1. .достоинства и недостатки стальных конструкций. Область х применения. 2. Сталь, ее марки и классы. Расчетные характеристики. 3. Электродуговая сварка, ее виды, типы сварных швов. 4. Сварные швы встык и их расчет. 5. Угловые сварные швы, их виды и расчет. 6. Прокатные балки, их расчет на прочность и жесткость. 7. Балочная клетка, типы балочных клеток 8. Типы сечений стержня сплошных колонн, их расчет.( балки, арки, фермы, все делится на сквозные и сплошные) 9. Типы сечений и расчет стержня сплошных колонн и расчет опорной плиты. .( балки, арки, фермы, все делится на сквозные и сплошные). 10. Конструкция оголовка и базы колонн и расчет опорной плиты. 11. Стальные стропильные фермы, их схемы и типы сечений стержней ферм, подбор сечений. 12. Конструкция и расчет опорного узла фермы. 13. Прогонное решение кровельных покрытий по фермам. Узла крепления и расчет прогонов. 14. Обеспечение пространственной жесткости ферм ( стальные и вертикальные связи). 15. Рамные конструкции сплошного сечения. 16. Арочные конструкции сплошного сечения. 17. Рамные и арочные стальные конструкции сквозного сечения решетки. 18. Ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые купола, Расчет ребристых куполов. 19. Однопоясные висячие( вантовые) покрытия. Узлы. Расчет вант. 20. Двухпоясные висячие ( вантовые) покрытия. Узлы. Расчет вант. 21. Седловидные висячие покрытия. Узлы. расчет вант. 22. Достоинства и недостатки алюминиевых конструкций, области их применения. 23. Алюминиевые сплавы. Применяемые в строительных конструкциях различного назначения. Расчетные характеристики R,E. Сортамент. 24. Конструкции совмещающие несущие и ограждающие функции с применением тонколистового алюминия.( мембранные, складочные…. И д)

17. Рамные и арочные стальные конструкции сквозного сечения решетки.

РАМЫ – плоские распорные конструкции. Состоят из колонн и регилей, жестко соединенных между собой поэтажно в узлах фермы.

Состоят из:

• Прямолинейных

• Ломаных

• криволинейных пролетных элементов, называемых ригелями рамы, и жестко связанных с ними вертикальных или наклонных элементов, называемых стойками рамы.

В статическом отношении рамы:

• трехшар­нирные,

• Двухшарнирные

• бесшарнирные.

Рамы по конструкции делятся на:

• сплошные(сплошностенчатые) (Сплошные наиболее распространены.)

• сквозные.

Контуры СКВОЗНЫХ арок, очерчиваемые их поясами (полками), бывают:

• Серповидными

• Сегментными

• или имеют постоянную высоту (рис. 5.44).

При пролетах более 60—80 м сплошные рамы заме­няют сквозными (решетчатыми) рамами, Конструкция узловых соединений сквозных арок ничем не отличается от аналогичных узлов балочных ферм.

Двухшарнирные сквозные рамы проектируют с шарнирами на уровне фундаментов. В таких рамах высота ригеля по сравнению со сплошными уве­личивается до 1/8—1/15 пролета (рис. 149,а—в).

Самые экономичные По расходу материала — бесшарнирные рамы , поэтому их используют при самых больших пролетах, характерных для рам.Сквозные бесшарннрные рамы обладают большей жесткостью, чем двухшарннрные, поэтому высоту ригеля в таких рамах можно уменьшить до 1/12—1/20 пролета.

Эффективность сквозных рам повышается при соизмери­мости жесткостей стойки и ригеля рамы. С этой целью ширину стоек сквозной рамы принимают равной панели ригеля (3—6 м). В этом случае линейная жесткость стой­ки (отношение жесткости к длине элемента) становится больше жесткости ригеля, благодаря чему эффект за­щемления ригеля возрастает.

Наибольший эффект разгружения сквозной рамы до­стигается с помощью использования предварительного напряжения ригеля и стоек рамы (рис. 149,г—ж). Вве­дение предварительного напряжения создает в системе рамы изгибающие моменты, обратные по знаку моментам от вертикальной нагрузки.

АРКА - конст­рукция криволинейного (дугообразного) очертания, перекрывающая пролет между двумя опорами (фунда­ментами, пилонами или колоннами).

Пролеты металли­ческих арочных конструкций, применяемых для промыш­ленных, общественных и сельскохозяйственных зданий и сооружений, могут быть 30—150 м.

Арки подразделяются:

• Пологии f/l < 1/3

  

• Высокии f/l > 1/3

По статической схеме арки подразделяют на:

• трех­шарнирные

• двухшарнирные

• бесшарнирные.

В конструктивном отношении на :

• сплошные(Сплошные арки применяются при пролетах до 60 м. высотой 1/50-1/80 пролета.)

• сквозные (решетчатые).

При пролетах более 60 м в основном проекти­руют сквозные арки с параллельными поясами. Сквозные арки имеют меньшую жесткость, по­этому высоту сечения в таких арках увеличивают до 1/зо—1/6о пролета. Пояса сквозных арок сопрягаются решетчатыми связями тре­угольного или раскосного типа, выполняют из уголков, швеллеров, труб и двутавров.

Сечения сплошных и сквозных арок рекомендуется принимать постоянными по всей длине. Однако в двух- и трехшарнирных арках с целью экономии металла до­пускается проектировать серповидные или сегментные очертания (рис. 163). При проектировании сплошных арок их шаг вдоль здания рекомендуется принимать 6—12 м, а при сквоз­ных арках—12—24 м, при этом шаге в качестве

прогонов используют решетчатые фермочки, устанавливаемые с шагом 6 м. а плиты на них ,на прогоны с шагом 3 м.

18. Ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые купола, Расчет ребристых куполов.

КУПОЛА - пространственные конструк­ции положительной гауссовой кривизны ,поверхность которых образуется вращением плоской кривой вокруг вертикальной неподвижной прямой оси вращения.

Наи­более распространены: купола на круглом плане (в зависимости от поверхности: сфе­рические, стрельчатые, эллиптические, параболи­ческие, конические (рис. 184) и т. п.)

По конструктивным признакам :

• ребристые

• ребристо-кольцевые

• сетчатые.

РЕБРИСТЫЕ КУПОЛА

Ребристые купола - пространственно-арочная конструкция из плоских криволинейных ребер, устанав­ливаемых в радиальном направлении и соединенных между собой. Реб­ристым куполам свойственна меридио­нальная пластика — зонтичные, вол­нистые, каннелированные формы по­верхности. Панели кровли укладывают по кольцевым прогонам, шарнирно соединенным с ребрами купола.

Состав:

• верхнее кольцо, к которому сходятся концы полуарок, (диаметр по возможности минимальный, работает на сжатие).

• нижнее кольцо, на которое они опира­ются. (работает на растяжение)

Пространственная устойчивость ребер – полуарок обеспечивается системой кольцевых и диагональных связей. Но если кольцевые связи использовать не как конструкцию а как силовые эл. пространственного каркаса купола то такой купол будет называться ребристо-кольцевым.

РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВЫЕ КУПОЛА

Ребристо – кольцевые отличаются от ребристых включение в работу купола кольцевых прогонов.

Кольцевые прогоны в ребристо­-кольцевых куполах обеспечивают :

1. жесткую пространственную систему

   

2. общую устойчивость

3. и уменьшают расчет­ную длину ребер купола из их плоскости.

Ребристые и ребристо-кольцевые купола проектиру­ют чаще всего в виде пологих систем со стрелой подъема (1/5 – 1/8) D_inf и наружным диаметром D_inf = 24—100 м, шаг ребер по наружному диаметру 6—12 м в за­висимости от значения D_inf.

Дальнейшим развитием ребристо-кольцевых куполов является купол Шведлера, отличающийся тем, что крестовые связи в нем ставят в каждой четырехугольной ячейке, благодаря чему значительно повышается жесткость купола. Диаметр такого купола может быть увеличен до 200 м (рис. 185, в).

СЕТЧАТЫЕ КУПОЛА

Сетчатые оболочки представляют собой новый тип металлических конструкций на основе сеток с треугольными ячейками, основанный на применении однотипных стержневых и узловых элементов. Принцип построения заключается в проектировании плоской сети на поверхности купола. Отличаются от ребристых тем что концентрация материала более равномерно распределена по поверхности.

Сетчатые оболочки имеют план:

• центрический план

• Квадратный

• Треугольный

• шестиугольной формы (оболочки положи­тельной гауссовой кривизны)

• или высечкой из поверхно­сти гиперболоида вращения квадратной или ромбической формы (оболочки отрицательной гауссовой кривизны)

В зависимости от членения сферических треугольни­ков на мелкие ячейки могут быть получены:

• треугольные,

• пятиугольные,

• шестиугольные

• ромбического вида сет­ки, придающие сетчатым куполам интересные архитек­турные формы (рис. 186, в).

Основные геометрические схе­мы построения сетки сводятся к трем:

• сеть Чебышева(представляет собой систему ромбовидных ячеек, длины сто­рон которых одинаковы, а сетевые углы фи к вершине купола уменьшаются (рис. 6.33)., рациональна для пологих куполов

• проекционная. (проецирование плоскости сетки на сферу купола)

• геодезическая( сфера разбивается по принципу икосаэдра(правильный выпуклый многогранник, двадцатигранник. Каждая из 20 граней представляет собой равносторонний треугольник.)

Расчет ребристых куполов

Ребристые купола, состоящие из арок, соединенных в ключе, представляют собой многократно статически неопределимую- систему (рис. 187, а).

С достаточной степенью приближения расчет их можно вести как трех­шарнирных арок, состоящих из двух противолежащих ребер. Вертикальная нагрузка на расчетную трехшар­нирную арку, собираемая с площади сферической тра­пеции, может быть заменена треугольной с максималь­ной ординатой по наружному периметру q_g,1=ga_inf (ga_inf — расстояние между ребрами по опорному коль­цу). При симметричной вертикальной нагрузке распор и опорная реакция в расчетной арке могут быть выра­жены:

Осевое сжимающее усилие в ребре купола на уровне опорного кольца определяют по формуле:

При частом расположении ребер (a_inf <= 6 м) влия­ние распора, возникающего в расчетной арке, может быть заменено равномерно распределенной нагрузкой, приложенной по длине опорного кольца Fh/a_inf или верхнего кольца Fh/a_sup.

Усилия растяжения в опорном кольце и сжатия в верхнем кольце соответственно равны:

19. Однопоясные висячие( вантовые) покрытия. Узлы. Расчет вант.

ОДНОПОЯСИЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ

Сис­темы состоящие из несущих гибких стержней или тросов, стабилизация которых достигается массой уложенного по ним настила, предварительно обжатого с торцов в омоноличенного в стыках ; системы, сос­тоящие из жестких нитей или ферм; сис­темы из гибких нитей, напрягаемые поперечными балка­ми или фермами .

Наибольшее применение в практике строительства получили однопоясные покрытия с железобетонными или керамзитобетонными плитами.

Преимущество:

• большая жесткость

• огнестойкость конструкции

• меньшие эксплуатационные расходы по сравнению с другими оболочками,

Недостаток:

• большая собственная масса покрытия, требующая по­вышенного расхода стали на тросы и материала на под­держивающие конструкции.

Однопоясные покрытия в планах:

• Прямоугольные( внутр. кольцо вешают с помощью доп. вант)

• Круглые( недостаток – разные по размеру ж.б плиты покрытия)

• эллиптичес­кие

• удлиненные прямоугольные(представляет собой ряд параллельно расположенных кана товс шагом 1,5—3 м)

• и другие планы

Различают две принципиальные формы покры­тия:

1. вогнутую (рис. 219, а) В вогнутой системе наряду с опорным наружным коль­цом, работающим на сжатие, предусмотрено внутреннее металлическое кольцо, работающее на растяжение. Тро­сы в такой системе устанавливают меридионально и по внутреннему кольцу крепят на расстоянии 35—50 см, что определяет диаметр внутреннего кольца 6—12 м По наружному кольцу крепление стержней не должно пре­вышать 6 м из условия укладки железобетонных плит. Недостаток – трудность отвода воды с покрытия.

2. шатровую (рис. 219, б). Значительная нагрузка от покрытия передается через внутреннее кольцо, работающее на внецентренное растяжение, и через среднюю железобетонную опо­ру. Стрела провисания вант в радиальных покрыти­ях может назначаться '/10—'/2o перекрываемого про­лета.

• При перекрытии многопролетных прямоугольных планов в качестве опорных конструкций можно исполь­зовать балки с колоннами или рамы (рис. 218). Второй случай предпочтительнее, так как освобождает здание от внутренних колонн и значительно сокращает объемы земляных работ.

• Однопоясные покрытия с железобетонными плитами целесообразно проектировать над круглыми в плане зда­ниями .Основное до­стоинство таких покрытий — наличие опорного железобетон­ного кольца, воспринимающего распор от тросов.

• Преимущества покрытий из жестких нитей: простота их конструктивной формы, нидустриальность изготовле­ния, использование обычных нелефнцнтных сталей. Не­достатки: большая металлоемкость, отсутствие пространственности работы покрытия. В связи с этим однопоясные висячие покрытия с нзгибножесткими нитями целесооб­разно проектировать при сравнительно небольших про­летах в покрытиях, имеющих малую постоянную и боль­шую временную нагрузки.

• Достоинством канатно-балочных систем (рис. 223) является их повышенная жесткость на изгиб, которая возрастает в случае применения в качестве поперечной конструкции ферм, заделанных в опорный контур. Кон­струкция покрытия приобретает пространственную жест­кость. хорошо работает при местном загружении и поз­воляет применять легкую кровлю.

РАСЧЕТ ВАНТ.