Металлические конструкции включая сварку реферат
Обновлено: 30.06.2024
Задачи изучения дисциплины для будущего инженера сводятся к следующему: выработать понимание основ работы металлических конструкций зданий и сооружений; овладеть принципами рационального проектирования металлических конструкций с учетом требований изготовления, монтажа и надежности в эксплуатации на основе технико-экономического анализа; сформировать навыки конструирования и расчета для решения конкретных инженерных задач с использованием норм проектирования стандартов справочников средств автоматического проектирования.
(Металлические конструкции. Программа дисциплины Ю.И. Кудишин и др. М.,1998 г.)
Состав дисциплины (часть I): свойства и работа строительных сталей и аллюминиевых сплавов; работа элементов металлических конструкций и основы расчета их надежности; соединение конструкций; основы проектировния, изготовление и монтаж конструкций; балочные конструкции; центральносжатые колонны и стойки; классификация основных видов сварки; типы сварных швов и соединений; напряжение и деформация сварных соединений; строение и свойства сварных соединений; основные сведения по технологии сварочных работ.
Трудоемкость по Госстандарту по I части дисциплины – 100 часов (32 – лекции; 22 – практические занятия; 8 – лабораторные работы; 38 — самостоятельная работа).
Полученные знания с помощью данного учебного пособия могут быть использованны будущим инженером в реальном проектировании строительных конструкций.
Основные понятия и термины.
А – площадь сечения брутто;
Аbn – площадь сечения болта нетто;
Аf – площадь сечения пояса (полки) балки;
Аw – площадь сечения стенки;
Аn – площадь сечения нетто;
Аwf – площадь сечения по металлу углового шва;
Аwz – площадь сечения по металлу границы сплавления;
Е – модуль упругости;
G – модуль сдвига;
Ix, Iy – моменты инерции сечения брутто относительно осей, соответственно (х – х) и (у – у) проходящих через центр тяжести сечения;
Ixn, Yyn – то же, сечения нетто;
М – изгибающий момент;
Мх, Му – моменты относительно осей соответственно (х – х), (у – у);
N – продольная сила;
Q – поперечная сила;
Rbp – расчетное сопротивление смятию одноболтового соединения;
Rbs – расчетное сопротивление срезу одноболтового соединения;
Rbt – расчетное сопротивление растяжению одноболтового соединения;
RP – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки);
Ru – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;
Run – временное нормативное сопротивление стали разрыву;
Ry – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;
Ryn – предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести – по государственным стандартам и техническим условием на сталь;
Rwf – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва;
Rwz – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления;
Rwy – расчетное сопротивление стыковых, сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу по пределу текучести;
S – статический момент сдвигаемой части сечения;
Wx,Wy – моменты сопротивления сечения брутто относительно осей, соответственно (х – х), (у – у);
bef – расчетная ширина;
bf – ширина полки (пояса) балки;
bh – ширина выступающей части ребра за стенку;
сх,су – коэффициенты для расчета на прочность с учетом развития пластических деформаций при изгибе относительно осей, соответственно (х – х), (у – у);
е – эксцентриситет приложения силы относительно центра тяжести сечения;
hef – расчетная высота стенки;
hw – высота стенки;
ix,iy – радиусы инерции сечения относительно осей, соответственно (х – х),(у-у);
kf – катет углового шва;
lef – расчетная длина;
lw – длина сварного шва;
lx,ly – расчетные длины элемента в плоскостях, соответственно (х – х), (у – у);
m = (eA/W) – относительный эксцентриситет;
mef = mη – приведенный относительный эксцентриситет;
tw – толщина стенки;
tf – толщина полки (пояса);
βf,βz – коэффициенты для расчета углового шва, соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления;
γb – коэффициент условий работы болтового соединения;
γс – коэффициент условий работы всей конструкции;
γn – коэффициент надежности по назначению конструкции;
γm – коэффициент надежности по материалу;
η – коэффициент влияния формы сечения;
— условная гибкость (λ = λ);
λеf – приведенная гибкость стержня сквозного сечения;
ef – условная приведенная гибкость стержня сквозного сечения;
λf – условная гибкость поясного листа;
λх, λу – расчетные гибкости элемента в плоскостях (х – х), (у – у);
υ – коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);
σloc – местное напряжение;
σх, σу – нормальные напряжения, параллельные осям, соответственно (х–х)(у-у);
τху – касательные напряжения;
fх,у – коэффициент продольного изгиба при центральном сжатии;
φb – коэффициент устойчивости при изгибе;
φе – коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом;
φеху – коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом в двух плоскостях;
Глава 1. Основные понятия о металлических конструкциях
1.1. Общие сведения о металлических конструкциях
Металлические конструкции применяются во всех областях строительства при возведении зданий и сооружений благодаря своим универсальным качествам — высокой прочности (несущей способности); надежности работы при различных видах напряженного состояния, в тяжелых и агрессивных условиях эксплуатации; эффективностью изготовления и монтажа; относительно малый собственный вес при восприятии значительных нагрузок. Кроме того, металлы обладают высокой плотностью — непроницаемостью для газа и жидкости.
К недостаткам стальных конструкций можно отнести сравнительно малую огнестойкость и подверженность коррозии от контакта с влагой, агрессивными средами. При высоких температурах (для стали более 600 0 С) конструкции теряют свою несущую способность.
В зависимости от вида конструкции различают стержневые и сплошные системы стальных конструкций. Стержневые системы состоят из балок, колонн, ферм (каркасы зданий; мосты; арки и фермы, купола, стойки ЛЭП, мачты, башни, эстакады, краны и др. конструкции). Сплошные системы состоят из различных видов листовых конструкций (резервуары, газгольдеры, трубы, бункеры, конструкции металлургических заводов, нефтяных и химических предприятий и т.п.).
1.2. Материалы для металлических конструкций
Материалом для металлических конструкций служит, в основном, сталь. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации применяют стали различных марок. При выборе марки стали учитывают климатический район строительства и группу конструкций зданий и сооружений по СНиП II.23-81*. Характеристики некоторых видов сталей приведены ниже.
По способу изготовления сталь бывает мартеновской и кислородно-конверторной (их изготовляют кипящими, спокойными и полуспокойными). Кипящую сталь сразу разливают из ковша в изложницы. Она содержит значительное количество растворенных газов. Спокойная сталь — это сталь, выдержанная некоторое время в ковшах вместе с раскислителями (кремний, алюминий), которые, соединяясь с растворенным кислородом, уменьшают его вредное влияние; она имеет лучший состав и более однородную структуру, но дороже кипящей на 10…15%. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей.
Для строительных конструкций применяются следующие марки сталей.
Сталь малоуглеродистая обыкновенного качества марки Ст3. Металлургические заводы поставляют малоуглеродистые стали с гарантией: механических свойств (группа А), химического состава (группа Б), механических свойств и химического состава (группа В). Степень раскисления обозначается индексами “кп” — кипящая, “пс” — полуспокойная и “сп” — спокойная, например ВСт3пс. В зависимости от нормируемых показателей (химического состава, механических свойств и ударной вязкости) сталь делят на категории, например ВСт3сп5, а для каждой из категорий установлены, кроме того, группы прочности 1 и 2, например ВСт3сп5-1 и ВСт3сп5-2.
Сталь низколегированная марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 1412, 15ХСНД и др. низколегированные стали всегда поставляют по группе В, поэтому обозначение начинается сразу с цифр; первые две цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента; буквами обозначают легирующие элементы (Г — марганец, С — кремний, Х — хром, Н — никель, Д — медь, А — азот, Ф — ванадий); цифра после буквы указывает содержание этого легирующего элемента в процентах, если оно превышает 1%. Например, 15ХСНД — сталь, содержащая 0,15% углерода и легирующие добавки хрома, кремния, никеля, меди, причем содержание каждой добавки не превышает 1%.
Основные физические свойства стали: плотность ρ= 7850 кг/м 3 , модуль продольной упругости Е = 206 ГПа (1 ГПа = 100 МПа), модуль сдвига G = 78 ГПа, коэффициент линейного расширения α = 0,000012 град -1 .
До напряжений, близких к пределу текучести, зависимость между напряжениями и деформациями определяется законом Гука:
В СНиП II-23-81* даны механические характеристики и указания по применению различных марок сталей для стальных конструкций зданий и сооружений в зависимости от вида конструкций, условий их эксплуатации (группы I…IX) и расчетной отрицательной температуры.
Сортамент листовой и профильной стали. Стальные конструкции изготовляют из элементов, получаемых прокаткой (листы и фасонная, профильная сталь). В строительстве применяют следующие виды проката:основные типы прокатных профилей
· толстолистовой — толщиной 4…160 мм, для изготовления листовых конструкций (резервуаров, газгольдеров и др.), стенок балок, фасонок ферм и др. (ГОСТ 19903-74);
· тонколистовой — толщиной 0,5…4 мм, для изготовления гнутых профилей, устройства покрытий и т.п. (ГОСТ 19904-74 с изм.);
· сталь полосовая — толщиной 4…60 мм при ширине до 200 мм, для изготовления ребер жесткости диафрагм (ГОСТ 103-76);
· широкополосный — для изготовления сварных балок и колонн (ГОСТ 8200-70);
· уголковые профили — равнополочные и неравнополочные, применяются для изготовления ферм и других решетчатых конструкций (ГОСТ 8509-93; 8510-86);
· швеллеры и двутавры применяются для изготовления балок и колонн (ГОСТ 8240-93; 8239-89);
· гнутые профили, получаемые холодным способом из листов толщиной 3…10 мм, предназначенные для изготовления легких конструкций различной формы, эффективность гнутых профилей по сравнению с прокатными — их большая жесткость и легкость (ГОСТ 8282-83*, 25577-83*, ТУ36-2287-80 с изм.);
· электросварные трубы применяются для изготовления ферм (ГОСТ 10704-91).
Основными физико-механическими свойствами стали являются прочность, упругость, пластичность, которые определяются испытаниями на растяжение специально изготовленных образов. По результатам испытаний строят диаграмму испытуемого образца в координатах нагрузка (напряжения) — относительные деформации. (Рис 1.1).
а) Вид опытного образца для испытания стали на растяжение.
б) Сравнительные диаграммы растяжения сталей разных марок:
I – обыкновенного качества; II — повышенной прочности; III – V – высокой прочности; VI – IX – высокопрочные для канатов.
Для условий растяжения эта зависимость записывается
δ = N/А ε = ( )100%, (1.1)
где N — нагрузка, А — первоначальная площадь поперечного сечения, l0 — первоначальная длина базовой (рабочей) части образца, Δl — абсолютное удлинение.
В соответствии с рис. 1.1 основными прочностными характеристиками стали являются временное сопротивление δu и предел текучести δт=Rу. (рис 2.2 а)
Временное сопротивление — это предельная нагрузка, при которой происходит разрушение, отнесенная к первоначальной площадке поперечного сечения испытуемого образца.
Предел текучести Wт — наименьшее напряжение, при котором деформация происходит без заметного увеличения нагрузки, а остаточная деформация достигает 0,2% (остаточное относительное удлинение после разгрузки). В низкоуглеродистых сталях процесс нарастания деформаций идет по существу без изменения внешней нагрузки — металл “течет”. Для сталей повышенной прочности, не имеющих ярко выраженной площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести W0,2.
Деформативные свойства стали измеряются на образцах различной базы. Показателем пластических свойств стали является относительное остаточное удлинение при растяжении δ5 (%) стандартных плоских образцов с рабочей длиной l = 5,65 , и условная ударная вязкость.
Упругие свойства стали характеризуются начальным модулем упругости Е = tgα (где α- угол наклона прямолинейного участка диаграммы к оси абсцисс), пределом упругости δс и пределом пропорциональности δр.
Wр — предел пропорциональности, т.е. напряжение, до которого материал работает по закону Гука, имея линейную диаграмму растяжения W=Е·ε (1.2)
Wс — предел упругости, выражен напряжением (или нагрузкой), после снятия которого нет остаточных деформаций.
Значения физико-механических характеристик сталей даны в ГОСТ и ТУ.
Новая классификация строительных сталей приведена в приложении 18 в соответствии с СНиП II – 23 — 81 * .
Контрольные вопросы к главе 1
1. Что изучает наука о МК?
2. Как связаны МК с другими строительными конструкциями?
3. Какие основные требования предъявляются к МК?
4. Достоинства и недостатки МК.
5. Область применения МК.
6. Общие принципы проектирования МК.
7. Какими нормативными документами надлежит пользоваться при разработке МК?
8. Разновидности строительных сталей.
9. Какие виды разрушения присущи сталям и от чего это зависит?
10. Механические и прочностные свойства сталей.
11. Что такое сортамент металлических профилей и что он содержит?
Резюме к главе 1
В главе 1 приведены общие сведения о металлических конструкциях, их достоинства и недостатки, область применения. Даны характеристики некоторых видов сталей.
Приведены ГОСТы сортамента листовой и профильной сталей, основные физико-механические свойства сталей.
Чертежи и проекты
Разделы АС, АР, КЖ, КМ, КМД и т.д.
Разделы ЭМ, ЭС, ЭО, ЭОМ и т.д.
Разделы ОВ, ОВиК, ТМ, ТС и т.д.
Разделы ПС, ПТ, АПС, ОС, АУПТ и т.д.
Разделы ТХ и т.д.
Разделы ВК, НВК и т.д.
Разделы СС, ВОЛС, СКС и т.д.
Разделы АВТ, АВК, АОВ, КИПиА, АТХ, т.д.
Разделы АД, ГП, ОДД т.д.
Чертежи станков, механизмов, узлов
Базы чертежей, блоки
Подразделы
для студентов всех специальностей
Котлы и котельное оборудование
Рабочий проект домофонов жилого одиннадцатиэтажного 120-квартирного жилого дома.
Формат pdf
Страна Беларусь
Формат PDF
Страна РФ
Формат doc (MsWord)
Страна РФ
Группа ЭСЗС вариант №9
Пример оформления графической и текстовой части ПОС (проекта организации строительства)
Страна РФ
Формат dwg. word
РВС 5000 м3 пожаротушение и Пожаротушение водяного охлаждения резервуара для мазута
Рабочий проект перепланировки нежилого помещения. Многофункциональный центр. Электросиловое оборудование.
Формат dwg
Страна Россия
Электроснабжение и освещение блочно-модульной котельной 18 МВт
Проектом разработано внутреннее электроснабжение котельной. Установленная мощность приемников котельного зала - 327,5 кВт, расчетная - 271,3 кВт.
Страна Россия
Формат pdf
Рабочий проект автоматизации котельной, работающей на газообразном топливе в автоматическом режиме. В качестве аварийного топлива используется дизельное топливо.
Формат pdf
Страна Россия
Рабочий проект пожарной сигнализации приюта для бездомных животных
Страна Украина, язык - украинский
Формат pdf
Данный комплект чертежей разработан на основании задания технологической группы.
Район строительства-Республика Коми, г. Воркута, пос. Воргашорский.
Формат dwg
Всего 4706 на 471 страницах по 10 на каждой странице
Не нашли что искали? Тогда спросите на нашем форуме
Последние файлы
Проектом предусматривается оборудование … .
Архитектурные чертежи «Комплекс по… .
Курсовая работа Релейная защита и автома… .
Рабочий проект: «Капитальный ремон… .
Фильмы и видео
На видеоуроке будут рассмотрены следующи… .
1. Ключевые отличия между системами на б… .
Документы
Каталог нормативной документации
Типовые проекты и типовые серии
Типовые проекты и типовые серии
АлтГТУ им. И.И.Ползунова
Кафедра Строительных конструкций
курсовой проект по дисциплине "Металлические конструкции включая сварку"
На тему "Проектирование стального каркаса рабочей площадки"
Барнаул 2017
исходные данные
1. Размер рабочей площадки в плане: 18х36 м.
2. Сетка колонн: 6х12 м.
3. Технологическая нагрузка: 25 кН/м2.
4. Отметка верха настила: 10,8 м.
5. Класс бетона фундаментов В12,5
5. Район строительства г. Иркутск
Графическая часть содержит схему расположения элементов каркаса, чертежи КМ балки настила и колонны из спаренного швеллера. Чертежи КМД главной балки из сварного двутавра и стропильной фермы из уголков, чертеж укрупнительного стыка главной балки на высокопрочных болтах.
Содержание ПЗ:
1. Данные для проектирования
2. Расчетная часть
2.1 Определение толщины и пролета стального листа
3 Расчет балки настила
4. Подбор сечения связей
5. Конструктивные решения узлов сопряжения балок в балочной клетке
6. Расчет главной балки из составного двутавра
7 Расчет центрально-сжатой сквозной колонны
8. Проектирование стропильных ферм
Список литературы
Состав: В работу включены чертежи стадии КМ: 1) Схема расположения элементов рабочей площадки 2) Чертеж балки настила из прокатного двутавра 3) Чертеж КМ колонны из спаренных швеллеров 4) Узел опирания балки покрытия на колонну Чертежи стадии КМД: 1) Отправочная марка главной балки из сварного двутавра 2) Отправочная марка фермы из парных уголков, ПЗ
Софт: Autodesk Revit 2018
Каталог / Строительство / Металлоконструкции / Курсовая работа по курсу "Металлические конструкции включая сварку"
Курсовая МК-Лист - 2 - Чертеж КМ балки настила из прокатного двутавра, Узел 1, Укрупнительный стык балки Б1.dwg
Чтобы скачать чертеж, 3D модель или проект, Вы должны зарегистрироваться и принять участие в жизни сайта. Посмотрите, как тут скачивать файлы.
Содержание
1. Исходные данные
2. Выбор схемы решетки фермы и конструкции кровли
3. Разработка схемы связей
4. Сбор нагрузок
5. Определение расчетных усилий в стержнях фермы
6. Подбор сечений стержней фермы
7. Расчет сварных швов, прикрепляющих раскосы и стойки к поясам фермы
8. Расчет и конструирование узлов фермы
Список использованной литературы
В работу входят черчеж и пояснительная записка
2. Выбор схемы решетки фермы и конструкции кровли.
Ферму проектируем высотой по наружным граням поясов – 2000 мм.
Рис. 1. Геометрическая схема фермы.
Принимаем конструкцию несущих элементов кровли – стальной профнастил по прогонам. Т.к. кровля теплая, то основные составляющие слоев кровли следующие (сверху — вниз): гравий втопленный в битум, 4 слоя рубероида (гидроизоляционный ковер), цементная стяжка 20 мм, утеплитель – пенопласт 100 мм, пароизоляция – 1 слой рубероида, профнастил (t = 8 мм), прогоны.
3. Разработка схемы связей.
Связи служат для придания покрытию и зданию в целом пространственной жесткости, а так же для обеспечения устойчивости отдельных стержней ферм. Горизонтальные по верхним поясам ферм обеспечивают устойчивость работы верхнего пояса при работе его из плоскости. Они расположены в поперечном направлении в крайних (торцевых) пролетах здания. Главное назначение связей состоит в том, чтобы обеспечить пространственную работу каркаса при действие значительных местных горизонтальных нагрузок. Вертикальные связи между фермами обеспечивают устойчивость ферм во время монтажа, а в смонтированных конструкциях покрытия они обеспечивают общую жесткость блока состоящего из двух стропильных ферм и поперечных связей по верхним поясам. Вертикальные связи расположены посередине пролета фермы.
Схема связей по верхнему и нижнему поясу фермы приведена на рис. 2 и 3.
Рис. 2. Схема связей покрытия.
А) горизонтальные по верхним поясам ферм.
Б) вертикальные между фермами.
1 – фермы, 2 – распорки; 3 – горизонтальные связи; 4 – вертикальные связи; 5 – колонны………
Читайте также: