116

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. Н. Гущин

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Строительные материалы. Тех-

нология конструкционных материалов, включая сварочные работы» для обучающихся для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. Н. Гущин

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Строительные материалы. Тех-

нология конструкционных материалов, включая сварочные работы» для обучающихся для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 621.9 (075.8)

Гущин А. Н. Расчет и проектирование соединений стальных строительных конструкций [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / А. Н. Гущин; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 7 с.; ил. электрон. опт. диск (CDRW)

Изложено содержание и объем практических занятий по расчету и проектированию заклепочных, сварных и резьбовых соединений стальных строительных конструкций дисциплины «Строительные материалы. Технология конструкционных материалов, включая сварочные работы» Рассмотрены методики расчетов в зависимости от характера и вида нагружения, характера расположения соединяемых элементов. Приведены примеры тем контрольных работ.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

3

Введение

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов третьего курса (6-ый семестр) ННГАСУ в помощь к практическим занятиям по расчету и проек-

тированию соединений стальных строительных конструкций дисциплины «Строительные материалы. Технология конструкционных материалов, включая сварочные работы», по

специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строи-

тельство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

1. Содержание практических занятий

1.1.Изготовление заклепок. Расчет заклепочных соединений

Рассматривается изготовление и классификация заклепок по типу заклепок и

заклепочных швов.

Даются расчетные формулы для расчетов при разных видах деформации заклепок.

Приводятся примеры расчетов заклепочных соединений.

1.2. Изготовление резьбовых соединений. Расчет резьбовых крепежных изделий при постоянных напряжениях

Рассматривается изготовление и классификация резьбовых соединений, определе-

ния и параметры резьбы. Расчет болтов без зазора, с зазором, с внецентренной растяги-

вающей нагрузкой.

Приводятся примеры расчетов резьбовых соединений.

1.3. Расчет резьбовых крепежных изделий при переменных напряжениях

Показывается, что в соединениях, нагружаемых переменными циклическими на-

грузками, соединения должны быть установлены со значительной первоначальной затяж-

кой. Прочность резьбовых соединений при действии переменных напряжений по двум коэффициентам запаса: по амплитуде цикла напряжений и и по наибольшему напряжению цикла.

Приводится пример расчета.

1.4. Расчет группы болтовых соединений

Устанавливается закон распределения внешней нагрузки между всеми болтами и определяется сила, действующая на наиболее нагруженный болт, по которому производят расчет. Рассматриваются следующие варианты нагружения: нагрузка действует в плоско-

сти стыка и проходит через его центр тяжести, нагрузка действует в плоскости стыка, на-

4

грузка перпендикулярна плоскости стыка и проходит через его центр тяжести, внешняя сила наклонена к плоскости стыка и проходит через его центр тяжести.

Приводятся примеры расчетов.

1.5. Расчет стыковых сварных соединений

Дается классификация основных способов сварки, видов сварных соединений и ти-

пов сварных швов. Отмечается, что при соединении встык сварной шов работает на рас-

тяжение и сжатие. Все виды подготовки кромок принимаются эквивалентными.

Приводится пример расчета.

1.6. Расчет сварных соединений, выполненных с помощью угловых швов

Рассматриваются вопросы расчета угловых швов, нагруженных осевыми силами на срез по биссекторной плоскости прямого угла, при несимметричном расположении швов,

при соединении в тавр; при нагружении перпендикулярно стыку – по условной методике геометрического суммирования напряжения от изгиба и растяжения с напряжениями, со-

ответствующими поперечной силе; при нагружении в плоскости стыка – по способу по-

лярного момента инерции или по способу осевого момента инерции.

Приводятся примеры расчетов.

1.7. Выбор допускаемых напряжений. Переменные нагрузки. Расчет швов точечного соединения

Отмечается, что расчет швов точечного соединения производится по одному из двух способов, рассматриваемых ранее по способу полярного момента инерции и по спо-

собу осевого момента инерции. При действии переменных нагрузок вводят коэффициент снижения допускаемого напряжения, величина которого определяется видом соединения,

как переменной по величине, так и переменной по велечине и направлению нагрузке.

1.8. Расчет, проектирование и анализ узлов металлоконструкций, выполненных сварными и с использованием заклепочных и резьбовых соединений

Приводится пример оформления, расчета и проектирования заклепочного или резь-

бового соединения узла металлической конструкции и того же узла выполненного свар-

ным. Предлагается провести сравнение рассчитанных и спроектированных сварных узлов металлических конструкций с теми же узлами, выполненными резьбовыми соединениями или соединениям на заклепках по металлоемкости, прочности, габаритам и экономично-

сти.

5

Примерная тематика контрольных работ

1.Спроектировать соединение элементов консоли к колонне при помощи сварки и то же соединение на заклепках.

2.Спроектировать сварной подшипник и рассчитать шпильки крепления его к пото-

лочным балкам.

3. Спроектировать узел крепления фермы к колонне при помощи сварки и то же со-

единение на болтах.

4.Спроектировать сварное соединение полосы к двутавру и то же соединение на за-

клепках.

5. Спроектировать сварное соединение опорной консоли и то же соединение на бол-

тах.

6. Спроектировать сварное соединение тыги уголкового профиля для поддержания груза и то же соединение на заклепках.

7.Спроектировать сварное соединение узла фермы и то же соединение на шпильках. 8. Спроектировать сварное соединение узла из трубных профилей с узловой фасон-

кой и то же соединение на шпильках.

9. Спроектировать сварной узел крепления фермы к колонне и то же соединение на болтах

6

Рекомендуемая литература

1.Мещеряков, В. М. Технология конструкционных материалов и сварка / В. М. Ме-

щеряков. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. – 320 с.

2.Оботуров, В. И. Сварочные работы в строительстве / В. И. Оботуров. – Москва :

АСВ, 2006. – 224 с.

3.Куркин, С. А. Сварные конструкции / С. А. Куркин, Г. А. Николаев. – Москва :

Высш. шк., 1991. – 399 с.

4.Болдырев, А. М. Сварочные работы в строительстве и основы технологии металлов

/ А. М. Болдырев, А. С. Орлов. – Москва : АСВ, 1994. – 431 с.

5.Кузьмин, А. В. Расчеты деталей машин / А. В. Кузьмин, И. Н. Чернин. – Москва :

Высш. шк., 1986. – 400 с.

6.Иванов, М. Н. Детали машин / М. Н. Иванов, В. А. Феногенов - Москва : Высш.

шк., 2008. – 408 с.

7.Решетов, Д. Н. Детали машин / Д. Н. Решетов. – Москва : Машиностроение, 2008. – 408 с.