Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы
Обновлено: 03.07.2024
Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы: Учебное пособие/ Л.В.Енджиевскии, В.Д.Наделясв, И.Я.Петухова.; Изд-во АСВ, — М: 1998. — 247 стр. с илл.
Представлен зарубежный опыт развития конструктивных форм каркасов зданий и их элементов. Приведены данные по технико-экономической оценке их конструктивных решений.
Содержатся материалы по проектированию отдельных типов каркасов одноэтажных производственных зданий, а также внецентренно-сжатых колонн, балок, ферм. Уделено внимание использованию стандартных программ для статических расчетов на ЭВМ поперечника здании.
Пособие Предназначено для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» и может быть использовано студентами других строительных специальностей при выполнении курсовых и дипломных проектов,
В настоящее время для всех развитых стран мира ведущим направлением эффективного металлостроительства является применение легких металлических конструкций в зданиях промышленного, граждане кого, сельскохозяйственных и иного назначения.
Четкого общепризнанного определения и тем более с конкретными показателями качества понятия «легкие металлические конструкции» (ЛМК) в литераторе нет. Просматривается лишь тенденция включить в это понятие набор качеств, отражающих высшие достижения отрасли в определенный временной период. Так в [ I ] в качестве характерных черт JIMK названы: малая металлоемкость; существенная, но в разумных пределах типизация и унификация; стабильность номенклатуры в течение достаточно длительного времени; высокая технологичность и приспособленность для изготовления на поточных автоматизированных линиях, для транспортировки, а также для конвейерно-блочных и других скоростных методов монтажа; высокая степень заводской готовности; возможность комплектной поставки целых зданий-модулей и их несущих конструкций; благоприятные экспортные возможности.
Снижение металлоемкости зданий из ЛМК достигается за счет новых конструктивных форм, профилей (трубчатых, широкополочных тавровых, тонкостенных, гнутых и гнутосварных из низколегированной повышенной прочности тонколистовой стали, перфорированных, гофрированных и др.), тонколистового проката, эффективных материалов для несущих и ограждающих конструкций (высокопрочных сталей. алюминиевых сплавов, профилированного листа, утеплителя).
Если принять во внимание, что трудоемкость изготовления и стоимость единицы массы таких профилей выше обычных, достичь конкурентоспособности ЛМХ возможно лишь при высокой степени индустриальности заводского изготовления, отлаженной системе комплектной поставки и использовании передовых приемов монтажа.
В начале 70-х г. в бывшем Минмонтажспецстрое СССР разработан производственный комплекс создания мощностей специализированных заводов и подразделений по монтажу зданий из легких металлических конструкций, а также единый процесс проектирования, изготовления, комплектной поставки и монтажа зданий и сооружений.
При активном участии специалистов ЦНИИПСК, ЦНИИСК, Главспецлегконструкции и других были созданы покрытия зданий из ЛМК (табл. I ).
которые затем трансформировались в системы комплектно поставляемых зданий [2].
Конструктивные решения ЛМК ориентированы на заводскую поточную технологию их изготовления. Основа такой технологии - автоматизированные линии и заводские автоматизированные комплексы по производству эффективных профилей из стального рулонированного проката и алюминиевых литых заготовок. В автоматизированные заводские комплексы в различных сочетаниях включаются станы по производству сварных двутавровых балок, по прокату холодногнутых профилей, по изготовлению профилированного стального настила, линии по производству метизов, высокопроизводительное оборудование и станки с числовым программным управлением для резки, фрезерования, образования отверстий и других операций.
Созданная промышленная база изготовления всего набора несущих и ограждающих легких металлических конструкций комплектной поставки (ЛМК КП) позволила развиваться отрасли по двум направлениям [2].
Первое - соответствующее традиционным принципам типового проектирования по стандартизированным габаритным схемам и каталогам выпускаемых легких металлических несущих и ограждающих конструкций с комплектацией либо на специализированном заводе, либо на строительной площадке.
Второе - комплектация типовых зданий-модулей из ЛМК с определенным функциональным назначением (например, физкультурно-оздоровительные комплексы, предприятия по хранению и переработке сельскохозяйственной продукции, объекты торговли и промышленного назначения и др.) и фиксированными параметрам и высот пролетов, шагов колонн, грузоподъемности кранов. Проектные решения зданий-модулей предусматривают устройство в них унифицированных систем инженерного обеспечения: вентиляции, освещения, отопления.
ЛМК КП, выпускаемые на отечественных заводах, могут применяться в зданиях производственного назначения для размещения производств с нормальным температурно-влажностным режимом при отсутствии агрессивных выделений или для производств со слабоагрессивными средами, но при соответствующей антикоррозионной защите конструкций.
Здания из ЛМК КП можно строить практически по всей территории страны: с I по IV снеговой и ветровой районы и с расчетной температурой наружного воздуха до -50 С о ,
В данном пособии приведены конструктивные решения и рассмотрен эволюционный путь названных выше типов конструкций и зданий из ЛМК. При этом использовались рабочие чертежи типовых серий и технических проектов, разработанные ведущими проектными организациями! страны: ЦНИИПСК им. Н.П.Мельникова, ЦНИИСК им.Кучеренко, ЦНИИПромзданий, Гипроспецлегконструкпия и др.
Роль ЛМК, очевидно, еще более возрастет в связи с переориентацией на разукрупнение производств, создание мобильных с часто меняющейся технологией мелкомасштабных производств, в том числе фермерских хозяйств, индивидуальных и совместных малых предприятий по переработке сельскохозяйственного и промышленного сырья и др.
Ориентируя читателя пособия на проектирование конкретного объекта с определенным функциональным назначением, мы также призываем его к расширению взгляда на объект проектирования с учетом обобщенных принципов технологии проектирования [3]:
- социального заказа, при котором каждый проект должен учитывать интересы общества и быть социально безопасным;
- территориального, учитывающего региональные природно-климатические, экологические и социально-экономические особенности. Для этого следует руководствоваться региональными нормативными документами;
- комплексности проектирования с y ч e том перспективы развития промышленных предприятий и их технологий на основе планов развития регионов, городов, поселков;
- экологической совместимости промышленных предприятий, размешенных на одной территории при условии создания безотходных технологических комплексов:
-технологической гибкости проектируемых зданий и сооружений, дающей возможность многократно модернизировать и заменять технологическое оборудование, процессы и производство;
- экономической целесообразности, когда народнохозяйственный экономический эффект от проектируемого объекта превышает расходы на восполнение ущерба, наносимого обществу за счет отчуждения земель, нарушения природной среды, дополнительных затрат на добычу полезных ископаемых, развития энергетических и транспортных систем.
Стальные конструкции легких зданий
Книга содержит обширный обобщающий материал по проектированию и возведению легких зданий, в том числе и большепролетных и многоэтаж ных из стальных конструкций. Кроме того, большой интерес представляет теория и методика расчета рам, позволяющая сократить в 2-2,5 раза расход стали на их изготовление по сравнению с изготовляемыми на заводах Л.М.К. Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заве дений, аспирантов и инженеров-проектировщиков.
Оглавление
Предисловие 3
Введение 4
ЧАСТЬ I. ЭЛЕМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 10
Глава 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ СТАЛИ 10
1.1. Наиболее важные свойства стали 10
1.2. Преимущества легких стальных конструкций 10
1.3. Рациональность конструктивной формы 12
1.4. Сталь для изготовления легких конструкций 12
1.5. Сортамент металла для стальных конструкций 14
1.6. Физические характеристики стали 14
1.7. Механические характеристики стали 14
1.8. Работа стали при сложном напряженном состоянии 17
1.9. Хрупкость стали 18
1.10. Усталость металла 21
1.11. Группы строительных сталей в зависимости от прочности 22
1.12. Выбор стали для конструкций 25
1.13. Воздействие температуры 25
1.14. Коррозия, меры защиты. Повышение огнестойкости 26
Глава 2. НАГРУЗКИ, МЕТОДЫ РАСЧЕТА, СОРТАМЕНТ, ПРОФИЛИ 28
2.1. Общие положения 28
2.2. Нагрузки и их сочетание 28
2.3. Расчет стальных конструкций 29
2.4. Нормативные и расчетные сопротивления 30
2.5. Коэффициенты условий работы 31
2.6. Сортамент металлопроката 33
2.7. Гнутые и гнутосварные профили 35
2.8. Крутильная жесткость профилей 36
2.9. Заключение по главе 2 37
Глава 3. СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 38
3.1. Особенности соединений тонкостенных стальных элементов 38
3.2. Сварные соединения 38
3.3. Расчет сварных соединений 42
3.4. Расчет стыковых швов 43
3.5. Расчет угловых швов 46
3.6. Комбинированные сварные соединения 48
3.7. Болтовые соединения стальных конструкций 48
3.8. Расчет болтовых соединений 52
3.9. Соединения на высокопрочных болтах 53
3.10. Конструирование болтовых соединений 55
Глава 4. ЛЕГКИЕ БАЛКИ 57
4.1. Предисловие 57
4.2. Расчет сечений балок 58
4.3. Общая устойчивость балок 61
4.4. Устойчивость пояса и стенки балки 62
4.5. Балки с гибкой стенкой 67
4.6. Определение минимальной площади эпюры моментов 71
4.7. Расчет на искривление оси балки 83
4.8. Расчет балок на прогиб 87
4.9. Заключение по главе 4 90
Глава 5. СЖАТЫЕ И СЖАТОИЗГИБАЕМЫЕ СТЕРЖНИ. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ 91
5.1. Центрально сжатые стержни 91
5.2. Внецентренно-сжатые и сжатоизгибаемые стержни 97
5.3. Вычисление прогиба 104
ЧАСТЬ II. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ 109
Глава 6. ДВА ПРИНЦИПА ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 109
6.1. Минимизация пути, концентрация металла 109
6.2. Сравнение массы арки и рамы 113
Глава 7. РАМЫ 117
7.1. Рама «Орск» 117
7.2. Рама «Канск» 121
7.3. Рама «ЦНИИСК» 122
7.4. На заводе металлоконструкций в г. Выксе разработаны два варианта рамы пролетом 24 м - рама «Выкса» 124
7.5. Рамы многопролетных и многоэтажных легких зданий 127
Глава 8. АРКИ. КУПОЛА 129
8.1. Определение 1298.2. Расчет трехшарнирной арки 129
8.3. Влияние сжатия и смещения опор 135
8.4. Купола 137
8.5. Расчет круглого в плане ребристого купола 138
Глава 9. СТРУКТУРЫ 142
9.1. Идея структур 142
9.2. Покрытие «Кисловодск» 144
9.3. Сравнение модуля «Кисловодск» с балочным аналогом 146
9.4. Структуры больших пролетов 148
9.5. Большепролетные своды 149
9.6. Складки 150
9.7. Структурное покрытие «Москва» 153
Глава 10. ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ 154
10.1. Общие понятия 154
10.2. Расчёт нитей 155
10.3. Расчет нити на прочность 157
10.4. Расчет нити на упругий провес 160
10.5. Определение кинематических перемещений нити 161
10.6. Жесткая нить 164
10.7. Жесткая нить из прямолинейных стержней 172
10.8. Клавишный эффект 174
10.9. Ортогональные системы нитей 178
10.10. Покрытия зданий, круглые в плане 179
10.11. Круглые в плане покрытия на радиально направленных нитях 184
10.12. Покрытия, квадратные в плане 185
10.13. Комбинированные покрытия, квадратные в плане 188
10.14. Купольно-вантовые покрытия, круглые в плане 193
10.15. Двухпоясные системы 194
Глава 11. МЕМБРАННЫЕ ПОКРЫТИЯ 198
11.1. Общие понятия 198
11.2. Мембранные кровли, круглые в плане 200
11.3. Квадратное в плане мембранное покрытие 203
11.4. Бесконтурные мембранные покрытия 205
ПРИЛОЖЕНИЕ 209
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 212
Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы. Енджиевский Л.В. и др. 1998
Представлен зарубежный опыт развития конструктивных форм каркасов зданий и их элементов. Приведены данные по технико-экономической оценке их конструктивных решений. Содержатся материалы по проектированию отдельных типов каркасов одноэтажных производственных зданий, а также внецентренно-сжатых колонн, балок, ферм. Уделено внимание использованию стандартных программ для статических расчетов на ЭВМ поперечника здании. Пособие Предназначено для студентов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» и может быть использовано студентами других строительных специальностей при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Часть 1. Конструктивные схемы зданий из легких металлических конструкций
1. Мировой уровень развития строительства зданий из легких металлических конструкций
1.1. Конструктивные решения
1.2. Показатели развития легких металлических конструкций
2. Каркасы производственных зданий из сплошностенчатых легких рам
2.1. Общая характеристика используемых в отечественной практике сплошностенчатых рам
2.2. Стальные конструкции каркасов типа "Канск"
2.2.1. Каркасы серии 14203-15
2.2.2. Каркасы по шифру 11-2537 КМ
2.2.3. Анализ конструктивных решений каркасов типа "Канск" серии 14203-15 и по шифру 11-2537
2.3. Производственные здания (секции) из рамных конструкций коробчатого сечения типа "Орск" (ТПР 400-0-26.84)
2.4. Рамные каркасы зданий из развитых двутавров
2.5. Рамный каркас Красноярского ПромстройНИИпроекта
3. Производственные здания-модули
3.1. Общие сведения
3.2. Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа "Канск" (ТП 400-0-27.85)
3.3. Унифицированное здание-модуль с применением рам переменного сечения (шифр 941)
3.4. Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа "Канск" (шифр 11-2604 КМ)
3.5. Система "УНИКОН"
3.6. Область применения конструктивных решений зданий на основе рамных конструкций типа "Канск" и "УНИКОН"
3.7. Унифицированное здание-модуль с применением конструкций типа "Молодечно" (ТП 400-0-30.86)
3.8. Унифицированное здание-модуль с рамными конструкциями типа "Орск" (ТП 400-0021.83)
3.9. Здание-модуль типа "Алма-Ата"
3.10. Здание-модуль типа "Красноярск"
3.11. Производственное здание из объёмно-планировочных и конструктивных элементов
4. Конструктивные решения мобильных зданий
4.1. Мобильные сборно-разборные здания из складывающихся в пакет секций
4.2. Мобильные здания контейнерного типа
4.2.1. Буксируемые мобильные здания
4.2.2. Перевозимые и сборно-разборные здания из блок-контейнеров
Часть 2. Проектирование каркасов зданий и их элементов
5. Выбор и компоновка конструктивной схемы и каркаса
6. Связи
6.1. Связи по покрытию
6.2. Связи между колоннами
7. Использование программных комплексов для статических расчетов каркаса здания и его элементов
7.1. Выбор расчетных схем элементов каркаса одноэтажного производственного здания
7.2. Пример формирования исходной информации и результаты расчета рамы на ЭВМ по программе "Astra"
8. Внецентренно-сжатые колонны
8.1. Особенности конструкций и расчета колонн
9. Балки - элементы каркаса
9.1. Балки с условной гибкостью стенки меньше 6
9.2. Балки с гибкой стенкой
9.3. Балки с гофрированной стенкой
9.4. Балки с перфорированной стенкой
9.5. Балки композиционной структуры
9.6. Балки коробчатого сечения
9.7. Предварительно напряженные балки
9.8. Особенности расчета балок
9.8.1. Балки с гибкостью стенки 6 - 13
9.8.2. Балки с гофрированной стенкой
9.8.3. Балки с перфорированной стенкой
9.8.4. Примеры расчета балок
10. Конструкции покрытий с фермами из широкополочных тавров, круглых труб и гнутосварных замкнутых профилей
10.1. Покрытия с фермами из широкополочных тавров
10.2. Покрытия с фермами из круглых труб
10.3. Покрытия с применением замкнутых гнутосварных профилей (типа "Молодечно")
11. Блочный тип конструкций покрытия
11.1. Блоки покрытий с применением профилированных листов
Читайте также: