Металлические конструкции

Содержание

Слайд 2

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Материалы для металлических конструкций
1.2. Преимущества и недостатки

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 1.1. Материалы для металлических конструкций 1.2. Преимущества
стальных конструкций
1.3. Область применения стальных конструкций
1.4. Структура стоимости стальных конструкций
1.5. Сортамент

Слайд 3

Материалы для металлических конструкций

Для строительных металлических конструкций в основном используется сталь и

Материалы для металлических конструкций Для строительных металлических конструкций в основном используется сталь
значительно реже – алюминиевые сплавы.

1.1.

Слайд 4

Преимущества и недостатки стальных конструкций

[+] ___________________________________________________
Надёжность работы, обусловленная однородностью структуры стали;
Высокая прочность

Преимущества и недостатки стальных конструкций [+] ___________________________________________________ Надёжность работы, обусловленная однородностью структуры
при относительно небольшой собственной массе;
Высокая индустриальность, удобство изготовления и усиления;
Непроницаемость для жидкостей и газов.
[−] ___________________________________________________
Подверженность коррозии;
Низкая огнестойкость, необходимость устройства огнезащиты;
Высокая стоимость.

1.2.

Слайд 5

Область применения стальных конструкций

Каркасы промышленных зданий – одноэтажных (ОПЗ) и многоэтажных (МПЗ);
Каркасы

Область применения стальных конструкций Каркасы промышленных зданий – одноэтажных (ОПЗ) и многоэтажных
многоэтажных и высотных гражданских зданий;
Большепролётные покрытия зданий и сооружений (рынки, ангары);
Мосты, эстакады;
Башни и мачты;
Резервуары;
Конструкции подъёмно-транспортного оборудования (краны).
Эффективность применения стальных конструкций повышается с увеличением пролётов, высоты сооружений и возрастанием нагрузок на них.

1.3.

Слайд 6

Структура стоимости стальных конструкций

Наиболее значительную часть стоимости металлических конструкций составляет стоимость материала:

1.4.

Структура стоимости стальных конструкций Наиболее значительную часть стоимости металлических конструкций составляет стоимость материала: 1.4.

Слайд 7

Сортамент

Сортамент – это каталог профилей с указанием формы сечения, геометрических характеристик и

Сортамент Сортамент – это каталог профилей с указанием формы сечения, геометрических характеристик
массы единицы длины.

Фасонные

Прокатные

Стальные профили

Гнутые

Сварные

Листовые

Круглые и прямоугольные трубы

Стальной профилированный настил (профнастил) толщ. 0,6…1,0 мм /¯\_/¯\_/¯\_/¯\_/¯\

Уголки, швеллеры

- Сталь толстолистовая (толщ. 4…160 мм)
- Сталь тонколистовая (толщ. 0,5…4 мм)
- Сталь универсальная (толщ. 6…60 мм)

I Двутавры (обыкновенные, балочные, широкополочные, колонные)
[ Швеллеры
L Уголки (равнополочные, неравнополочные)

1.5.

Слайд 8

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ

2.1. Химический состав строительных сталей
2.2. Диаграмма деформирования стали
2.3. Нормирование механических

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ 2.1. Химический состав строительных сталей 2.2. Диаграмма деформирования стали
характеристик стали
2.4. Маркировка строительных сталей
2.5. Классификация строительных сталей по прочности

Слайд 9

Химический состав строительных сталей

Сталь – это сплав железа с углеродом и

Химический состав строительных сталей Сталь – это сплав железа с углеродом и
некоторыми добавками.
Железо обеспечивает пластичность. Пластическое разрушение происходит постепенно, ему предшествуют значительные деформации, поэтому развитые пластические свойства имеют существенное значение для безопасной работы конструкции.
Углерод обеспечивает прочность, но снижает пластичность и свариваемость, поэтому содержание углерода ограничивается (не более 0,22 %).
Легирующие добавки (кремний, марганец, медь, хром, никель, ванадий, молибден, алюминий) повышают прочность и пластичность стали. В основном применяются низколегированные стали с суммарным содержанием легирующих добавок не более 5 %.
Вредные примеси (сера, фосфор, кислород, водород, несвязанный азот) повышают хрупкость стали; их содержание ограничивается (не более 0,04…0,05 %). Во избежание попадания вредных примесей при сварке расплавленный металл необходимо защищать от воздействия атмосферы.

Способы повышения прочности стали:
легирование;
термическое упрочнение (нагрев и последующее охлаждение по заданному режиму).

2.1.

Слайд 10

Диаграмма деформирования стали

Физический предел текучести (σy) – напряжение, при котором происходит рост

Диаграмма деформирования стали Физический предел текучести (σy) – напряжение, при котором происходит
пластических деформаций без увеличения внешней нагрузки;
Условный предел текучести (σ0,2) – напряжение, при котором остаточные деформации составляют 0,2%;
Временное сопротивление (σu) – напряжение, которое соответствует наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.

2.2.

Стали обычной прочности

Стали высокой прочности

σ, МПа

ε, %

0,2 %

0 8 12 16 20 24

800
600
400
200

σu

σ0,2

σu

σy

Стадия упругой работы

Площадка текучести

Стадия самоупрочнения

Разрыв образца

Физический предел текучести

Временное сопротивление

Условный предел текучести

Временное сопротивление

α

tg α = E

Слайд 11

Нормирование механических характеристик стали

Нормативное сопротивление материала – это значение его прочностной характеристики,

Нормирование механических характеристик стали Нормативное сопротивление материала – это значение его прочностной
принятое с обеспеченностью 0,95 на основании статистической обработки результатов стандартных испытаний образцов;
Расчётное сопротивление определяется делением нормативного на коэффициент надёжности по материалу γm;
для стали γm = 1,025…1,15 (в зависимости от марки); для бетона γm = 1,15…1,50.

Условные обозначения

2.3.

Модуль упругости принимается постоянным для всех марок стали: Е = 2,06 ⋅ 105 МПа

Слайд 12

Маркировка строительных сталей

Ryn (с округлением до 5 МПа).

С 235

Сталь строительная

2.4.

Нормативные и расчётные

Маркировка строительных сталей Ryn (с округлением до 5 МПа). С 235 Сталь
сопротивления проката, МПа

Слайд 13

Классификация строительных сталей по прочности

Стали обычной прочности имеют ограниченное применение в районах

Классификация строительных сталей по прочности Стали обычной прочности имеют ограниченное применение в
с низкими климатическими температурами (ниже -40°С).

2.5.

Слайд 14

3. ОСНОВЫ РАСЧЁТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Предельные состояния металлических конструкций
3.2. Расчёт на прочность

3. ОСНОВЫ РАСЧЁТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 3.1. Предельные состояния металлических конструкций 3.2. Расчёт
при растяжении
3.3. Расчёт на прочность при плоском изгибе
3.4. Расчёт на прочность при срезе и смятии
3.5. Расчёт на общую устойчивость
3.6. Расчёт на местную устойчивость

Слайд 15

Предельные состояния металлических конструкций

Для конструкций, непосредственно испытывающих воздействие многократно-повторных нагрузок (мосты, подкрановые

Предельные состояния металлических конструкций Для конструкций, непосредственно испытывающих воздействие многократно-повторных нагрузок (мосты,
балки), дополнительно проводят расчёт на выносливость (1-я группа предельных состояний).

3.1.

Слайд 16

Расчёт на прочность при осевом растяжении

Условие прочности:

σ – нормальные напряжения; кН/см2;
N –

Расчёт на прочность при осевом растяжении Условие прочности: σ – нормальные напряжения;
расчётное продольное усилие, кН;
An – площадь сечения нетто (с учётом ослаблений), см2;
Ry – расчётное сопротивление стали по пределу текучести, кН/см2;
γc – коэффициент условий работы (по табл. 6* СНиП II-23-81*); учитывает неблагоприятные условия работы элементов, обычно равен 1,00.

N

N

3.2.

Слайд 17

Расчёт на прочность при плоском изгибе

Условия прочности:

M – расчётный изгибающий момент, кН⋅см;
Wx

Расчёт на прочность при плоском изгибе Условия прочности: M – расчётный изгибающий
– момент сопротивления сечения, см3;
τ – касательные напряжения; кН/см2;
Q – расчётное поперечное усилие, кН;
Sx – статический момент полусечения, см3;
Jx – момент инерции сечения, см4;
tw – толщина стенки, см;
Rs – расчётное сопротивление стали срезу, кН/см2; Rs = 0,58 Ry ;
1,15 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций.

M

M

Q

Q

x

x

по нормальным напряжениям:

по касательным напряжениям:

по приведённым напряжениям:

(reduced = приведённый)

3.3.

Слайд 18

Расчёт на прочность при срезе и смятии

Q – расчётное поперечное усилие, кН;
ht

Расчёт на прочность при срезе и смятии Q – расчётное поперечное усилие,
– площадь среза, см2.

Q

t

Q

h

Площадь среза

P – расчётное усилие, кН;
bt – площадь смятия, см2;
Rp – расчётное сопротивление смятию; Rp = Ru.

Смятие торцевой поверхности

t

P

b

Площадь смятия

Срез

Условие прочности:

Условие прочности:

Срез

Смятие

3.4.

Слайд 19

Потеря общей устойчивости характеризуется изменением первоначальной формы деформирования всей конструкции под действием

Потеря общей устойчивости характеризуется изменением первоначальной формы деформирования всей конструкции под действием
сжимающей нагрузки.

Расчёт на общую устойчивость

Условие устойчивости при осевом сжатии:

N – расчётное продольное усилие, кН;
ϕ – коэффициент продольного изгиба; определяется по табл. 72* СНиП II-23-81* (или по графику ?) в зависимости от максимальной гибкости стержня λ:

N

lef

3.5.

N

x

x

y

y

lef – расчётная длина стержня, см;
i – радиус инерции сечения, см.

Потеря устойчивости происходит относительно оси с наибольшей гибкостью, при этом стержень искривляется в направлении, перпендикулярном этой оси.

условная гибкость

констр. сх.

расч. сх.

Имя файла: Металлические-конструкции.pptx
Количество просмотров: 879
Количество скачиваний: 16