Подбор и проверка сечения трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов

Методические указания

по выполнению практических работ по дисциплине

«Облегченные и пространственные конструкции»

для студентов бакалавров по направлению «Строительство»

08.03.01 «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

Ставрополь,2017

Содержание

Ведение.............................................................................................................4.

1. Подбор и проверка сечения трехслойной плиты покрытия

с обшивками из плоских асбестоцементных листов………………………....5.

2. Подбор и проверки сечения трехслойной плиты покрытия

с обшивками из гофрированных алюминиевых листов.................................13.

3. Компоновка и подбор сечения балки с гибкой стенкой.............................19.

4. Проверки прочности, устойчивости и деформативности

балки с гибкой стенкой....................................................................................27.

5. Компоновка и подбор сечения балки с гофрированной

стенкой..............................................................................................................35.

6. Проверки прочности, устойчивости и деформативности

балки с гофрированной стенкой.....................................................................42.

7. Подбор и проверка сечений элементов стропильной

фермы из цилиндрических труб.....................................................................48.

8. Подбор и проверка сечений элементов стропильной фермы

из гнутосварных профилей.............................................................................60.

9. Расчет промежуточного узла легкой стропильной фермы

из замкнутых гнутосварных профилей...........................................................68.

Список литературы, рекомендуемой к использованию по данной теме........80.

 

 

Введение

 

Изучению дисциплины «Облегченные и пространственные конструкции» предшествует изучение таких базовых специальных дисциплин, как «Строительная механика», «Железобетонные и каменные конструкции», «Металлические конструкции, включая сварку», «Конструкции из дерева и пластмасс». Знания этих дисциплин помогают студентам в освоении основ проектирования облегченных и пространственных конструкций применяемых в зданиях и сооружениях, а также выбрать наиболее экономичные решения.

При подготовке к каждому занятию необходимо проработать ту тему лекционного курса на основе, которой проводится практическое занятие. Ознакомиться с краткими пояснениями основных положений по расчету и конструированию, которые приводятся в теоретической части, а также разобрать пример решения конкретной задачи приводимой к каждому практическому занятию.

Методические указания могут быть использованы при самостоятельной работе студентов при проработке отдельных вопросов по данной дисциплине.

 

Практические работы

 

Проверки прочности, устойчивости и деформативности балки

С гибкой стенкой

 

Цель: научиться выполнять основные проверки предельных состояний балки с гибкой стенкой.

 

Знания и умения, приобретаемые студентом в результате освоения темы, формируемые компетенции или их части:

− знать основные проверки предельных состояний балки с гибкой стенкой (ПК-3);

− уметь участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности (ПК-4);

− владением методами и средствами физического и математического (компьютерного) моделирования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов, систем автоматизированных проектирования, стандартных пакетов автоматизации исследований, (ПК-3, ПК-14).

 

Актуальность темы: получение навыков в проектировании компоновки, сбора нагрузок, силового расчета и основных проверок предельных состояний балки с гибкой стенкой и способность участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности.

 

Теоретическая часть

Прочность разрезных балок симметричного двутаврового сечения, несущих статическую нагрузку, изгибаемых в плоскости стенки, укрепленной только поперечными ребрами жесткости (рисунок 6) с условной гибкостью стенки  проверяют по формуле:

,                                (21)

где: M, кН·м и Q, кН – значения момента и поперечной силы в рассматриваемом сечении балки;

M_u – предельное значение момента, кН·м;

Q_u – предельное значение поперечной силы, кН.

;                (22)

,            (23)

где: t_w и h_w – толщина и высота стенки, см;

A_f – площадь сечения пояса балки, см²;

τ_{с r}, кН/ см² и µ – соответственно критическое напряжение и отношение размеров большей стороны пластинки (отсека стенки) к меньшей его стороне, определяемые в соответствии с п. 7.4*[4];

β – коэффициент, вычисляемый по формулам:

β =0,1+3 α; β ≥ 0,15   .                                (24)

Здесь α = 8 W_min (h_w ² + a ²) / (t_w h_w ² a ²);                                               (25)

α ≤ 0,1,                                                   (26)

где: W_min – минимальный момент сопротивления (относительно собственной оси, параллельной поясу балки) таврового сечения, состоящего из сжатого пояса балки и примыкающего к нему участка стенки высотой ;

a – шаг поперечных ребер жесткости (рисунок 6).

;                                (27)

,                                     (28)

где: d – меньшая из сторон пластинки (отсека) стенки (высота стенки – h_w или расстояние между осями поперечных основных ребер – a, рисунок 6);

µ – отношение размеров большей стороны пластинки (отсека стенки) к меньшей его стороне,

Прочность стенки на действие сосредоточенной силы (местное напряжение σ _{l ос} в стенке, если стенка не подкреплена поперечными ребрами жесткости в месте приложения сосредоточенной силы) проверяют по формуле

,                        (29)

здесь l_ef. = b + 2 h, h = t_f + k_f, где k_f – катет поясного шва балки с гибкой стенкой (если балка сварная); b – ширина полки опирающейся балки. При установке поперечных ребер жесткости под каждой сосредоточенной силой σ _loc = 0 и эту проверку не выполняют.

Общую устойчивость балки проверяют по п. 5.15 [5]. Устойчивость балки не следует проверять при выполнении п. 5.16* а [5], либо при  выполнении следующего условия  (где b_f – ширина сечения сжатого пояса, рисунок 6).

Местную устойчивость сжатого пояса балки считают обеспеченной, если выполняется условие по формуле (30)

.                                     (30)

Устойчивость основных парных симметричных поперечных ребер жесткости из плоскости балки проверяют по формуле

,                               (31)

здесь .                                         (32)

Значение N следует принимать не менее сосредоточенной нагрузки Р, расположенной над ребром.

Условную расчетную площадь поперечного центрально сжатого сечения стержня находят по формуле (при парных симметричных поперечных ребрах жесткости)

.                       (33)

Расчетную длину стержня ребра следует принимать l_ef = h_w ( 1 -β), при определении гибкости, но не менее 0,7 h_w. Коэффициент β вычисляют по формулам (24)–(26).

При определении прогиба балки момент инерции поперечного сечения брутто балки следует уменьшить умножением на коэффициент  для балок с ребрами в пролете и на коэффициент  – для балок без ребер в пролете.

Для стропильных балок покрытий открытых для обзора прогиб не должен превышать предельно допустимого по эстетико-психологическим требованиям:

,                                     (34)

где  принимается по таблице 1.

 

Пример 4.1

По исходным данным и результатам расчета скомпонованного поперечного сечения стропильной балки покрытия (рисунок 8) примера 3.1. выполнить проверки прочности, устойчивости и жесткости (прогиба) балки.

 

Решение.

Находим предельные значения: изгибающего момента по формуле (22)

 кН·см = 1952,26 кН·м.

поперечной силы по формуле (23), для второго отсека с размерами сторон стенки отсека, а = 300 см, h_w = 125 см., рисунки 6, 8

; ;

 кН/см².

Для вычисления коэффициентов α и β подсчитываем характеристики условного поперечного сечения сжатого пояса балки, рисунок 9.

 

 

Рисунок 9 – Условный сжатый пояс балки

 

 см;

h_t = c₁+t_f =6,2+1,6=7,8 см;

A_f=b_f·t_f+c₁·t_w= 28·1,6+0,5·6,2=47,9 см².

Расстояние от наружной грани пояса до центра тяжести таврового сечения

 см.

Момент инерции условного поперечного сечения сжатого пояса балки относительно оси х₁–х₁ (проходящей через центр тяжести таврового сечения)

 см⁴;

 см³;

, α= 0,01, что не превышает рекомендуемого значения формула (26). β вычисляем по формуле (24)

β =0,1+3 α =0,1+3·0,01 = 0,13 < 0,15, так как значение β получилось меньше 0,15, то принимаем β =0,15.

=327,8 кН.

Проверяем прочность балки:

– в первом отсеке при сдвиге

; b = 150 мм = 15 см., см. рисунок 6; ; β=0,15;

 кН/см²;

=336,13 кН.

Q_max = 156,75 кН < Q_u = 336,13 кН;

– во втором отсеке при совместном действии M и Q по формуле (21). Значения M и Q см рисунок 7.

;

– в третьем отсеке, при максимальном значении M =846,45 кН·м;

M_max = 846,45 кН м < М _u = 1952,26 кН·м.

Проверяем прочность стенки на действие сосредоточенной силы по формуле (29) Эту проверка выполняют, если под сосредоточенной силой или несколькими силами стенка балки не подкреплена поперечными ребрами жесткости. В данном примере она приводится только для того, чтобы показать, как ее можно выполнить при необходимости.

 см⁴;

 см;

 кН/см².

Проверяем выполнение условия

;  см.

Условие выполняется, следовательно, устойчивость балки не проверяем.

Местную устойчивость сжатого пояса проверяем по формуле (30)

; .

Проверяем устойчивость основных парных ребер жесткости из плоскости стенки балки по формулам (31) − (33), при τ _cr =2,25 кН/см², μ =2,28 (приняты по вычисленным значениям для первого отсека)

 см²;

Продольная сжимающая сила

кН < P =62,7 кН.

Находим гибкость при расчетной длине ребра равной

 см > 0.7h_w=0.7·125 = 87,5 см.

Принимаем  см.

 см⁴;

 см;

; по таблице 72 [4] φ_y=0,933

 кН/см².

Далее определяют катеты поясных и других швов, проверяют несущую способность опорных ребер. Эти проверки выполняются аналогично, как в обычных балках и поэтому здесь не рассматриваются.

Аналогично проверяется опорное ребро на действие опорной реакции, в данном примере не рассматривается.

Проверка прогиба по формуле (34).

 см⁴;

α =1,2 − 0,033 =1,2 − 0,033·10=0,87 − для балок с ребрами в пролете;

 кН·м;

;

 

Задания

Задания выдаются преподавателем каждому студенту индивидуально.

 

Вопросы

От действия, каких внутренних усилий проверяется прочность балки в первом, во втором и третьем отсеках?

Перечислите проверки, которые выполняются для сечения балки по первой группе предельных состояний.

То же по второй группе предельных состояний.

 

Список литературы, рекомендуемый к использованию по данной теме – [5]; [6]; [7]; [11]; [12].

 

Гнутосварных профилей

 

Цель: научиться выполнять подбор сечений элементов стропильной фермы из гнутосварных профилей

 

Знания и умения, приобретаемые студентом в результате освоения темы, формируемые компетенции или их части:

− знать подбор элементов стропильной фермы из гнутосварных профилей (ПК-3);

− уметь участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности (ПК-4);

− владением методами и средствами физического и математического (компьютерного) моделирования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов, систем автоматизированных проектирования, стандартных пакетов автоматизации исследований, (ПК-3, ПК-14).

 

Актуальность темы: получение навыков в проектировании подбора и необходимых проверок предельных состояний элементов стропильной фермы из гнутосварных профилей и способность участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности.

 

Теоретическая часть

Подбор и проверку центрально-сжатых и центрально-растянутых элементов фермы из гнутосварных профилей (ГСП) выполняют по формулам приведенных к практическому занятию №7. (см. формулы (60); (62); (63); (64); (65); (69); (70); (72); (73)). В формулах (69) и (73) γ_с =0,95.

Стержни ферм из ГСП проверяют на местную устойчивость стенок сечения по формуле

,                                   (74)

где h_ef – расчетная высота стенки, h_ef   = h – 2 (t_w + r) (см. рисунок 11);

h – полная высота стенки;

r – угловые закругления сечения ГСП, которое можно принять r = t_w.

 – наибольшая условная гибкость стенки;

t_w – толщина стенки;

, если ;                                                     (75)

 – максимальная гибкость λ_х или λ_y принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии.

, если .                                                       (76)

 

Рисунок 13 – Сечение ГСП. К расчету на местную устойчивость стенок и полок

Если отношение , то при расчете стержней вместо значения площади сечения А в формуле (63) (см. занятие №7) принимается величина приведенной площади сечения A_red, которая вычисляется по формуле

,                 (77)

где ;

;

 (при значениях  следует принимать );

b_ef – расчетная ширина полки b_ef = b – 2 (t_w + r), здесь b – полная ширина полки.

Значение b_red находят по формуле

,                (78)

где ;

(при >2,3 следует принимать ).

Для центрально-сжатых элементов поясов должно проверятся условие местной устойчивости полок , расчет ведется аналогично, как для стенок по Формулам (74)–(76), но с заметной h_ef на b_ef в формуле (74), и

b_ef = b− 2 (t_w + r), r = t_w.

При подборе и проверке элементов стропильных ферм из ГСП необходимо соблюдать рекомендации [5]; [11] или [12]:

– для стержней ферм применять гнутосварные профили по ТУ 36-2287-80 (с изменениями №2);

– толщину стенок стержней следует принимать не менее 3 мм. В одной ферме не рекомендуется применять профили с одинаковыми размерами сечения, которые отличаются толщиной стенок менее чем на 2 мм;

– для поясов отношение высоты стенки к ее толщине должно быть не более 45, для элементов решетки – не более 60;

– ширину сечения стержней решетки принимают с таким расчетом, чтобы можно было свободно приварить их к поясу. И не более величины b_p – 2 (t_{w , p} − t_{w , r}) и не менее 0,6 b_p, где b_p – ширина сечения полки пояса; t_{w , p} – толщина стенки пояса; t_{w , r} – толщина стенки примыкающего элемента решетки к поясу.

 

Пример 8.1

 

Подобрать и проверить сечения элементов фермы из гнутосварных профилей (ГСП) по ТУ 36-2287-80 (с изменениями №2) из стали С255 по ГОСТ 27772 при следующих исходных данных:

– максимальное расчетное усилие в верхнем поясе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l _1ν N_ν = − 408,67 кН; l = 300 см; l _1ν = 300 см;

– максимальное расчетное усилие в нижнем поясе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l _{1 n} N_n = 344,32 кН; l = 600 см; l _{1 n} = 750 см;

– расчетное усилие в опорном раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 1} N_{r 1} = 166,95 кН; l = 235 см; l_{r 1} = 235 см;

– расчетное усилие во втором раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 2}    N_{r 2} = −161,72 кН; l = 235 см; l_{r 2} = 235 см;

– расчетное усилие в третьем раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 3}    N_{r 3} = 93,91 кН; l = 238 см; l_{r 3} = 238 см;

– в четвертом раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 4}    N_{r 4} = −93,91 кН; l = 238 см; l_{r 4} = 238 см;

– в пятом раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 5}    N_{r 5} = 35,67 кН; l = 238 см; l_{r 5} = 238 см;

– в шестом раскосе и его геометрические длины, соответственно, в плоскости изгиба фермы l и из плоскости изгиба фермы l_{r 6}    N_{r 6} = − 35,67 кН; l = 238 см; l_{r 6} = 238 см.

Расчетное сопротивление стали R_y = 24 кН/см² при толщине стенки 4…10 мм (таблица 51*, [5]). Расчетные усилия в элементах фермы были определены по шарнирной схеме при статической нагрузке. Расчетная температура − 28⁰С.

 

Решение

Подбираем сечение верхнего сжатого пояса. Расчетное усилие N_ν = − 408,67 кН; l_{ef , x} = l = 300 см; l_{ef , y} = l _1ν =300 см; γ _c =1. (таблица 6*[5])

Предварительно задаемся коэффициентом φ =0,7. Требуемая площадь сечения по формуле (60)

 см².

Для пояса принимаем по приложению 11, таблица П11.11 [3] прямоугольное сечение Гн 160х120х5; А =27 см², i _х =6,09 см; i _у =4,87 см.

Значение  не превышает предельную величину.

Гибкости стержня по формуле (62)

;

.

По λ _max =λ _y находим φ =0,797.

Проверяем устойчивость стержня по формуле (63)

кН/см²  кН/см².

Устойчивость обеспечена.

Предельная гибкость (см. формулы (64) и (65))

λ _u = 180 − 60 α =180 − 60·0,79 = 132,5 > λ_у = 61,6.

Условие соблюдается.

Проверяем гибкость стенки

, т.к. , то  находим по формуле (76)

.

Проверяем гибкость полки

Условия выполняются, поэтому при проверке пояса по формуле (63) оставляем полную площадь сечения А.

Подбор сечения нижнего растянутого пояса.

Расчетное усилие N_n = 344,32 кН; l_{ef , x} = l =300 см; l_{ef , y} = l _{1 n} =750 см;

γ _c = 0,95. λ _u = 400.

Требуемая площадь сечения по формуле (69)

 см²

Принимаем по приложению 11, таблица П11.12 [3] профиль квадратного сечения Гн 120х4; А =18,56 см², i _х = i _у =4,74 см.

Проверяем условие .

Условие соблюдается.

Проверяем гибкость стержня

  λ _u = 400,

  λ _u = 400.

Проверка прочности сечения на растяжение

 кН/см² кН/см²,

Прочность обеспечена.

Проверяем условие применения шарнирной расчетной схемы при выполнении статического расчета согласно п. 13.8 [5]:

– для верхнего пояса ;

– для нижнего пояса .

Расчет фермы допускается выполнять по шарнирной схеме.

Подбор сечений сжатых раскосов выполняем аналогично подбору сечения сжатого пояса, а растянутых раскосов аналогично подбору сечения растянутого пояса.

Подбор сечения растянутого опорного раскоса

N_{r 1} = 166,95 кН; l_{ef , x} = l = 235 см; l_{ef , y} = l_{r 1} = 235 см; γ _c = 0,95. λ _u = 400.

 см².

Принимаем квадратное минимальное сечение Гн 80х3; А =9,24 см², i _х = i _у =3,14 см.

.

Гибкость стержня

  λ _u = 400.

Прочность стержня

 кН/см² кН/см².

Прочность обеспечена.

Подбор сечения второго раскоса

N_{r 2`} = − 161,72 кН; l_{ef , x} = 0,9 l = 0,9·235 = 211,5 см;

l_ef,y = 0,9l_r2 = 0,9·235 = 211,5 см; γ _c = 1, λ _u = 210 – 60 α.

Принимаем φ =0,75.

 см².

Принимаем квадратное минимальное сечение Гн 80х3; А =9,24 см², i _х = i _у =3,14 см.

.

Гибкости стержня

; φ =0,767.

Устойчивость стержня

кН/см²  кН/см².

Устойчивость обеспечена.

Предельная гибкость

λ _u = 210 – 60 α = 210 − 60·0,951 = 152,95 > λ_х = 67,36; ;

.

Остальные раскосы подбираются аналогично рассмотренным и для них минимальное квадратное сечение Гн. 80х3 обеспечивает прочность, устойчивость, тонкостенность. Расчетные длины раскосов l_{ef , x} и l_{ef , y} с третьего по шестой определяются по аналогии второго раскоса.

Проверяем выполнение конструктивных условий.

Для раскосов из Гн  80х3

b_r = 80 мм < b_ν − 2(t_w - t_wr) = 120 – 2 (5+3) = 104 мм;

b_r = 80 мм > 0,6 b_ν = 0,6·120 = 72 мм;

условия соблюдаются.

 

Задания

Задания выдаются преподавателем каждому студенту индивидуально.

 

Вопросы

Расскажите последовательность подбора сечения центрально сжатого стержня фермы из ГСП.

Перечислите проверки для сжатого стержня.

Расскажите последовательность подбора сечения центрально растянутого стержня фермы из ГСП.

Перечислите проверки для растянутого стержня.

Какие конструктивные условия должны соблюдаться для стержней ферм из ГСП?

 

Список литературы, рекомендуемый к использованию по данной теме – [5]; [6]; [7] или [12].

 

Список рекомендуемой литературы

Основной

1. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. − 14-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 688с.

Дополнительной

2. Конструкции из дерева и пластмасс: учебник / М. М. Гаппоев, И. М. Гуськов, Л. К. Ермоленко, В. И. Линьков, Е. Т. Серова, Б. А. Степанов,
Э. В. Филимонов. – М.: Издательство АСВ, 2014. – 440 с.

3. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. для строит. вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2001. – 551 с.: ил.

4. Конструкции из дерева и пластмасс. учеб. пособие для студ. вузов /Г.Н. Зубарев, Ф.А.Бойтемиров, В.М. Головина и др.; Под ред. Ю.Н. Хромца. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 304 с.

5. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции /Госстрой России–М.: ФГУП ЦПП, 2011. – 90 с.

6. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81* «Стальные конструкции») [Текст]: ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 148 с.

7. Проектирование металлических конструкций [Текст]: Спец. курс. Учеб. пособ. для вузов /В.В. Бирюлев. И.И. Кошин, И.И. Крылов, А.В. Сильвестров. – Л.: Стройиздат, 1990. – 432 с: ил.

8. Конструкции из дерева и пластмасс. учеб. для вузов /Ю.В. Слицкоухов, В.Д. Будаков, М.М. Гапоев и др.; Под ред. Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 543 с., ил.

9. СНиП 2.03.09–85. Асбестоцементные конструкции /Госстрой России / – М.: Госстрой ЦИТП, 2011 – 40 с.

10. СНиП 2.03.06–85. Алюминиевые конструкции /Госстрой России /− М.: Госстрой ЦИТП, 2011 – 47 с.

11. Руководство по проектированию стальных конструкций из гнутосварных замкнутых профилей /ЦНИИПроектстальконструкция. М.: 1978 – 43 с.

12. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*/Мин. Регионального развития РФ. – М. ФЦС, 2011. – 176 с.

13. СНиП 2.01.07. Нагрузки и воздействия / Госстрой России. − М.: ГУП ЦИТП, 2011 – 44 с

14. СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*/ Мин. строительства и ЖКХ РФ. – М. ФЦС, 2011. – 176 с.

15. СП 294.1325800.2017 Конструкции стальные. Правила проектирования. / Мин. строительства и ЖКХ РФ. – М. ФЦС, 2017. – 167 с.

16. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*/Мин. строительства и ЖКХ РФ. – М. ФЦС, 2016. – 89 с.

 

 

 

Методические указания

по выполнению практических работ по дисциплине

«Облегченные и пространственные конструкции»

для студентов бакалавров по направлению «Строительство»

08.03.01 «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

Составитель:           Гаврилова А.И.

 

Редактор:

 

Изд. лиц.        Подписано к печати

Формат 60´84 1/16 Усл. п. л. Уч.− изд.л.

Бумага газетная.     Печать офсетная.    Заказ №.Тираж 50.

СКФУ, ИСТиМ

355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Отпечатано в типографии СКФУ

Издательство Северо-Кавказского Федерального Университета

Методические указания

по выполнению практических работ по дисциплине

«Облегченные и пространственные конструкции»

для студентов бакалавров по направлению «Строительство»

08.03.01 «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

Ставрополь,2017

Содержание

Ведение.............................................................................................................4.

1. Подбор и проверка сечения трехслойной плиты покрытия

с обшивками из плоских асбестоцементных листов………………………....5.

2. Подбор и проверки сечения трехслойной плиты покрытия

с обшивками из гофрированных алюминиевых листов.................................13.

3. Компоновка и подбор сечения балки с гибкой стенкой.............................19.

4. Проверки прочности, устойчивости и деформативности

балки с гибкой стенкой....................................................................................27.

5. Компоновка и подбор сечения балки с гофрированной

стенкой..............................................................................................................35.

6. Проверки прочности, устойчивости и деформативности

балки с гофрированной стенкой.....................................................................42.

7. Подбор и проверка сечений элементов стропильной

фермы из цилиндрических труб.....................................................................48.

8. Подбор и проверка сечений элементов стропильной фермы

из гнутосварных профилей.............................................................................60.

9. Расчет промежуточного узла легкой стропильной фермы

из замкнутых гнутосварных профилей...........................................................68.

Список литературы, рекомендуемой к использованию по данной теме........80.

 

 

Введение

 

Изучению дисциплины «Облегченные и пространственные конструкции» предшествует изучение таких базовых специальных дисциплин, как «Строительная механика», «Железобетонные и каменные конструкции», «Металлические конструкции, включая сварку», «Конструкции из дерева и пластмасс». Знания этих дисциплин помогают студентам в освоении основ проектирования облегченных и пространственных конструкций применяемых в зданиях и сооружениях, а также выбрать наиболее экономичные решения.

При подготовке к каждому занятию необходимо проработать ту тему лекционного курса на основе, которой проводится практическое занятие. Ознакомиться с краткими пояснениями основных положений по расчету и конструированию, которые приводятся в теоретической части, а также разобрать пример решения конкретной задачи приводимой к каждому практическому занятию.

Методические указания могут быть использованы при самостоятельной работе студентов при проработке отдельных вопросов по данной дисциплине.

 

Практические работы

 

Подбор и проверка сечения трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов

 

Цель: научиться выполнять компоновку, сбор нагрузок, силовой расчет и основные проверки предельных состояний трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов.

 

Знания и умения, приобретаемые студентом в результате освоения темы, формируемые компетенции или их части:

− знать компоновку, сбор нагрузок, силовой расчет и основные проверки предельных состояний трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов (ПК-3);

− уметь участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности (ПК-4);

− владением методами и средствами физического и математического (компьютерного) моделирования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов, систем автоматизированных проектирования, стандартных пакетов автоматизации исследований, (ПК-3, ПК-14).

 

Актуальность темы: получение навыков в проектировании компоновки, сбора нагрузок, силового расчета и основных проверок предельных состояний трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов и способность участвовать в проектировании объектов профессиональной деятельности.

 

 

Теоретическая часть

Расчет сплошной трехслойной плиты покрытия с обшивками из плоских асбестоцементных листов выполняют на изгиб с учетом особенности работы обшивок и среднего слоя (рисунок 1).

 

Рисунок 1 – Схема работы плиты: а – расчетная схема; б – работа обшивок и среднего слоя плиты; 1 – асбестоцементная верхняя обшивка;
2 – асбестоцементная нижняя обшивка; 3 – средний слой из пенопласта

 

У таких плит прочность и жесткость обшивок значительно выше, чем у среднего п