- •1. Область применения и номенклатура металлических конструкций.
- •2. Конструктивные схемы колонн, типы сечений
- •3. Конструирование стержня колонны при центральном сжатии.
- •4. Достоинства и недостатки металлических конструкций.
- •5. Соединение поясов металлических балок со стенками.
- •6. Нагрузки, действующие на подкрановые конструкции
- •7. Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям.
- •8. Расчет листового настила балочной клетки.
- •9. Виды и конструктивные решения сечений подкрановых балок
- •10. Расчет металлических конструкций по допускаемым напряжениям.
- •11. Опорные узлы подкрановых балок
- •12. Конструирование металлических балок с изменением сечения по длине балки.
- •13. Расчет металлических конструкций по предельным состояниям.
- •14. Определение расчетных усилий в элементах фермы.
- •16. Нагрузки и воздействия. Классификация нагрузок и их сочетаний.
- •17. Особенности расчета подкрановых балок
- •18. Конструирование подкрановых балок.
- •19. Материалы, применяемые в металлических конструкциях.
- •К определению механических характеристик металла:
- •20. Конструктивные схемы связей.
- •Связи между колоннами
- •Связи по покрытию
- •21. Покрытия по прогонам.
- •22. Наклеп и старение стали.
- •Диаграммы деформирования стали при повторном нагружении:
- •23. Расчет стыковых сварных соединений.
- •24. Особенности расчета стропильных ферм.
- •25. Работа стали на растяжение. Диаграмма растяжения стали.
- •26. Определение площади сечения элементов металлических ферм и подбор сечения по сортаменту.
- •29. Расчет и конструирование стержня решетчатых колонн.
- •30. Конструирование базы решетчатых колонн.
- •32. Расчет и конструирование стержня сплошных колонн при внецентренном сжатии.
- •33. Конструирование базы колонны сплошного сечения при внецентренном сжатии.
- •34. Влияние температуры на механические свойства стали. Усталость металла.
- •35. Расчет на прочность по предельному состоянию стальных изгибаемых балок при одновременном действии моментов и поперечных сил.
- •36. Конструирование и расчет болтовых соединений.
- •37. Работа стали на сжатие. Проблема устойчивости.
- •38. Расчет внецентренно -сжатых и сжато-изогнутых металлических стержней.
- •39. Конструирование сжатых элементов металлических ферм.
- •40. Сварные соединения. Виды сварки. Общие характеристики.
- •41. Расчет сварных соединений при действии моментов.
- •42. Конструирование стыков разрезных балок.
- •43. Компоновка поперечной рамы, выбор конструктивной схемы.
- •44. Общие сведения и расчет болтовых и заклепочных соединений.
- •45. Конструирование узлов металлических ферм (узел сопряжения элементов решетки).
- •Тяжелые фермы
- •46. Узел крепления подкрановых балок к колонне.
- •47. Типовых схемы стропильных ферм.
- •48. Укрупнительный стык отправочных элементов стропильной фермы.
- •49. Расчетная длина сжатых стержней стропильных ферм.
- •50. Расчет стержня внецентренно сжатых колонн сквозного сечения.
- •51. Конструирование сопряжения верхней и нижней части ступенчатой колонны одноэтажного промышленного здания.
- •52. Виды баз колонн и их конструирование.
- •53. Связи в производственных зданиях.
- •Связи между колоннами
- •Связи по покрытию
- •54. Конструирование узла крепления подкрановых балок к колонне.
- •55. Унифицированные типовые схемы стропильных ферм.
- •56. Расчет опорной плиты и анкерных болтов внецентренно сжатой колонны.
- •57. Конструирование раздельной базы внецентренно сжатых колонн.
- •58. Определение расчетных длин колонн в плоскости и из плоскости поперечной рамы одноэтажного промышленного здания.
- •59. Статический расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания на ветровые нагрузки.
- •60. Конструирование базы решетчатой колонны.
- •61. Расчет и конструирование опорного столика при шарнирном сопряжении ригеля с колонной.
- •62. Расчет и конструирование опорного столика при жестком сопряжении ригеля с колонной.
- •63. Учет пространственной работы поперечных рам.
- •1 . Пространственная работа каркаса при отсутствии жесткой кровли
- •2. Пространственная работа каркаса при жесткой кровле
- •3. Пространственная работа каркаса многопролетных рам
- •64. Особенности работы поперечных рам одноэтажного промышленного здания.
- •65. Расчет стыкового соединения с двумя накладками.
- •66. Нагрузки, действующие на рамы.
- •67. Конструирование оголовка колонн и опирание балок сверху.
- •68. Последовательность статического расчета рам.
- •69. Состав каркаса и его конструктивные схемы.
- •70. Типы подкрановых балок и тормозных конструкций.
- •71. Конструкции покрытия (прогонные, беспрогонные).
- •72. Прогоны сплошного и решетчатого сечения. Схемы, расчет.
- •73. Связи по колоннам, связи по покрытию.
- •Связи между колоннами
- •Связи по покрытию
- •74. Последовательность статического расчета рамы.
- •75. Состав каркаса и его конструктивные схемы.
- •76. Нагрузки, действующие на рамы.
- •77. Особенности расчета металлических конструкций каркаса при усилении.
- •78. Обследование и методы диагностики металлических конструкций.
- •79. Подбор сечения подкрановых балок.
- •80. Способы увеличения несущей способности металлических конструкций.
- •81. Узлы опирания подкрановых балок.
- •82. Фонари. Схемы. Расчет.
35. Расчет на прочность по предельному состоянию стальных изгибаемых балок при одновременном действии моментов и поперечных сил.
Сечение прокатных балок подбирают на основе данных статического расчета и подобранное сечение должно удовлетворять условиям прочности, устойчивости и жесткости. Каждую балку в перекрытии рассматривают раздельно, несвязно друг с дргуом. Нагрузка на балку настила передается от настила, с участков перекрытия расположенных на смежных с балкой пролетах. Площадь с которой нагрузка передается на балку называется грузовой площадью. Для балки настила ширина грузовой площади равняется шагу этих балок. Предварительно номер прокатного профиля определяется из требуемого момента сопротивления балки, обеспечивающего ее прочность при изгибе.
Wтр=М/(с*Ry*γc)
где с – коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций, предварительно принимаемый 1,12
При изгибе балки в 2х плоскостях проверка прочности выполняется по формуле:
Мх/(Сх*Wxmin)+My/(Cy*Wymin)≤Ry*γc
В зависимости от требуемого момента сопротивления в сортаменте находится соответсвующий профиль с моментом сопротивления большим требуемому, затем проверяют прочность назначенного сечения по формуле
σ=М/(Wx*C)≤Ry* γc
где С – уточняющий коэффициент, пластических деформаций, определяется по таблице СниП Сечение вляется правильно подобранным если недонапряжение составляет 5-7%. Далее проверяют прочность по касательным напряжениям:
τ=Qmax/(t*h)≤Rs*γc
36. Конструирование и расчет болтовых соединений.
1. При конструировании следует назначить болты одного диаметра и по возможности минимальное число для всей конструкции.
2. Тип соединяемых элементов (в нахлестку или с накладками) выбирают в зависимости от конструкционных решений и условий работы стыка.
3. Расположение болтов в соединении может может приниматься рядовыми или шахматными с максимальным или минимальным расстоянием между болтами и до краев элемента.
4. В стыках и узлах расстояние между болтами принимается в целях экономии металла на накладки, а на участках крепления элементов конструкции по всей длине стыков максимально.
5. В профильных элементах болты распределяются по рискам расположенным из условия обеспечения требуемой прочности элемента.
6. Толщина стального пакета не должна превышать 7 диаметров болта.
37. Работа стали на сжатие. Проблема устойчивости.
Работу стали при одноосном напряжении можно проследить по испытанию образца на растяжения (рис.1.4.). В стадии 1 до предела пропорциональности Ơр связь между напряжением и деформациями подчиняется закону Гука (Ơ=Еε) – это стадия упругой работы.
Д еформации происходят за счет упруго возвратных искажений кристаллической решетки и исчезают после снятия нагрузки.
Диаграмма растяжения стали и образование шейки
При дальнейшем увеличении нагрузки (стадия 2) появляются отдельные сдвиги в зернах феррита, дислокации начинают скапливаться около границ зерен; прямая пропорциональность между напряжениями и деформациями нарушается (участок упруго пластической работы между Ơр и Ơy). Последующее увеличение напряжений приводит к интенсивному движению дислокаций и увеличению их плотности, развитию линий сдвига в зернах феррита; деформации растут при постоянной нагрузке. На диаграмме появляется площадка текучести (стадия 3).
Протяженность площадки текучести низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей составляет 1,5 – 2,5%.
Развитие деформаций происходит в результате упругого деформирования и необратимых пластических сдвигов. При снятии нагрузки упругая часть деформаций исчезает, а необратимая остается, приводя к остаточным деформациям (линия разгрузки идет параллельно упругой части линии нагрузки).
Дальнейшее развитие деформации сдерживается у границ зерен. Линии сдвига искривляются, движение дислокации затрудняется, и рост деформаций возможен только при увеличении нагрузки (стадия 4 – самоупрочнение), материал работает как упругопластический.
При напряжениях, близких к временному сопротивлению (Ơu) продольные и поперечные деформации локализуются в наиболее слабом месте, и в образце образуется шейка. Площадь сечения шейки интенсивно уменьшается, напряжения в месте сужения растут, поэтому, несмотря на то, что нагрузка на образец снижается, в месте образования шейки нарушаются силы межатомного сцепления и происходит разрыв.
При работе конструкции в упругопластической области диаграмму работы стали Ơ - ε можно упростить в сторону некоторого запаса и заменить идеализированной диаграммой упругопластического тела, совершенно упругого до предела текучести и совершенно пластичного после него (диаграмма Прандтля, рис.1.5.).
При сжатии коротких образцов, которые не могут потерять устойчивость, сталь ведет себя также как и при растяжении, т.е. предел пропорциональности, предел текучести и модуль упругости совпадают.
Однако разрушить при сжатии короткие образцы, изготовленные из пластической стали, и определить временное сопротивление не представляется возможным, поскольку образец сжимается и в конечном результате расплющивается. Высокопрочные стали, с пониженной пластичностью, могут разрушаться по наклонному сечению от среза.
Так как в упругой и упругопластической стадиях работы сталь ведет себя при растяжении и сжатии одинаково, то соответствующие характеристики принимаются также одинаковыми.
Повышенная несущая способность при сжатии некоторых образцов в области само упрочнения используется при работе стали на смятие.