МК задачи
.pdfА. И. КОЛЕСОВ, Б. С. ПОЛИКАРПОВ, М. А. АГЕЕВА
ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ПО КУРСУ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра металлических конструкций
А. И. Колесов, Б. С. Поликарпов, М. А. Агеева
ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ
К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ПО КУРСУ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебное пособие
Нижний Новгород
2009
Колесов, А. И. Задания и примеры выполнения упражнений к практическим занятиям по курсу металлических конструкций: учеб. пособие /
А. И. Колесов, Б. С. Поликарпов, М. А. Агеева ; Нижегор. гос. архитектур.-
строит. ун-т. – 2-е изд., перераб. и доп. - Н. Новгород : ННГАСУ, 2009. – 78 с.
Пособие предназначено для студентов II уровня многоуровневой системы профессионального образования по направлению 270100
«Строительство».
С целью практического усвоения первой части курса лекций по МК приведены упражнения для самостоятельной работы студентов по конструированию и расчету соединений и элементов металлических конструкций и рассмотрены их решения со ссылками на соответствующие разделы нормативной и справочной литературы. В конце каждого упражнения даны контрольные вопросы по соответствующей теме лекций и выполняемым задачам.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
|
|
Предисловие............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
4 |
|
1. |
Выбор стали и материалов для сварки Упражнения 1.1; 1.2.......................... |
|
|
5 |
|||
2. |
Расчѐт и конструирование сварных соединений Упражнения 2.1; 2.2 ....... |
10 |
|||||
3. |
Конструирование и расчет болтовых соединений Упражнения 3.1; 3.2..... |
17 |
|||||
4. |
Расчет и конструирование прокатных балок Упражнение 4 ........................ |
|
|
26 |
|||
5. |
Конструирование и расчет сечения сварной балки Упражнение 5 |
............. |
31 |
||||
6. |
Конструирование и расчет центрально сжатых колонн и |
стоек |
|||||
Упражнение 6 ........................................................................................................ |
|
|
|
|
|
38 |
|
7. |
Конструирование и расчет элементов ферм Упражнения 7.1; 7.2 ............... |
|
42 |
||||
8. |
Расчет и конструирование стальных настилов |
и |
обшивок |
||||
Упражнения 8.1; 8.2 .............................................................................................. |
|
|
|
|
47 |
||
9. |
Расчет и конструирование балок и ребер настилов и обшивок |
||||||
Упражнения 9.1; 9.2 ................................................................................................ |
|
|
|
|
56 |
||
Библиографический список ................................................................................. |
|
|
|
|
64 |
||
Приложение 1 |
Сокращенный |
сортамент |
Уголков |
равнополочных |
|||
по ГОСТ 8509-93 ................................................................................................... |
|
|
|
|
66 |
||
Приложение 2 Сортамент Двутавров с уклоном полок по ГОСТ 8239-89 ..... |
68 |
||||||
Приложение 3 Сокращенный сортамент Двутавров с параллельными гранями |
|||||||
полок по ГОСТ 26020-83 ...................................................................................... |
|
|
|
|
69 |
||
Приложение 4 |
Сортамент |
проката |
стального |
горячекатаного |
|||
широкополосного универсального по ГОСТ 82-70........................................... |
|
|
73 |
||||
Приложение 5 Сокращенный сортамент проката листового горячекатаного |
|||||||
по ГОСТ 19903-74* ............................................................................................... |
|
|
|
|
73 |
||
Приложение 6 |
Риски отверстий |
для размещения болтов |
в |
прокатных |
|||
уголках.................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
74 |
|
Приложение 7 Марки стали болтов по ГОСТ 1759.4-87................................... |
|
|
75 |
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее пособие предназначено для самостоятельной работы студентов второго уровня подготовки по направлению 270100 –
«Строительство» на практических занятиях по курсу «Металлические конструкции». При этом каждому студенту группы присваивается постоянный трехзначный шифр, по которому он выбирает из заданий свои исходные данные для расчета. Упражнения рекомендуется выполнять в специальной тетради в последовательности и объеме, показанных в рассмотренных примерах, хотя возможны разумные отступления и сокращения. При ориентации на конкретный профиль направления из предлагаемых заданий можно выбрать упражнения, соответствующие этому профилю и количеству часов, отведенных на него учебным планом. Объем заданий предполагает полное выполнение упражнений в часы аудиторных практических занятий с необходимыми пояснениями преподавателя и самостоятельной работой студентов с нормативной и справочной литературой и конспектами лекций. Для лучшего усвоения учебного материала в конце каждого упражнения приведены контрольные вопросы,
которые задаются при защите выполненных работ. Ответы на эти вопросы содержатся в указанных разделах СНиП II-23-81* [1], а также в конспекте лекций и учебниках [6, 7, 8, 9].
В связи с публикацией СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций» [4] при выполнении упражнений на добровольной основе можно пользоваться данным нормативным документом.
4
1. ВЫБОР СТАЛИ И МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СВАРКИ УПРАЖНЕНИЯ 1.1; 1.2
Выбор материала конструкции и материалов для электродуговой сварки является основным и обязательным этапом проектирования строительных конструкций. От правильного выбора этих материалов зависит надежность, экономичность и долговечность сооружения.
Упражнение 1.1
Выбор материала конструкций
Пример выполнения упражнения
Согласно заданию и руководствуясь п. 2.1*.; п.п. 3.1*. – 3.2*.
СНиП II-23-81*, выбрать наиболее экономичные по стоимости стали и определить их основные прочностные характеристики для заданных видов конструкций (шифр 760). По СП 53-102-2004 – разделы 6.1, 6.2, 7, 19.2,
приложение В.
Упражнение 1.2
Выбор материалов для сварки
Пример выполнения упражнения
Согласно заданию и руководствуясь п. 2.2*., таблицей 55*, п. 3.4. СНиП II- 23-81*, выбрать материалы для сварки заданных видов конструкций (шифр
760). По СП 53-102-2004 – разделы 6.4, 7, 19.2, приложение Г.
5
6
Задание к упражнениям 1.1 и 1.2
1-я |
|
2-я |
Климатический |
3-я |
Температурный |
Толщина |
|
цифра |
Вид конструкции |
цифра |
цифра |
проката |
|||
район |
режим |
||||||
шифра |
|
шифра |
шифра |
tmax |
|||
|
|
|
|||||
1 |
Подкрановая балка |
1 |
I1 |
1 |
Отап. |
до 20 мм |
|
Элемент настила перекрытия |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Балка рабочей площадки |
2 |
I2 |
2 |
Неотап. |
до 10 мм |
|
Прогон покрытия |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Элемент фермы покрытия |
3 |
II2 |
3 |
Отап. |
до 20 мм |
|
Фасонка фермы покрытия |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Элемент оттяжки мачты* |
4 |
II3 |
4 |
Неотап. |
до 10 мм |
|
Связь ненагруженная |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Балка перекрытия |
5 |
II4 |
5 |
Отап. |
до 20 мм |
|
Элемент фермы перекрытия |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
6 |
Элемент пролетного строения трансп. галереи |
6 |
I1 |
6 |
Неотап. |
до 10 мм |
|
Конструкция ограждения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Косоур лестницы |
7 |
I2 |
7 |
Отап. |
до 20 мм |
|
Элемент ствола антенного сооружения* |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
8 |
Фасонка фермы перекрытия |
8 |
II2 |
8 |
Неотап. |
до 10 мм |
|
Элемент стенового фахверка |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
9 |
Балка под кран гидротехнич. сооружения* |
9 |
II3 |
9 |
Отап. |
до 20 мм |
|
Элемент лестницы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
0 |
Ригель рамы |
0 |
II4 |
0 |
Неотап. |
до 10 мм |
|
Колонна рамы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
* – Только неотапливаемые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
||
|
|
|
Пример выполнения упражнения 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Шифр 760 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№ |
|
|
Климати- |
Темпера- |
|
Run, |
|
Ru, |
|
Rу, |
Rs, |
||||||
Вид конструкции |
Группа |
ческий |
турный |
Принятая сталь |
МПа |
МПа |
МПа |
МПа |
|||||||||
п/п |
|||||||||||||||||
|
|
район |
режим |
|
лист |
фасон |
лист |
фасон |
лист |
фасон |
лист |
фасон |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Косоур лестницы |
|
|
|
С345-3 или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
I1 |
Неотап. |
С345-4 |
490 |
|
490 |
480 |
|
480 |
335 |
|
335 |
195,2 |
195,2 |
||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
(t до 10 мм) |
|
|
|
ГОСТ 27772-88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элемент ствола |
|
|
|
С345-2 или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
антенного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
3 |
I1 |
Неотап. |
С345-3 |
490 |
|
490 |
480 |
|
480 |
335 |
|
335 |
195,2 |
195,2 |
||
сооружения |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(t до 10 мм) |
|
|
|
ГОСТ 27772-88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 |
|
|
|
|
|
Пример выполнения упражнения 1.2 |
|
|
|
|
|||||||
Шифр 760 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Вид |
|
Климати- |
Темпера- |
|
|
|
Материалы |
|
Прочностные характеристики, |
|||||
конструк- |
Группа |
ческий |
турный |
Сталь |
|
|
|
МПа |
|
||||||
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ции |
|
район |
режим |
|
|
флюс |
проволока |
|
электроды |
Rwy |
Rws |
Rwf |
Rwz |
||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
335 |
|
|
|
|
Косоур |
|
|
|
С345-3 |
АН-47 |
СВ-10НМА |
|
Э50А |
сжат. |
|
|
|
||
|
лестницы |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
2 |
I1 |
Неотап. |
или |
|
|
|
|
|
|
195,2 |
240,4 |
220,5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
С345-4 |
ГОСТ |
ГОСТ |
|
ГОСТ |
284,8 |
|
|
|
||
|
(t до 10 мм) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
9087-81* |
2246-70* |
|
9467-75* |
раст. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Элемент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
335 |
|
|
|
|
ствола |
|
|
|
С345-2 |
АН-47 |
СВ-10НМА |
|
Э50А |
сжат. |
|
|
|
||
|
антенного |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
3 |
I1 |
Неотап. |
или |
|
|
|
|
|
|
195,2 |
240,4 |
220,5 |
||
сооружения |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
(t до 10 мм) |
|
|
|
С345-3 |
|
ГОСТ |
ГОСТ |
|
|
ГОСТ |
284,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
9087-81* |
2246-70* |
|
|
9467-75* |
раст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|