Учебное пособие 1957

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра металлических конструкций и сварки в строительстве

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ

Методические указания к выполнению курсового проекта по металлическим конструкциям для студентов специальности 270114 "Проектированиезданий"

Воронеж 2018

УДК 624.014 ББК 38.54

Составители: асс. В.И. Щеглова, канд. техн. наук, доц. А.С. Щеглов

Проектирование стальных конструкций рабочей площадки: метод. указания к выполнению курс. проекта для студ. спец. 270114 / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: В.И. Щеглова, А.С. Щеглов. Воронеж, 2018. 46 с.

В предлагаемых методических указаниях рассмотрены вопросы расчёта и конструирования изгибаемых и центрально сжатых стальных элементов на примере рабочей площадки металлургического цеха, приведены рекомендации и указания, необходимые для грамотного выполнения курсового проекта. Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 270114 "Проектирование зданий", а также могут быть использованы студентами других специальностей направления 270100 "Строительство" при курсовом проектировании.

Ил. 14. Табл. 6. Библиогр.: 9 назв.

УДК 624.014 ББК 38.54

Рецензент: генеральный директор Воронежского регионального отделения Общероссийской общественной организации «Российское общество инженеров строительства» (ВРО

ООО «РОИС») М.П. Смирнов

Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета

Введение

Наибольший экономический эффект при проектировании стальных конструкций во многом зависит от обоснованного выбора материала, правильного подбора геометрических характеристик: расчётных длин и поперечных сечений элементов, их взаимного расположения и соединения иными словами от квалификации специалистов, выполняющих расчёт и конструирование элементов на всех стадиях проектирования.

Особенностью проектирования металлических конструкций является его двухстадийность. Первая стадия (конструкции металлические КМ) разрабатывается специализированными проектными организациями. На этом этапе проектирования выбирают расчётную схему сооружения, производят полный расчёт и подбор сечений всех конструктивных элементов, выполняют общие чертежи всего сооружения или отдельных его частей и разрабатывают основные узлы сопряжений деталей. Кроме того, в состав проекта КМ включают техническую спецификацию потребного металлопроката по элементам конструкций, профилям и маркам стали.

Рабочий проект на стадии КМД (конструкции металлические деталировочные) разрабатывают на основании чертежей КМ конструкторские отделы заводов-изготовителей металлоконструкций с учётом: технологических возможностей завода; членения конструкций на отправочные элементы из условий транспортабельности и грузоподъёмности монтажного оборудования монтирующей организации; принятых способов заводских и монтажных соединений; необходимости производства общей или контрольной сборок на заводе.

В предлагаемом курсовом проекте на стадии КМ разрабатываются конструкции рабочей площадки (рис. 1) металлургического цеха, состоящей из системы балок (главных и опирающихся на них второстепенных), перекрытых стальным или железобетонным настилом и установленных на колонны. В

3

курсовом проекте разработка данной стадии завершается выполнением чертежа формата А2.

Рис. 1. Поперечный разрез мартеновского цеха

Стадия КМД проекта представляется деталировочным чертежом (формата А1) отправочной марки главной балки ("отправочной маркой" называют конструктивный элемент или его часть, удовлетворяющий условиям перевозки и полностью изготовленный на заводе металлоконструкций).

Авторы надеются, что настоящие методические указания помогут студентам без особых проблем сориентироваться в том обширном наборе новых нормативных, научноисследовательских, справочных и рекомендательных изданий, без которых невозможно заниматься проектированием металлических конструкций. При этом непременным для выполнения расчётов является наличие у студента СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП

II-23-81*"[7], СП 294.1325800.2017 Конструкции стальные.

Правила проектирования [9] и желательным одного из справочных изданий [3, 10].

4

1. Компоновка элементов рабочей площадки

Каркас рабочей площадки состоит из элементов, составляющих балочную клетку второстепенных и главных балок, поддерживающих их колонн и связей (рис. 2).

Рис. 2. Элементы, составляющие рабочую площадку

В задании на проектирование конструкций уже приведены все основные компоновочные параметры, поэтому в задачу студентов входит лишь размещение второстепенных балок с одним условием чтобы их опорные участки не сов-

падали с монтажными стыками главных балок.

Прежде чем приступить к проектированию конструкций, имеет смысл оговорить вопросы, касающиеся наименований размерностей физических величин, встречающихся в расчётах, а также сразу определить необходимые расчётные фи- зико-механические характеристики стали.

Авторам наиболее целесообразным представляется вести расчёт с наименованиями силовых и производных от них физических величин в килоньютонах (кН), а линейных — в

5

сантиметрах (см). Такие наименования с одной стороны не противоречат "Перечню единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве (СН 528-80) [6], а с другой — удобны для использования, так как все основные геометрические характеристики сечений элементов в сортаментах приведены в указанных единицах.

Расчётные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе Ry определяются по пределу текучести, в зависимости от марки стали, вида (лист, фасонный прокат) и толщины проката[7, табл. В.4, В.5]. Кроме того, при проектировании потребуются расчётные сопротивления стали срезу Rs [7, табл. 2];

смятию торцевой поверхности Rp [7, табл. В.6]; модуль упру-

гости E [7, табл. Б.1]. Указанные характеристики можно определить также по [10, табл. 1 и 2].

Рекомендуется выписать их и свести в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Значения физико-механических характеристик стали, кН/см2

листовой t = 2-10

листовой t = 10-20

фасонный t = 2-10

фасонный t = 10-20

Теоретической основой проектирования стальных конструкций являются методы расчёта и формулы курса сопротивления материалов, которые, как показывает практика, к моменту выполнения данного курсового проекта студентами существенно забываются. Авторы посчитали необходимым привести здесь основные расчётные формулы указанного курса, на основе которых и производится вычисление параметров несущих металлических конструкций, предусмотренных в данном проекте (табл. 2).

6

7

8

9

10