- •Вопросы к экзамену.
- •1.Достоинства и недостатки металлических конструкций.
- •2.Строительные стали. Основные характеристики, классификация сталей в зависимости от содержания углерода, легирующих компонентов и других факторов.
- •3.Виды разрушения стали. Факторы, влияющие на хрупкие разрушения. Как устанавливается склонность строительных сталей к хрупким разрушениям.
- •4.Основные положения расчета металлических конструкций по предельным состояниям. Группы предельных состояний. Общий вид условий для расчета мк по предельным состояниям.
- •5.Расчетные и нормативные сопротивления материала. Какие факторы учитывает коэффициент надежности по материалу.
- •7.Стыковые сварные соединения. Расчет и конструирование.
- •8.Сварные соединения с угловыми швами. Расчет и конструирование.
- •9.Достоинства и недостатки болтовых соединений. Виды болтов, применяемые в строительных мк. Разновидности болтовых соединений.
- •10.Расчет и конструирование соединений с обыкновенными болтами.
- •11. Особенности работы и расчета соединения с высокопрочными болтами.
- •12. Балки и балочные конструкции, их достоинства и недостатки. Области применения балочных конструкций. Конструктивные формы балок.
- •13.Компоновочные схемы балочных конструкций. Сопряжения балок в балочных конструкциях.
- •14.Предельные состояния балок при упругой и упруго-пластической работе материала.
- •15.Как подобрать и проверить сечение балки из прокатного профиля.
- •16.Как правильно установить высоту сечения составной балки.
- •17.Из каких условий определяется толщина стенки составной балки.
- •18.Как проверяется общая устойчивость балок. Каким образом можно повысить общую устойчивость балки.
- •19.Местная устойчивость сжатого пояса балки.
- •20.Местная устойчивость стенки балки. Для чего в балках ставятся поперечные ребра.
- •21.Несущая способность центрально- и внецентренно-сжатых коротких стержней.
- •22.Основные положения расчета гибких центрально сжатых стержней. Физический смысл коэффициента продольного изгиба и от чего этот коэффициент зависит.
- •23.Основные положения расчета внецентренно-сжатых стержней на устойчивость.
- •24.Подбор и проверка сечения сплошной центрально- сжатой колонны.
- •25.Подбор и проверка сечения сквозной центрально-сжатой колонны,
- •26.Расчет и конструирование элементов решетки сквозных центрально-сжатых колонн.
- •27.Конструкции базы центрально сжатых колонн. Порядок расчета элементов базы.
- •28.Металлические фермы. Области применения, достоинства и недостатки ферм. Схемы ферм. Особенности работы и расчета ферм.
- •29. Расчетные длины стержней ферм.
- •30.Типы сечений стержней ферм. Принципы компоновки сечений стержней ферм из равнополочных и неравнополочных уголков.
- •31.Порядок подбора сечения растянутых и сжатых стержней ферм
- •32.Расчет и конструирование узлов ферм.
7.Стыковые сварные соединения. Расчет и конструирование.
Стыковые - соединяются торцами (а). Имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, экономичны. Толщина элементов не ограничена. Соединение = прямым или косым швом.
Усиливают накладками – комбинир. (б).
Стыковые наиболее рациональны, но требуют дополнительной разделки кромок.
Работа и расчет стыковых швов
Прочность при растяжении или сжатии зависит от характеристик металла и шва.
При действии N распределение напряжений по длине шва принимается равномерным, рабочая толщина шва = меньшей из толщин элементов. Напряжение в шве (а) Rсв — расчетное сопротивление сварного стыкового соединения сжатию или растяжению, у — коэффициент условий работы элемента.
Расчетное сопротивление стыкового соединения при сжатии соединения Rсв=R.
При Rсв ≤ Rосновного металла то шов делают косым (с проверкой) (б). Рассчёт косых швов: перпендикулярно шву
вдоль шва
а и б — на продольную силу; в — на изгиб
При действии изгибающего момента (в)
где — момент сопротивления шва.
Соединения встык, работающие на нормальные напряжения и срез, проверяют
8.Сварные соединения с угловыми швами. Расчет и конструирование.
Угловые - элементы расположены под углом (г).
Валиковые швы - элементы, расположенны в разных плоскостях.
Фланговые - параллельно осевому усилию.
Лобовые - перпендикулярно усилию (рассчитывают условно).
Работа и расчет соединений, выполненных угловыми швами
- соединения внахлестку.
Фланговые работают на срез и изгиб. Разрушение может происходить по металлу шва, по осн. металлу на границе его сплавления с металлом шва.
Велики напряжения в корне шва.
Рассматриваем возможность разрушения шва от условного среза:
По металлу шва
По границе сплавления с металлом шва
βш и βс — коэфф. глубины проплавления - в зависимости от вида сварки
Lш =L-10мм, RВш—расчетное сопротивление срезу металла шва;
Rувс—расчетное сопротивление срезу (условному) металла границы сплавления.
Удобнее определять необходимую длину швов, задаваясь их толщиной kш: kш = меньшей из толщин элементов,
Толщина шва исходя из его возможной расчетной длины:
Напряжения от силы сдвига и момента:
По металлу шва
По металлу границы сплавления
Площади швов должны быть распределены обратно пропорционально расстояниям от шва до оси элемента.
при общей требуемой площади швов -
Площадь большего шва на «обушке» уголка
Площадь меньшего шва на «пере» уголка
9.Достоинства и недостатки болтовых соединений. Виды болтов, применяемые в строительных мк. Разновидности болтовых соединений.
Болтовые = раньше сварных. Простота и надежность в работе.
Они более металлоемки, имеют накладки, ослабляют отверстиями.
Болты грубой и нормальной точности - отклонения диаметра 1 мм и 0,52 мм (для болтов d≤30 мм). Они = из углеродистой стали. Класс прочности болтов (5.6). Первое число = 50 = временное сопротивление (σв кгс/мм2), а 5*6=30 — предел текучести материала (σт кгс/мм2).
Отверстия на 2—3 мм больше диаметра болта - облегчает посадку болтов (преимущество). Но это повышает деформативность соединения при работе на сдвиг. Эти болты = крепежные.
Болты повышенной точности - из углеродистой стали. d отверстия = +0,3 мм от диаметра болта.
Болты сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы. Сложность изготовления и постановки болтов = применяются редко.
Высокопрочные болты - из легированной стали, термически обрабатывают. Они = нормальной точности, отверстия большего диаметра, но гайки затягивают спец-ключом. Силы трения препятствуют сдвигу элементов относительно друг друга. Высокопрочный болт работает на осевое растяжение.
Необходима одинаковая толщина элементов, а то несущая способность болта резко уменьшается.
Применяют клееболтовое. Преимущества - простота устройства; По качеству - не уступают сварке, но уступают ей по расходу металла.
Самонарезающие болты - наличие резьбы. Материал - сталь термоупрочненная. d=6 мм для прикрепления профилированного настила к прогонам и элементам фахверка. Преимущество - доступ к конструкции только с одной стороны.
Фундаментные (анкерные) болты - передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент. Материал - стали марок ВСтЗкп2, 09Г2С и 10Г2С1.