181

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О.Б. Иванова

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям и выполнению расчетно-графической работы по

дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,

профиль Экспертиза и управление недвижимостью

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 624.014 (075.8)

Иванова О.Б. Металлические конструкции зданий и сооружений. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / О.Б. Иванова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 7 с; ил. 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приведены рекомендации по выполнению практических занятий по Металлическим конструкциям зданий и сооружений. Приведены основные особенности практических занятий, изложены основные положения по освоению студентами курса: основные особенности формирования знаний, умений и владений данным предметом; выбор стали и проката; основные положения проектирования и расчетов по первой и второй группам предельных состояний балок, колонн и легких ферм, а также их болтовых и сварных соединений.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по учебной дисциплине Б.3.27 Металлические конструкции по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Экспертиза и управление надвижимостью.

3

Введение.

В своей практической деятельности бакалавр направления 08.03.01 Строительство, профиль Экспертиза и управление недвижимостью (ЭУН) может встречаться или с проектированием и возведением строительных стальных конструкций, или с их эксплуатацией. Во всех этих случаях ему необходимо четко представлять работу стальных конструкций под нагрузкой.

Изучив курс металлических конструкций, студент должен обладать следующими навыками:

а) правильно оценивать свойства стали, как строительного материала, правильно назначать его применение в конструкциях;

б) правильно выбирать оптимальное решение стальных конструкций; в) рационально и экономно проектировать стальные конструкции.

Изучению курса металлических конструкций должно предшествовать изучение следующих дисциплин: технология металлов и сварки; сопротивление материалов; строительная механика; архитектура промышленных и гражданских зданий.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов 4 курса (7-ой семестр) ННГАСУ в помощь при выполнении практических занятий, на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено 17 академических часов.

Исходя из выделенного объема часов на практические занятия в учебно-

методическом пособии изложены основные рекомендации для студентов по освоению

курса:

1.Выбор стали для строительных металлических конструкций.

2.Виды соединений в металлических конструкциях. Расчет сварных соединений. Расчет болтовых соединений.

3.Особенности конструирования стержневых элементов металлических конструкций, алгоритмы их расчета: подбор сечений прокатных балок, подбор сечений сварных балок, подбор сечений центрально-сжатых стоек сплошного сечения, подбор сечений рас-

тянутых и сжатых элементов ферм.

Тема 1. Выбор стали для строительных металлических конструкций.

Приступая к изучению данного курса, студент должен, как будущий бакалавр по направлению Строительство с профилем «ЭУН», понять, что здания и сооружения предназначены для удовлетворения определенных потребностей общества, что они состоят из множества отдельных элементов и частей, объединенных в единые системы. Поэтому студент, решая практические задачи для отдельных несущих элементов, должен учитывать влияние целого здания (сооружения), так как нагрузки и воздействия, переходя от одного элемента к другому принимают форму усилий взаимодействия: нормальных, поперечных, изгибающих и крутящих.

При освоении данной темы студенту следует овладеть основными понятиями механических характеристик стали: прочность, упругость, пластичность, склонность к хрупкому разрушению по [1, стр. 34-39], а также химический состав по [3], включая свариваемость и коррозионную стойкость, их нормативные и расчетные параметры.

Важным является понимание основных принципов классификации конструкций по сложности эксплуатации и деление на четыре группы [2, стр. 118, Приложение В], а также деление на три климатические зоны по расчетной температуре наиболее холодных суток

[2, табл. В.1].

Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить, чтобы правильно выбрать материал для конструкций, следующие:

1) основные принципы классификации строительных конструкций по группам эксплуатации;

2) расчетные температуры наиболее холодных суток на территории России и их влияние на выбор стали (табл. В.1[2]);

4

3) выбор материалов для сварки (табл. Г.1[2]) .

Тема 2. Виды соединений в металлических конструкциях

Важно понимать работу и расчет стыковых и угловых швов при разных НДС соединяемых элементов; значение в расчетах выводных планок; особенности применения сварочных материалов для разных сталей и разных защитных сред: под флюсом, в углеки-

слом газе, порошковой проволокой, покрытыми электродами [2, Приложение Г].

Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить по теме, сле-

дующие:

1)основы расчета и проектирования стыковых сварных соединений [1, стр.

137-154];

2)классификация сварных соединений на угловых швах; в чем различие зон по металлу шва и по металлу границы сплавления;

3)основы расчета и проектирования сварных угловых соединений [1, стр. 137-

154].

При изучении данной темы студент должен усвоить, что размещение болтов в соединениях зависит от их нагруженности (расчетные соединения от расчетных сочетаний нагрузок – на минимальных расстояниях между болтами; конструктивные соединения – на максимальных расстояниях). С этими требованиями можно ознакомиться в [2, табл.

40].

Важное значение при освоении болтовых соединений имеют знания технологиче-

ских требований к болтовым соединениям.

Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить по теме работы и расчетов болтовых соединений элементов стальных конструкций, следующие:

1)основы работы болтовых соединений на сдвиг при статических нагрузках;

2)основы размещения болтов в расчетных и конструктивных соединениях (рядовое, шахматное; в один ряд, в два ряда); технологические требования к размещению болтов.

Тема 3. Особенности конструирования стержневых элементов металлических конструкций, алгоритмы их расчета

3,а. Основы проектирования и расчета балок из прокатных двутавров

Для лучшего понимания и усвоения методики расчета прокатных балок по первому и второму предельным состояниям с учетом деления их на классы студенту дается полный алгоритм такого расчета.

Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту на практиче-

ских занятиях для усвоения основ проектирования и расчета балок из прокатных профи-

лей, следующие:

1)основы компоновки и расчета балок сплошного сечения из прокатных профилей;

2)основы проверок прокатных двутавровых балок на общую устойчивость;

3)основы проверок прокатных двутавровых балок на прогиб (второе предельное состояние).

3,б. Основы проектирования и расчета балок составного сечения (сварных) при статических нагрузках

На практических занятиях студент изучает следующие вопросы:

1)основные принципы компоновки сварных балок по расходу стали (по прочности), по жесткости и устойчивости;

2)основы проверок сварных балок на прочность;

3)основы проверок сварных балок на прогиб;

4)основы проверок сварных балок на общую устойчивость;

5)основы проверки местной устойчивости сжатых поясов сварных балок;

5

3,в. Основы проектирования и расчета центрально сжатых колонн

В данной теме студенту дается полный алгоритм расчета центрально сжатых колонн сплошного сечения из прокатных профилей.

Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту на практиче-

ских занятиях при изучении основ проектирования и расчета центрально сжатых колонн

следующие:

1)расчетные длины центрально сжатых колонн в зависимости от условий их закрепления;

2)основы методики расчета стержня колонны сплошного сечения.

3)основы проверок стержня колонны сплошного сечения на устойчивость;

4)основы проверок стержня колонны сплошного сечения по предельной гибкости.

3,г. Основы проектирования и расчета легких стальных ферм

В данной теме студенту дается полный алгоритм расчета растянутых и сжатых элементов легких ферм. Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту на практических занятиях при изучении основ проектирования и расчета легких стальных ферм следующие:

1)расчетные длины элементов легких стальных ферм;

2)основы методики расчета элементов легких стальных ферм;

3)основы проверок элементов легких стальных ферм на прочность и устойчи-

вость;

4)основы проверок элементов легких стальных ферм по предельной гибкости.

Рекомендации студентам для самостоятельной работы, как дополнение к практическим занятиям

1)тема 1: [1, стр. 3-5; 6-8]; [5, р.9];

2)тема 2: [1, гл. 2, стр. 31-61]; [3]; [2, р.5-6, Приложение В, табл. В.1-В.9];

3)тема 3: [1, гл. 3, стр. 83-126]; [8, гл. 2, стр. 59-161]; [5, р.4-5]; [7, р. 5-11].

Рекомендуемая литература

1.Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: учеб. для строит. вузов / под ред. В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1997. – 527 с. : ил.

2.СП 16.13330 – 2011. Стальные конструкции : актуализир. ред. СНиП II-23-81* : утв. 27.12.10 : введ. в д. 20.05.2011 / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва : ЦПП, 2011. – 172 с. : ил.

3.ГОСТ 27772-88. Прокат для стальных конструкций. – Введ. 01.01.89. – Москва :

Стандартинформ, 2006. – 15 с.

4.Металлические конструкции : учеб. для студентов высш. учеб. заведений / Ю. И. Кудишин [и др.]. – Москва : Академия, 2007. – 688 с.

5.Колесов, А. И., Поликарпов Б.С., Задания и примеры выполнения упражнений к практическим занятиям по курсу металлических конструкций : учеб. пособие/ А. И. Колесов, Б.С. Поликарпов.- Нижний Новгород, ННГАСУ, 1998.

6

Иванова Ольга Борисовна

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям и выполнению расчетно-графической работы по

дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,

профиль Экспертиза и управление недвижимостью

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru