН-43,

Св-10Г2

2

,

 

Э50

I1, I2, II2 и II3

С390, С390Т,

 

 

АН-17-М,

 

2

 

 

С590К, С440,

Св-08ГА ,

 

 

 

16Г2АФ, 09Г2С

АН-348-А1

Св-10ГА2

 

 

 

С345К

АН-348-А

Св-08Х1ДЮ

Св-08ХГ2СДЮ

Э50А3

1

 

 

2

3

 

4

 

5

 

 

6

 

С235, С245, С255,

 

 

 

 

 

 

Э42А,

 

С275, С285, 20,

АН-348-А

 

Св-08А,

 

 

 

 

ВСт3кп, ВСт3пс,

 

Св-08ГА

 

 

 

Э46А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3сп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С345, С345Т,

АН-47,

 

Св-10НМА,

 

 

 

 

 

1 – во всех

 

Св-10Г22,

Св-08Г2С

 

Э50А

 

районах;

С375, С375Т,

АН-43,

1

Св-08ГА2,

 

 

09Г2С

 

АН-348-А

 

Св-10ГА2

 

 

 

 

 

2, 3 и 4 – в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С390, С390Т,

АН-47

 

Св-10НМА,

 

 

 

 

 

районах I1, I2, II2

 

2

 

 

 

 

 

С390К, С440,

АН-17-М,

 

Св-10Г2 ,

 

 

 

Э50А

 

и II3

16Г2АФ

АН-348-А

1

Св-08ГА2,

 

 

 

 

 

 

Св-10ГА2

 

 

 

 

 

 

С345К

 

АН-348-А

 

Св-08Х1ДЮ

Св-08ХГ2СДЮ

Э50А3

 

 

С590, С590К,

АН-17-М

 

Св-08ХН2ГМЮ,

Св-10Х2ГСМА,

Э60,

 

 

С590КШ

 

Св-10НМА

Св-08ХГСМА,

Э70

 

 

 

 

Св-08Г2С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

 

 

 

 

 

 

Условное

 

Расчётные

Напряжённое состояние

 

 

 

сопротивления

 

 

обозначение

 

 

 

 

 

 

проката и труб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По пределу

 

Ry

 

Ry = Ryn

γ m

Растяжение,

 

 

текучести

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сжатие и изгиб

 

По временному

 

Ru

 

Ru = Run

γ m

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивлению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сдвиг

 

 

 

 

 

Rs

 

Rs = 0,58 × Ryn γ m

 

 

 

 

 

 

 

 

Смятие торцевой поверхности (при

 

Rp

 

Rp = Run

γ m

наличии пригонки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смятие местное в цилиндрических

 

Rlp

 

Rlp

= 0,5 × Run γ m

шарнирах (цапфах) при плотном

 

 

 

касании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметральное сжатие катков (при

 

Rcd

 

Rcd = 0,025 × Run γ m

свободном касании в конструкциях с

 

 

ограниченной подвижностью)

 

 

 

 

 

 

 

 

Растяжение в направлении толщины

 

Rth

 

Rτh = 0,5 × Run γ m

проката (до 60 мм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

 

 

Государственный стандарт или технические

Коэффициент надёжности по

условия на прокат

материалу γт

ГОСТ 27772-88 (кроме сталей С590, С590К); ТУ

1,025

14-1-3023-80 (для круга, квадрата, полосы)

 

ГОСТ 27772-88 (стали С590, С590К); ГОСТ 380-

 

71** (для круга и квадрата размерами,

 

отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80); ГОСТ 19281-

1,050

73* (для круга и квадрата с пределом текучести до

380 МПа (39 кг/мм2) и размерами,

 

отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80);

 

ГОСТ 10705-80*; ГОСТ 10706-76*

 

ГОСТ 19281-73* (для круга и квадрата с пределом

 

текучести свыше 380 МПа (39 кг/см2) и размерами,

1,100

отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80); ГОСТ 8731-

 

87; ТУ 14-3-567-76.

 

Таблица 2.3 Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении,

сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций

зданий и сооружений

 

 

 

 

Нормативное сопротивление, МПа

Расчётное сопротивление, МПА (кгс/см2)

 

 

Толщина

 

(кгс/мм2), проката

 

 

проката

 

 

 

Листового,

 

 

Листового,

 

 

Сталь

 

проката1,

 

 

 

 

 

широкополосного

Фасонного

широкополосного

Фасонного

 

 

мм

 

 

 

 

универсального

 

 

универсального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ryn

Run

Ryn

Run

Ry

Ru

Ry

Ru

1

 

2

 

3

4

5

6

7

8

9

10

С235

От 2 до 20

235 (24)

360 (37)

235(24)

360(37)

230(2350)

350(3600)

230(2350)

350(3600)

 

Св.20,,

40

225 (23)

360 (37)

225(23)

360(37)

220(2250)

350(3600)

220(2250)

350(3600)

 

,,

40,, 100

215 (22)

360 (37)

-

-

210(2150)

350(3600)

-

-

 

,,

100

 

195 (20)

360 (37)

-

-

190(1950)

350(3600)

-

-

С245

От 2 до 20

245 (25)

370 (38)

245(25)

370(38)

240(2450)

360(3700)

240(2450)

360(3700)

 

Св.20,,

30

-

-

235(24)

370(38)

-

-

230(2350)

360(3700)

С255

От 2 до 3,9

255 (26)

380 (39)

-

-

250(2550)

370(3800)

-

-

 

,,

4,,

10

245 (25)

380 (39)

255(26)

380(39)

240(2450)

370(3800)

250(2550)

370(3800)

 

Св.10,,

20

245 (25)

370 (38)

245(25)

370(38)

240(2450)

360(3700)

240(2450)

360(3700)

 

,,

20,,

40

235 (24)

370 (38)

235(24)

370(38)

230(2350)

360(3700)

230(2350)

360(3700)

С275

От 2 до 10

275 (28)

380 (39)

275(28)

390(40)

270(2750)

370(3800)

270(2750)

380(3900)

 

Св.10,,

20

265 (27)

370 (38)

275(28)

380(39)

260(2650)

360(3700)

270(2750)

370(3800)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

4

5

6

7

8

9

10

С285

От 2 до 3,9

285 (29)

390 (40)

-

-

280(2850)

380(3900)

-

-

 

,,

4,,

10

275 (28)

390 (40)

285(29)

400(41)

270(2750)

380(3900)

280(2850)

390(4000)

 

Св.10,,

20

265 (27)

380 (39)

275(28)

390(40)

260(2650)

370(3800)

270(2750)

380(3900)

С345

От 2 до 10

345 (35)

490 (50)

345(35)

490(50)

335(3400)

480(4900)

335(3400)

480(4900)

 

Св.10,,

20

325 (33)

470 (48)

325(33)

470(48)

315(3200)

460(4700)

315(3200)

460(4700)

 

,,

20,,

40

305 (31)

460 (47)

305(31)

460(47)

300(3050)

450(4600)

300(3050)

450(4600)

 

,,

40,,

60

285 (29)

450 (46)

-

-

280(2850)

440(4500)

-

-

 

,,

60,,

80

275 (28)

440 (45)

-

-

270(2750)

430(4400)

-

-

 

,,

80,, 160

265 (27)

430 (44)

-

-

260(2650)

420(4300)

-

-

С345К От 4 до 10

345 (35)

470 (48)

345(35)

470(48)

335(3400)

460(4700)

335(3400)

460(4700)

С375

От 2 до 10

375 (38)

510 (52)

375(38)

510(52)

365(3700)

500(5100)

365(3700)

500(5100)

 

Св.10,,

20

355 (36)

490 (50)

355(36)

490(50)

345(3500)

480(4900)

345(3500)

480(4900)

 

,,

20,,

40

335 (34)

480 (49)

335(34)

480(49)

325(3300)

470(4800)

325(3300)

470(4800)

С390

От 4 до 50

390 (40)

540 (55)

-

-

380(3850)

530(5400)

-

-

С390К

От 4 до 30

390 (40)

540 (55)

-

-

380(3850)

530(5400)

-

-

С440

От 4 до 30

440 (45)

590 (60)

-

-

430(4400)

575(5850)

-

-

 

Св.30,,

50

410 (42)

570 (58)

-

-

400(4100)

555(5650)

-

-

С590

От 10 до 36

540 (55)

635 (65)

-

-

515(5250)

605(6150)

-

-

С590К

От 16 до 40

540 (550

635 (65)

-

-

515(5250)

605(6150)

-

-

1 За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки (минимальная его толщина 4 мм)

Таблица 2.4 Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе

труб для стальных конструкций зданий и сооружений

 

 

Толщина

Нормативное

Расчётное сопротивление,

 

 

сопротивление, МПа

 

 

 

2

Марка стали

ГОСТ или ТУ

стенки,

(кгс/мм2)

МПа (кгс/см )

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Ryn

Run

Ry

Ru

 

 

 

ВСт3кп, ВСт3пс,

ГОСТ 10705-80*

До 10

225(23,0)

370(38,0)

215 (2200)

350 (3550)

ВСт3сп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСт3пс, ВСт3сп

ГОСТ 10706-76*

5 – 15

245(25,0)

370(38,0)

235 (2400)

350 (3550)

 

 

 

 

 

 

 

20

ГОСТ 8731-87

4 – 36

245(25,0)

410(42,0)

225 (2300)

375 (3800)

 

 

 

 

 

 

 

16Г2АФ

ТУ 14-3-567-76

6 – 9

440(45,0)

590(60,0)

400 (4100)

535 (5450)

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке Лекции и пособия