ГОСШПОРЫ открывать через winrar / гошпора СК МетК онготова!

1.Металлические конструкции. Классификация строительных сталей по прочности, химическому составу, степени раскисления.

Металлические конструкции нашли широкое применение в различных зданиях, и сооружениях. Это обусловлено следующими достоинствами МК:1)одинаково хорошая работа на раст. и сж., высокая надежность работы. 2) возможность предавать Ме различные св-ва. Значительная легкость конструкций. Легкость конструкции определяется коэффициентом конструкционного качества с=или К отношению плотности материала к расчетному сопротивлению чем меньше с тем относительно легче конструкция.3) высокая скорость монтажа и производства4) высокая индустриальность изготовления. 5)непроницаемость (высокая плотность) При этом есть и недостатки:1)коррозия . методы борьбы: а)исп-е МК в местах, где коррозия развивается медленно(сухие помещ). б) использование коррозионно-стойкой стали; в) защита МК (покраска, бетонирование) 2) малая огнестойкость ( при 300-400⁰ сущ-но сниж деф-ые и прочностные) Борьба: а) защита МК бетонном; б) окраска специальными составами (вспучивается и затрудняет доступ высоких t).

Характеристики химического состава сталей. Углеродистая сталь обыкновенного качества состоит из железа и углерода с некоторой добавкой кремния или алюминия, марганца, меди. Углерод (У), повышает прочность, снижает пластичность и ухудшает свариваемость (не более 0,22%). кремний (хорошо раскисляет сталь, увеличивает прочность, снижает пластичность и свариваемость, добавляет коррозионную стойкость);

марганец (хороший раскислитель, устраняет вредное влияние серы, но увеличивает хрупкость);

медь (увеличивает пластичность и стойкость против коррозии, в зависимости от количества добавки меняется ударная вязкость);

никель, хром, бор, ванадий (повышают прочность без снижения ударной вязкости).

Все эти добавки – легирующие компоненты.

Существуют вредные примеси:

фосфор (снижает ударную вязкость, сталь делается хладноломкой);

сера (сталь делается красноломкой);

все химически несвязанные газы (N, O, H) снижают прочность стали и ударную вязкость.

Раскисление – способ удаления химически не связанных газов из стали. Самый хороший раскислитель – алюминий.

Существуют 3 группы по степени раскисления:

КП – сталь кипящая без добавок алюминия;

ПС – полуспокойная;

СП – спокойная.

В строительстве чаще всего используется полуспокойная сталь.

Группы поставки и классы стали.

Группы поставки:

А – гарантирует только механические характеристики;

Б – гарантирует характеристики химического состава.

В – гарантирует А и Б.

Все стали разделены на 3 группы в зависимости от величины предела текучести:

сталь обычной прочности – это те стали, у которых предел текучести т < 3000 кгс/см2 (С-235, С-255, С-285);

повышенной прочности 3000 т 4000 (С-345…С-390);

высокопрочные стали т > 4000 кгс/см2 (с-440… С-590).

3. механические характеристики стали. Нормативные и расчетные сопротивления.

Нормативные сопротивления. Основными характеристиками со­противления материалов силовым воздействиям являются норматив­ные сопротивления , устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций. Механические свойства материалов изменчивы, поэтому нормативные сопротивления устанавливают на основе стати­стической обработки показателей механических свойств материалов, выпускаемых нашей промышленностью. Значения нормативных сопротивлений устанавливают такими, чтобы обеспеченность их составляла не менее 0,95. Значение нормативного сопротивления стали равно значению конт­рольной или браковочной характеристики, устанавливаемой соответст­вующими государственными стандартами и имеет обеспеченность не менее 0,95. Для углеродистой стали и стали повышенной прочности и алюминиевых сплавов за основную характеристику нормативно­го сопротивления принято значение предела текучести, поскольку при напряжениях, равных пределу текучести, в растянутых, изгибаемых и других элементах начинают развиваться пластические деформации, а сжатые элементы начинают терять устойчивость. Однако в случае, когда переход материала в пластическое состояние выражен нечетко (нет площадки текучести), как, например, в тросах, или когда значения показателей текучести близко подходят к временному сопротивлению (стали высокой прочности), а также в случаях, когда по характеру работы конструкций несущая способность определяется прочностью, а не пластичностью, за нормативное сопротивление принимают значение временного сопротивления. Таким образом, установлены два вида нор­мативных сопротивлений — по пределу текучести и временно­му сопротивлению . В соответствии со стандартом значения предела текучести и времен­ного сопротивления имеют обеспеченность в пределах 0,95—0,995. По­этому для расчета металлических конструкций за нормативное сопро­тивление приняты значения предела текучести или временного сопротив­ления, установленные в ГОСТ на металлы. Значения и являются браковочными и при приемке проката контролируются. Численные значения и , являющиеся нормативными сопротив­лениями, приведены в табл. СНиП МК. Расчетные сопротивления материала R, R_B определяют делени­ем нормативного сопротивления на коэффициент надежности по ма­териалу. , Коэффициент надежности по материалам.

Значение механичес­ких свойств металлов проверяется на металлургических заводах выбо­рочными испытаниями. Механические свойства металлов контролиру­ют на малых образцах при кратковременном одноосном растяжении, фактически же металл работает длительное время в большеразмерных конструкциях при сложном напряженном состоянии. В прокатных про­филях могут быть минусовые допуски. Возможно попадание в конст­рукции материала со свойствами ниже установленных в ГОСТе. Влия­ние этих факторов на снижение несущей способности конструкций учи­тывают коэффициентом надежности по материалам. Возможное снижение механических свойств, против нормативных значений, устанавливается на основе обработки статистических данных заводских испытаний стали, а работа ее в конструкциях на основе исследований. Значения расчетных сопротивлений основных марок строительных сталей приведены в табл. 51 СНиП II-23-81 и прил. 4. Формулы определения расчетных сопротивлений приведены в табл. 1 СНиП II-23-81. При расчете конструкций с использованием расчетного сопротивле­ния, установленного по временному сопротивлению, вводится дополнительный коэффициент надежности .

Определяют опытным путем на стандартном оборуд-ии и стандарт образцах.Нагр приклад по оси. Строят диаграмму зависимости  от .

l₀ – размер базы,  =l₁-l₀- абс. удлинение базы

 = / l₀ – относительное удлинение (%).

=[е.о.д.] (единиц относительной деформации).

=P/A

Для мягких сталей

ОА-напряж прямо пропорц деф-м. проявляются только упругие деф-ции. справедлив закон Гука  = Е. MaX напряж на этом участке пц –предел пропорциональности

Е=tgα-модуль упругости Юнга Е = 2,110⁶ (кгс/см²)

АВ-линейная зависимость нарушается, но сущ-ют только упругие деформации.

ВС-рост деформаций происх без увел нагр. Гор-ый участок наз-ся- площадка текучести. МАХ напряж _т –Физический предел текучести. наблюдаются пластич деф-ции.

СD-зона упрочнения-напряж концентр в слабом месте. Происх местное сужение-шейка. МАХ напряж пр– предел прочности или временное сопротивление.

ДК-нагр падает, диаметр шейки ум-ся. В самом тонком месте под углом 45 об-ся трещина и происх разруш в точке К. Конечная прочность р-прочность при разрушении

Для высокоуглеродистой стали

Н

За условные придел пропорциональности и условный придел текучести принимаются такие уровни напряжений, при к-х величина остаточных деформаций составляет 0,02% и 0,2%

При сжатии сталь ведет себя также как при растяжении.

Ударная вязкость – склонность стали к хрупкому разрушению. Величина, обратная ударной вязкости называется хрупкостью. За предел хрупкости или ударной вязкости принимается величина удельной работы (Дж/см2), совершаемой грузом при падении на стандартный образец в момент его разрушения. Порогом хладноломкости и красноломкости называется температура при которой и красноломкости называется температура при которой величина ударной вязкости снижается до 30 Дж/см².

4. Виды сварных соединений и сварных швов.

Сварка - способ получения неразъемного соединения при помощи создания межмолекулянных связей.

5. комбинированные

По полож-ю в простр-ве швы:1)гориз.шов 2)верт.шов3) потолочн4) нижний.Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возможность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве своем выполняются при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, а потому применение их в конструкциях следует по возможности ограничивать.

Швы могут быть рабочими и связующими (конструктивными), сплошными и прерывистыми (шпоночными).

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые).Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений. Угловые (валиковые) швы наваривают в угол, образованный" элементами, расположенными в разных плоскостях.

Швы, расположенные параллельно действующ. осевому усилию- фланговые

Перпендикулярно усилию –лобовые.

Начало и конец шва имеют непровар и кратер, являются дефектными и их желательно выводить на технологические планки за пределы рабочего сечения шва. Корень шва- Часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности. Кратер-углубление, образующееся в конце валика под действием давления дуги и объемной усадки металла шва.Требование к сварным соединениям см. п.12.8а)б)в)г)д)Также п.12.1

2. Нормирование строительных сталей согласно стандартам (ГОСТам). Марки сталей. Их расшифровка. Качество во стали, применяемой при изготовлении металличеких конструкций, определяется ее механическими свойствами: сопротивлением статическим воздействиям – временным сопротивлением и пределом текучести при растяжении; сопротивлением динамическим воздействиям и хрупкому разрушению – ударной вязкостью при различных температурах; показателями пластичности – относительным удлинением4 сопротивлением расслоению – загибом в холодном состоянии. Значения этих показателей устанавливаются ГОСТ. Кроме того, качество стали определяется ее свариваемостью, которая гарантируется соответствующим химическим составом стали и технологией ее производства. СНиП п.2.

В зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации к стали, из которой они изготовляются, предъявляются те или иные требования, которые нормированы и записаны в ГОСТ 380-71*. В зависимости от предъявяляемых требований углеродистая сталь разделена на шесть категорий. Согласно ГОСТ 380-71*, маркировка стали производится так: вначале ставится соответствующее буквенное обохначение группы стали, затем марка, далее способ раскисления и в конце категория, например сталь группы В (поставляемой по механическим свойствам и хим. составу) марки Ст3 полуспокойная, категории 6 имеет обозначение ВСт3пс6.

1) спокойные стали, т. е., полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы опускаются); 2) кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп"; 3) полу спокойные стали, занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс". Сталь обыкновенного качества подразделяется еще и по поставкам на 3 группы: 1) сталь группы А поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора); 2) сталь группы Б - по химическому составу; 3) сталь группы В - с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Стали обыкновенного качества обозначают буквами "Ст" и условным номером марки (от 0 до 6) в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем выше содержание углерода и прочностные свойства стали, тем больше её номер. Буква "Г" после номера марки указывает на повышенное содержание марганца в стали. Перед маркой указывают группу стали, причем группа "А" в обозначении марки стали не ставится. Для указания категории стали к обозначению марки добавляют номер в конце соответствующий категории, первую категорию обычно не указывают. Качественные стали маркируют следующим образом: 1) в начале марки указывают содержание углерода цифрой, соответствующей его средней концентрации; а) в сотых долях процента для сталей, содержащих до 0,65% углерода; б) в десятых долях процента для индустриальных сталей, которые дополнительно снабжаются буквой "У": 2) легирующие элементы, входящие в состав стали, обозначают русскими буквами: А – азот, К – кобальт, Т – титан, Б – ниобий, М – молибден, Ф- ванадий, В – вольфрам, Н – никель, Х – хром, Г – марганец, П – фосфор, Ц – цирконий, Д – медь, Р – бор, Ю – алюминий, Е – селен, С – кремний, Ч - редкоземельные металлы. Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, стоит цифра, то она указывает содержание этого элемента в процентах. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5% легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0,2-0,3%), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010%). Примеры: Р6М5К5-быстрорежущая сталь, содержащая 6,0% вольфрама 5,0% молибдена 5,0% кобольта. Ст1кп2 - углеродистая сталь обыкновенного качества, кипящая, № марки 1, второй категории, поставляется потребителям по механическим свойствам (группа А).

5. Расчет сварных соединений. Соединения встык.

Стык прочнее, чем основной металл.

Расчет сварных швов:

1)стыковых ф(119) СниП «Стальные конструкции» ɣ_с- коэффициент условий работы табл.6 СниП «Стальн.констр»

R_wy- расчетное сопротивление шва табл.3 СниП «Стальн.констр». к рис.а)

Рис. б)- косые швы, применяются например для снижения напряжений при вибрационной нагрузке. Действующее усилие раскладывается на направление, перпендикулярное оси шва и вдоль шва. Находят напряжения. перпендикулярно шву:

вдоль шва ,

l_ш=b/sinα-2t- расчетная длина косого шва.

l_w – расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t, или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

t=δ – наименьшая длинна свариваемых элементов.

При действии изгибающего момента на соединение:

– момент сопротивления шва. Сварные соединения встык,

работающие одновременно на нормальные напряжения и срез, проверяют по формуле

На рис. И в формулах замените обозначения на СНиПовские.

6. Расчет соединений с угловыми швами. Угловые швами могут быть и фланговые, и лобовые. Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого элемента параллельно действующему усилию, вызывают большую неравномерность распределения напряжений по ширине сечения.

Могут разрушаться по шву и по основному металлу у конца шва. В соответствии с характером передачи усилия фланговые швы одновременно работают на срез и изгиб. Лобовые швы более равномерно передают усилия по ширине, но более концентрировано и неравномерно по толщине шва вследствие его малых поперечных размеров. Работают в основном на осевую силу, срез и изгиб. При действии на соединение центрально приложенной силы распределение напряжений по длине швов или при обварке по контуру принимается равномерным: N – расчетная сила, действующая на соединение, β – коэффициент глубины провара шва, зависящий от формы шва и способа сварки, lш=l-10 мм – расчетная длина шва, l – полная длина, Rу св – расчетное сопротивление углового шва. Необходимая длина шва при известной толщине: При действии изгибающего момента на прямоугольный элемент, прикрепленный угловыми швами, напряжения в швах условно определяются как напряжения изгиба в двух прямоугольных сечениях швов, находящихся под углом к плоскости действия момента и проходящих через биссектрисы углов сечений сварных швов:

Угловые швы при одновременном действии в одном и том же сечении шва срезывающих напряжений в двух направлениях рассчитывают на равнодействующую этих напряжений. Общая требуемая площадь швов.

СНиП п. 11.2.

14. Металлические стропильные фермы. Очертание ферм. Принцип назначения основных размеров ферм.

Очертание в первую очередь зависит от назначения сооружения. Вместе с тем очертание ферм должно соответствовать их статической схеме, а также виду нагрузок, определяющих эпюру изгибающих моментов.

Фермы треугольного очертания.

Стропильные фермы треугольного очертания применяют как правило, при значительном уклоне кровли, вызываемом или условием эксплуатации здания, или типом кровельного материала. Стропильные фермы треугольного очертания имеют ряд конструктивных недостатков. Острый опорный узел сложен, допускает лишь шарнирное сопряжение фермы с колонной, при котором снижается поперечная жёсткость одноэтажного производственного здания в целом. Стержни решётки в средней части ферм получаются чрезмерно длинными, и их сечение приходится подбирать по предельной гибкости, что вызывает перерасход металла. Треугольное очертание в стропильных фермах не соответствует параболическому очертанию эпюры моментов.

Фермы трапецеидального очертания пришли на смену треугольным фермам благодаря появлению кровельных материалов, не требующих больших уклонов кровли. Трапецеидальное очертание балочных ферм лучше соответствует эпюре изгибающих моментов и имеет конструктивные преимущества. В сопряжении с колоннами позволяет устраивать жёсткие рамные узлы, что повышает жёсткость здания. Решётка таких ферм не имеет длинных стержней в середине пролёта.

Фермы полигонального очертания наиболее приемлемы для конструирования тяжёлых ферм больших пролётов, так как очертание фермы соответствует эпюре изгибающих моментов, что даёт значительную экономию стали. Дополнительные конструктивные затруднения из-за переломов пояса в тяжёлых фермах не так ощутимы , так как пояса в таких фермах приходится стыковать в каждом узле из условия транспортирования. Для лёгких ферм полигональное очертание нерационально, так как получающиеся в этом случае конструктивные усложнения не окупаются незначительной экономией стали.

Фермы с параллельными поясами имеют существенные конструктивные преимущества. Равные длины стержней поясов и решётки, одинаковая схема узлов и минимальное количество стыков поясов обеспечивают в таких фермах наибольшую повторяемость деталей и возможность унификации конструктивных схем, что способствует индустриализации их изготовления. Эти фермы благодаря распределению кровель с рулонным покрытием стали основным типом в покрытиях зданий.

Основные размеры фермы

Пролет или длины фермы чаще всего определяются эксплуатационными требованиями и общекомпоновочным решением сооружения. При свободном опирании ферм покрытий на опоры сверху расчетный пролет фермы l₀ (расстояние между осями опорных частей) в качестве первого приближения может быть принят равным- для разрезных ферм- расстоянию между внутренними четвертями ширины опор l₀=l+a/2, l-расстояние в свету между опорами, а- ширина опоры. При примыкании ферм к металлическим колоннам сбоку расчетный пролет ферм принимается равным расстоянию между колоннами в свету на отметке примыкания ферм. В случаях, когда пролет ферм не диктуется технологическими требованиями, он должен назначаться на основе экономических соображений с тем, чтобы суммарная стоимость ферм и опор была наименьшей. Кроме пролета основным параметром фермы является и высота, которая зависит от величины пролета и вида фермы. Например треугольные фермы применяются под кровли, требующие значительного уклона (25⁰-45⁰), что дает высоту фермы h≈(1/4-1/2)l/. Соотношение высоты и пролета зависит от вида ферм. Например для ферм с параллельными поясами или близкими к ним ферм трапецеидального очертания-

h=(1/7-1/9)l

12. Конструкция заводских и монтажных стыков сварных составных балок.

Различают два типа стыков балок: заводские и монтажные. Заводские стыки представляют собой соединение отдельных частей какого либо элемента балки (стенки, пояса), выполненные из-за недостаточной длины имеющегося проката. Их расположение обусловлено длиной проката или конструктивными соображениями (стык стенки не должен совпадать с местом примыкания вспомогательных балок, с ребрами жесткости и т.д.) Чтобы ослабление балки заводским стыком было не слишком велико, стыки отдельных элементов обычно располагают в разных местах по длине балки, т.е. вразбежку. Монтажные стыки выполняются при монтаже, они необходимы тогда, когда масса или размеры балки не позволяют перевезти и смонтировать её целиком. Расположение их должно предусматривать членение балки на отдельные отправочные элементы, по возможности одинаковые (в разрезной балке стык располагают в середине пролета или симметрично относительно середины балки), удовлетворяющее требованиям транспортировки и монтажа наиболее распространенными средствами. В монтажных стыках удобно все элементы балки соединять в одном сечении. Такой стык называется универсальным. Заводские стыки поясов и стенки составных сварных балок осуществляют соединением листов до сборки их в балку.

Основным типом сварных соединений листов является соединение встык. Стык растянутого пояса, если он расположен в зоне балки, где напряжения в поясе превышают расчетное сопротивление сварного шва на растяжение, устраивают косым или сваривают автоматической сваркой, выводя конец и начало шва на технологические планки.

Стык составных балок на высокопрочных болтах. В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку двумя вертикальными накладками, площадь которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента. Болты в стыках ставят на минимальном расстоянии друг от друга (2,5-3)d болта, чтобы уменьшить размеры и массу стыковых накладок. Табл.39 СНиП

7. Болтовые соединения, виды болтов, их размещение.

Болт — крепёжная резьбовая деталь в виде цилиндрического стержня с головкой, часть которого снабжена резьбой. Различают болты :1) грубой и нормальной точности (вместе черные болты) изготавливаются как правило методом штамповки. Резьба накатывается. Отверстия под черные болты сверлятся на 2-3 мм больше диаметра d. Эти болты используются в кач-ве монтажных болтов (т.е. временное закрепление), в кач-ве болтов, работающ на растяж и запрещаются в ответств соединениях, работающ на сдвиг. Деформативность соед-я, болты включаются в работу не одновр и не могут хорошо работать на сдвиг. 2)болты повыш точности . Особ-ть- отверстие делается на 0.2-0.3мм больше d болта.(плюсовой допуск для диаметра болта и минусовой допуск для отверстия не допускается) Эти болты имеют строго цилиндрическое тело, резьба нарезается. Пов-ть отверстий должна быть гладкой. Такие болты сидят в отверстиях плотно, хорошо воспринимают сдвигающие силы 3)высокопрочн болты изготавл из легир стали. Разница в d отверстий 2-3мм. Раб-ют в соед-ии, работающ на сдвиг. Гайка сильно затягивается тарировочным ключом. Болты раб-ют на осевое растяж за счет сил трения.4) специальные болты:а)анкерные болты- соед мет и не мет изделия (железобетонный фундамент и стальная колонна) б) рефленые болты- вбиваются в отверстие в)самонарезающиеся болты- закручиваются в отверстие. Исп где нет места для нарезки гайки. (гайка не нужна).

Различ две констр разновидности соединений: стыки и прикрепления элементов друг к другу. Стыки листового металла осущ двустор или односторонними накладками. Двустор накладки обеспеч симметр передачу усилия- предпочтительнее рис.а). Стыки с односторонней накладкой дают эксцентриситет- дополнительный изгибающий момент рис.б). Прикрепление также предпочтит делать симметр.

При констр-ии болтового соед следует стремится к применению болтов одного d в пределах каждого конструктивного элемента. И к наименьшему числу диаметров болтов во всем сооружении. При конструировании изделия следует стремится к передаче усилий кратчайшим путем. Болты располагаются в соединении по прямым линиям- рискам, параллельным линии действия усилий. Расстояние между двумя смежными рисками- дорожка, расстояние между смежными по риске болтами- шаг. Болты следует размещать в соответствии с табл. 39 СНиП.

11. Сварная балка составного сечения. Подбор сечения элементов балки.

Порядок расчета:

1).Расчетная схема.

Опирание балок минимум 120 мм . l₀=l_св+l_опир. l_св- расстояние в свету.

2). параметры сечения.

M_max= q*l²/8; _max = M_max /с·W_х  R_y*_c, с-коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, табл.66 для двутавра 1,12. СНиП. W_х ^тр = M_max / R_y*_c Определение высоты сечения балки.h_опт≈h_ф≥h_min, h_min- минимальная высота балки из условия жесткости, h_опт- оптимальная высота балки из условия экономии стали. , k зависит от конструктивного оформления балки- конструктивных коэффициентов поясов и стенки. k=1,15 для сварных балок.

f_max/l = 5/384 * (q^н*l³) /( E*I_х ) = [ f / l ];I = W_х^тр * h_ст/2;=>

h_min = (5 * R * l * q^н )/(24 * E * [ f / l ] * q)

толщина стенки балки находится по эмпирической формуле t_ст=7+3h_ст; h_ст в метрах. Из J^тр= W_х^тр*2/h_ст находят J^тр для всей балки, а затем вычисляют J^тр_п- для полок. J^тр=J^cт+2J_п^тр, J_cт=t_cт*h_ст³/12; А_п^тр=J_п^тр*(h_ст/2)²; А_п^тр- требуемая площадь полки

Ширина полки назначается из условий: минимального опирания, обеспечения местной устойчивости полки табл.30 СНиП для определение b_ef см п.7.22 СНиП b_п=(1/3-1/5)h. Толщина полки подбирается также из условия местной устойчивости, а также из условия свариваемости, t_ст≤t_п≤3 t_ст и проката t_max=40мм. Параметры принимаются с учетом сортамента.

3)Проверки принятого сечения.

M^*_max и Q^*_max – уточненные внутренние усилия с учетом собственной массы балки.

а. Проверка прочности сечения по нормальным напряжениям.

_max = M^*_max /с·W_х^нт  R_y*_c , W_х^нт – нетто сечения.

б. Проверка почности балки на действие перерезающей силы.

_max= Q^*_maxS^отс/t_ст*I_x  R_s*_c , t_ст-толщина стенки. S^отс-сортамент R_s-табл.1 СНиП- расчетное сопротивление сдвигу. Rs=0,58*Ryn/ɣ_m;

Ryn –нормативный предел текучести по табл.51 СНиП

в. Проверка поприведенным напряжениям.

_прив = (²₊3²)^0,5 R_y * _c можно ф(33) СНиП

г. Проверка общей устойчивости балки.

Проверка не требуется в случаях, описанных в п. СНиП

5.16 а)б), где l_ef- наибольшая свободная длина до закрепления. При не соблюдении данных пунктов ф.(34)

Проверяется местная устойчивость стенки в соответствии с п.7.3 СНиП. Если условие не соблюдается, то стенки укрепляется поперечными парными ребрами жесткости. Проверка отсека между ребрами по ф.(79) СНиП

Вторая группа предельных состояний.

Проверка жесткости.

f_max = 5/384 * (q^н**l₀⁴) /( E*I_х )- после уточнения нагрузки с учетом собственной массы.

f_max/l₀  [ f / l ] предельный прогиб находится по табл.40 СНиП

13. Составные балки на болтах. Особенности конструирования.

Монтажные соединения в сварных фермах, особенно при работе ферм на динамические нагрузки, часто конструируются на высокопрочных болтах, что значительно упрощает монтажные работы и обеспечивает высокую надёжность конструкции. Из-за наличия в центре узла повышенных напряжений полезно иметь утолщение пояса в пределах узла. Это утолщение получается в узлах на болтах благодаря узловым фасонкам и накладкам.

При Н-образном или швеллерном сечениях стержней, имеющих гладкую наружную поверхность, простыми и надёжными являются соединения на болтах, в которых фасонки соединяют с наружной стороны все подходящие к узлу стержни.

К фасонкам прикрепляют только вертикальные элементы стержней, через которые передаются и усилия с горизонтальных листов сечения. Такое прикрепление позволяет сверлить все отверстия по плоским кондукторам на многошпиндельных станках; монтажную клёпку или закрепление болтов производят с наружной стороны узла на вертикальных плоскостях.

Жёсткость узла при Н-образном сечении обеспечивается соединительным листом. Фасонки при устройстве стыков пояса в центре узла служат стыковыми элементами; вместе с тем фасонки испытывают значительные напряжения при передаче усилий с раскосов на пояса. Чтобы облегчить работу фасонок целесообразно в местах стыков поясов усиливать фасонки наружными планками. Толщина фасонок назначается по всей ферме одинаковая по максимальному напряжению в элементе фермы, обычно не меньше толщины прикрепляемых элементов.

Болты в узлах тяжёлых ферм следует размещать по унифицированным рискам на расстояниях, требуемых кондукторным и многошпиндельным сверлением. Унификация заключается в том, что разбивка отверстий во всех узлах подчиняется единой модульной сетке, нанесенной на концы стержней и фасонок. В более узких стержнях получается меньшее число продольных рисок, чем в широких, при больших усилиях увеличивается число поперечных рядов отверстий и т.д. При таком конструировании используется один тип кондуктора для всех узлов, что упрощает изготовление и упорядочивает проектирование.

8. Расчет болтовых соединений на обычных болтах.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом на срез

.N_b= R_bs*A*_b n_s , ф(127) A_b= *d²/4

N_bs – несущая способность одного болта на срез;

R_bs – расчетное сопротивление;

A_b – площадь болта брутто (по d );

_b – коэффициент условия работы болтового соединения (Табл.35 СНиПа).

n_s – количество плоскостей среза.

Несущая способность болта на смятие.

Nb= R_bp*d*_b*t_min ф(128)

t_min – это минимальная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

[N]_bmin – минимальная несущая способность болта из п.11.7 .

n_b=N/ɣ_сN_min ф(130)

Несущ способн болта на растяж

N_b=Rbt*Abn Аbn-площ болта нетто ф(129)

10. Сварная балка составного сечения. Конструктивное решение. Назначение высоты балки.

Применение сварных балок обосновано при больших пролетах и больших изгибающих моментах, а также когда являются более экономичными. Балки могут быть: см рис а)-прокатные б)-прессовые в)-сварные г)-клепаные и болтовые.

Одним из прогрессивных направлений повышения эффективности двутавра является создание балок с перфорированной стенкой.

Определение высоты сечения балки.h_опт≈h_ф≥h_min, h_min- минимальная высота балки из условия жесткости, h_опт- оптимальная высота балки из условия экономии стали. , k зависит от конструктивного оформления балки- конструктивных коэффициентов поясов и стенки. k=1,15 для сварных балок.

f_max/l = 5/384 * (q^н*l³) /( E*I_х ) = [ f / l ];I = W_х^тр * h_ст/2;=>

h_min = (5 * R * l * q^н )/(24 * E * [ f / l ] * q)