В г. шахты ростовской области
(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