1385

10

участке а = hef ; при этом при отношении а / hef >0,8 для критических напряжений σloc,cr рассматриваются нормами [2, п. 8.5.5, б] три варианта для значения < а >: а1=0,5а; а1=0,67а; а1=а для фактических соотношений а / hef ;

3) отдельно рассматривается случай, когда в балках первого класса локальная нагрузка приложена к растянутому поясу [2, п.8.5.5], где местная устойчивость стенки проверяется по двум вариантам учета: σ х , τср или σloc , τср ;

4)отдельно рассматривается местная устойчивость отсека стенки между поперечными ребрами жесткости в балках первого класса с одной осью симметрии и более раз-

витым сжатым поясом;

5)отдельно рассматривается местная устойчивость отсека стенки между поперечными ребрами жесткости в балках первого класса с одной осью симметрии и более раз-

витым растянутым поясом;

6)отдельно рассматривается местная устойчивость стенок балок второго и третьего классов моностальных и бистальных при отсутствии локальной нагрузки в балках с

двумя осями симметрии [2, п. 8.5.8, а] и в балках с одной осью симметрии и более раз-

витым сжатым поясом при отсутствии локальной нагрузки [2, п. 8.5.8, б] ;

7)разъясняются основные требования по расстановке поперечных ребер жесткости по длине сварных балок первого, второго и третьего классов, а также даются размеры поперечных сечений ребер жесткости [2, п.8.5.9];

8)впервые в нормы [2] введен проверочный расчет поперечных ребер жесткости на общую устойчивость [2, п. 8.5.10];

- разъясняются основные положения [2] по проверке местной устойчивости сжатых поясов балок составного сварного сечения [2, п. 8.5.11];

- разъясняются основы методики расчета и проектирования сварных балок переменного сечения по длине пролета, однопролетных разрезных как балок первого класса; особенности проектирования балок на заклепках или высокопрочных болтах; в балках переменного сечения по длине в зоне с наиболее неблагоприятными значениями одновременно М и Q допускается в одном сечении учет развития пластических деформаций ко-

эффициентами сх и су , в других сечениях этой зоны значения этих коэффициентов со-

гласно [2, п. 8.2.4] следует уменьшать ( не указано как уменьшать);

-разъясняются основы проектирования и расчета поясных швов в сварных балках; особенности расчета поясных соединений на высокопрочных болтах;

-разъясняются основы проектирования и расчета заводских и монтажных стыков в прокатных и сварных балках с применением сварки и высокопрочных болтов (без накладок, с накладками листовыми и на фланцах);

-рассматриваются основы проектирования и расчета опорных частей сварных и прокатных балок.

Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту в лекциях и при самостоятельной проработке отдельных вопросов для изучения основ проектирования

ирасчета сварных балок, следующие:

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

2)основы проверок сварных балок на прочность при постоянных сечениях по длине пролета и с переменными сечениями;

3)основы проверок на прочность бистальных балок;

4)основы проверок сварных балок на прогиб;

5)основы проверок сварных балок на общую устойчивость;

6)основы постановки поперечных ребер жесткости в стенках сварных балок и проверок отсеков стенки между поперечными ребрами на местную устойчивость при разных НДС и разных соотношениях расстояний между ребрами жесткости и высоты стенки

11

в балках первого класса и особенности проверок местной устойчивости стенки в балках второго и третьего классов: с двумя осями симметрии поперечных сечений, с одной осью симметрии и более развитым сжатым поясом, с одной осью симметрии и более развитым растянутым поясом;

7)основы проверки местной устойчивости сжатых поясов сварных балок;

8)основы проектирования и расчета поясных швов в сварных балках, его особенности при поясных соединениях на болтах;

9)основы проектирования и расчета стыков в балках: заводских и монтажных;

10)основы проектирования и расчета опорных частей сварных и прокатных ба-

лок.

Тема 4.2. Основы проектирования и расчета центрально сжатых колонн

В данной теме лектор в процессе изложения содержания подробно знакомит сту-

дентов со следующими вопросами:

-общие положения об особенностях работы центрально сжатых стальных колонн, их структуры (оголовок, стержень, база), основах компоновки стержня сплошной колонны;

-основы подбора поперечного сечения стержня сплошной колонны методом последовательных приближений при уточнении гибкостей и коэффициента продольного изгиба при заданной расчетной длине;

-проверка устойчивости стержня после окончательного подбора сечения;

-проверка местной устойчивости стенки и поясов;

-основы компоновки стержня сквозного сечения центрально сжатой колонны;

-методика подбора поперечного сечения сквозного стержня относительно материальной и свободной осей, относительно двух свободных осей;

-особенности определения приведенной гибкости сквозного стержня на планках и раскосной решетке;

-основы компоновки и расчета планок и раскосной решетки в центрально сжатых колоннах сквозного сечения;

-основы компоновки и расчета элементов базы центрально сжатой колонны: типы баз, основы компоновки и расчета траверс, плиты базы, анкерных болтов; особенности конструирования и расчета баз с фрезерованным торцом стержня;

-основы компоновки и расчета оголовков центрально сжатых колонн и узлов опирания на них балок;

-шарнирное и жесткое сопряжение колонн с балками.

Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту в лекциях и при самостоятельной проработке при изучении основ проектирования и расчета центрально сжатых колонн следующие:

1)основы компоновки центрально сжатых колонн сплошного сечения;

2)основы компоновки центрально сжатых колонн сквозного сечения;

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

4)основы методики расчета стержня колонны сплошного сечения;

5)основы методики расчета стержня сквозной колонны;

6)особенности определения коэффициента продольного изгиба в сплошных и сквозных колоннах;

7)основы проектирования и расчета планок и раскосной решетки в сквозных

колоннах;

8)основы проектирования и расчета элементов баз центрально сжатых колонн

страверсами и без траверс;

9)основы проектирования и расчета оголовков центрально сжатых колонн при шарнирном, гибком и жестком сопряжении с балками.

12

Тема 4.3. Основы проектирования и расчета легких стальных ферм

В данной теме лектор в процессе изложения содержания лекций подробно знако-

мит студентов со следующими вопросами:

-определение, классификация и область применения легких ферм;

-генеральные размеры легких ферм (пролет, высота, размеры панелей верхнего и нижнего поясов);

-особенности геометрических схем легких ферм: по статической схеме, по очертанию поясов; по системе решетки;

-основные технико-экономические параметры (характеристики) легких ферм с различными очертаниями поясов, схемами решеток и типами поперечных сечений элементов;

-методика оценки генеральных размеров легких ферм: пролета, высоты, размеров панелей поясов, строительного подъема, систем решеток;

-схемы связей между легкими фермами в покрытиях зданий и их назначение: между верхними поясами – горизонтальных; между нижними поясами – горизонтальных; вертикальные связи и их роль в системе покрытия здания;

-схемы связей по фонарям легких ферм, их назначение;

-экономические аспекты различных типов сечений элементов легких ферм;

-алгоритм подбора сечений элементов легких ферм покрытий зданий: выбор из монтажной схемы покрытия расчетной схемы фермы; определение узловых нагрузок от собственного веса и снега; определение усилий в элементах фермы от нормативных и расчетных нагрузок (при расчете КЭ-модели фермы для ЭВМ следует задать предварительные сечения элементов ферм исходя или из опыта, или из ожидаемых гибкостей стержней);

-определение прочности и устойчивости предварительно назначенных сечений стержней на усилия от нормативных нагрузок, их корректировка при необходимости и проверка прогиба фермы (при неудовлетворении прогиба выполнить повторную корректировку сечений стержней); проверочный расчет стержней фермы на усилия от расчетных нагрузок и их корректировка при необходимости;

-основы конструирования и расчета узлов легких ферм из различных типов сечений стержней;

-особенности компоновки и расчета опорных узлов.

Таким образом, основные вопросы, которые предлагаются студенту в лекциях и при самостоятельной проработке при изучении основ проектирования и расчета легких стальных ферм, следующие:

1)классификация легких ферм, какие фермы считаются легкими;

2)области применения легких ферм;

3)геометрические схемы легких ферм по очертанию поясов, систем решетки, статической определимости;

4)назначение и схемы связей;

5)методика расчета легких ферм по второму предельному состоянию, по первому предельному состоянию;

6)основы конструирования и расчета промежуточных, опорных и монтажных узлов легких ферм.

Тема 5. Основные требования при компоновке стальных каркасов ОПЗ, обо-

рудованных мостовыми кранами. Листовые конструкции.

5.1. Здесь в начале лекции обращается внимание студентов на две основанные функции, которые выполняет каркас здания:

13

а) поддерживание в эксплуатационном состоянии ограждающих конструкций, которые изолируют внутренний объем здания от внешней среды;

б) поддерживание технологического оборудования (мостовые краны, осветительная арматура и др.) для бесперебойной работы технологического оборудования в процессе ве-дения производства в цехе (здании). Из этих функций вытекают и основные требования к каркасу: прочность, долговечность, устойчивость, жесткость, ремонтнопригодность и эко-номичность; в лекции преподаватель каждому из указанных требований дает определение и его роль в каркасе.

Далее лектор отмечает, что указанные функции каркаса и требования к ним находятся в определенном противоречии: долговечность каркаса при надлежащем уходе за ним и необходимость изменения технологии производства за более короткий промежуток вре-мени, чем долговечность. С целью устранения части противоречий проектировщик сов-местно с технологами применяет перспективное проектирование таких зданий: с бó льши-ми шагами колонн, с бó льшей длиной с учетом развития производства. Таким образом обеспечивается и многофункциональное назначение здания.

5.2.Далее лектор знакомит студентов со структурой классического стального каркаса ОПЗ, включающей: поперечные рамы, состоящие из колонн и ригелей; шатер, включающий подстропильные и промежуточные стропильные фермы (при необходимости); связи по шатру и колоннам; прогоны и профнастил кровли, через которые на поперечную раму передаются вертикальные нагрузки; фахверк и стеновое ограждение, передающие на раму горизонтальные ветровые нагрузки; особое место в поперечной раме и каркасе здания занимают подкрановые конструкции под мостовые краны (все эти сведения лектор сопровождает необходимыми конструктивными схемами по ходу изложения темы).

5.3.Далее лектор раскрывает основные принципы компоновки каркаса ОПЗ: неизменяемость каркаса в процессе монтажа и при эксплуатации; устойчивость формы сжатых стержней; необходимая жесткость элементов рамы; рациональное распределение металла

вкаркасе; обеспечение пространственной работы каркаса; назначение мест температурных швов и последовательности компоновки каркаса:

- определение генеральных размеров (пролеты, длина здания, высота цеха); - определение шага поперечных рам, выбор их типа; - компоновка шатра и кровли; - размещение связей; - выбор типового ограждения.

Эти и другие вопросы компоновки лектор раскрывает студентам более подробно.

5.4.Типы поперечных рам лектор показывает на конкретных конструктивных схемах: обозначением подвесного или опорного кранового оборудования; со схемами колонн постоянного или переменного сечений; разъясняет основные критерии выбора типа рам: по расходу стали, по деформированности колонн и ригелей, по влиянию температуры, по расходу материалов на фундаменты, по затратам на изготовление и монтаж.

1.5.Связи в каркасе ОПЗ: а) о назначении связей;

б) о вариантах связей между колоннами ( даются схемы таких связей); в) о вариантах связей по шатру, о нормативных требованиях к ним;

14

г) о схемах связей по фонарям.

5.6.О списке рекомендуемой литературы для углубленного освоения компоновки стального каркаса ОПЗ (в традиционном исполнении): [1, стр. 322-326], [5, стр. 208-310], [6, стр. 266-268].

5.7.Далее лектор знакомит студентов с устройством вертикального циллиндрического резервуара и методиками его расчета (все эти сведения лектор сопровождает необходимыми конструктивными схемами по ходу изложения темы).

Рекомендации студентам для самостоятельной работы, как дополнение к лек-

циям

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], [1, гл. 3, стр. 83-126]; [8, гл. 2, стр. 59-161]; [5, р.4-5]; [7, р. 5-11], [1, стр. 164-184]; [8, стр. 152-166]; [2, р.14, п. 14.2; 14.3; р. 15: п. 15.9; 15.11];

3)тема 3: [1, р. 4.2, стр. 129-163]; [8, гл.4, стр. 109-151]; [2, р.14: п. 14.1], [1, гл. 5, стр. 183-303]; [8, гл. 7, стр. 174-231]; [2, р.8]; [1, гл. 8, стр. 451-471]; [1, р. 8.4, стр. 472-481];

4)тема 4: [1, гл. 6, стр. 304-401]; [8, гл.8, стр. 232-260]; [2, р.9; 10], [1, гл. 7, стр. 402-456]; [8, гл.9, стр. 261-296]; [2, р. 15.2].

5)по теме 5: [1, стр. 302-333]; [4, стр. 66-126];

15

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.Расчет строительных конструкций по предельным состояниям / под ред. В. М. Келдыша. – Москва : Госстройиздат, 1951. – 271 с.

5.ГОСТ Р 54257-2010. (ГОСТ 27751.2014). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования. – Введен 01.09.2011. – Москва : Стандартинформ, 2011. – 12 с.

6.ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. – Москва : ФГУП ЦПП, 1988. – 12 с.

7.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия : актуализир. ред. СНиП 2.01.07–85* / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва : ЦПП, 2011. – 78 с.

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

16

Колесов Александр Иванович, Ямбаев Иван Анатольевич

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине «Строительные конструкции» для

обучающихся по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология, профиль Стандартизация и сертификация

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