1-10
.pdf1. Область применения металлических конструкций. Их достоинства и недостатки.
Обл. прим: в основном большепролетные сооруж и сооруж с большой высотой.
стоечно-балочные системы, каркасы высотных зданий, спортивные, зрелищные, выставочные сооружения, спецсооружения (галереи, башни, опоры, линии электропередач), листовые конструкции (резервуары, трубопроводы, емкости), мосты, акведуки, высотные сооружения (радиотелескопы, телебашни)
Достоинства:
высокая прочность (изотропность материала - во всех направлениях прочность одинаковая); высокая надежность (обусловленная изотропностью); относительная легкость;
высокая индустриальность (изготовление на спецзаводах оборудованных высокопроизводительной техникой); газо- и гидронепроницаемость;
транспортабельность; меньшая подверженность повреждениям при транспортировке и монтаже; приспосабливаемость при работе в высоких температурах (выше20градС), способность воспринимать циклические и динамические нагрузки.
Недостатки:
слабая огнестойкость(облицовка бетон керамика); коррозия (защитагорячее цинкование, горячая покраска)
Наибольшее применение в пром. и гражд. зданиях и сооружениях находят стержневые системы с жесткими элементами, работающими на растяжение, сжатие и изгиб. Более половины всей стали. применяемой в строительстчве, исп-ся в одноэтажных пром. сооружениях, состоящих из одноили многопролетных плоских рам, образованных колоннами и строительными фермами с пролетами более 18 м для отапливаемых зданий и пролетами более 30м для неотапливаемых. Применение стержневых мет конструкций экономически выгодно в большепролетных залах (более 40м) общественного значения, а также для пром. строительства.
Металлические каркасы рекомендовано применять в высотных гражданских зданиях с числом этажей не менее 20, в пром. зданиях с нормативными длительно действующими нагрузками, а также в зданиях с сеткой колонн не менее 6*12м или 9*9м. К специальным относятся электро-и радиовышки, телевизионные и водонапорные башни.
К сплошным системам относят резервуары и бункера для хранения газообразных, сыпучих и жидких тел, а также спец. констр. доменных печей и химических заводов.
2. Работа, стали на растяжение. Понятия о расчетных сопротивлениях стали по пределу текучести и временному сопротивлению разрыва.
3. Виды разрушений в металлических конструкциях. Понятие об ударной вязкости. Концентрация напряжений.
Разрушение металла может быть хрупким или пластичным (вязким). Хрупкое разруш происходит путём отрыва, без заметных деформаций. Пластичное разрушение является результатом сдвига и сопровожд-ся разл деформациями. Один и тот же материал может разрушаться и хрупко и пластично, в зависимости от усл работы.
Вязкое разрушение (идет окисление материала: контактное, химическое)
Хрупкое разрушение (полное отсутствие пластичности)скорость разрушения равна скорости звука Короззия: бывает внутренняя и поверхностная.
Усталость при увеличении кол-ва циклов напряжений, прочность падает.
Трение Разрушение за счет ползучести при повышенных температурах
Разрушение при потери устойчивости(выпучивание) Ползучесть Радиация Текучесть
Упругая деформация, вызванная действием внешних нагрузок и t
Ударная вязкость – характеризуется склонностью стали к хрупкому разрушению, и представляет собой удельную работу, затрачиваемую для разрушения стандартного образца с надрезом ударом. И является основным показателем, характеризующим пластические свойства стали. При увеличении t вязкость увеличивается, при уменьшении падает.
Концентрация напряжения-неравномерное распределение напряжений в зоне резкого изменения формы сечения.
Значение коэффициента концентрации зависит от радиуса кривизны надреза.
Концентрация напряжения негативно влияет на способность стали к сопрот разруш-ю. чем выше конц напряж, тем меньше пластические деформации. При статических нагрузках и норм температуре конц напряж в большинстве случаев существенного влияния на несущую способность не оказывает.
4. Стали для строительных конструкций. Требования к ним.
Служебные свойства: коррозийная стойкость, способность к свариванию, высокая пластичность, высокая прочность, сопротивление разрушению.
Сталь- сплав железа и углерода (не более 0.8%), сера и фосфор (не более 0,005%). Малоуглеродная (высокая пластичность, низкая прочность, хорошо сваривается), высокоуглеродистая (низкая пластичность, плохо сваривается, высокая прочность).
Стр стали -низкоуглеродистые (С не более 0,3 проц).
Выбор стали зависит от:
-темп среды монтажа и эксплуатации -характера нагружения
-вида напряж состояния и уровня возникн напряж -способа соедин элементов -толщины проката
5.Общие положения по расчету стальных констр. По предельному состоянию. Коэффиценты надежности по материалу, по нагрузке и условия работы конструкции.
6. Виды соединений в металлических конструкциях, их достоинства и недостатки.
Предназначены для сопряжения отдельных элементов между собой. Выбор вида соединения зависит от вида напряженного состояния соединяемых элементов, величины и характера действующей нагрузки, формы сопрягаемых элементов, условий работы соединения.
Виды соединений:
1 - болтовые
применение в монтажных и рабочих соединениях сборно-разборных и стационарных конструкциях, легко собираемы, отсутствие значительной концентрации напряжения и следовательно менее опасны для хрупкого и усталостного воздействия, НО большой расход металла, деформативность соединения, ослабление сечений.
2 - сварные
самые распространенные, большая заводская готовность, технологичность, меньше затрат, высокая прочность, высокое качество шва, высокая плотность (воздухо- и газонепроницаемы) НО требуется высококвалиф рабочие, высокая концентрация напряжения, деформативность.
3 - заклепочные (ограниченное применение, тк более трудоемко и затратное, применение в конструкциях с тяжелым режимом работы (например, ж\д мосты)),
4 - клееболтовые,
5 – диффузные
6-клеевые
9.Сварные соединения. Виды сварных соединений.
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений путем установления межатомных связей между соединяемыми элементами при их местном нагревании или пластической деформации или совместном действии того и другого.
Термический класс сварки (плавление)-электродуговая, световая, газовая, электрошлаковая и тд.
Термомеханический класс (тепл. энергия+давление)контактная,диффузионная,газопрессовая и тд Механический класс(механич энергия+давление) –холодная,взрывом,трением и тд
Ручная дуговая РДС применяется на заводах, строит и монтаж площадках.
Электрическая сварочная дуга горит между электродом и кромками изделия, дуга плавит электрод и мет кромок получатся сварочная ванна жидкого металла при охлажд - сварной шов.
+простота, дешевизна, мобильность, качество -невысокая производительность
Контактная сварка – процесс при котором соединение свариваемых элементов осуществляется за счет тепла, выделяющегося в месте их контакта при происхождении электрического тока и давления. Соединяются: оплавление, торец в торец, обжигаются 2мя элементами.
Прим при изготовл сеток, соединяют арматурные стержни.
Виды соединений:
· Стыковыенаиболее надежные и экономичные по расходу материала. Устраивают косой шов, для равнопрочности. Наклепочные – более высокий расход материала, меньшая надежность в виду конц. напряжений Угловы Тавровы Прорезны Торцевые нахлесточные
10. Расчет сварного нахлесточного соединения.
Делают с накладками или без них; при помощи швов: фланговых, расположенных вдоль усилия или торцевых, расположенных перпендикулярно усилию.