Общая характеристика металлических конструкций

Обновлено: 16.05.2024

Презентация на тему: " Раздел II МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ. 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 1.1. Материалы для металлических конструкций 1.2. Преимущества." — Транскрипт:

1 Раздел II МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

2 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 1.1. Материалы для металлических конструкций 1.2. Преимущества и недостатки стальных конструкций 1.3. Область применения стальных конструкций 1.4. Структура стоимости стальных конструкций 1.5. Сортамент

3 Материалы для металлических конструкций Для строительных металлических конструкций в основном используется сталь и значительно реже – алюминиевые сплавы. 1.1.

4 Преимущества и недостатки стальных конструкций [+] ___________________________________________________ Надёжность работы, обусловленная однородностью структуры стали; Высокая прочность при относительно небольшой собственной массе; Высокая индустриальность, удобство изготовления и усиления; Непроницаемость для жидкостей и газов. [] ___________________________________________________ Подверженность коррозии; Низкая огнестойкость, необходимость устройства огнезащиты; Высокая стоимость. 1.2.

5 Область применения стальных конструкций Каркасы промышленных зданий – одноэтажных (ОПЗ) и многоэтажных (МПЗ); Каркасы многоэтажных и высотных гражданских зданий; Большепролётные покрытия зданий и сооружений (рынки, ангары); Мосты, эстакады; Башни и мачты; Резервуары; Конструкции подъёмно-транспортного оборудования (краны). Эффективность применения стальных конструкций повышается с увеличением пролётов, высоты сооружений и возрастанием нагрузок на них. 1.3.

6 Структура стоимости стальных конструкций Наиболее значительную часть стоимости металлических конструкций составляет стоимость материала: 1.4.

7 Сортамент Сортамент – это каталог профилей с указанием формы сечения, геометрических характеристик и массы единицы длины. Фасонные Прокатные Стальные профили Гнутые Сварные Листовые Круглые и прямоугольные трубы Стальной профилированный настил (профнастил) толщ. 0,6…1,0 мм /¯\_/¯\_/¯\_/¯\_/¯\ Уголки, швеллеры - Сталь толстолистовая (толщ. 4…160 мм) - Сталь тонколистовая (толщ. 0,5…4 мм) - Сталь универсальная (толщ. 6…60 мм) - Сталь толстолистовая (толщ. 4…160 мм) - Сталь тонколистовая (толщ. 0,5…4 мм) - Сталь универсальная (толщ. 6…60 мм) I Двутавры (обыкновенные, балочные, широкополочные, колонные) [ Швеллеры L Уголки (равнополочные, неравнополочные) I Двутавры (обыкновенные, балочные, широкополочные, колонные) [ Швеллеры L Уголки (равнополочные, неравнополочные) 1.5.

8 2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ 2.1. Химический состав строительных сталей 2.2. Диаграмма деформирования стали 2.3. Нормирование механических характеристик стали 2.4. Маркировка строительных сталей 2.5. Классификация строительных сталей по прочности

9 Химический состав строительных сталей Сталь – это сплав железа с углеродом и некоторыми добавками. Железо обеспечивает пластичность. Пластическое разрушение происходит постепенно, ему предшествуют значительные деформации, поэтому развитые пластические свойства имеют существенное значение для безопасной работы конструкции. Углерод обеспечивает прочность, но снижает пластичность и свариваемость, поэтому содержание углерода ограничивается (не более 0,22 %). Легирующие добавки (кремний, марганец, медь, хром, никель, ванадий, молибден, алюминий) повышают прочность и пластичность стали. В основном применяются низколегированные стали с суммарным содержанием легирующих добавок не более 5 %. Вредные примеси (сера, фосфор, кислород, водород, несвязанный азот) повышают хрупкость стали; их содержание ограничивается (не более 0,04…0,05 %). Во избежание попадания вредных примесей при сварке расплавленный металл необходимо защищать от воздействия атмосферы. Способы повышения прочности стали: легирование; термическое упрочнение (нагрев и последующее охлаждение по заданному режиму). 2.1.

10 Диаграмма деформирования стали Физический предел текучести ( y ) – напряжение, при котором происходит рост пластических деформаций без увеличения внешней нагрузки; Условный предел текучести ( 0,2 ) – напряжение, при котором остаточные деформации составляют 0,2%; Временное сопротивление ( u ) – напряжение, которое соответствует наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца Стали обычной прочности Стали высокой прочности, МПа, % 0,2 % u 0,2 u y Стадия упругой работы Площадка текучести Стадия самоупрочнения Разрыв образца Физический предел текучести Временное сопротивление Условный предел текучести Временное сопротивление tg = E

11 Нормирование механических характеристик стали Нормативное сопротивление материала – это значение его прочностной характеристики, принятое с обеспеченностью 0,95 на основании статистической обработки результатов стандартных испытаний образцов; Расчётное сопротивление определяется делением нормативного на коэффициент надёжности по материалу m ; для стали m = 1,025…1,15 (в зависимости от марки); для бетона m = 1,15…1,50. Нормативное сопротивление Расчётное сопротивление по пределу текучести ( y ) R yn RyRy по временному сопротивлению ( u ) R un RuRu Условные обозначения 2.3. Модуль упругости принимается постоянным для всех марок стали: Е = 2, МПа

12 Маркировка строительных сталей R yn (с округлением до 5 МПа). С 235 Сталь строительная 2.4. Марка стали толщина проката, мм нормативныерасчётные листового, широкополочного, универсального фасонноголистового, широкополочного, универсального фасонного R yn R un R yn R un RyRy RuRu RyRy RuRu С 245 от 2 до 20 св. 20 до С 345 от 2 до 10 св. 10 до 20 св. 20 до С 375 от 2 до 10 св. 10 до 20 св. 20 до Нормативные и расчётные сопротивления проката, МПа

13 Классификация строительных сталей по прочности Характеристика МаркиСостав Стали обычной прочностиС235; С245; С255; С275; С285 малоуглеродистые Стали повышенной прочностиС345; С375; С390 малоуглеродистые - термически упрочнённые; низколегированные Стали высокой прочностиС440; С590 Стали обычной прочности имеют ограниченное применение в районах с низкими климатическими температурами (ниже -40°С). 2.5.

14 3. ОСНОВЫ РАСЧЁТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 3.1. Предельные состояния металлических конструкций 3.2. Расчёт на прочность при растяжении 3.3. Расчёт на прочность при плоском изгибе 3.4. Расчёт на прочность при срезе и смятии 3.5. Расчёт на общую устойчивость 3.6. Расчёт на местную устойчивость

15 Предельные состояния металлических конструкций Группы предельных состояний Основные расчёты Учитываемые нагрузки Первая группа – по несущей способности на прочность; на устойчивость (общую и местную) расчётные Вторая группа – по пригодности к нормальной эксплуатации на жёсткость (деформативность)нормативные Для конструкций, непосредственно испытывающих воздействие многократно-повторных нагрузок (мосты, подкрановые балки), дополнительно проводят расчёт на выносливость (1-я группа предельных состояний). 3.1.

16 Расчёт на прочность при осевом растяжении Условие прочности: – нормальные напряжения; кН/см 2 ; N – расчётное продольное усилие, кН; A n – площадь сечения нетто (с учётом ослаблений), см 2 ; R y – расчётное сопротивление стали по пределу текучести, кН/см 2 ; c – коэффициент условий работы (по табл. 6* СНиП II-23-81*); учитывает неблагоприятные условия работы элементов, обычно равен 1,00. NN 3.2.

17 Расчёт на прочность при плоском изгибе Условия прочности: M – расчётный изгибающий момент, к Нсм; W x – момент сопротивления сечения, см 3 ; – касательные напряжения; кН/см 2 ; Q – расчётное поперечное усилие, кН; S x – статический момент полусечения, см 3 ; J x – момент инерции сечения, см 4 ; t w – толщина стенки, см; R s – расчётное сопротивление стали срезу, кН/см 2 ; R s = 0,58 R y ; 1,15 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций. M M Q Q x x по нормальным напряжениям: по касательным напряжениям: по приведённым напряжениям: (reduced = приведённый) 3.3.

18 Расчёт на прочность при срезе и смятии Q – расчётное поперечное усилие, кН; ht – площадь среза, см 2. Q t Q h Площадь среза P – расчётное усилие, кН; bt – площадь смятия, см 2 ; R p – расчётное сопротивление смятию; R p = R u. Смятие торцевой поверхности t P b Площадь смятия Срез Условие прочности: Срез Смятие 3.4.

19 Потеря общей устойчивости характеризуется изменением первоначальной формы деформирования всей конструкции под действием сжимающей нагрузки. Расчёт на общую устойчивость Условие устойчивости при осевом сжатии: N – расчётное продольное усилие, кН; – коэффициент продольного изгиба; определяется по табл. 72* СНиП II-23-81* (или по графику ) в зависимости от максимальной гибкости стержня : N l ef 3.5. N xx y y l ef – расчётная длина стержня, см; i – радиус инерции сечения, см. Потеря устойчивости происходит относительно оси с наибольшей гибкостью, при этом стержень искривляется в направлении, перпендикулярном этой оси. условная гибкость констр. сх.расч. сх.

20 Изменение первоначальной формы отдельного элемента конструкции при сохранении формы всей конструкции называется потерей местной устойчивости. Расчёт на местную устойчивость Общий вид условия обеспечения местной устойчивости полки: b ef – ширина свеса полки, см; t f – толщина полки, см; k – коэффициент, определяемый по СНиП II-23-81*. N 3.6. hwhw twtw tftf b ef Общий вид условия обеспечения местной устойчивости стенки: h w – высота стенки, см; t w – толщина стенки, см; k – коэффициент, определяемый по СНиП II-23-81*.

Общая характеристика металлических конструкций.

Металлические конструкции применяются сегодня во всех видах зданий и инженерных сооружений, особенно если необходимы значительные пролеты, высота и нагрузки. В зависимости от конструктивной формы и назначения металлические конструкции можно подразделить на 8 видов:

Рис.23 Мартеновский цех завода «Запорожсталь».

Конструкции одноэтажных промышленных зданий выполняются в виде цельнометаллических или смешанных каркасов, в которых по железобетонным колоннам устанавливаются металлические конструкции покрытия здания («шатер») и подкрановые пути. Такого типа конструкции применяются при наличии больших пролетов и высоты, а также в зданиях комплектной поставки – «легких металлических конструкциях». Каркасы промышленных зданий являются наиболее сложными и металлоемкими конструктивными комплексами.

Большепролетные покрытия зданий

Рис.24 Схема покрытия Олимпийского спорткомплекса (1980 г.) в Измайлове.

Здания общественного назначения – спортивные сооружения, рынки, выставочные павильоны, театры имеют большие пролеты (до 100-150м), перекрывать которые наиболее целесообразно металлическими конструкциями. Системы и конструктивные формы большепролетных покрытий очень разнообразны. Здесь возможны балочные, рамные, арочные, висячие, комбинированные, причем как плоские, так и пространственные системы. К таким конструкциям предъявляют высокие эстетические требования.

Мосты, эстакады

Рис.25 Конструкция мостов:

Мостовые металлические конструкции на железнодорожных и автомобильных магистралях применяются при больших, а в отдельных районах и при средних пролетах. Как и большепролетные покрытия, мосты имеют разнообразные системы: балочную, арочную, висячую и комбинированную.

Листовые конструкции

Применяются в виде резервуаров, газгольдеров, бункеров, трубопроводов большого диаметра и различных сооружений доменного комплекса, химического производства и нефтепереработки, используется весьма широко в металлургии, нефтяной, газовой и химической промышленности (Рис.26).

Листовые конструкции являются тонкостенными оболочками различной формы. Они должны быть не только прочными, но и плотными (непроницаемыми). Они часто эксплуатируются в условиях низких или высоких температур, сталь и алюминиевые сплавы хорошо удовлетворяют этим условиям работы.

Башни и мачты.

а) проект вентиляционной башни высотой 1000м;

б) проект мачты высотой 1000м;

2- газоотводящие стволы.

Применяются для радио и телевидения, в геодезической службе, в опорах линий электропередачи (Рис.27). Сюда же можно отнести надшахтные копры, нефтяные вышки, дымовые и вентиляционные башни и трубы, промышленные этажерки. Использование стали обеспечивает этим конструкциям необходимую легкость, удобство транспортирования на место строительства и быстроту монтажа.

Каркасы многоэтажных зданий

Стальной каркас многоэтажного здания.

Многоэтажные здания с металлическим каркасом (рис.28) применяются главным образом в гражданском строительстве, в условиях плотной застройки больших городов и для некоторых видов промышленных зданий.

Общие сведения о металлических конструкциях. Достоинства и недостатки. Области применения

Металлические конструкции, металлоконструкции, общее название конструкций, выполненных из металлов и применяемых в строительстве. Современные М. к. подразделяются на стальные и из лёгких сплавов (например, алюминиевых сплавов). До начала 20 в. в строительстве применялись в основном металлические строительные конструкции из чугуна (главным образом в колоннах, балках, лестницах и т.д.В современном строительстве получили распространение стальные конструкции, используемые в несущих каркасах промышленных сооружений, жилых и общественных зданий, в пролётных строениях мостов, каркасах доменных печей, газгольдерах, резервуарах, мачтах, опорах линий электропередачи и др. Конструкции из алюминиевых сплавов,. обладающие рядом достоинств (лёгкость, коррозионная стойкость, технологичность, высокие декоративные свойства), наиболее широко применяются в качестве ограждающих элементов и в виде отделочных деталей зданий. М. к. изготовляются преимущественно из профилированного и листового металла. По характеру соединения элементов между собой различают М. к. сварные, клёпаные и с болтовыми соединениями. В машиностроении обычно под М. к. подразумеваются детали, изготовленные из профилированного металла, в отличие от литых деталей и поковок.

Достоинства:

- Надежность – близкое соответствие характеристик стали нашим представлениям об идеальном упругом и упругопластическом изотропном материале, при некотором значении напряжений может быть реализована идеальная пластичность в виде площадки текучести;

- лёгкость (Р=7,85 тс/м^3);

- непроницаемость для газов и жидкостей – высокая плотность (плотность стали и ее соединений, осуществляемых с помощью сварки, является необходимым условием для изготовления резервуаров, газгольдеров, трубопроводов, различных сосудов и аппаратов);

- индустриальность (заводское изготовление 90-95%, оснащенных специальным оборудованием, а монтаж производят с использованием высокопроизводительной техники) – исключает или до минимума сокращает тяжелый ручной труд;

- ремонтопригодность (простота технического перевооружения, ремонта и реконструкции) – просто решаются вопросы усиления, технического перевооружения и реконструкции;

- сохранность металлического фонда – в результате физического и морального износа изымаются из эксплуатации, переплавляются и снова используются в народном хозяйстве;

Недостатки:

Подверженность коррозии, малая огнестойкость (сталь начинает терять свою устойчивость при 200 о С, полностью теряет и начинает течь при 625 о С), дефицитность, и высокая стоимость.

Область применения

Использование металлических конструкций по назначению и виду конструктивной формы разделяются на восемь пунктов.

1. Листовые конструкции в виде бункеров, трубопроводов большого диаметра, резервуаров, различных сооружений доменного комплекса и газгольдеров, нефтепереработки и химического производства

2. Мосты, эстакады.. Мосты, как и большепролетные покрытия, имеют различные системы: арочную , висячую , балочную , комбинированную.

3. Промышленные здания. Конструкции одноэтажных промышленных зданий выполняются в виде смешанных каркасов или цельнометаллических

4. Большепролетные покрытия зданий. Здания общественного назначения [спортивные сооружения, рынки, выставочные павильоны], театры и здания производственного характера (авиасборочные цехи, лаборатории, ангары) имеют большие пролеты (до 100-150 м)

5. Крановые и другие подвижные конструкции. Сюда относятся всевозможные металлические конструкции башенных, мостовых , козловых кранов и кранов-перегружателей, конструкций крупных экскаваторов и разнообразных строительных машин, затворы и ворота гидротехнических сооружений, конструкции отвальных мостов.

6. Каркасы многоэтажных зданий

7. Башни и мачты применяются для радиосвязи и телевидения, в геодезической службе, в опорах линий электропередачи. Сюда же можно отнести дымовые и вентиляционные трубы, нефтяные вышки, промышленные этажерки и надшахтные копры.

8. Прочие конструкции, которым в первую очередь можно отнести конструкции промышленности по применению атомной энергии во благо человечества, разнообразные конструкции радиотелескопов, лыжные трамплины и многие другие.

Материалы для металлических конструкций. Основные свойства сталей.

Сталь – сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки. Углерод увеличивает прочность сплава, но понижает свариваемость. В строительных сталях содержание углерода не более 0,22%.

Достоинства – сочетание прочности и пластичности, хорошая свариваемость, однородность механических свойств. Недостатки – относительно низкая коррозионная стойкость и необходимость специальной защиты стальных конструкций от коррозии, снижение пластических свойств при низких температурах, малая огнестойкость.

Служебные свойства стали.

Надёжность и долговечность во многом зависит от свойств материала. Наиболее важными для работы конструкций являются свойства: прочность, упругость, пластичность, хладостойкость, склонность к хрупкому разрушению, ползучесть, твердость, а также свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старению и технологичность.

Прочность – сопротивление материала внешним силовым воздействиям без разрушения. Упругость - свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних нагрузок. Пластичность - свойство материала сохранять несущую способность в процессе деформирования (остаточные деформации без разрушения). Хрупкость - склонность к разрушению при малых деформациях. Ползучесть - свойство материала непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки. Твёрдость - свойство поверхностного слоя металла сопротивляться деформации или разрушению при внедрении в него более твёрдого материала.

Основные прочностные характеристики – временное сопротивление Ϭ_u (предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца) и предел текучести Ϭ_y (напряжение, которое соответствует остаточному относительному удлинению после разгрузки, равному 0,2%. Для сталей, не имеющих площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести). Вообще в лекциях сказано, что площадка текучести имеются только у малоуглеродистых сталей.

Упругие свойства материала характеризуют модулем упругостиE=tgα=2,06*10 4 кН/см 2 (α – угол наклона начального участка диаграммы работы стали к оси абсцисс) и пределом упругости Ϭ_с, т.е. таким максимальным напряжением, после снятия которого остаточные деформации отсутствуют.

Технологические свойства стали: свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старении, технологичность

Металлические конструкции. Том 1(3). Элементы конструкций. Горев В.В. (ред.). 2004

В учебнике рассмотрены вопросы проектирования элементов стальных строительных конструкций, их соединений и работы стали под нагрузкой. В приложениях в табличной форме приведены необходимые для расчётов справочные данные в соответствии с требованиями норм проектирования и новыми стандартами на прокатную сталь. Основное внимание обращено на раскрытие физической сущности рассмотренных вопросов и теоретическое обоснование расчетных положений. Широко представлены новые технические решения элементов стальных конструкций. Все расчетные положения подкреплены числовыми примерами. Для студентов строительных специальностей высших учебных заведений, аспирантов и инженерно-технических работников проектных организаций.

Рецензенты: кафедра «Металлические конструкции и сварка в строительстве» Воронежской государственной архитектурно-строительной академии (зав. кафедрой — чл.-корр. РААСН, д-р техн. наук, проф. А.М. Болдырев); д-р техн. наук, проф. Ю.И. Кудишин (Московский государственный университет)

Глава 1. Общая характеристика металлических конструкций
1.1. Краткий исторический очерк развития металлических конструкций
1.2. Номенклатура металлических конструкций
1.3. Достоинства и недостатки металлических конструкций
1.4. Требования к металлическим конструкциям
1.5. Классификация стальных конструкций и условия их эксплуатации
1.5.1. Уровни ответственности зданий и сооружений
1.5.2. Влияние внешней среды
1.5.3. Группы конструкций
1.5.4. Категории стальных конструкций
1.6. Организация проектирования

Глава 2. Материалы для строительных металлических конструкций
2.1. Общая характеристика сталей
2.1.1. Классификация строительных сталей
2.1.2. Выбор стали для стальных конструкций
2.2. Общая характеристика алюминиевых сплавов
2.3. Влияние различных факторов на свойства стали и алюминиевых сплавов
2.3.1. Наклеп
2.3.2. Старение
2.3.3. Влияние температуры
2.3.4. Среда, виды коррозии, методы борьбы
2.4. Работа стали под нагрузкой
2.4.1. Виды и механизм разрушения стали
2.4.2. Работа стали при одноосном растяжении
2.4.3. Работа стали при сложном напряженном состоянии
2.4.4. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
2.4.5. Работа стали при повторных нагрузках
2.5. Сортамент
2.5.1. Общая характеристика сортамента
2.5.2. Сталь листовая
2.5.3. Уголковые профили
2.5.4. Швеллеры
2.5.5. Двутавры
2.5.6. Трубы
2.5.7. Холодногнутые профили
2.5.8. Профилированный настил
2.5.9. Различные профили и материалы, применяемые в строительных металлических, конструкциях
2.5.10. Профили из алюминиевых сплавов

Глава 3. Методы расчета металлических конструкций
3.1. Прогнозирование расчетных ситуаций
3.2. Предельные состояния конструкций
3.2.1. Общая характеристика предельных состояний
3.2.2. Нагрузки и воздействия
3.2.3. Нормативные и расчетные сопротивления
3.2.4. Коэффициент надежности по ответственности и коэффициенты условий работы. Развернутые формулы предельных состояний
3.2.5. Виды предельных состояний металлических конструкций
3.3. Краткая характеристика других методов расчета строительных конструкций
3.3.1. Методы допускаемых напряжений
3.3.2. Теория надежности
3.3.3. Имитационное моделирование
3.4. Общая схема расчета конструкций
3.5. Виды напряжений и их учет в расчете элементов стальных конструкций
3.6. Учет развития пластических деформации в расчетах конструкций
3.7. Теоретические основы расчета элементов стальных конструкций на прочность
3.7.1. Расчет элементов при упругой работе стали
3.7.2. Расчет элементов с учетом развития пластических деформаций

Глава 4. Соединения элементов стальных конструкций
4.1. Краткий исторический обзор
4.2. Сварные соединения
4.2.1. Классификация способов сварки плавления. Сварочные материалы и их выбор
4.2.2. Виды сварных швов и соединений
4.2.3. Работа и расчет сварных соединений при статическом нагружении
4.2.4. Конструктивные требования к сварным соединениям
4.2.5. Расчет сварных соединений, выполненных контактной сваркой
4.2.6. Комбинированные сварные соединения
4.3. Понятие о свариваемости стали
4.4. Заклепочные и болтовые соединения
4.4.1. Общая характеристика заклепочных и болтовых соединений
4.4.2. Работа и расчет заклепочных и болтовых соединений
4.4.3. Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах
4.4.4. Конструирование болтовых и заклепочных соединений
4.4.5. Примеры расчета болтовых соединений
4.4.6. Комбинированные болтовые соединения
4.5. Особенности соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов

Глава 5. Балки и балочные конструкции
5.1. Классификация балок
5.2. Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов
5.2.1. Упругая стадия работы балок
5.2.2. Упругопластическая стадия работы балки
5.2.3. Расчет изгибаемых элементов при ограниченном развитии пластических деформаций
5.2.4. Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов
5.2.5. Местная устойчивость элементов балок
5.3. Прокатные балки
5.3.1. Подбор сечения
5.3.2. Проверки назначенного сечения
5.4. Составные балки
5.4.1. Высота балок
5.4.2. Подбор сечений элементов балки
5.4.3. Проверка прочности балки
5.4.4. Проверка общей устойчивости
5.4.5. Проверка местной устойчивости и расчет ребер
5.4.6. Соединения поясов со стенкой
5.4.7. Изменение сечения балок по длине
5.4.8. Стыки балок
5.4.9. Опирания и сопряжения балок
5.5. Бистальные балки
5.5.1. Компоновка сечений бистальных балок
5.5.2. Проверки несущей способности и жесткости
5.6. Балки замкнутого сечения
5.6.1. Конструктивные решения
5.6.2. Подбор сечения
5.6.3. Проверочные расчеты
5.7. Балки с гибкой стенкой
5.8. Балки с гофрированной стенкой
5.9. Балки с перфорированной стенкой

Глава 6. Колонны и элементы стержневых конструкций
6.1. Общая характеристика конструкций
6.2. Прочность элементов
6.2.1. Прочность при упругой работе
6.2.2. Учет развития пластических деформаций
6.3. Устойчивость центрально-сжатых стержней
6.3.1. Устойчивость при упругой работе
6.3.2. Влияние на устойчивость стрежня пластических деформаций, собственных напряжений и начальных несовершенств
6.3.3. Практический расчет центрально-сжатых элементов
6.4. Центрально-сжатые сплошные колонны
6.4.1. Типы сечений и расчетные схемы
6.4.2. Вопросы местной устойчивости
6.4.3. Компоновка сечения и проверка устойчивости
6.4.4. Особенности расчета трубобетонных стоек
6.5. Проектирование элементов стержневых систем
6.5.1. Конструирование и расчет стержней
6.6. Сквозные стержни
6.6.1. Влияние на устойчивость стержня деформаций сдвига. Приведенная гибкость
6.6.2. Работа решетки сквозных стержней
6.6.3. Подбор сечения сквозных стержней
6.7. Внецентренно сжатые элементы
6.7.1. Внецентренно сжатые и сжато-изгибаемые элементы
6.7.2. Связь центрального сжатия с внецентральным
6.7.3. Устойчивость сквозных стержней
6.7.4. Проектирование сквозных колонн
6.7.5. Устойчивость сплошных стержней
6.7.6. Устойчивость стержней из плоскости эксцентриситета
6.7.7. Проектирование сплошных колонн
6.8. Детали и узлы колонн
6.8.1. Оголовки колонн
6.8.2. Консоли колонн
6.8.3. Проемы в колоннах
6.8.4. Стыки колонн
6.8.5. Базы колонн

Глава 7. Фермы
7.1. Общая характеристика и классификация ферм
7.2. Компоновка ферм
7.2.3. Выбор статической схемы и очертания ферм
7.2.2. Определение генеральных размеров ферм
7.3. Типы сечений стержней ферм
7.4. Расчет ферм
7.4.1. Определение расчетной нагрузки
7.4.2. Определение усилий в стержнях ферм
7.4.3. Определение расчетной длины стержней фермы
7.4.4. Предельные гибкости элементов ферм
7.5. Подбор сечений элементов ферм
7.5.1. Подбор сечений сжатых элементов
7.5.2. Подбор сечения растянутых элементов
7.5 3. Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб
7.5.4. Подбор сечений стержней по предельной гибкости
7.6. Конструирование легких ферм
7.6.1. Общие требования к конструированию
7.6.2. Фермы из парных уголков
7.6.3. Фермы из одиночных уголков
7.6.4. Фермы с поясами из широкополочных тавров
7.6.5. Фермы с поясами из широкополочных двутавров
7.6.6. Фермы из круглых труб
7.6.7. Фермы из гнутосварных замкнутых профилей
Примеры расчета ферм

Глава 8. Технологические площадки
8.1. Общие сведения
8.2. Основные несущие конструктивные элементы рабочих площадок
8.2.1. Балочные клетки
8.2.2. Колонны
8.3. Стальной настил
8.3.1. Плоский стальной настил
8.3.2. Ребра жесткости
8.4. Железобетонный и сталежелезобетонный настил рабочих площадок
8.5. Лестницы и переходные площадки

Металлические конструкции. Общий курс. Беленя Е.И. (ред.). 1986

Рассмотрены вопросы проектирования строительных металлических конструкций их работа при различных видах загружений, соединения, основы конструирования и расчета элементов каркасов промышленных и гражданских зданий, листовых конструкций, высотных сооружений. Основное внимание обращено на новые материалы и прогрессивные конструкции — высокопрочные стали, алюминиевые сплавы, предварительно напряженные конструкции, трубчатые из широкополосных двутавров и гнутых профилей, висячие и др. Для студентов строительных вузов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство».

Глава 1. Введение
§ 1. Краткая история развития металлических конструкций в СССР
§ 2. Номенклатура и область применения металлических конструкций
§ 3. Основные особенности металлических конструкций и предъявляемые к ним требования
§ 4. Организация проектирования

Раздел 1. Элементы металлических конструкций

Глава 2. Основные свойства и работа материалов, применяемых в строительных металлических конструкциях
§ 1. Стали и алюминиевые сплавы
1. Стали
2. Алюминиевые сплавы
§ 2. Работа стали под нагрузкой

Глава 3. Основы расчета металлических конструкций
§ 1. Основные положения расчета металлических конструкций
1. Метод расчета по предельным состояниям
2. Нагрузки и воздействия
3. Нормативные и расчетные сопротивления
4. Коэффициенты надежности по назначению
§ 2. Предельные состояния металлических конструкций и определение усилий в их элементах
§ 3. Работа под нагрузкой расчет элементов конструкций
1. Виды напряжений и их учет при расчете элементов металлических конструкций
2. Условие пластичности. Учет развития пластических деформаций при расчете конструкций
3. Предельные состояния и расчет растянутых элементов
4. Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов
5. Предельные состояния и расчет стержней, сжатых осевой силой
6. Предельные состояния и расчет внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов
7. Кручение, расчет на кручение элементов конструкций
8. Проверка местной устойчивости элементов
9. Предельные состояния и расчет элементов металлических конструкций при воздействии переменных нагрузок (проверка усталости)
10. Расчет элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения

Глава 4. Сортамент
§ 1. Характеристика основных профилей сортамента
§ 2. Сталь листовая
§ 3. Уголковые профили
§ 4. Швеллеры
§ 5. Двутавры
§ 6. Тонкостенные профили
§ 7. Трубы
§ 8. Холодногнутые профили
§ 9. Различные профили и материалы, применяемые в строительстве
§ 10. Профили из алюминиевых сплавов

Глава 5. Свариые соединения
§ 1. Виды сварки и их характеристика
§ 2. Виды сварных соединений, классификация швов и их характеристика
1. Виды сварных соединений
2. Сварные швы
§ 3. Термическое влияние сварки на соединения
1. Структурные и химические изменения металла в зоне соединения
2. Температурные напряжения и деформации при сварке
§ 4. Работа и расчет сварных соединений
1. Работа и расчет соединений стыковых швов
2. Работа и расчет соединений, выполненных угловыми швами
3. Работа и расчет комбинированных соединений
4. Особенности работы и расчета сварных соединений при действии динамических и вибрационных нагрузок
§ 5. Конструктивные требования к сварным соединениям
§ 6. Особенности сварки конструкций из алюминиевых сплавов
§ 7. Примеры расчета сварных соединений

Глава 6. Болтовые и заклепочные соединения
§ 1. Виды и общая характеристика соединений
1. Болтовые соединения
2. Заклепочные соединения
§ 2. Работа и расчет болтовых соединений
1. Работа и расчет на сдвиг при действии статической нагрузки
2. Работа и расчет соединений на растяжение
3. Работа и расчет соединений на сдвиг при повторных нагрузках
§ 3. Конструирование болтовых и заклепочных соединений
1. Типы болтовых и заклепочных соединений
2. Размещение болтов
§ 4 Особенности соединений конструкций из алюминиевых сплавов
§ 5. Примеры расчета болтовых соединений

Глава 7. Балки и балочные конструкции
§ 1. Общая характеристика балочных конструкций
1. Типы балок
2. Компоновка балочных конструкций
3. Настилы балочных клеток
§ 2. Прокатные балки
1. Подбор сечения и проверка несущей способности прокатных балок
2. Проверка жесткости балок
3. Учет пластической работы материала в неразрезных и заделанных балках
§ 3. Компоновка и подбор сечений составных балок
1. Высота балок
2. Толщина стенки
3. Поясные уголки балок с поясными соединениями на заклепках и высокопрочных болтах
4. Горизонтальные листы поясов
5. Подбор сечения балок
6. Изменение сечения балки по длине
§ 4. Проверка прочности, прогибов н устойчивости составных балок
1. Проверка прочности и прогиба балки
2. Проверка и обеспечение общей устойчивости балки
3. Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балок
§ 5. Проектирование конструкций составных балок
1. Соединение поясов балки со стенкой
2. Стыки балок
3. Опирания и сопряжения балок
§ 6. Пути совершенствования балочных конструкций
1. Бистальные балки
2. Особенности проектирования балок из алюминиевых сплавов
3. Предварительно напряженные балки
4. Балки с гибкой стенкой
5. Балки с перфорированной стенкой

Глава 8. Колонными стержни, работающие на центральное сжатие
§ 1. Общая характеристика
§ 2. Сплошные колонны
§ 3. Сквозные колонны
1. Типы сквозных колонн
2. Влияние решеток на устойчивость стержня сквозной колонны
§ 4. Выбор расчетной схемы и типа колонны
1. Выбор расчетной схемы
2. Выбор типа сечения колонны
§ 5. Подбор сечения и конструктивное оформление стержня колонны
1. Сплошные колонны
2. Сквозные колонны
§ 6. Базы колонн
1. Типы и конструктивные особенности баз
2. Расчет и конструктивное оформление баз с траверсой и консольными ребрами
3. Расчет и конструктивное оформление базы при фрезерованном торце стержня колонны
§ 7. Оголовки колонн и сопряжение балок с колоннами
1. Типы сопряжений
2. Конструирование и расчет оголовков колонн

Глава 9. Фермы
§ 1. Системы ферм и область их применения в строительных конструкциях
§ 2. Компоновка конструкций ферм
1. Очертание ферм
2. Генеральные размеры ферм
3. Системы решеток ферм и их характеристика
4. Панели ферм
5. Устойчивость ферм Связи
6. Унификация и модулирование геометрических размеров ферм
7. Строительный подъем
§ 3. Расчет и действительная работа ферм
1. Определение расчетной нагрузки
2. Определение усилий в стержнях ферм
3. Особенности работы ферм под нагрузкой
§ 4. Расчетная длина сжатых стержней и предельная гибкость
1. Определение расчетной длины сжатых стержней
2. Предельные гибкости стержней
§ 5. Типы ферм
1. Стержни легких ферм
2. Стержни тяжелых ферм
§ 6. Подбор сечений стержней легких ферм
1. Общие положения
2. Подбор сечений сжатых стержней
3 Подбор сечений растянутых стержней
4. Подбор сечений стержней при действии продольной силы и момента (внецентренное сжатие)
5. Подбор сечений стержней по предельной гибкости
§ 7. Подбор сечений стержней тяжелых ферм
§ 8 Конструкции легких ферм
1. Общие требования к конструированию
2. Фермы из одиночных уголков
3. Фермы из парных уголков
4. Фермы с поясами из широкополочных тавров
5. Фермы с поясами из широкополочных двутавров и решеткой из прямоугольных гнутосварных профилей
6. Трубчатые фермы
7. Фермы из гнутых профилей
§ 9. Оформление рабочего чертежа легких ферм (КМД)
§ 10. Узлы тяжелых ферм
1. Общие требования к конструированию узлов
2. Узлы на болтах или заклепках
3. Узлы ферм при монтажной сварке
4. Узлы тяжелых трубчатых ферм
§ 11. Предварительно напряженные фермы
1. Конструктивные решения и основы работы ферм
2. Основы расчета

Раздел 2. Конструкции одноэтажных производственных зданий

Глава 10. Основные вопросы проектирования конструкций каркаса производственных зданий
§ 1. Общая характеристика каркасов производственных зданий и основные требования, предъявляемые к их конструкциям
1. Эксплуатационные требования, требования надежности и долговечности
2. Экономические факторы
§ 2. Состав каркаса и его конструктивные схемы
§ 3. Оптимизация конструктивных решений каркасов промышленных зданий
§ 4. Область применения стальных и смешанных каркасов промышленных зданий

Глава 11. Компоновка конструктивной схемы каркаса
§ 1. Размещение колонн в плане
§ 2. Компоновка поперечных рам
1. Компоновка однопролетных рам
2. Компоновка многопролетных рам
3. Пример компоновки поперечной рамы
§ 3. Связи
1. Связи между колоннами
2. Связи по покрытию
§ 4. Особенности компоновки конструкций покрытия при конвейерном методе монтажа
§ 5. Фахверк и конструкции заполнения проемов

Глава 12. Особенности расчета поперечных рам
§ 1. Действительная работа каркаса под нагрузкой и приближенный расчет поперечных рам
§ 2. Нагрузки, действующие на раму
1 Постоянные нагрузки
2 Временные нагрузки
3. Прочие нагрузки
§ 3. Учет пространственной работы каркаса при расчете поперечных рам
1. Пространственная работа каркаса при отсутствии жесткой кровли
2. Пространственная работа каркаса при жесткой кровле
3 Пространственная работа каркаса многопролетных рам
§ 4. Практические приемы определения расчетных усилий в элементах рамы
1. Последовательность статического расчета рамы и реализация ее при различных нагрузках
2. Проверка жесткости поперечных рам
3. Определение расчетных усилий в элементах рамы
4. Пример расчета поперечной рамы производственного здания

Глава 13. Конструкции покрытия
§ 1. Конструкции кровли
1. Покрытия по прогонам
2. Беспрогонные покрытия
§ 2. Прогоны
1. Прогоны сплошного сечения
2. Решетчатые прогоны
§ 3. Стропильные и подстропильные фермы
1. Схемы ферм
2. Особенности расчета
3 Опорные узлы
§ 4. Пример расчета стропильной фермы
§ 5. Фонари

Глава 14. Колонны
§ 1. Типы колонн
§ 2. Расчет и конструирование стержня колонны
1. Расчетные длины
2. Сплошные колонны
3. Решетчатые колонны
4. Раздельные колонны
§ 3. Узлы колонн
1. Оголовки колонн
2. Узлы опирания подкрановых балок и стыки колонн
3. Базы колонн
§ 4. Пример расчета ступенчатой колонны производственного здания

Глава 15. Подкрановые конструкции
§ 1. Обшие сведения
1. Характеристика подкрановых конструкций
2. Нагрузки
3. Особенности действительной работы подкрановых конструкций
§ 2. Сплошные подкрановые балки
1. Конструктивные решения
2. Расчет подкрановых балок
3. Подбор сечений подкрановых балок
§ 3. Решетчатые подкрановые балки (фермы)
§ 4. Подкраново-подстропильные фермы
§ 5. Узлы и детали подкрановых конструкций
1. Опорные узлы подкрановых балок
2. Крановые рельсы и их крепление к подкрановым балкам
3. Упоры для кранов
§ 6. Пример расчета подкрановой балки

Глава 16 Усиление металлических конструкций при реконструкции промышленных зданий
§ 1. Обследование существующих конструкций каркаса
§ 2. Способы увеличения несущей способности конструкций каркаса и усиления их элементов
§ 3. Особенности расчета металлических конструкций каркаса при усилении

Раздел 3. Конструкции большепролетных и многоэтажных каркасных зданий

Глава 17. Большепролетные покрытия с плоскими несушими конструкциями
§ 1. Область применения и основные особенности большепролетных покрытий
§ 2. Балочные конструкции
§ 3 Рамные конструкции
1. Системы и типы рам
2. Особенности расчета и,конструирования
§ 4. Арочные конструкции
1. Системы и типы арок
2. Конструктивные особенности арок
3. Особенности расчета арок
§ 5. Компоновка конструктивных схем каркасов большепролетных покрытий

Глава 18. Пространственные конструкции покрытий зданий
§ 1. Общая характеристика пространственных конструкций
§ 2. Пространственные сетчатые системы плоских покрытий
1. Компоновочные решения
2. Конструктивные решения
3. Особенности расчета
§ 3. Оболочки
1. Односетчатые оболочки
2. Двухсетчатые оболочки
§ 4 Купольные покрытия
1. Ребристые купола
2. Ребристо-кольцевые купола
3. Сетчатые купола

Глава 19. Висячие покрытия
§ 1. Общие сведения
§ 2. Однопоясные системы с гибкими вантами
§ 3. Однопоясные системы с жесткими вантами
§ 4 Двухпоясные системы
§ 5. Седловидные напряженные сетки
§ 6. Металлические оболочки-мембраны

Глава 20 Стальные каркасы многоэтажных зданий
§ 1. Основные особенности
§ 2. Компоновка каркаса
1. Общие вопросы
2. Размещение колонн в плане и по высоте здания
3. Компоновка связей
4. Конструктивные схемы связей
§ 3. Конструкции элементов каркаса
1. Колонны
2. Балки
3. Сопряжение балок с колоннами
4. Конструкции решетчатых связей
§ 4. Особенности расчета стального каркаса многоэтажных зданий
1. Общие сведения
2. Расчет на вертикальную нагрузку
3. Расчет на горизонтальную нагрузку
Раздел четвертый. Листовые конструкции

Глава 21. Основы листовых конструкций
§ 1. Общие сведения
§ 2. Особенности листовых конструкций
§ 3. Основные положения расчета

Глава 22. Резервуары
§ 1. Общие сведения, классификация и назначение резервуаров
§ 2. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления
1. Конструктивные особенности днищ
2. Конструирование стенок
3. Расчет стенки на прочность
4. Расчет стенки на устойчивость
5. Расчет сопряжения стенки с днищем
6. Конструирование и основные положения расчета крыши
7. Конструкция резервуаров с понтоном
8. Конструкция резервуаров с плавающей крышей
§ 3. Вертикальные цилиндрические резервуары повышенного давления
§ 4. Горизонтальные цилиндрические резервуары
1. Особенности конструктивных форм
2. Расчет стенки корпуса на прочность
3. Расчет стенок корпуса и днищ на устойчивость
4. Расчет корпусов надземных резервуаров на изгиб
§ 5. Сферические резервуары
1. Особенности конструктивных форм
2. Расчет стенки резервуара на прочность
3. Расчет стенки резервуара на устойчивость
4. Расчет опорных стоек и диагональных связей
§ 6. Развитие конструктивных форм резервуаров

Глава 23. Газгольдеры
§ 1. Общие положения, классификация и назначение газгольдеров
§ 2. Газгольдеры переменного объема
1. Мокрые газгольдеры
2. Сухие газгольдеры
§ 3. Газгольдеры постоянного объема
1. Цилиндрические газгольдеры
2. Сферические газгольдеры

Глава 24. Бункера и силосы
§ 1. Общие сведения
§ 2. Бункера с плоскими стенками
1. Конструктивные особенности
2. Основные положения расчета
§ 3. Гибкие бункера
1. Конструктивные особенности
2. Основные положения расчета

Раздел 5. Высотные сооружения

Глава 25. Особенности высотных сооружений и действующих на них нагрузок
§ 1. Общая характеристика высотных сооружений
§ 2. Нагрузки и воздействия

Глава 26. Опоры антенных сооружений связи
§ 1. Башни
1. Общая характеристика
2. Основы конструирования и расчета башен
§ 2. Мачты
1. Общая характеристика
2. Основы расчета мачт
3 Основы конструирования и расчета элементов мачт

Глава 27. Опоры воздушных линий электропередачи
§ 1. Общая характеристика
§ 2. Основы конструирования и расчета

Раздел 6. Экономика металлических конструкций

Глава 28. Основы экономики металлических конструкций
§ 1. Структура стоимости металлических конструкций
§ 2. Общая характеристика экономики изготовления и монтажа стальных конструкций
§ 3. Определение стоимости стальных конструкций при проектировании
§ 4. Основные направления снижения стоимости стальных конструкций

Читайте также: