(ИСОиП (ФИЛИАЛ) ДГТУ)
На правах рукописи
Металлические конструкции
Конспект лекций
для студентов направления подготовки
08.03.01 «Строительство»
Составитель:
| доц., к.т.н. Дмитриенко В.А.
|
|
|
| Рассмотрен и рекомендован
для использования в учебном процессе на 2015/2016 –
2018/2019 уч. г. на заседании кафедры СиТБ
Протокол №1 от 02.09.2015 г.
|
ШАХТЫ 2015
Составитель:
В.А. Дмитриенко
Рецензенты:
д.т.н. профессорМ.Д. Молев
к.т.н. С.А. Масленников
Металлические конструкции [Электронный ресурс]: конспект лекций для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство»/ сост. В.А. Дмитриенко; Ин-т сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ в г. Шахты. – Шахты: ИСОиП (филиал) ДГТУ, 2015.- Сетевой ресурс (2647 Кб).- Б.ц. – Режим доступа: http:// www.libdb.sssu.ru
Конспект лекций по дисциплине «Металлические конструкции» состоит из нескольких разделов, которые рассчитаны на получение теоретических знаний и содержат все основные вопросы теоретического, прикладного и практического характера.
Состав дисциплины: свойства и работа строительных сталей; работа элементов металлических конструкций и основы расчета их надежности; соединение конструкций; основы проектирования, изготовление и монтаж конструкций; балочные конструкции; центральносжатые колонны и стойки; классификация основных видов сварки; типы сварных швов и соединений.
Курс лекций предназначен для студентов очной и заочной формы обучения направления 08.03.01 «Строительство».
СОДЕРЖАНИЕ
|
|
| стр.
|
| ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….
|
|
| ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ…………………………..
|
|
| Раздел 1. ЭЛЕМЕНТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ………………………………………………………
|
|
1.1
| Номенклатура и область применения металлических конструкций………………………………………………
|
|
1.2
| Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов …………………………………………………………………...
|
|
1.3
| Классификация сталей……………………………………...………
|
|
1.4
| Выбор сталей для строительных конструкций………………...….
|
|
1.5
| Влияние различных факторов на свойства стали………………...
|
|
1.6
| Виды разрушений…………………………………………………...
|
|
1.7
| Работа металла под нагрузкой……………………………………..
|
|
| Раздел 2. ОСНОВЫ РАСЧЕТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ…………………………………………………
|
|
2.1
| Основные понятия и определения…………………………………
|
|
2.2
| Основные положения расчета металлических конструкций….
|
|
2.3
| Классификация нагрузок и их сочетаний…………………………
|
|
2.4
| Напряженное и деформированное состояние центрально нагруженных элементов…………………………………………………
|
|
2.5
| Основы расчета изгибаемых элементов…………………………...
|
|
2.6
| Основы расчета центрально сжатых стержней…………………...
|
|
2.7
| Основы расчета на прочность стержней, работающих на сжатие или растяжение с изгибом………………………………………….
|
|
2.8
| Основы расчета на устойчивость внецентренно сжатых и сжато - изогнутых стержней………………………………………………
|
|
2.9
| Расчет элементов металлических конструкций при воздействии переменных нагрузок (проверка на усталость)…………………...
|
|
| Раздел 3. СОРТАМЕНТ……………………………………………
|
|
3.1
| Характеристика основных профилей сортамента………………...
|
|
3.2
| Листовая сталь………………………………………………………
|
|
3.3
| Уголковые профили………………………………………………...
|
|
3.4
| Швеллеры……………………………………………………………
|
|
3.5
| Двутавры…………………………………………………………….
|
|
3.6
| Тонкостенные профили…………………………………………….
|
|
3.7
| Трубы………………………………………………………………...
|
|
3.8
| Холодногнутые профили…………………………………………...
|
|
3.9
| Различные профили и изделия из металла, применяемые в строительстве……………………………………………………
|
|
3.10
| Профили из алюминиевых сплавов………………………………..
|
|
3.11
| Правила использования профилей в строительных конструкциях………………………………………………………
|
|
| Тема 4. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ………………………………
|
|
4.1
| Виды сварки, применяемые в строительстве……………………..
|
|
4.2
| Виды сварных швов и соединений………………………………...
|
|
4.3
| Конструирование и работа сварных соединений…………………
|
|
4.4
| Расчет сварных соединений………………………………………..
|
|
| Тема 5. ФЕРМЫ……………………………………………………
|
|
5.1
| Классификация ферм и область их применения………………….
|
|
5.2
| Компоновка конструкций ферм……………………………………
|
|
5.3
| Типы сечений стержней ферм……………………………………...
|
|
5.4
| Расчет ферм………………………………………………………….
|
|
5.5
| Определение усилий в стержнях ферм……………………………
|
|
5.6
| Определение расчетной длины стержней…………………………
|
|
5.7
| Предельные гибкости стержней…………………………………...
|
|
5.8
| Подбор сечений элементов ферм…………………………………..
|
|
5.9
| Подбор сечений сжатых элементов………………………………..
|
|
5.10
| Подбор сечения растянутых элементов…………………………...
|
|
5.11
| Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб (внецентренное растяжение и сжатие)…..
|
|
5.12
| Подбор сечения стержней по предельной гибкости……………...
|
|
5.13
| Особенности расчета и подбора сечений элементов тяжелых ферм…………………………………………………………………
|
|
5.14
| Конструкция легких ферм………………………………………….
|
|
5.15
| Фермы из одиночных уголков…………………………………......
|
|
5.16
| Фермы из парных уголков………………………………………….
|
|
5.17
| Ферма с поясами из широкополочных тавров с параллельными гранями полок……………………………………………………….
|
|
5.18
| Фермы из труб………………………………………………………
|
|
5.19
| Фермы из гнутых профилей………………………………………..
|
|
5.20
| Оформление рабочего чертежа легких ферм (КМД)……………..
|
|
5.21
| Узлы тяжелых ферм………………………………………………...
|
|
5.22
| Предварительно напряженные фермы…………………………….
|
|
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………
|
|
В В Е Д Е Н И Е
Понятие «Металлические» конструкции» включают в себя их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, с другой - возможностями технической базы развития металлургии, металлообработки, строительной науки и техники.
Металл применяли давно с ХII века в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах, и т. д.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Первой такой конструкцией являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.). Покровский собор в Москве – первая конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжение, изгиб и сжатие. Там затяжки, поддерживающие пол и потолок, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами. Конструктор уже в то время знал, что для затяжки, работающей на изгиб, надо применить полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работающие на сжатие, лучше делать квадратного сечения (рис.1).
Рис.1. Перекрытие коридора в Покровском соборе (Москва, 1560 г.)
С начала XVII века металл применяют в пространственных купольных конструкциях глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замок и скрепы горной сваркой. Такие конструкции можно видеть в наши дни: трапезная Троице-Сергиевой лавры в Сергиевом Посаде 1696-1698 гг., здание Большого Кремлевского Дворца в Москве (1640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанского Собора в Петербурге, пролетом 15 м (1805 г.) и др.
С начала XVIII стали осваивать процесс литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты. Соединения чугунных элементов осуществляются на замках и болтах.
Первой чугунной конструкцией в России считается покрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В 1784 г. в Петербурге построен первый чугунный мост. Уникальной чугунной конструкцией 40-х г. ХIХ века является купол Исаакиевского собора, собранного из отдельных косяков в виде сплошной оболочки (рис.2).
Рис.2. Купол Исаакиевского собора