
- •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
2.2. Механические свойства металлов
Механические свойства стали, определяют такие показатели, как прочность, упругость и пластичность, а также склонность к хрупкому разрушению, определяемая ударной вязкостью.
Прочность - сопротивляемость материала внешним силовым воздействиям. Упругость - свойство материала восстанавливать первоначальную форму после снятия внешней нагрузки. Пластичность - свойство материала не возвращаться в первоначальное состояние. Хрупкость характеризуется разрушением при малых деформациях.
Механические свойства металла определяются путем испытания на растяжение специальных образцов с построением диаграммы растяжения (рис.2.1). Из диаграммы видно, что с увеличением прочности стали, площадка текучести уменьшается, а для высокопрочных сталей и канатных сталей она отсутствует, т.е. снижается надежность конструкций из таких сталей. -
Так
как металлоконструкции, эксплуатируются
как в упругой, так и в упругопластической
стадии работы материала, при их расчете
используют две величины расчетного
сопротивления: по пределу текучести
и по временному сопротивлению
;
где
- предел текучести стали, МПа
_ - временное сопротивление стали, МПа,
-
коэффициент надежности по материалу.
Значения расчетных сопротивлений сталей
приведены в СНиП II -
23 - 81*.
2.3. Сортамент металла
Сортаментом называют перечень прокатываемых, холодногнутых или прессованных полуфабрикатов и изделий с указанием их основных геометрических размеров, формы сечения, величин допусков и линейной массы.
Наибольшее применение в инженерных конструкциях получил сортамент прокатной стали (рис.2.2). Уголки равнополочные (ГОСТ 8509 - 93) размером от 45x4 до 250х30мм и неравнополочные (ГОСТ 8510 - 86) размером от 56x36x4 до250x160х20мм. Уголковые профили применяются в элементах, работающих на осевые силы, а также для получения комбинированных сечений.
Швеллеры (ГОСТ 8240 -93) высотой от 100 до 400 мм применяются чаще в составных сечениях, работающих на осевые силы и изгиб.
Двутавры с уклоном внутренних граней полок (ГОСТ 8239 -89) от. 100 до 600 мм применяются в качестве балок, а также в составных сечениях колонны Широкополочные двутавры (ГОСТ 26020-83) от №20 Ш1 до № 100 Ш4 с высотой до 1000 мм и шириной полок до 400 мм применяют для колон, подкрановых балок, балок покрытий и перекрытий.
Круглые
трубы (ГОСТ 8732 - 78) сечением от
57x3,5
до
550x75.мм,
круглые электросварные трубы (ГОСТ
10704-91) сечением
8x1
до
1620x16
мм и электросварные прямоугольные трубы
(ГОСТ 25577-83 ) высотой от 75 до 220 мм с толщиной
стенки от 4 до мм применяют в элементах
решетчатых конструкций, работающих на
продольные усилия.
Листовая сталь прокатывается толщиной от 4 до 160 мм, шириной листа 1250. .2600 мм длиной до 8 м (ГОСТ 19903-74); листовая холоднокатанная толщиной от 0,6 до I мм, длиной листа 2000 мм и длиной до 5 м (ГОСТ 19904-74), применяемая для изготовления профилированных настилов; универсальная широкополосная сталь, толщиной 6...60 мм, шириной 200... 1030 мм и данной до 18 м (ГОСТ 8200-70), применяема для сборных балок и
Для предварительно напряженных и висячих конструкций применяют стальные канаты, изготовляемые из высокопрочной проволоки диаметром 0,22...4 мм с временным отдалением разрыву 1200...2600 МПа.