Нагрузки и воздействия. Их классификация

При срезе расчетные сопротивления определяют путем умножения расчетного сопротивления растяжению R_У на коэффициент перехода 0,58

Rs = 0,58 Rу.

11. Предельное состояние и расчет растянутых элементов

Элементы металлических конструкций рассчитываются:

- первому предельному состоянию (прочность и устойчивость);

- по второму предельному состоянию (деформации и перемещения).

Модуль упругости стали: Е = 2.06×10⁴ МПа.

Плотность стали: r = 78.50 кН/м³.

Расчетные R_у и нормативные R_n сопротивления приведены для стали в СНиП II-23-81*. Стальные конструкции.

За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88.

Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).

Растянутые элементы рассчитываются на прочность по формуле:

где N - расчетная сила, действующая на элемент;

Аn - площадь поперечного сечения нетто;

g_c - коэффициент условия работы для стальных

конструкций, приведен в / СНиП II-23-81*, табл. 6*/.

12. Предельное состояние и расчет изгибных элементов.

Элементы металлических конструкций рассчитываются:

- первому предельному состоянию (прочность и устойчивость);

- по второму предельному состоянию (деформации и перемещения).

Модуль упругости стали: Е = 2.06×10⁴ МПа.

Плотность стали: r = 78.50 кН/м³.

Расчетные R_у и нормативные R_n сопротивления приведены для стали в СНиП II-23-81*. Стальные конструкции.

За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88.

Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).

Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, выполняют по формуле

где х и у - координаты рассматриваемой точки се­чения относительно главных осей;

c_x и c_y – коэффициенты, принимаемые по / СНиП II-23-81*, табл. 66/;

I_xn, I_yn – моменты инерции относительно главных осей x, y с учетом ослаблений.

Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов проводится по формуле:

где n, c_x и c_y – коэффициенты, принимаемые по / СНиП II-23-81*, табл. 66/

13. Предельное состояние и расчет центрально сжатых элементов.

Элементы металлических конструкций рассчитываются:

- первому предельному состоянию (прочность и устойчивость);

- по второму предельному состоянию (деформации и перемещения).

Модуль упругости стали: Е = 2.06×10⁴ МПа.

Плотность стали: r = 78.50 кН/м³.

Расчетные R_у и нормативные R_n сопротивления приведены для стали в СНиП II-23-81*. Стальные конструкции.

За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88.

Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).

Расчет центрально сжатых сплошностенчатых элементов на устойчивость производится по формуле:

где А - площадь сечения элемента (без учета ослаблений);

ᵩ - коэффициент продольного изгиба.

Величина коэффициента определяется в зависимости от гибкости λ и вида металла:

- для стали в /СНиП II-23-81*, табл. 72/;

- для алюминия в / СНиП 2.03.06-85, табл. 2.3/.

Гибкость элемента зависит от ее расчетной длины L_ef и радиуса инерции сечения i

где I - момент инерции сечения.

Расчетную длину элемента определяют в зависимости от его длины L и характера закрепления (рисунок)

Lef = μL

μ = 1 μ = 0.7 μ = 0.5 μ = 2 μ = 1

14. Предельное состояние и расчет центрально-сжатых (растянутых) элементов.

Элементы металлических конструкций рассчитываются:

- первому предельному состоянию (прочность и устойчивость);

- по второму предельному состоянию (деформации и перемещения).

Модуль упругости стали: Е = 2.06×10⁴ МПа.

Плотность стали: r = 78.50 кН/м³.

Расчетные R_у и нормативные R_n сопротивления приведены для стали в СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88.

Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения в плоско­сти действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

коэффициент следует определять для сплошностенчатых стержней по /СНиП II-23-81*, табл.74/ и по / СНиП 2.03.06-85, табл. 1, приложения 4/ для алюминиевых элементов в зави­симости от условной гибкости

и приведенного эксцентриситета m_ef = ×m, где m - относительный эксцентриситет

где е - эксцентриситет, W_с - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна; - коэффициент влияния формы сечения, определяется по /СНиП II-23-81*, табл. 73/ и по / СНиП 2.03.06-85, табл. 3 и 4/).

В формуле

коэффициент следует определять для сквозных стержней по / СНиП II-23-81*, табл.75/ для стальных элементов и по / СНиП 2.03.06-85, табл. 1, приложению 4/ для алюминиевых эле­ментов в зави­симости от условной приведенной гибкости, определяемой по формуле

и относительного эксцентриситета m, определяемого по формулам

где x₁,y₁ - расстояния соответственно от оси у-у или х-х до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

15. Сортамент. Характеристики основных профилей проката.

Сортамент. Характеристики основных профилей проката.

Для стальных конструкций используют листовую и профильную сталь.

Профильную сталь подразделяют на:

- сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки);

- фасонную (двутавры, швеллеры и другие фасонные профили).

Сортаменты оформляют в виде государственных стандартов (ГОСТов) или технических условий (ТУ).

а) б) в) г) д)

е) ж) и) к) л)

Основные виды профилей:

а - лист; б - уголки; в - швеллер; г - швеллер с параллельными гранями полок; д - двутавр; е - двутавр с параллельными гранями полок; ж - тавр; и - круглая труба; к - квадратный гнутозамкнутый профиль; л - прямоугольный гнутозамкнутый профиль

Сталь листовая

Классификация:

• Сталь толстолистовая (ГОСТ 19903—74).

Сортамент: листы толщиной от 4 до 160 мм, шириной от 600 до 3800 мм.

Листовая горячекатаная сталь поставляется в листах длиной 6...12 м и толщиной до 160 мм или в рулонах толщиной от 1,2 до 12 мм и шириной от 500 до 2200 мм.

В листовых конструкциях и сплошностенчатых элементах стержневых конструкций (балках, колоннах) рекомендуется применять следующие толщины листовой стали: от 4 до 6 мм - через 1 мм, от 6 до 22 мм - через 2 мм и далее 25, 28, 30, 32, 36, 40, 50, 60, 80, 100 мм.

• Сталь тонколистовая толщиной до 4 мм прокатывается холодным и горячим способами.

Холоднокатаная сталь (ГОСТ 19904-74 с изм.).

Горячекатаная сталь (ГОСТ 19903—74 с изм.).

Применяют при изготовлении гнутых и штампованных тонкостенных профилей, для кровельных покрытий и т.п.

• Сталь широкополосная универсальная (ГОСТ 8200—70) Толщина от 6 до 60 мм, ширина от 200 до 1050 мм, длина от 5 до 12 м.

• Сталь полосовая (ГОСТ 103—76 с изм.)

Толщина от 4 до 60 мм при ширине до 200 мм.

Применяют для конструктивных деталей и изготовления гнутых профилей.

• Рифленая сталь (ГОСТ 8568-77)

Толщиной от 2,5 до 8 мм с ромбическими выступами, препятствующими скольжению при ходьбе, используется для настилов площадок.

• Просечно-вытяжную сталь (ГОСТ 8706-78)

Толщиной от 4,5 до 6 мм, получаемую холодной вытяжкой листа с предварительно нанесенными разрезами.

Применяют для площадок, где возможно скопление пыли.

Уголковые профили

Уголковые профили прокатывают в виде:

- равнополочных уголков (ГОСТ 8509-93);

- неравнополочных уголков (ГОСТ 8510-86).

Уголки применяются в решетчатых конструкциях (фермах). Сечения элементов решетчатых конструкций компонуют из двух или четырех уголков.

Швеллеры

Сортамент (ГОСТ 8240-93) включает швеллеры от №5 до №40 с уклоном внутренних граней полок.

Швеллеры используют в элементах, работающих на изгиб.

В конструкциях, работающих на осевые силы, швеллеры применяют в виде составных сечений, соединенных планками или решеткой (колонны и пояса тяжелых ферм).

Возможно применение швеллеров для коробчатых сечений со сваркой полок сплошными швами.

Двутавр — наиболее рациональный профиль для элементов, работающих на изгиб.

• Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-89), так же как и швеллеры, имеют уклон внутренних граней полок.

В сортамент входят профили от №10 до №60.

Обыкновенные двутавры применяют в элементах, изгибаемых в плоскости стенки, а также в ветвях решетчатых колонн и различных опор.

• Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020-83) имеют параллельные грани полок. Широкополочные двутавры прокатывают трех типов:

- нормальные двутавры (Б),

- широкополочные двутавры (Ш),

- колонные двутавры (К).

Высота балочных профилей (Б) и (Ш) достигает 1000 мм.

Параллельность граней полок и мощность сечений позволяют применять широкополочные двутавры в виде самостоятельного элемента (балки, колонны, стержни тяжелых ферм), что снижает трудоемкость изготовления конструкций в 2...3 раза.

Трубы

Круглые трубы бывают горячекатаные (ГОСТ 8732-78 с изм.) и электросварные (ГОСТ 10704—91).

Горячекатаные круглые трубы наружным диаметром от 25 до 550 мм и толщиной стенки t=2,5...75 мм имеют высокую стоимость.

Для стальных конструкций используют в основном электросварные круглые трубы диаметром от 25 мм и выше с толщиной стенки не менее 2,5 мм.

Квадратные и прямоугольные трубы поставляют по ГОСТ 25577—83 с изм., а также по различным техническим условиям отдельных заводов.

Сортамент предусматривает профили:

- квадратного сечения размером от 80 до 180 мм;

- прямоугольного сечения размером от 60 х 100 до 100x230 мм с толщиной профилей от 3 до 8 мм.

Трубы применяют в стропильных конструкциях под легкую кровлю, в фахверках стен, в переплетах, и т.п.

Холодногнутые профили

Гнутые профили изготовляют из листа или полосы толщиной от 1 до 8 мм.

Основная область применения - легкие конструкции покрытий зданий, где они, заменяя прокатные профили, могут дать экономию металла до 10%.

16. Виды сварки и их характеристика.

Электродуговые виды сварки плавящимся электродом:

- ручная -это сварка покрытым металлическим электродом. Является наиболее старой и универсальной технологией дуговой сварки.

- механизированная (полуавтоматическая) - дуговая сварка автоматически подающимся проволочным электродом (проволокой) в среде защитного газа, механизирована только подача проволоки, а дугу перемещают вручную.

- автоматическая - дуговая электросварка, в которой основные операции — подача электрода в дугу и перемещение дуги по линии сварки — механизированы.

Контактная сварка

Контактная сварка является сваркой давлением,

основана на нагреве и пластическом деформировании соединяемых элементов.

Нагрев металла осуществляется электрическим током, проходящим через детали, находящиеся в плотном контакте.

При изготовлении строительных стальных конструкций используют три вида контактной сварки:

- точечную;

- шовную;

- стыковую.

Контактную точечную сварку используют для выполнения нахлесточных соединений стальных решетчатых конструкций.

Шовная сварка позволяет получать плотнопрочные швы при изготовлении конструкций из тонколистовой стали.

Стыковая сварка находит применение при соединении труб, стержневых элементов профильного металлопроката большого поперечного сечения (до 1000 см²).

17. Материалы для электродуговой ручной, автоматической и механизированной сварки.

Ручная сварка плавящимся электродом

Электроды по ГОСТ 9467-75* подразделяют на типы и марки.

Тип электродаопределяет прочность металла шва в кН/см²

Пример обозначения - Э42 или Э42А

s_u > 42 кН/см² , буква А означает повышенные пластические свойства металла шва.

Электрод выбирают в зависимости от марки стали свариваемых элементов.

Марка электрода определяется составом защитной обмазки.

Марка выбирается в зависимости от:

- рода сварочного тока (переменный или постоянный);

- пространственного положения шва

Автоматическая сварка под слоем флюса

Для сварки используют:

- стальную сварочную проволоку сплошного сечения из низколегированных сталей и различные флюсы;

- порошковую проволоку.

Пример обозначения сварочной проволоки:

Св-10НМА

Св - сварочная,

10НМ - химический состав (никель (Н), молибден (М)),

буква А указывает на повышенную чистоту металла по сере и фосфору.

Выбор сварочной проволоки и флюса для автоматической сварки производят в зависимости от группы конструкций, стали и климатического района, в котором конструкция эксплуатируется.

Механизированная (полуавтоматическая) сварка выполняют электродной проволокой с газовой защитой сварочной ванны от азота воздуха или порошковой проволокой.

Для защиты сварочной ванны при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей используют углекислый газ с содержанием СО₂>99,5...99,0 %, водяных паров < 0,17...0,5 г/м³.

Раскислители и легирующие элементы вводят в металл сварочной ванны за счет сварочной проволоки.

Сечения порошковой проволоки и ленты:

1 - стальная оболочка; 2 - шихта

Для защиты сварочной ванны и упрощения состава шихты используют порошковую проволоку с дополнительной защитой металла шва углекислым газом.

Проволоки, не требующие дополнительной защиты зоны сварки углекислым газом, называют самозащитными.

18. Виды сварных соединений.

Вид сварного соединения определяется взаимным расположением свариваемых элементов.

Различают:

- стыковые;

- угловые;

- тавровые;

- нахлесточные соединения.

Типы сварных соединений

а) стыковые;

б)нахлесточные;

в) угловые;

г) тавровые

Стыковые соединения наиболее рациональны по расходу присадочного металла и удобны для контроля качества сварного шва.

Для обеспечения равномерного сквозного проплавления выбирают рациональную форму подготовки кромок.

Разделку кромок применяют в том случае, когда односторонняя или двусторонняя сварка не позволяет обеспечить полный провар.

Форма подготовки кромок свариваемых элементов

V – образная

U – образная

X - образная.

Х - образная

К - образная

Нахлесточные соединения просты в сборке, обеспечивают возможность подгонки размеров за счет регулирования величины нахлестки, не требуют подготовки кромок. Недостатками нахлесточных соединений являются изменение направления силового потока и возможность образования щели между элементами.

Угловые и тавровые соединения применяют при изготовлении сварных стержней (двутавров, швеллеров) и других конструктивных элементов.

Для качественного выполнения сварного шва предусматривают различные формы подготовки кромок.

19. Типы сварных швов.

Классификация сварных швов производится в зависимости от условий изготовления

и эксплуатации сварных конструкций

1. По форме поперечного сечения швы подразделяют на стыковые и угловые.

2. По форме разделки кромок свариваемых элементов швы подразделяются на: - без разделки ; V - образные; U - образные; К - образные; Х-образные.

3. По положению в пространстве швы в момент их выполнения подразделяют на:

- нижние,

- вертикальные,

- горизонтальные,

- потолочные

Классификация сварных швов по положению в пространстве.

4. По протяженности швы бывают сплошные и прерывистые.

Прерывистые швы применяют в тех случаях, когда сплошные швы являются слабонагруженными или в соединениях не требуется создание герметичности.

• ⇐ Назад
123
4
5
Далее ⇒