Введение. по курсу «Металлические конструкции»

Лекции

по курсу «Металлические конструкции»

для студентов, обучающихся по специальности 270102 –
«Промышленное и гражданское строительство»

Часть I

Краснодар 2003

Содержание

1 Введение. 4

1.1 Исторический очерк развития металлических конструкций. 4

1.2 Номенклатура и область применения металлических конструкций. 4

1.3 Основные особенности металлических конструкций. 5

1.4 Принципы проектирования металлических конструкций. 6

1.4.1 Организация проектирования. 6

2 Материалы металлических конструкций. Стали для строительных конструкций. 7

2.1 Группы стали. 7

2.2 Механические свойства стали. 7

2.3 Влияние химического состава на механические свойства стали. 8

2.4 Улучшение механических свойств стали. 8

2.5 Виды производства стали, применяемой в металлических конструкциях. 9

2.6 Сортамент для стальных конструкций. 11

2.7 Алюминиевые сплавы, и их состав, свойства и особенности работы.. 11

3 Основы расчета металлических конструкций. 13

3.1 Группы предельных состояний. 13

3.2 Нагрузки, действующие на сооружение. 14

3.3 Предельное сопротивление материала. 15

3.4 Расчет конструкций по предельным состояниям и сопоставление его с расчетом по допускаемым напряжениям.. 15

4 Работа материалов и элементов металлических конструкций и основы норм расчета элементов. Виды напряжений и их учет при расчете элементов конструкций. 16

4.1 Работа стали на растяжение. 16

4.2 Работа стали при сложном напряженном состоянии. 17

4.3 Работа стали на сжатие. 17

4.4 Работа стали при неравномерном распределении напряжения. 18

4.5 Работа стали при повторных нагрузках. Усталостная и вибрационная прочность. 18

4.6 Работа стали при различных температурах. 19

4.7 Старение стали. 19

4.8 Коррозия стали. 20

4.9 Упруго пластическая работа стали при изгибе. Шарнир пластичности. 20

4.10 Работа стержней при кручении. 22

4.11 Устойчивость элементов металлических конструкций. 23

4.12 Потеря устойчивости центрально сжатых стержней. 23

4.13 Потеря устойчивости внецентренно сжатых стержней. 24

4.14 Потеря устойчивости изгибаемых элементов. 25

4.15 Потеря местной устойчивости элементов металлических конструкций. 26

5 Сварные соединения металлических конструкций. 26

5.1 Типы сварных соединений и швов. 27

5.2 Расчет стыковых сварных швов. 28

5.3 Расчет угловых сварных швов. 29

5.3.1 Фланговые угловые швы.. 30

5.3.2 Лобовые угловые швы.. 30

5.4 Расчет комбинированных сварных соединений. 31

5.5 Особенности расчета сварных соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов. 31

5.6 Конструктивные требования к сварным соединениям. 31

9 Болтовые и заклепочные соединения. 33

9.1 Болтовые соединения. 33

9.1.1 Болты грубой, нормальной точности. 33

9.1.2 Болты повышенной точности. 33

9.1.3 Высокопрочные болты.. 33

9.1.4 Анкерные болты.. 34

9.2 Заклепочные соединения. 34

9.3 Расчет болтовых и заклепочных соединений. 34

9.3.1 Расчет болтов и заклепок на срез. 35

9.3.2 Расчет болтового и заклепочного соединения на смятие. 35

9.3.3 Расчет болтов и заклепок на растяжение. 35

9.3.4 Расчет высокопрочных болтов. 36

9.4 Конструирование болтовых и заклепочных соединений. 36

10 Колонны.. 37

10.1 Центрально-сжатые колонны.. 37

10.1.1 Сплошные колонны.. 38

10.1.1.1 Типы сечений стержня. 38

10.1.1.2 Расчет стержня колонны.. 38

10.1.1.3 Конструирование базы центрально сжатой колонны.. 40

10.1.1.4 Расчет базы центрально-сжатой колонны.. 42

10.1.1.5 Конструирование и расчет оголовка колонны.. 43

10.1.2 Сквозные колонны.. 45

10.1.2.1 Типы сечений и соединений ветвей сквозных колонн. 45

10.1.2.2 Стержень сквозной колонны с планками в двух плоскостях. 46

10.1.2.3 Стержень сквозной колонны с раскосами в двух плоскостях. 46

11 Балки и балочные конструкции. 47

11.1 Балочные клетки. 47

11.2 Плоский стальной настил балочных клеток. 48

11.2.1 Расчет жесткого настила /t < 50. 49

11.2.2 Расчет настила при 50< /t < 300 (изгиб с растяжением) 49

11.2.3 Расчет прокатной балки. 49

11.2.4 Расчет разрезных составных балок. 50

11.2.4.1 Предварительный подбор сечения балки. 50

11.2.4.2 Компоновка сечения балки. 51

11.2.4.3 Проверка прочности балки. 52

11.2.4.4 Проверка жесткости балки. 53

11.2.4.5 Изменение сечения по длине балки. 53

11.2.4.6 Проверка общей устойчивости балки. 54

11.2.4.7 Проверка местной устойчивости сжатого пояса балки. 54

11.2.4.8 Проверка местной устойчивости стенки балки. 54

11.2.4.9 Расчет поясных швов. 55

11.2.4.10 Расчет опорного ребра. 56

11.2.4.11 Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах. 56

11.2.4.12 Конструкция сварного стыка. 58

12 Фермы.. 58

12.1 Классификация ферм.. 58

12.2 Компоновка ферм.. 59

12.3 Расчет ферм.. 60

12.3.1 Основные нагрузки на фермы.. 60

12.3.2 Определение усилий в стержнях фермы. 61

12.3.3 Расчетные длины стержней ферм.. 62

12.3.4 Обеспечение обшей устойчивости ферм в системе покрытия. 63

12.3.5 Выбор типа сечения. 63

12.3.6 Подбор сечения сжатых стержней. 63

12.3.7 Подбор сечения растянутых стержней. 64

12.3.8 Подбор сечения стержней по предельной гибкости. 64

12.3.9 Конструирование и расчет узлов ферм.. 64

Введение