Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Металлические конструкции, включая сварку. Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ для студентов 3 курса, обучающихся по направл
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ГУМАНИТАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Ф.К. Айбазова
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ,
ВКЛЮЧАЯ СВАРКУ
Учебно-методическое пособие
для выполнения лабораторных работ студентам 3 курса,
обучающихся по направлению 270800.62 Строительство
По профилю «Промышленное и гражданское строительство»
Черкесск
2014
1
УДК
ББК 00000
А00
Рассмотрено на заседании кафедры ТСП и СМ
Протокол № 7 от « 18» «_02 » 2014 г.
Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом
СевКав ГГТА.
Протокол № 4 от «21» 02 2014 г.
Рецензенты: Багдасаров А.С. – к.т.н., доцент кафедры ТСП и СМ
А Айбазова, Ф.К. Металлические конструкции, включая сварку: учебно-
методическое пособие для выполнения лабораторных работ для студентов 3
курса, обучающихся по направлению 270800.62 Строительство, по профилю
«Промышленное и гражданское строительство». / Ф.К. Айбазова. – Черкесск:
БИЦ СевКавГГТА, 2014. – 40 с.
Лабораторные работы по курсу « Металлические конструкции, включая
сварку » содержат методики расчета соединений металлических конструкций,
наиболее распространенных на практике, что способствует пониманию студентами действительной работы конструкций.
УДК
ББК 00000
© Айбазова Ф.К., 2014
© ФГБОУ ВПО СевКавГГТА, 2014
2
стр
1.
Введение…………………………………………………………………….
4
2.
Общие указания…………………………………………………………….
5
3.
Лабораторная работа № 1. Определение размеров металлического
настила……………………………………………………………………….
6
4.
Лабораторная работа № 2.Определение и проверка прогиба балки
настила……………………………………………………………………….
7 5.
Лабораторная работа № 3.Определение и проверка прогиба вспомогательной балки……………………………………………………………….
8 6.
Лабораторная работа № 4. Определение номера, проверка прочности и
проверка на прогиб главной балки………………………………………..
10
7.
Лабораторная работа № 5. Определение размеров сечения колонны,
расчет на устойчивость. Расчет базы колонны……………………………
16
8.
9.
10.
11.
Лабораторная работа №6. Определение размеров базы колонны и проверка ее на прочность сварных швов……………………………………...
Список условных обозначений и сокращений……………………………
Список использованных источников……………………...........................
Приложения…………………………………………………………………..
29
33
35
36
Содержание
3
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные работы по курсу « Металлические конструкции, включая
сварку» состоят из расчетов моделей конструкций. Они не предусматривают
испытание металлических конструкций, как материалов.
Расчеты моделей конструкций должны способствовать более глубокому
пониманию студентами действительной работы конструкций, оценки их прочности и деформативности, а также дать студентам навыки в проведении экспериментальных исследований. Лабораторные работы проводятся после изучения
на лекциях соответствующих разделов курса.
4
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Каждая лабораторная работа, рассчитана на занятие продолжительностью
в два академических часа и состоит из следующих частей:
1 - объяснения преподавателя;
2 - проведения расчетов для определения теоретических величин расчет-
ной и разрушающей нагрузок и деформаций;
3 – обработка результатов расчетов, построение узлов, сравнение теоре-
тических и экспериментальных данных.
В начале каждой работы излагается цель исследования. Определение
теоретических величин несущей способности образца производится до начала
расчетов.
Для изучения фактических деформаций используются формулы расчета,
которые устанавливаются в соответствии с приведенными в лабораторных работах схемами. Формулы применяются как для расчетов прогибов, так и деформаций.
Все результаты расчетов сравниваются с теоретическими данными и
определяются оптимальные значения.
5
Лабораторная работа № 1
2 3 кпстВ
2
/ 20 мкНPn
2,1n
1
150
1
f
22
/ 5,21// 18 180 смкНRсмкНМПаR
св
уш
;
72
1
15
4
4
0
1
0
n
Pn
E
n
t
t
n
0
150
0
n
;
1020150
1026.272
1
15
1504
44
4
t
24
1
/1026,2 смкНE
3.104
t
смммt
наст
1 10
смl 3,10413,104
смкНH / 96,211026,2
150
1
4
2,1
4
2
2
смRl
Н
k
св
ушш
ш
ш
183,0
1819,0
96,2
ммk
ш
4
смREtb 23,405,21/1006,213,1/3,1
4
Определение размеров металлического настила
Цель работы : определить размеры настила и катет шва для соединения эле-
ментов.
Требуется определить и рассчитать прикрепление несущего настила из стали
, нормативная равномерно распределенная, временная нагрузка
( по варианту )
, коэффициент перегрузки
, коэффициент
условий работы
, предельный относительный прогиб настила
настил приварен к балкам электродами типа Э 42, имеющий
Определяем размеры настила по формуле:
Принимаем
Тогда
;
Определяем силу, растягивающую настил:
(рис.1.1)
Рис.1.1. Плоский металлический настил
а – опирание настила на балку; б – расчетная схема
Расчетная толщина углового шва:
,
Принимаем
Полоса настила шириной
(по приложению).
6
250
1
f
1
22
/ 785,0/ 5,785,781 мкНмкгg
n
смкНмкНagPq
n
n
n
/ 19,0/ 52,19923,0785,020
мкНagnPnq
n
gnp
/ 239,22923,0785,005,1202,1
смкНмкН
lq
М
мах
10350 5,103
8
623
8
22
3
1
..
6,437
15,211,1
10350
см
Rc
M
W
мax
требнт
3
472смW
4
7080 смI
мкгg / 5,36
ммb 135
ff
l
EI
ql
f
250
1
384
5
4
смсмf 4,2600
250
1
19,2
70801006,2384
60019,05
4
4
2
/ 5,785,781 мкг
2
/ 5,39
923,0
5,36
мкг
a
g
2
1
/ 04,1185,395,78 мкгП
Лабораторная работа № 2
Расчет балки настила нормальной схемы балочной клетки
Цель работы : определение и проверка прогиба балки настила, нормальной
схемы балочной клетки.
Пролет главной балки делим на 13 частей по 92,3 см – расстояние между
балками настила (а), предельный прогиб балки
условия работы
.
, коэффициент
Определяем вес настила, зная, что 1 м2 стального листа толщиной 10 мм, весит 78,5 кг
Нормативная нагрузка на балку настила:
Расчетная нагрузка на балку настила:
Расчетный изгибающий момент (длина балки настила - 6 м):
Требуемый момент сопротивления балки, принимая:
По сортаменту принимаем двутавр №30 с
;
.
,
,
Проверка правильности принятого номера на прогиб:
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
Определяем расход металла на 1 м2 перекрытия:
Настил –
Балка настила -
Весь расход металла составит:
;
7
Лабораторная работа № 3
мa 856,0
7
6
м
L
l 4
3
12
3
22
/ 785,0/ 5,785,781 мкНмкгg
n
смкНмкНagPq
n
n
n
/ 178,0/ 79,17856,0785,020
мкНagnPnq
n
gnp
/ 25,21856,0785,005,1202,1
мl 4
смкНмкН
lq
M / 4250/ 5,42
8
425,21
8
22
3
1
.
7,179
15,211,1
4250
см
Rс
М
W
требнт
3
184 смW
4
1840 смI
мкгg / 21
ff
l
EI
lq
f
n
250
1
384
5
4
смсмf 6,1400
250
1
56,1
18401006,2384
400178,05
4
4
смкНмкНl
a
g
gPq
н
н
н
/ 84,0/ 12,844
856,0
21,0
785,020
мкНмкН
a
g
gnPnq
н
gнp
/101/33,1004
856,0
21,0
785,005,1202,14
Расчет балки настила и вспомогательной балки усложненной схемы балочной
клетки
Цель работы : определение и проверка прогиба вспомогательной балки услож-
ненной схемы балочной клетки.
Расстояние между балками настила
Пролет балки настила
Вес настила:
.
.
Нормативная нагрузка на балку настила
Расчетная нагрузка на балку настила:
Расчетный изгибающий момент (длина балки
)
Требуемый момент сопротивления балки
По сортаменту принимаем двутавр №20 с
,
.
Проверка правильности принятого номера на прогиб:
, вес
Принятый профиль удовлетворяет условиям прочности прогиба.
Расчет вспомогательной балки.
Нагрузка от балок настила считаем равномерно распределенной.
Нормативная нагрузка на вспомогательную балку:
Расчетная нагрузка на вспомогательную балку:
Расчетный изгибающий момент (длина вспомогательной балки – 6 м)
8
смкНмкН
lq
M
45150 5,451
8
6101
8
22
3
1
..
190998,1908
15,211,1
45150
см
Rc
M
W
требнт
3
2035смW
4
55962 смI
мкгg / 6,92
смb 8,1
смt 65,1
ff
250
1
384
5
4
EI
q
f
í
смсмf 4,2600
250
1
23,1
559621006,2384
60084,05
4
4
2
/ 5,785,781 мкг
2
/ 53,24
856,0
21
мкг
a
g
2
/15,23
4
6,92
мкг
a
g
22
2
/ 27,1/ 2,12615,2353,245,78 мкНмкгП
2
1
/ 18,1 мкНП
2
2
/ 27,1 мкНП
Требуемый момент сопротивления балки:
По сортаменту принимаем двутавр №55 с
. Ширина полки
и толщина полки
,
.
Проверка правильности принятого номера на прогиб:
;
Принятый профиль удовлетворяет условиям прочности и прогиба.
Определяем расход материала на 1 м2 перекрытия:
Настил –
Балка настила -
Вспомогательная балка -
Весь расход металла:
СРАВНЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ ПО ТЭП.
Из сравнения двух вариантов принимаем для дальнейшего проектирования
наиболее экономичную схему (по расходу металла)
;
; вес
По расходу металла вариант 1 выгоднее.
9
Лабораторная работа № 4.
lf
400
1
2
/ 5,12 125 смкНМПаR
ср
мкНagPnq
н
н
н
/ 62,129618,12002,1
мкНagnPnnq
н
gнp
/ 1827,181618,105,1202,102,1
смкНмкН
Lq
M
327600 3276
8
12182
8
22
кН
qL
Q 1092
2
12182
2
3
1
max
..
13852
15,211,1
327600
см
Rc
M
W
требнт
мLh 2,112
10
1
10
1
сммм
h
t
ст
1 6,10
1000
1200
37
1000
37
смtWkh
стопт
35,1351/1385215,1/
см
gnPn
gP
fE
LRc
h
н
gнp
н
н
8,81
182
6,129
1006,224
40012005,211,15
24
5
4
1
min
смh 130
Расчет главной балки
Цель работы : определение размеров сечения, проверка прочности и проверка
на прогиб главной балки.
Прогиб главной балки
;
Нормативная нагрузка на главную балку:
Расчетная нагрузка на главную балку:
Расчетный изгибающий момент в середине пролета:
Поперечная сила на опоре:
Требуемый момент сопротивления балки:
Определяем оптимальную высоту балки, предварительно задав приближенную
высоту
и толщину стенки
Минимальную высоту определяем:
Сравнивая полученные высоты, принимаем высоту балки, близкую к оптимальной
. (Рис.4.1.)
Рис. 4.1. а – расчетная схема главной балки; б – сечение главной балки
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]