Металлические конструкци (программа, бнту)

УТВЕРЖДАЮ

Н

Председатель УМО вузовУ

Республики Беларусь

по образованию в областиТ

Б

строительства и архитектуры

й

В.Ф.Зверев

"10" марта 2004 г.

Регистрационный номер:

и

ТД УМОСА-62/тип

Учебная программа дисциплины

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

и

о

для специальности 1-70 02 01

«Промышленное и гражданское строительство»

з

твысших з^ебных заведений

о

п

е

Р

М и н с к 2 0 0 5

Составители:

Мартынов Юрий Семенович, профессор кафедры «Металличе-

У

ские и деревянные конструкции» Белорусского национального

технического университета, кандидат технических наук;

Т

Башкевич Иван Васильевич, доцент кафедры «Металлические

и деревянные конструкции» Белорусского национального тех-

нического университета, кандидат технических наук

Рецензенты:

кафедра строительных конструкций Брестского технического

университета (заведующий кафедрой кандидатНтехнических

й

наук, профессор Владимир Иванович Драган);

Жибуль Анатолий Владимирович - главныйБинженер акцио-

и

нерного предприятия «Белпроектстальконструкция»

Рекомендована к

утверждени

ю в качестве типовой:

о

кафедрой «Металлические и деревянные конструкции» БИТУ

(протокол № 9 от 3 февраля 2003 г)

Зав. кафедрой

В.Ф.Фомичев

и

Советом строительного факультета БИТУ

(протокол № т6 о 24 февраля 2003 г)

Учебно

Н. М. Голубев

Председатель Совета

п

з-методическим объединением высших з^ебных за-

ведений Республики Беларусь по образованию в области

строительства и архитектуры

Р

(протокол № 1 от 1 марта 2004 г)

Ю.С. Мартынов, И.В. Башкевич,

е

ПРЕДИСЛОВИЕ

Типовая программа дисциплины предназначена для специ-

альности 1-70 02 01 и ее специализаций. При составлении ра-

бочих программ используются только необходимые разделы

типовой программы в соответствии с рабочим з^ебным пла-

ном и требованиями целевой полготовки по специальности

«Промышленное и гражданское строительство».

Дисциплина «Металлические конструкции» з^ебного плана

Н

специальности1-70 02 01 является одной из ведущих дисципУ-

лин, формирующей инженерный подход к пониманию устрой-

ства и действительной работы конструктивных системТзданий

Б

и сооружений и развивающей навыки конструирования и рас-

чета строительных металлических конструкций.

Цель дисциплины - дать студентам знания, необходимые

для понимания работы конструктивных элементов и систем,

и

развития навыков инженерного анализа, конструирования и

расчета строительных металлических конструкций, подготов-

конструкций

ка их к профессионально

деятельностийв области проектиро-

вания металлических

.

навыко

Задачи изз^ения дисциплины:

т

овладение принципами проектирования, методами шмпоновки

и технико - экономическог

анализа металлических шнструкций;

и

конструирования и расчета для ре-

формирование

з

шения конкретных инженерных задач с использованием норм

проектирования, стандартов, справочников, средств автомати-

перво

зации проектирования.

Учебный материал дисциплины «Металлические конструк-

п

ции» охватывает шесть разделов.

В

м разделе излагаются основные предпосылки кон-

Р

струирования и расчета: работа материалов, соединений, эле-

ментов, методология расчета, принципы проектирования, объ-

единяющие требования экономичности, снижения трудоемко-

ести и сокращения сроков строительства.

Во втором разделе рассматриваются основные типы конст-

руктивных элементов (балки, колонны, фермы), особенности

их работы под нагрузкой, компоновка, основы конструирова-

ния и расчета.

Третий раздел посвящен вопросам проектирования сталь-

У

ных каркасов одноэтажных производственных зданий с з^е-

том требований эксплуатации, изготовления и возведения кон-

струкций, а также общих архитектурно-строительных требо-

ваний. Изз^ение методов компоновки стальных каркасов, их

Н

действительной работы, взаимодействия элементов каркаса в

единой системе имеем важное значение для формирования

инженерного мышления. Здесь рассматриваются также вопроТ-

Б

сы рационального применения легких металлических конст-

рукций и реконструкции производственных зданий.

В четвертом разделе излагаются основы и особенности

компоновки, конструирования и расчета металлических кон-

струкций зданий и сооружений

о назначения с з^е-

том особенностей

их эксплуатации, специфики конструктив-

кратки

ных форм, прогрессивных конструктивныхйрешений.

Пятый раздел

содержит

е

основы экономики

строительны

металлических конструкций.

различног

т

х шнструкций (раздел 6) изу-

Технология сварки

чается параллельно соответствуюпщм разделам курса металли-

и

ческих конструкций в обьеме, отвечающем требованиям к выпу-

разде

1-70 02 01. Более полные сведения по

скникам специальност

технологии сварки, а также практические навыки производства

содержани

сварочных работ следует перенести на лабораторные занятия.

В

каждый

л

дисциплины входит

несколько крупных

п

е которых может быть подразделено на основ-

тем,

е

ны

и дополнительные блоки. Конкретное согласование з^еб-

ного материала основных и дополнительных блоков с видами

Р

занятий и з^ебными часами должно быть предусмотрено в ра-

Содержание теоретического курса закрепляется и углубля-

ется на лабораторных и практических занятиях, в курсовом

проектировании, способствующих развитию навыков конст-

руирования и расчета, умения пользоваться нормами проекти-

рования и государственными стандартами, справочниками,

средствами автоматизации расчета конструкций.

При составлении рабочих з^ебных программ из списка ре-

комендуемых тем практических занятий, лабораторных работ,

курсовых проектов выбираются необходимые темы и определя-

ется их количество в соответствии с рабочим з^ебным планом.У

В преподавании дисциплины «Металлические конструк-

ции» должна быть обеспечена преемственность и логическаяТ

связь с предшествующими и параллельными дисциплинами

(«Математика», «Физика», «Теоретическая механика», «Строи-

Н

тельные материалы», «Сопротивление материалов», «Строи-

тельная механика», «Архитектура»).

Б

Учебная программа рассчитана на 250 часов з^ебных заня-

тий, из которых 166 часов -

е занятия. Примерное

распределение часов

х занятий: 100 часов - лекции,

16 часов - лабораторные занятия 50 часов - практические

занятия.

аудиторны

аудиторны

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

о

ТЕМЫ ЛЕКЦИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ

т

и

В в е д е н и е

й обзор развития металлических конструкций.

з

Общая характеристика: номенклатура и область применения,

народнохозяйственное значение, современные конструктивные

Исторически

формы, основные свойства и технические возможности метал-

лических конструкций, их использование при реконструкции и

п

восстановлении зданий и сооружений, при строительстве со-

еоружений, обеспечивающих охрану окружающей среды.

Р

Н

1.3. Основы расчета металлических конструкций У

Цель расчета, краткий обзор развития методов расчета,Троль

Б

отечественных з^еных, метод расчета по предельным состоя-

ниям, группы и виды предельных состояний, их последствия.

Расчет конструкций по предельным состояниям первой

группы. Смысл основного расчетного неравенства. Действи-

и

тельная работа конструкций обоснование ее расчетной схе-

мы. Нагрузки и воздействия: классификация, нормативные на-

р

грузки, з^ет изменчивости нагрузок,йрасчетные нагрузки, ко-

эффициенты надежности по нагрузке, сочетания нагрузок и

о

усилий, коэффициенты сочетаний. Нормативные сопротивле-

изменчивост

ния материала п

пределу текучести и временному сопротив-

лению, з^ет

и сопротивления металла в зависи-

мости от

услови

й ег производства и контроля свойств, з^ет

з

изменчивости размеров сечений, расчетные сопротивления

металла при различных видах напряженного состояния, коэф-

услови

фициент надежности по материалу, дополнительный коэффи-

циент надежности по временному сопротивлению; коэффици-

ент

й работы конструкций; коэффициент надежности

о назначению и ответственности сооружения.

Р

Расчет конструкций по предельным состояниям второй

группы, особенности з^ета нагрузок и свойств конструкций.

Преимущества метода расчета по предельным состояниям,

енаправления его совершенствования.

Работа и расчет на прочность центрально-нагруженных эле-

ментов.

Работа изгибаемых элементов в упругой и упругопластиче-

У

ской стадиях, шарнир пластичности при изгибе, совместное

действие нормальных и касательных напряжений, особенно-

Т

сти расчета изгибаемых элементов на прочность в упругой

стадии и с з^етом развития пластических деформаций.

Н

Особенности напряженного состояния и деформирования ме-

таллических стержней при свободном и стесненном крз^ении.

Б

Напряженное состояние и расчет на прочность сечений

внецентренно-нагруженных стержней в упругой и упругопла-

стической стадиях работы, шарнир пластичности при внецен-

тренном растяжении, сжатии.

чивании стержня, расчетная длина,гибкость, анализ критиче-

Расчет элементов на прочность с з^етом хрупкого разрушения.

Устойчивость металлических стержней. Потеря устойчиво-

пр

сти центрально сжатого стержня: формыйпотери устойчиво-

сти, критические напряжения и упругом

неупругом выпу-

проверк

ских напряжений

стержне

й из сталей различной прочности и

алюминиевых сплавов,

а устойчивости, коэффициент

противления выпз^чиванию в плоскости изгиба в упругопласти-

продольного изгиба, условная гибкость стержня.

Потеря устойчивост

внецентренно-сжатых и сжато-изогну-

тых стержней,

т деформированной схемы стержня и его со-

о

ческой стадии работы, влияние гибшсти, относительного экс-

п

центриситета,з^еформы сечения; изгибнокрутильная форма потери

устойчивости, проверка устойчивости.

жени

Потеря устойчивости плоской формы равновесия изгибае-

мых элементов: форма потери устойчивости, влияние на ус-

Р

характера прило-

тойчивость условий закрепления стержня,

1.5. Сортамент*

Общая характеристика и область

применения

первичных

У

элементов из сталей и алюминиевых сплавов: листовой и про-

фильный прокат, гнутые и прессованные профили, отливки,

Т

канаты, пз^ки и пряди. Оптимизация формы сечений и града-

ции типоразмеров в

сортаментах

первичных

элементов,

Н

ГОСТы на стальной прокат, сокращенные сортаменты.

Совершенствование

сортамента,

новые эффективные про-

Б

фили, обеспечивающие снижение расхода металла и трудоем-

кости изготовления конструкций.

й

1.6. Соединения металлических конструкций

и

Сварные соединения: область применения, виды сварных пшов

и соединений,

материалы и расчетные

сопротивления сварных

соединений.

расчет

Сварные соединения стыковым

швами: конструирование,

особенности работы и

н различные виды усилий. Со-

т

единения угловыми швами: конструирование, особенности

работы и расчета а различные виды усилий. Особенности ра-

соединениям

боты соединений промногократных повторных нагрузках,

з

влияние шнцентратов напряжений. Конструктивные требования

к сварным

. Особенности сварных соединений в

Болтовы

конструкциях из алюминиевых сплавов.

п

е и заклепочные соединения: область применения,

виды болтов и заклепок. Соединения на обычных болтах: кон-

е

струирование, особенности работы и расчета соединений на

Р

сдвигающие

усилия, на растяжение, влияние начального

Самостоятельная управляемая работа

соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов.

У

Краткая характеристика новых видов соединений: паяных,

клееболтовых, на несущих высокопрочных болтах, самонаре-

зающих винтах, дюбелях, комбинированных заклепках.

Т

1.7. Основы проектирования металлических

конструкций*

Б

Основные требования к проектным решениям: удобство

эксплуатации, надежность и долговечность сооружений,Нсни-

й

жение расхода металла, трудоемкости изготовления и монта-

жа, быстрота возведения, эстетические качества.

Организация проектирования,

стади

и и этапы проектирова-

ния, состав проекта. Нормы проектирования и государствен-

ные стандарты на выполнение

й документации.

Основы технологии

изготовлени

я металлических конструк-

ций. Организация производственного потока. Краткое озна-

комление с основными операциями:проектнона складе металла, в це-

Типизация и унификация - основной путь к снижению тру-

хах полготовки, обработки, сборосварки, маляропогрузки. Ос-

новные сведения о допусках при изготовлении и их влияние

доемкости изготовления металлических конструкций.

на надежность работытконструкций.

о

п

е

Р

* Самостоятельная управляемая работа.

10