Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Металлические конструкции, включая сварку. Аттестационные тесты
.pdf
эстакадах, гидротехнических затворах, а также мостовые и подкрановые
балки.
По назначению: стропильные, подстропильные, мостовые,
подкрановые и т.п.
По материалу: стальные, бистальные (из двух марок стали – пояса из
более прочного металла); полистальные (из 3-4 марок стали в
неразрезных балках); из алюминиевых сплавов; сталежелезобетонные
(пролетная часть из железобетона и несущие конструкции из стали);
По виду соединения: сварные, клепанные, болтовые, комбинированные
(заводские узлы – сварные, монтажные узлы – болтовые);
По расчетной схеме: однопролетные, неразрезные, консольные;
По типу поперечного сечения: прокатные, составные, открытые,
закрыты;.
По гибкости стенки: балки из прокатных профилей имеет стенки с
гибкостью не более 65 (λст≤65) ;балки составные в виде двутавров
имеют стенки с гибкостью не более 150 (λст≤150);Балки с гибкой
стенкой не более 400 ((λ
≤400);
ст
Балки составные с перфорированной стенкой с гибкостью не более 95
(λ
≤95);
ст
Балки с гофрированной стенкой имеют стенки с гибкостью не более
400 (λ
≤400)
ст
4.Составные балки применяют в случае отсутствия прокатных балок,
отвечающим условиям прочности, устойчивости или жесткости.
Составные балки выполняются сварными или клепанными. Сварные
составные балки экономичнее клепаных балок, которые тяжелее сварных и
более трудоемки в изготовлении. Клепаные балки применяются при больших
динамических и вибрационных нагрузках.
Ответ №19
1.Потерей местной устойчивости называется местное выпучивание
отдельных элементов конструкций под действием сжимающих нормальных
или касательных напряжений.
Потеря местной устойчивости – явление, когда весь элемент сохраняет
общую устойчивость, то есть первоначальную форму, а выпучивание
наблюдается только в какой-то его части.
42
Выпучивание (потеря местной устойчивости) приводит к уменьшению
сечения, часто к несимметричному сечению, приводящему к смещению
центра изгиба и, в конечном счете, к преждевременной потере несущей
способности.
2.В составных балках потеря местной устойчивости может происходить в
сжатой полке и сжатой части стенки. Напряжения, при которых
происходит потеря местной устойчивости называются критическими.
Сжатый пояс представляет собой длинную пластину, прикрепленную к
стенке балки и нагруженную равномерно распределенными нормальными
напряжениями σ, действующими вдоль длинной стороны пластины. Потеря
местной устойчивости выражается волнообразным выпучиванием ее
свободных краев.
Стенка составной балки представляет собой пластину, упруго защемленную
полками балки, подверженную воздействиям нормальных и касательных
напряжений. Потеря местной устойчивости стенки составной балки
может происходить от действия нормальных сжимающих напряжений,
касательных напряжений и от их совместного действия.
Касательные напряжения вызываются действием поперечных сил. Поэтому
максимальные значения касательных напряжений располагаются в сечениях
около опор. Под влиянием касательных напряжений стенка в около опорных
сечениях перекашивается. Стенка по направлению коротких диагоналей
сжимается, а по направлению длинных диагоналей растягивается. Под
влиянием сжатия стенка может потерять местную устойчивость,
образовав волны выпучивания, наклонные к продольной оси балки под углом
45º.
43
По мере удаления от опор к середине балки касательные напряжения
уменьшаются, действуют в основном нормальные напряжения: сжатия в
верхней части стенки составной балки и растяжения в нижней.
Нормальные напряжения сжатия могут вызвать потерю местной
устойчивости стенки в этой части стенки, то есть в верхней части стенки
образуются волны выпучивания перпендикулярные продольной оси балки.
3. Для предупреждения выпучивания стенки от действия касательных
напряжений устанавливают поперечные ребра жесткости, пересекающие
возможные волны выпучивания.
Для предупреждения выпучивания стенки от действия нормальных
напряжений сжатия устанавливают продольные горизонтальные ребра
жесткости.
4.Устанавливаются поперечные и продольные ребра жесткости.
1 – поперечные ребра жесткости; 2 – продольные ребра жесткости;
3 –пластинка у сжатого пояса; 4 – пластина у растянутого пояс
Ответ №20
1.Сопряжение по высоте балок может быть:
Этажное сопряжение;
Элементы балочной клетки, настил опираются последовательно друг на
44
друга. Расстояние от нижнего пояса главной балки до верха настила
называется строительной высотой (hп). Нагрузка через настил передается
на балки настила и через них на стены или другие несущие конструкции.
Пониженное сопряжение
Настил примыкает в уровне верхней полки главной балки. Балка
настила передает нагрузку на главную балку через столик, выполненный из
прокатного уголка. Нагрузка с настила передается на балки настила, затем
на главные балки, опирающиеся на колонны, стены или другие несущие
конструкции.
В одном уровне
2.Необходимость стыков балки вызывается:
недостаточной длиной листов прокатываемых на заводе (заводские
стыки);
по условиям транспортировки балок с завода на место монтажа
(монтажные стыки).
Заводские стыки устраивают в разбежку, то есть в разных местах балки в
зависимости от конструктивной целесообразности.
Монтажные стыки соединяют все продольные элементы балки в одном
сечении. Такой стык называют универсальным. Монтажные стыки дороже
заводских, поэтому число их принимают минимальным.
45
3.Выполнение сварного монтажного стыка составной балки начинается со
сварки стенки (прямой стыковой шов), затем соединяют нижний
растянутый пояс косым стыковым швом, потом сжатый верхний пояс
прямым стыковым швом. Заканчивают монтажный стык вначале
сваривают поясные швы, длиной 500мм, которые соединяют нижний пояс
со стенкой, затем выполняют шов, соединяющий верхнюю полку со стенкой.
Монтажный стык устраивают в сечении максимального изгибающего
момента, поэтому для растянутого пояса принимают косой сварной
стыковой шов.
4.Сварной монтажный стык без накладок проверяется на прочность, как
обычное сечение балки, только по расчетному сопротивлению стыкового
шва, выполненного ручной сваркой. В стыках на накладках изгибающий
момент делят на поясную часть и часть для стенки пропорционально
соответствующим моментам инерции. Площадь накладок должна быть
эквивалентна площади перекрываемых частей сечения. Количество болтов
подбирается по усилию в поясах и устанавливается с каждой стороны
стыка.
Ответ №21
1.Колонны различаются по поперечному сечению: постоянное поперечное
сечение по длине, плавно меняющее, резко меняющее. По конструктивному
признаку различаются на сплошные и сквозные. Сплошные колонны могут
быть открытого поперечного сечения и закрытого. Преимуществом
сквозных конструкций является то, что, назначая соответствующее
расстояние между ветвями колонны, можно получить колонну,
равноустойчивую относительно обеих осей, как при одинаковых расчетных
длинах, так и при разных расчетных длинах. Это обеспечивает более
эффективное использование материала ветвей колонны, меньший вес, но
ведет к усложнению изготовления конструкции и, следовательно,
удорожанию.
а) сплошное отрытое сечение б)сплошное закрытое сечение
46
сквозное сечение
2.Для предотвращения закручивания стержня сквозных колонн независимо
от мощности решетки устанавливаются диафрагмы с шагом 3-4м по
высоте колонны с перечным сечением из уголков или сплошных листов.
а – сплошная; б – из уголков
1 – распорки решетки; 2 – сплошная диафрагма
3.Конструкция колонн включает стержень (ствол) 4 - основной несущий
элемент, оголовок 5, на который опирается вышележащая конструкция и
нагружающая колонну; база 3, передающая давление от стержня на
фундамент 2 и закрепляющая колонну в фундаменте.
47
4.Сквозные составные колонны состоят из двух прокатных профилей,
соединяемых в плоскости полок планками или решетками. Совместная
работа ветвей колонны обеспечивается соединительная решетка. Тип
решетки существенно влияет на общую устойчивость сквозного стержня в
целом.
Различают решетки:
безраскосная в виде листовых планок;
Они проще в изготовлении, требуется меньше металла, но более податливы
и хуже сопротивляются воздействиям больших поперечных сил (до 2500кН).
раскосная решетка из одиночных уголков (раскосная и раскосная с
планками соединительная решетка)
Применяют в усложненных условиях эксплуатации, значительных
поперечных силах, во внецентренно сжатых колоннах.
Крепление решетки к ветвям осуществляется сваркой или на заклепках.
Центрирование уголков на наружные кромки ветвей.
Ответ №22
1.Фермами называются геометрически изменяемые решетчатые
стержневые конструкции, работающие в основном на изгиб. Для удобства
расчета условно в узлах считают шарниры. Фермы применяют в
конструкциях, где по условиям жесткости требуется большая высота.
2.Фермы различают по назначению, очертанию поясов, по типу решетки,
соединению, по статической схеме, по конструктивному требованию.
48
По назначению: стропильные, подстропильные, мостовые,
cy
nm
R
W
min,
max
2
2
min
180
/24
4320
см
смкН
кНсм
R
M
W
cy
гидротехнических затворов, кранов.
По очертанию поясов: с параллельными поясами, трапецеидальные,
треугольные, арочные, полигональные.
По типу решетки: с треугольной решеткой, раскосная, треугольная со
стойками, раскосная со стойками, шпренгельная.
По статической схеме: однопролетные, неразрезные, консольные.
По конструктивному признаку: легкие, тяжелые (с двумя и более
параллельно расположенными фасонками).
По виду соединения: сварные, заклепочные, болтовые.
3.Треугольная решетка. Решетка имеет наименьшее количество стержней
и узлов, т.е. ферма технологична в изготовлении. Направление опорного
раскоса предпочтительно нисходящее, так как растянутый элемент
требует меньший расход металла. Постановка стоек требуется шириной
плит покрытия, длиной 3м.
Далее следует раскосная решетка с нисходящими раскосами, поскольку
работают на растяжение, стойки как более короткий элемент работает
на сжатие.
Фермы с крестовой решеткой работают одинаково при изменении
направления действующего усилия. Изменяется в раскосах только знаки
усилий. Фермы жесткие, поэтому их применяют в качестве связевых или
работающих на ветровые нагрузки. Недостаток – трудоемкость
изготовления из-за увеличенного числа стержней и узлов.
4.Проверка прочности по нормальным напряжениям
Откуда
Подбираем швеллер 25 момент
сопротивления W=218см3. Толщина стенки d=5.4мм, статический момент
S=126см3.
Ответ №23
1.Необходимость выполнения заводского стыка (выполняется в заводских
49
условиях) возникает по двум причинам:
Из-за ограниченной длины проката (обычно принимается длиной не
более 12м, что определяется длиной вагона или грузовой платформы
при перевозке);
Переход на другое поперечное сечение при резком изменении усилий в
смежных панелях (уменьшение расхода стали и стоимости).
2.Конструирование узла начинается с вычерчивания осевых линий,
совмещенных с линиями центров тяжести элементов, сходящихся в узле.
Затем от осевых линий откладывается расстояние от линии центра
тяжести уголка до обушка Zо округленное до 5мм. В другую сторону от
линии обушка откладывается ширина полки и толщина уголка. Элементы
решетки в сварных узлах не должны доходить до элементов пояса на 50мм
для уменьшения вредного влияния усадки сварных швов в фасонках.
Желательно соблюдать такое же расстояние между элементами решетки
в узлах. Обрез уголков обычно производят перпендикулярно к оси.
Разрешается срезать часть полки уголка, но только до начала закругления,
что позволяет уменьшить размер фасонки. Очертание и размер фасонки
зависят от длины сварных швов, прикрепляющих элементы решетки в узлах
и типа стыков. Расчет сварных швов выполняется по формулам расчета
угловых сварных швов. При ручной сварке расчет производят только по
металлу шва. Рекомендуется прикрепление элементов решетки фланговыми
швами с выпуском шва на 20мм на торец по обушку и по перу. Форма
фасонки должна быть простого очертания (трапеция, прямоугольник,
параллелограмм). При прикреплении пояса к фасонке край фасонки
выпускается за обушок на 10-20мм. В случае неудобства выполнения этого
выпуска фасонка не доводится до обушка пояса на 10-15мм. Например, при
установке узловой накладке для усиления верхнего пояса в местах установки
ребер железобетонных плит покрытия при недостаточной толщине уголков
пояса. Для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации
напряжений угол между краем фасонки и элементом решетки должен быть
не менее 15º.
3.Конструирование узла начинается с вычерчивания осевых линий,
50
совмещенных с линиями рисок, сходящихся в узле. В случае расположения
болтов в два ряда или в шахматном порядке центрируются риски,
расположенные ближе к обушку. Затем от осевых линий откладывается
расстояние от линии риски до обушка Zо округленное до 5мм. В другую
сторону от линии обушка откладывается ширина полки и толщина уголка.
Элементы решетки в узлах не должны доходить до элементов пояса на
20мм.. Желательно соблюдать такое же расстояние между элементами
решетки в узлах. Обрез уголков обычно производят перпендикулярно к оси.
Разрешается срезать часть полки уголка, но только до начала закругления,
что позволяет уменьшить размер фасонки. Очертание и размер фасонки
зависят от соблюдения правил выбора расстояний до края и между
центрами отверстий.
4.Фермы доставляют до места строительства на автомобильном,
железнодорожном транспорте, поэтому их разбивают на отправочные
марки-полуфермы. Монтажные стыки соединяют между собой
отправочные марки (полуфермы) в единое целое. Эти стыки выполняются
на строительной площадке, поэтому они должны быть простыми в
выполнении и надежными в работе. Узлы располагаются в середине пролета
фермы, соединяя идентичные полуфермы.
Ответ №24
1.Решетка играет в ферме ту же роль, что стенка в балке. Решетка
объединяет пояса в одно целое и служит для восприятия поперечной силы.
Решетка состоит из отдельных стержней: раскосов, стоек, шпренгелей.
2.Затворами называют конструкции, закрывающие и открывающие в
гидротехнических сооружениях отверстия для пропуска воды, а также
судов, плотов, льда и других плавающих тел.
По местоположению перекрываемых отверстий затворы подразделяют:
поверхностные и погруженные (глубинные). Поверхностные затворы
располагают на пороге сооружения; верхняя кромка таких затворов
находится выше уровня воды. Погруженные затворы перекрывают
отверстия, находящиеся целиком в воде; их верхняя кромка находится ниже
51
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]