5856
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.В. Пронин
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕОРИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ
ЧАСТЬ 1 – МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекционным и практическим занятиям (включая раздел по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектурные конструкции и теория конструирования» по направлению подготовки 07.03.01 Архитектура, направленность (профиль) Архитектурное проектирование;
направленность (профиль) Градостроительное проектирование; направленность (профиль) Реставрационное проектирование
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.В. Пронин
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕОРИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ
ЧАСТЬ 1 – МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекционным и практическим занятиям (включая раздел по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Архитектурные конструкции и теория конструирования» по направлению подготовки 07.03.01 Архитектура, направленность (профиль) Архитектурное проектирование;
направленность (профиль) Градостроительное проектирование; направленность (профиль) Реставрационное проектирование
Нижний Новгород
2022
УДК 624.014 (075.8)
Пронин, В. В. Архитектурные конструкции и теория конструирования. Часть 1 – металлические конструкции : учебнометодическое пособие / В. В. Пронин; Нижегородский государственный архитектурно - строительный университет. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 11 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены рекомендации по подготовке к лекционным и практическим занятиям по архитектурным конструкциям и теории конструирования (металлические конструкции). Приведена основная тематика лекционных и практических занятий, вопросы для самоконтроля усваиваемого теоретического и практического материала, литература, содержащая расширенную информацию по рассматриваемому вопросу.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным и практическим занятиям по учебной дисциплине «Архитектурные конструкции и теория конструирования» для обучающихся по направлению подготовки 07.03.01 Архитектура направленность (профиль) Реставрационное проектирование; направленность (профиль) Архитектурное проектирование; направленность (профиль) Градостроительное проектирование.
© В.В. Пронин, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
Лекции
Лекция 1
Тема: Введение в металлические конструкции.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Общие сведения о металлических конструкциях. Краткий исторический обзор. Области применения металлических конструкций. Перспективы развития, направления совершенствования металлических конструкций.
Достоинства и недостатки металлических конструкций. Виды металлических конструкций и область их применения.
Часть информации можно почерпнуть из прочитанных ранее дисциплин, а некоторые вопросы освещены в литературных источниках.
Вопросы для самопроверки:
1.Какова область применения металлических конструкций?
2.Какими достоинствами и недостатками обладает сталь как конструкционный материал?
3.Сформулируйте основные перспективные направления развития и совершенствования стальных конструкций.
4.Назовите основные виды металлических конструкций.
Литература для подготовки к лекции.
1.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк.,
1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
2.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1. Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, Х. В. Беляева [и др.] ; под общей редакцией А. Р. Туснина ; Ассоциация развития стального строительства (АРСС). – Москва : Перо, 2021. – 468 с. : ил. – ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2.
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
Лекция 2
Тема: Сталь как конструкционный материал. Виды сталей, применяемых в строительстве. Диаграмма работы стали.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Маркировка сталей по ГОСТ 27772. Понятия об основных прочностных показателях стали и зависимостях между ними. Классификация сталей по прочности. Коэффициент надежности по материалу.
Вопросы для самопроверки:
1.Маркировка сталей по ГОСТ 27772, что означает цифра в маркировке?
2.Каковы характерные области работы стали при простом растяжении?
3.Что такое предел текучести и временное сопротивление? Как назначается коэффициент надежности по материалу?
4.Что такое расчётное сопротивление стали по пределу текучести и по временному сопротивлению?
5.Как назначаются расчетные сопротивления сталей?
4
Литература для подготовки к лекции.
1.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства
ижилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : элек-
тронный.
2.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк.,
1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
3.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1. Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, Х. В. Беляева [и др.] ; под общей редакцией А. Р. Туснина ; Ассоциация развития стального строительства (АРСС). – Москва : Перо, 2021. – 468 с. : ил. – ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2 (Общ.)
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
Лекция 3
Тема: Нагрузки и воздействия. Сочетания нагрузок.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Виды нагрузок, понятия постоянные, временные и особые нагрузки. Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициент надежности по нагрузке, длительно действующая часть временных нагрузок.
Учет ответственности сооружений, классы сооружений и коэффициенты надежности по ответственности.
Учет совместного действия временных и особых нагрузок, коэффициенты сочетаний.
Вопросы для самопроверки:
1.Виды нагрузок.
2.Чем отличается расчетная нагрузка от нормативной? Как назначаются коэффициенты надежности по нагрузке?
3.Каковы классы сооружений по ответственности? Как назначаются коэффициенты надежности по ответственности?
4.Как учитывается совместное действие нескольких временных и особой нагрузки? Как назначаются коэффициенты сочетаний?
Литература для подготовки к лекции.
1.СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* : пересмотр СП 20.13330.2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. N 891/пр и введен в действие с 4 июня 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456044318?ysclid=latmke9ojp716401178. – Текст : элек-
тронный.
2.ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения : введен в действие 01.07.15 Приказом Росстандарта от 11.12.2014 N 1974ст. – Москва : Стандартинформ, 2015. – 14 с. – (Межгосударственный стандарт).
5
3.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк.,
1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
4.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1 : Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / Ассоциация развития стального строительства (АРСС) ; под общей редакцией А. Р. Туснина. - Москва :
Перо, 2021. - 468 с. : ил. - ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2
(Общ.).
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
Лекция 4
Тема: Основы расчета элементов стальных конструкций.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Основы метода расчета по предельному состоянию. Виды предельных состояний. Центральное растяжение, изгиб, внецентренное растяжение, центральное сжатие, внецентренное сжатие. Подбор сечений и проверка несущей способности по первому и второму предельным состояниям.
Формулы Эйлера, Навье и Журавского.
Вопросы для самопроверки:
1.Что такое предельное состояние конструкции? Какие предельные состояния Вы знаете?
2.Чем отличается расчет по разным предельным состояниям?
3.В чем отличия работы элемента на центральное растяжение и сжатие? Понятие расчетной длины.
4.Коэффициент продольного изгиба (коэффициент устойчивости), от чего зависит и как назначается?
5.Как распределяются по сечению нормальные и касательные напряжения при изгибе?
Литература для подготовки к лекции.
1.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II- 23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст :
электронный.
2.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш.
шк., 1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
3.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1. Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, Х. В. Беляева [и др.] ; под общей редакцией А. Р. Туснина ; Ассоциация развития стального строительства (АРСС). – Москва : Перо, 2021. – 468 с. : ил.
– ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2 (Общ.).
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
6
Лекция 5
Тема: Соединения элементов стальных конструкций.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Сварка как основной вид соединения элементов стальных конструкций.
Стыковые и угловые сварные соединения. Расчет стыковых и угловых сварных швов. Конструктивные требования к угловым сварным швам.
Болтовые соединения на обычных болтах и болтах с контролируемым натяжением (высокопрпочных). Расчет болтовых соединений.
Конструктивные требования при размещении болтов.
Вопросы для самопроверки:
1.Как назначаются расчетные сопротивления стыковых и угловых сварных швов?
2.Виды расчетных сопротивлений угловых швов.
3.Что такое коэффициент глубины проплавления и как он назначается?
4.Как учитываются дефекты швов при расчете стыковых и угловых сварных швов?
5.Минимальные и максимальные катеты угловых швов.
Литература для подготовки к лекции.
1.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II- 23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст :
электронный.
2.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш.
шк., 1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
3.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1. Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, Х. В. Беляева [и др.] ; под общей редакцией А. Р. Туснина ; Ассоциация развития стального строительства (АРСС). – Москва : Перо, 2021. – 468 с. : ил.
– ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2 (Общ.).
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
Лекция 6
Тема: Основные виды несущих стальных конструкций.
Подготовка студента к лекционному занятию состоит в ознакомлении со следующим перечнем вопросов:
Балки и балочные конструкции. Узлы сопряжения балок.
Колонны сплошного и сквозного сечений, понятие эффективной гибкости сквозного стержня относительно свободной оси.
Фермы. Генеральные размеры, очертания, виды решетки, типы сечений элементов. Связи по фермам.
Арки. Генеральные размеры, очертания, типы сечений. Связи по аркам.
7
Вопросы для самопроверки:
1.Виды сечений балок.
2.Виды узлов сопряжения балок.
3.Виды сечений центрально сжатых колонн.
4.Основные требования при конструировании узлов ферм.
5.Достоинства и недостатки арок по сравнению с балками и фермами.
Литература для подготовки к лекции.
1.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II- 23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
2.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 1. Элементы стальных конструкций : учебник для строительных вузов / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1997. – 526 с. : ил. – ISBN 5-06-003443-7.
3.Проектирование металлических конструкций : учебник для вузов. Часть 1. Металлические конструкции. Материалы и основы проектирования / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, Х. В. Беляева [и др.] ; под общей редакцией А. Р. Туснина ; Ассоциация развития стального строительства (АРСС). – Москва : Перо, 2021. – 468 с. : ил.
– ISBN 978-5-00171-440-8 (Ч.1). – ISBN 978-5-00171-439-2 (Общ.).
Рекомендуемое количество часов самостоятельной работы 1 час.
Практические занятия
Практическое занятие №1 (2 часа)
Используемая литература
1.Пронин, В. В. Практические занятия по курсу металлических конструкций. Задания и примеры выполнения : учебное пособие / В. В. Пронин ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - 3-е изд., перераб. и доп. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 2021. - 66 с. : ил. - В библиотеке также находится электронная версия издания - См. на заглавие. - ISBN 978-5-528-00464-8.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
Тема занятия: Выбор стали и материалов для сварки.
План занятия:
1.Выдача студентам номеров вариантов выполнения всех заданий.
2.Ознакомление с теоретической частью практического занятия №1.
3.Ознакомление с таблицами В.3, В.4, В.5, Г.1 СП 16.13330.
4.Решение упражнений 1.1 и 1.2 с заполнением таблиц 1.1 и 1.3.
5.Ознакомление с контрольными вопросами.
6.Сдача работы на проверку.
8
Практическое занятие №2 (2 часа)
Используемая литература
1.Пронин, В. В. Практические занятия по курсу металлических конструкций. Задания и примеры выполнения : учебное пособие / В. В. Пронин ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - 3-е изд., перераб. и доп. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 2021. - 66 с. : ил. - В библиотеке также находится электронная версия издания - См. на заглавие. - ISBN 978-5-528-00464-8.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
Тема занятия: Расчет и конструирование сварных соединений.
План занятия:
1.Ознакомление с теоретической частью практического занятия №2.
2.Работа с таблицами В.3, В.4, В.5, Г.1 СП 16.13330.
3.Решение упражнений 2.1 и 2.2 с выполнением рисунков 2.1 и 2.2.
4.Ознакомление с контрольными вопросами.
5.Сдача работы на проверку.
Практическое занятие №3 (2 часа)
Используемая литература
1.Пронин, В. В. Практические занятия по курсу металлических конструкций. Задания и примеры выполнения : учебное пособие / В. В. Пронин ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - 3-е изд., перераб. и доп. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 2021. - 66 с. : ил. - В библиотеке также находится электронная версия издания - См. на заглавие. - ISBN 978-5-528-00464-8.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
Тема занятия: Расчет и конструирование болтовых соединений.
План занятия:
1.Ознакомление с теоретической частью практического занятия №3.
2.Ознакомление и работа с таблицами Г .3, Г.5, Г.6, Г.9 СП 16.13330.
3.Решение упражнений 3.1 и 3.2 с выполнением рисунков 3.1 и 3.2.
4.Ознакомление с контрольными вопросами.
5.Сдача работы на проверку.
9
Практическое занятие №4 (2 часа)
Используемая литература
1.Пронин, В. В. Практические занятия по курсу металлических конструкций. Задания и примеры выполнения : учебное пособие / В. В. Пронин ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - 3-е изд., перераб. и доп. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 2021. - 66 с. : ил. - В библиотеке также находится электронная версия издания - См. на заглавие. - ISBN 978-5-528-00464-8.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
3.ГОСТ Р 57837-2017. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия. Стандартинформ, 2017.
Тема занятия: Расчет прокатной балки.
План занятия:
1.Ознакомление с теоретической частью практического занятия №4.
2.Работа с таблицей В.4 СП 16.13330.
3.Ознакомление с ГОСТ Р 57837-2017.
4.Решение упражнения с выполнением рисунков 4.1 и 4.2.
5.Ознакомление с контрольными вопросами.
6.Сдача работы на проверку.
Практическое занятие №5 (в учебном пособии это упражнение № 6) (2 часа)
Используемая литература
1.Пронин, В. В. Практические занятия по курсу металлических конструкций. Задания и примеры выполнения : учебное пособие / В. В. Пронин ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. - 3-е изд., перераб. и доп. - Нижний Новгород : ННГАСУ, 2021. - 66 с. : ил. - В библиотеке также находится электронная версия издания - См. на заглавие. - ISBN 978-5-528-00464-8.
2.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст : электронный.
3.ГОСТ Р 57837-2017. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия. Стандартинформ, 2017.
Тема занятия: Расчет центрально сжатых колонн и стоек.
План занятия:
1.Ознакомление с теоретической частью практического занятия №5.
2.Ознакомление с таблицей Д.1 СП 16.13330.
3.Работа с ГОСТ Р 57837-2017.