
- •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
Контрольные вопросы
Назовите типы соединений металлоконструкций, их преимущества и недостатки.
Как выполняется расчет стыковых сварных швов?
Как рассчитывают угловые сварные швы на срез по металлу шва и по металлу грницы сплавления?
Какие конструктивные требования предъявляются к сварным соединениям?
Как ведется расчет заклепок и болтов на срез и смятие?
Как выполняется расчет соединений на высокопрочных болтах?
6. Основы проектирования балок и балочных клеток
6.1.Назначение балок, их типы и область применения
Балки являются одним из самых употребляемых строительных элементов любых зданий и сооружений. По своей статической схеме балки представляют конструкцию, как правило, работающию на поперечный изгиб. По ним могут быть осуществлены междуэтажные перекрытия каменных зданий (в настоящее время такие перекрытия встречаются редко), балки используются в стальных рамных каркасах высотных гражданских н общественных зданий, стальные балки применяются в спортивных и зрелищных сооружениях, в промышленных зданиях, в металлических мостах под автомобильные и железнодорожные дороги, в различных башнях и т.д.
Наиболее рациональными являются прокатные балки двутаврового сечения: прокатные двутавры с уклоном внутренних граней полок (рис. 6.1.а) и широкополочные двутавры с параллельными полками (рис.6.1.б).
При недостаточной несущей способности и жесткости прокатных балок изготавливают составные сварные балки. Простейшая составная балка из 3-х листов: вертикального – стенки и 2-х горизонтальных поясов(рис. 6.1 в). Сечение балок может компоноваться из листа и 2х тавров (рис. 6.1 г). При больших нагрузках проектируют двустенные коробчатые балки (рис. 6.1.д).
В коснструкциях, подвергающихся динамическим нагрузкам, целесообразно составные балки проектировать на высокопрочных болтах или заклепках (рис. 6.1. е, ж).
В строительстве находят применение и другие виды балок. Сквозные балки с перфорированной стенкой (рис. 6.2.а) применяют в том случае когда необходимо увеличить несущую способность прокатных двутавров. Их получают за счет увеличения высоты перфорированной стенкой, при этом увеличивается несущая способность и жесткость балок. Для уменьшения влияния поперечной силы в некоторых случаях прнменяют раскосы.
В балках с гофрированными стенками конструктивно увеличена жесткость стенки (рис. 6.2.в). В таких балках нет ребер жесткости, за счет этого уменьшается расход металла на стенку и длина сварных швов. Стенки выполняются волнистыми с соотношением высоты волны к длинне волны 1/5....1/20, при этом длина заготовки стенки увеличивается на 3...5%. Применение таких балок дешевле на 10... 15% по сравнению с обычными сварными. Предварительно-напряженные балки, у которых задают начальные напряжения, обратные по знаку, тем, которые будут при эксплуатации. Предварительное напряжение осуществляется в основном тремя способами. затяжками, регулировкой уровня опор, предварительным выгибом. За счет предварительного , напряжения можно уменьшить расход стали на 10...20%, а стоимость на 5... 12%.
Бистальные балки выполняют из различных марок сталей. Наиболее нагруженные элементы балок - пояса балок, менее нагружены стенки. В бистальных балках для поясов применяют стали более высокой прочности (10Г2С1, 14Г2), для стенок - стали обычной прочности. Бистальные балки п hw hw рименяют широко при статическом действии нагрузок. Применение таких балок может дать экономию от 5 до 15% стоимости по сравнению с балками из стали одной марки.
Балки с тонкими стенками выполняются жесткими ребрами (рис.6.2.б). В обычных балках мы имеем отношение tw/hw = 1/100 1/200; в балках с тонкой стенкой соотношение принимаеткс tw/hw = 1/350 1/700 (hw – высота стенки; tw - толщина стенки). Концентрируя металл в ребрах и уменьшая толщину стенки, можно получить экономию стали до 10...20%.