
- •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 виды нагрузок и воздействий, действующих на здания и сооружения.
В чем заключается цель расчета инженерных конструкций?
Что такое предельное состояние?
Перечислите группы предельных состояний.
Дайте определение расчетной и нормативной нагрузок.
Что такое расчетное и нормативное сопротивление материала?
Приведите структуру формул при расчетах по прочности, деформативности.
4. Расчет элементов металлических конструкций
4.1. Основные положения расчета
Строительные стали и алюминиевые сплавы являются однородными материалами, для которых справедлив закон Гука, поэтому расчет их осуществляется по формулам сопротивления материалов.
Расчет по 1й группе предельных состояний производится с целью выполнения основного положения - наибольшие напряжения не должны превышать расчетное сопротивление материала и необходимо стремиться к тому, чтобы напряжения в сечении были близки к установленным расчетным сопротивлениям. Это дает возможность избежать перерасхода материала и получить экономичную конструкцию.
При расчете прочности формула имеет следующий вид:
Напряжение
при изгибе
Напряжение
при растяжении
где
N - продольная сила, М - изгибающий момент,
А - площадь сечения при равномерном
распределении напряжений, Wn. min - упругий
или упругопластический момент
сопротивления при изгибе,
- расчетное
сопротивление материала,
-
коэффициент
условий работы;
-
коэффициент
надежности по назначению;
При расчете устойчивости
Напряжение
при центральном сжатии
где
-
коэффициент
продольного изгиба;
Напряжение
при внецентренном сжатии
где
-
коэффициент
снижения расчетных сопротивлений при
внецентренном сжатии.
Напряжение
при проверке общей устойчивости балки
при изгибе
где
-
коэффициент
снижения расчетных сопротивлений при
изгибно-крутильной форме потери
устойчивости балок;
При
расчете на выносливость
где
-
расчетное сопротивление усталости;
- коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений
- коэффициент, определяемый в зависимости от вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений
здесь
и
- соответственно наибольшее и наименьшее по абсолютному значению напряжения в рассчитываемом элементе, вычисленные по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов
4.2. Расчет центрально-растянутых элементов
Центрально-растянутыми элементами считаются такие, в которых точка приложения и направление растягивающей силы совпадают с линией, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня.
Расчет растянутых элементов производится по формуле
где N - усилие от расчетных нагрузок, A n - площадь сечения нетто.
Расчет
на прочность растянутых элементов
конструкций из стали с отношением
эксплуатация, которых возможна, и после
достижения металлом предела текучести,
следует выполнять по формуле
При решении задач, связанных с определением площади поперечного сечения, расчет ведется следующем порядке:
При расчете по прочности определяем площадь поперечного сечения А тр,n = N/(Ry*c).
По таблицам сортамента в соответствии с А тр,n подбирают требуемый профиль.
Определяют гибкость принятого растянутого элемента max = lef /imin . Полученная гибкость не должна превышать предельных допустимых значений при статических нагружениях 300-400, при динамических 150-350.