Дайте классификацию сталей, используемых в строительстве. Сортамент. Рациональные области применения.

Приведите формы металлических конструкций одноэтажных зданий городского хозяйства. Выполнить схему поперечного и продольного разреза каркаса, укажите основные элементы требования к ним и нагрузки, действующие на поперечную раму.

Чертеж поперечной рамы:

На схеме поперечной рамы показываются:

H – высота,

H = l₁ + l₂

l₁ – отм-ка головки рельса, от отм. чистого пола до H_ТР.

l₂ – высота крана плюс зазор между краном и перекрытием.

H_б – заглубление башмака колонны 600-1000мм.

а₀ – привязка 250 или 500мм, зависит от наличия кранов.

h_В – высота сечения верхней части колонны.

h_Н – нижней части колонны.

На продольном разрезе указываем поперечные рамы, они сдвигаются на 500мм, относительно оси.

Связи – вертикальные по нижней части колонны.

Вертикальные связи по верхн. части ставятся в торцах температурного блока, связи покрытия.

Основные конструктивные элементы:

Основной несущий элемент – поперечная рама, в состав которой входят колонны и ригель; колонны м.б. сплошного сечения, сквозного или ступенчатые.

Ригель служит для восприятия нагрузки от вышележащих конструкций и от атмосферных воздействий и передачи её на колонну.

Колонна воспринимает нагрузку от ригеля и от подкранового оборудования.

В состав подкрановой конструкции входят: подкрановая балка и тормозные элементы.

Связи служат для обеспечения устойчивости каркаса здания, связи по покрытию подразделяются на горизонтальные в плоскости верхних поясов, в плоскости нижних поясов и вертикальные.

Требования: обеспечение устойчивости, прочности и жесткости.

Расчетная схема:

нагрузка на ригель: снеговая (q_CН) и погонная (q_Н);

нагрузка от подъемно-транспортного оборудования;

если

Ветровая нагр-ку при расчете конструкции приводим к ветровой эквивалентной.

Дайте классификацию сталей, используемых в строительстве. Сортамент. Рациональные области применения.

Классификация сталей. По прочностным свойствам стали условно де­лятся на три группы: обычной ( σ_y<29 кН/см² ), повышенной (σ_y <29—40 кН/см² ) и высокой прочности (σ_y >40 кН/см²).

Повышение прочности стали достигается легированием и термической обработкой.

По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные. Углеродистые стали обыкновенного качества состоят из железа и углерода с некоторой добавкой кремния (или алюминия) и марганца. Прочие добавки специально не вводятся и могут попасть в сталь из руды (медь, хром и т.д.).

У г л е р о д , повышая прочность стали, снижает ее пластичность и ухудшает свариваемость, поэтому для строительных металлических кон­струкций применяются только низкоуглеродистые стали с содержанием уг­лерода не более 0,22%.

В состав легированных сталей помимо железа и углерода входят специальные добавки, улучшающие их качество. Поскольку большинство добавок в той или иной степени ухудшают свариваемость стали, а также удорожают ее, в строительстве в основном применяются низколегированные стали с суммарным содержанием легирующих добавок не более 5%.

Основными легирующими добавками являются кремний, марганец, медь, хром, никель, ванадий, молибден, алюминий, азот.

В зависимости от вида поставки стали подразделяются на горячекатаные и термообработанные (нормализованные или термически улучшенные). В горячекатаном состоянии сталь далеко не всегда обладает оптимальным ком­плексом свойств. При нормализации измельчается структура стали, повы­шается ее однородность, увеличивается вязкость, однако сколько-нибудь су­щественного повышения прочности не происходит. Термическая обработка (закалка в воде и высокотемпературный отпуск) позволяет получить стали высокой прочности, хорошо сопротивляющиеся хрупкому разрушению.

По степени раскисления стали могут быть кипящими, по­луспокойными и спокойными.

Кипящие стали, имея достаточно хорошие показатели по пределу текучести и временному сопротивлению, хуже сопротивляются хрупкому разрушению и ста­рению.

Спокойная сталь более однородна, лучше сваривается, лучше сопротивляется динамическим воздействиям и хрупкому разрушению. Спокойные стали применяются при изготовлении ответственных конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям.

Полуспокойная сталь по качеству является промежуточной между кипящей и спокойной.

Нормирование сталей. Основным стандартом, регламентирующим характеристики сталей для строительных металлических конструкций, явля­ется ГОСТ 27772—88. Согласно ГОСТу фасонный прокат изготовляют из сталей С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, для листового и универсального проката и гнутых профилей используются также стали С390, С390К, С440, С590, С590К. Стали С345, С375, С390 и С440 могут поставляться с повышенным содержанием меди (для повышения кор­розионной стойкости), при этом к обозначению стали добавляется буква "Д".

Прокат может поставляться как в горячекатаном, так и в термообработанном состоянии.

Атмосферостойкие стали. Для повышения коррозионной стойкости металлических конструкций применяют низколегированные стали, содер­жащие в небольшом количестве (доли процента) такие элементы, как хром, никель и медь.

В зависимости от условий работы материала все виды конструкций раз­делены на четыре группы.

К первой группе относятся сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок.

Ко второй группе относятся сварные конструкции, работающие на статическую нагрузку при воздействии одноосного и однозначного двухосного поля растягивающих напряжений (например, фермы, ригели рам, балки перекрытий и покрытий и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы), а также конструкции первой группы при отсутствии сварных соединений.

К третьей группе относятся сварные конструкции, работающие при преимущественном воздействии сжимающих напряжений (например, колон­ны, стойки, опоры под оборудование и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы), а также конструкции второй группы при отсутствии сварных соединений.

В четвертую группу включены вспомогательные конструкции и элементы (связи, элементы фахверка, лестницы, ограждения и т.п.), а также конст­рукции третьей группы при отсутствии сварных соединений.

В материалах для сварных конструкций обязательно следует оценивать свариваемость.

СОРТАМЕНТ

Первичным элементом стальных конструкций является прокатная сталь, которая выплавляется на металлургических заводах. Прокатная сталь, при­меняемая в стальных конструкциях, делится на две группы: сталь листовая тонколистовая, толстолистовая, широкополосная, универсаль­ная и просечно-вытяжная; сталь профильная— уголки, швеллеры, двутавры, тавры, трубы и т.п. Наличие сортаментов готовых прокатных профилей и их машинная обработка на заводах обеспечивают индустриальное изготовление конструкций.

Перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических ха­рактеристик, веса единицы длины, допусков и условий поставки называется сортаментом. Разнообразие видов профилей, входящих в сортамент, а также достаточно частая градация размеров одного вида профиля обеспечивают экономичное проектирование конструкций при возможности создания разнообразных конструктивных форм. Коэффициент градации (от­ношение площади сечения данного профиля А_п и площади сечения ближай­шего меньшего А_п— i) в каждом сортаменте имеет переменное значение.

3. Подобрать сечение из труб стержней верхнего пояса и опорного раскоса. Сталь фермы С255. Схема фермы представлена на рис.

Для С255 R_y=250 МПа (для фасонного проката пр-та t=4-10 мм)

Верхн. пояс:

λ=80 отсюда φ=674 (т.72 СНиП) ; γ_c=1 (т.6)

А_{о call} =N/φR_y γ_c=985000/674•250•10⁶•1=5,85•10^-6м²

I_{x call} =l_efx/ λ=3/80=0,04м

I_{y call} =l_efy/ λ=3/80=0,04м

l_efx, l_efy =l потому,что все узлы верхнего пояса фермы закр-ны из плоскости фермы прогонами

подбираем сеч-ние трубы по А_{о call} и радиусу инерции по ГОСТ 10704-76^* «Электросв-ные трубы» получается труба с D_n=121мм, толщиной стенки s=4мм и А=14см² , i_x=0,04м

Проверка сеч-ния

λ_x= l_efx/i_x≤ [λ] , где

λ_y= l_efy/i_y≤ [λ]

[λ]=180-60α , где α=N/φA R_y γ_c=985000/674•14•10^-4•250•10⁶•1=0,004 ( но не менее 0,5) берем 0,5[λ]=180-60•0,5=150

λ_x= 3/0,04=75≤ 150

φ_min=f(λ_max, R_y)

σ=N/ φ_minA ≤ R_y γ_c

σ=985000/ 270•14•10^-4=2.6•10⁶ ≤ 250•10⁶•1

Опорн. раск:

λ=80 отсюда φ=674 (т.72 СНиП) ; γ_c=1 (т.6)

А_{о call} =N/φR_y γ_c=985000/674•250•10⁶•1=5,85•10^-6м²

I_{x call} =l_efx/ λ=2,1/80=0,03м

I_{y call} =l_efy/ λ=4,2/80=0,05м

l_efx=l/2, l_efy =l

подбираем сеч-ние трубы по А_{о call} и радиусу инерции по ГОСТ 10704-76^* «Электросв-ные трубы» получается труба с D_n=152мм, толщиной стенки s=4мм и А=18,6см² , i_x=0,05м

Проверка сеч-ния

λ_x= l_efx/i_x≤ [λ] , где

λ_y= l_efy/i_y≤ [λ]

[λ]=180-60α , где α=N/φA R_y γ_c=985000/674•18,6•10^-4•250•10⁶•1=0,003 ( но не менее 0,5) берем 0,5[λ]=180-60•0,5=150

λ_x=2,1/0,03=70≤ 150

λ_y=4,2/0,05=84≤ 150

φ_min=f(λ_max, R_y)

σ=N/ φ_minA ≤ R_y γ_c

σ=985000/ 270•18,6•10^-4=1,96•10⁶ ≤ 250•10⁶•1 Па

Поиск по сайту: