Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра "Металлических, деревянных и пластмассовых конструкций"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по дисциплине "Металлические конструкции"

для студентов специальности "Промышленное и гражданское строительство"

(форма обучения - дневная)

ОДЕССА - 2012

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра "Металлических, деревянных и пластмассовых конструкций"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по дисциплине "Металлические конструкции"

для студентов специальности "Промышленное и гражданское строительство"

(форма обучения - дневная)

ОДЕССА - 2012

«УТВЕРЖДЕНО»

Ученым советом

Одесской государственной академии строительства и архитектуры

протокол № ___ от ________ 2012 года

Составители: к.т.н., доц. Гилодо А.Ю.

к.т.н., доц. Купченко Ю.В.

к.т.н., проф. Михайлов А.А.

к.т.н., доц. Сингаевский П.М.

к.т.н., доц. Коршак О.М.

ас. Бояджи А.А.

ас. Хабибулин А.Н.

Рецензенты:

В настоящих методических указаниях приводятся основные рекомендации по компоновке металлических балочных клеток, излагается методика расчета и конструирования балок прокатного профиля.

Методические указания предназначены для студентов специальности "Промышленное и гражданское строительство" ﴾бакалавр 6.060101﴿ изучающих курс "Металлические конструкции".

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой Металлических, деревянных и пластмассовых конструкций ОГАСА, д.т.н., проф. Стоянов В.В.

Оглавление

Введение 4

Общая характеристика балок и балочных конструкций 5

Прокатные балки 9

Классификация конструкций согласно ДБН В.2.6-163:2010 9

Расчет вспомогательных балок 11

Задачи для самостоятельного выполнения 46

Литература 49

Приложение 50

Введение

Цель практических занятий по дисциплине "Металлические конструкции" - получение студентами навыков расчета и конструирования балок из различных типов прокатных профилей.

Рекомендации даны из предположения использования для строительства в районе с расчетной температурой t ≥ -30. Коэффициент условий работыпринимать по таблице 1.1.1 [1],коэффициент надежности при проверке общей устойчивости балки – 0,95, коэффициент надежности по материалу γ_m – по таблице 1.3.2 [1]

Задание к контрольной работе выдается преподавателем и содержит следующие исходные данные:

1. пролет вспомогательных балок (l);

2. шаг вспомогательных балок (a);

3. временную характеристическую нагрузку на перекрытие (p_n);

4. схема опирания балок;

5. материал конструкций:

1. настила;

2. вспомогательных балок;

Общая характеристика балок и балочных конструкций

Одним из наиболее распространенных элементов стальных конструкций является балка или элемент, работающий на изгиб.

Классификация балок

По статической схеме различают однопролетные (разрезные), многопролетные (неразрезные) и консольные балки ( рис. 1 ). Разрезные балки проще неразрезных в изготовлении и монтаже, нечувствительны к осадкам опор, но уступают последним по расходу металла на 10...12%. Неразрезные балки разумно применять при надежных основаниях, когда нет опасности перегрузки балок вследствие резкой разницы в осадке опор. Консольные балки могут быть как разрезными, так и многопролетными. Консоли разгружают пролетные сечения балок и тем самым повышают экономические показатели последних.

Рис.1. Статические схемы балок:

а - разрезная; б - неразрезная;

в - консольная

По типу сечения балки могут быть прокатными либо составными: сварными, клепаными или на болтах (рис. 2).

В строительстве наиболее часто применяют балки двутаврового сечения. Они удобны в компоновке, технологичны и экономичны по расходу металла

Рис. 2. Прокатные и составные сечения балок:

а - прокатные; б - составные сварные; в - клепаные и болтовые

Наибольший экономический эффект (при прочих равных условиях) может быть получен в тонкостенных балках. Хорошим критерием относительной легкости изгибаемого элемента служит безразмерное соотношение, гдеW - момент сопротивления, А - площадь сечения.

Для прямоугольного сечения с шириной b и высотой h, если принять для определенности отношение h/b равным 2...6, этот показатель составляет 0,38...0,55, а для отечественных прокатных двутавров - 1,25...1,45, т.е. в принятых условиях двутавр в 3...4 раза выгоднее простого прямоугольного сечения. Кроме двутавра применяют и другие формы сечений. Так, при воздействии на балку значительных крутящих моментов предпочтительнее применение замкнутых, развитых в боковой плоскости сечений, примеры которых показаны на рис. 3.

Также в литературе наряду с , мерой эффективности сечения приводится ядровое расстояние. Если сравнить по этому показателю несколько форм сечений, например круглое – (d-диаметр), прямоугольное –(h-высота сечения) и двутавровое –(h-высота двутавра), то понятно, что последнее является наиболее выгодным по расходу материала. Более того, значительное уменьшение толщины стенки двутавра приводит к увеличению значения ρ к 0,5 h, что используется при проектировании облегченных балок. Эффективность двутавров, а также (в меньшей степени) и швеллеров объясняется соответствием их формы эпюре нормальных напряжений (рис.4) при изгибе. При этом полки двутавра работают в основном на восприятие изгибающего момента, а стенка – поперечной силы (рис. 5).

Рис. 3. Замкнутые сечения балок

Рис. 4. Сравнение типов сечений балок