
- •Введение
- •1.1. Общие сведения об инженерных конструкциях
- •1.2. Историческая справка. Вклад отечественных инженеров и ученых в теорию и практику инженерных конструкций
- •2. Материалы, применяемые для изготовления инженерных конструкций
- •2.1. Строительные стали и алюминиевые сплавы, их классификация
- •2.2. Механические свойства металлов
- •2.3. Сортамент металла
- •Контрольные вопросы
- •3. Основные положения расчета инженерных конструкций
- •3.1. Суть метода расчета по предельным состояниям
- •3.2. Нагрузки и воздействия
- •Сочетания нагрузок
- •3.3. Нормативные и расчетные сопротивления материалов
- •Контрольные вопросы
- •4. Расчет элементов металлических конструкций
- •4.1. Основные положения расчета
- •4.2. Расчет центрально-растянутых элементов
- •4.3. Расчет центрально-сжатых элементов
- •4.4.Расчет изгибаемых элементов
- •4.5. Расчет внецентренно - сжатых элементов
- •Контрольные вопросы
- •5. Соединения в металлических конструкциях
- •5.1.Сварные соединения
- •5.1.1. Сварка в строительстве
- •5.1.2. Виды сварки
- •5.1.3. Виды сварных швов и соединений
- •5.1.4. Расчет стыковых и угловых швов
- •5.2. Заклепочные и болтовые соединения
- •5.2.1. Общие сведения о заклепочных и болтовых соединениях
- •5.2.2. Расчет и конструирование болтовых и заклепочных соединений
- •Контрольные вопросы
- •6. Основы проектирования балок и балочных клеток
- •6.1.Назначение балок, их типы и область применения
- •6.2. Основы проектирования балочных клеток
- •6.3. Основные положения расчета балок
- •6.4. Расчет балок
- •Расчет поясных соединений
- •7. Колонны и стойки
- •7.1. Типы колонн и стоек
- •7.2. Расчет колонн
- •7.3. Типы и конструкции оголовков и баз колонн
- •Контрольные вопросы.
- •8. Проектирование ферм гражданских и общественных зданий
- •8.1. Назначение и основные группы ферм
- •8.2. Стропильные фермы и их типы
- •8.3. Определение генеральных размеров ферм
- •8.4. Элементы кровельного покрытия по металлическим фермам
- •8.5. Основы расчета стропильных ферм
- •8.6. Общие принципы конструирования ферм
- •Контрольные вопросы
- •9. Стальные каркасы зданий средней и малой этажности
- •9.1. Область применения стальных каркасов
- •9.2. Каркасы производственных зданий
- •9.3. Легкие металлические конструкции зданий
- •Контрольные вопросы
- •10. Стальные каркасы высотных зданий
- •10.1. Назначение и системы стальных каркасов
- •10.2. Рамная, связевая и рамно-связевая системы
- •10.3. Каркасно - ствольная и коробчато-ствольная системы
- •10.4. Стальные каркасы сверхвысотных зданий
- •10.5. Основы компоновки, конструирования и расчета стальных каркасов
- •10.6. Противопожарная защита стальных каркасов
- •Контрольные вопросы
- •11. Конструкции большепролетных покрытий
- •11.1. Область применения и классификация большепролетных покрытий
- •11.2. Балочные конструкции покрытия
- •11.3. Рамные конструкции
- •11.4. Арочные покрытия
- •11.5. Купола
- •11.6. Структурные и перекрестно-балочные системы покрытий
- •Контрольные вопросы
- •12. Висячие покрытия
- •12.1. Общая характеристика висячих покрытий
- •12.2. Конструктивные элементы висячих покрытий
- •12.3. Основы расчета висячих покрытий и способы уменьшения их деформативности
- •12.4. Конструктивные решения висячих покрытий
- •12.4.1. Конструктивные решения однопоясных покрытий
- •12.4.2. Конструктивные решения двухпоясных покрытий
- •12.4.3. Конструктивные решения седловидных шатровых покрытий
- •12.4.4. Конструктивные решения вантовых и висячих комбинированных покрытий
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
5. Соединения в металлических конструкциях
В металлических конструкциях используют следующие виды соединений: сварные, болтовые, заклепочные и клееболтовые.
5.1.Сварные соединения
5.1.1. Сварка в строительстве
Особая роль в развитии и совершенствовании сварочных процессов и оборудования «надлежит отечественным ученым. Еще в 1802 г. академик В.В.Петров впервые зажег электрическую дугу и доказал возможность использования ее для плавки металла.
Практическое применение электрической дуги для сварки осуществил русский инженер Н. Н. Бернадос в 1882 г.: для сварки он использовал угольный электрод, разработал способы электрической контактной сварки, сварки в струе газа, а также автоматы для дуговой сварки.
В 1888 году инженер Н.Г. Славянов предложил способ дуговой сварки металлическим электродом (который применяется и сейчас ) и впервые ввел в практику дуговую сварку под слоем флюса (флюс - сыпучее вещество, под слоем которого горит дуга, он препятствует возникновению воздуха к расплавленном металлу и легирует металл шва).
В 1940 году под руководством академика Е.О. Патона был разработан новый высокопроизводительный способ автоматической дуговой сварки под слоем флюса, применяемый и до настоящего времени. Большая работа по изучению и развитию автоматической сварки под слоем флюса и нового способа - электрошлаковой сварки - производится институтом - электросварки им. Е.О. Патона, где впервые была создана теория сварки, разработаны флюсы и современные сварочные аппараты. В настоящее время этот институт проводит большую работу по усовершенствованию и повышению уровня методов сварки.
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений за счет установления межатомных связей между свариваемыми частями при местном
или общем нагреве или пластическом деформировании. При обычной температуре атомы металлов и сплавов прочно закреплены в узлах кристаллической решетки, поэтому диффузия их незначительна, Сварка в холодном состоянии требует больших усилий (давления), поэтому таким способом сваривают высокопластнчные материалы (медь, алюминий и др.).
В строительстве используют следующие виды сварки:
а) дуговая открытой дугой, дуговая под слоем флюса и в защитном газе, электрошлаковая, газовая,
б) контактная,
в) холодная, ультразвуковая.
Преимущества электросварки:
Экономия стали за счет отказа то дополнительных элементов.
Сварные конструкции позволяют использовать полностью сечения элемента вработе.
Возможность производить непроницаемые для жидкостей и газов конструкции,
Возможность изготавливать конструкции любой формы
Недостатки электросварки:
Дня электросварки необходимы высококвалифицированные исполнители.
Возникают большие сварочные напряжения и деформации.
Сварка при низких температурах требует особой инженерной подготовки (предварительный подогрев), устройство тепляков и др.
Сварные соединения чувствительны к динамическим нагрузкам.
При сварке высокоуглеродистых сталей возможны трещины, необходимы дополнительные мероприятия.
Зона сварных швов более чувствительна к агрессивной среде.