Металлические конструкции

Металл как строительный материал Металл – древний строительный материал. Уже в сооружениях V в. до н.э. применялись простейшие железные

Металлические конструкции

Контрольная работа

Строительство

Другие контрольные работы по предмету

Строительство

Сдать работу со 100% гаранией

Контрольная работа

На тему: МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

1. Общие сведения

Стальные конструкции благодаря высоким механическим характеристикам стали и показателям надёжности, связанной с однородностью структуры материала, применяют в ответственных сооружениях, при больших пролётах, высотных зданий и сооружений, при повышенных нагрузках. Из-за дороговизны и дефицитности стали стальные конструкции применяют лишь в тех случаях, когда это экономически выгоднее, чем железобетонные.

Стальные несущие конструкции применяют:

    в одноэтажных производственных зданиях (стропильные конструкции при пролётах отапливаемых зданий 30 м и более; колонны высотой более 14,4 м, а также меньшей высоты при грузоподъёмности кранов 500 т и более или при меньшей грузоподъёмности кранов, но с весьма тяжёлым режимом работы; при шаге колонн более 12 м; подкрановые балки для кранов грузоподъёмностью 300 т и более или для кранов тяжёлого режима работы и др.);

    в одноэтажных зданиях различного назначения (лёгкие решетчатые несущие конструкции при сетке колонн не менее 18 18 м);

    в многоэтажных зданиях (стальные каркасы зданий с нормативной временной длительной нагрузкой 3, 2 и 1 МПа при сетке колонн соответственно 6 6, 6 9 и 6 12);

    в инженерных сооружениях (крановые эстакады высотой более 13 м и кранах грузоподъёмностью 500 т и более;).

Понятие “металлические конструкции” объединяет в себе их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа, Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой – возможностями технической базы, развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники.

Металл как строительный материал Металл – древний строительный материал. Уже в сооружениях V в. до н.э. применялись простейшие железные элементы. Однако, в ряде стран, более широкое применение металла в строительстве началось в конце XVIII в. после освоения промышленного производства стали. В настоящие время сталь нашла массовое применение в строительстве (Рис.1) и целесообразность ее использования возрастает с увеличением пролетов, высоты зданий и расчетных нагрузок. Особо выгодно применение металлических конструкций в отдаленных труднодоступных районах с суровыми природное – климатическими условиями, при наличии сейсмических нагрузок и сложных геологических условий строительства. По назначению – это промышленные и общественные большепролетные здания с пролетами до 100 м и более, мосты, листовые конструкции газгольдеров и резервуаров, башни и мачты, каркасы многоэтажных зданий и т.п.

Исходя из этих положений, история развития металлических конструкций может, быть разделена на пять периодов:

Первый период (от ХII в. до начала ХVII в.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т.д.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки.

Второй период (от начала {XVII в. до конца ХVIII в.)) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций (корзинок) глав церквей.

Третий период (от начала {XVIII в. до середины XIX в.) связан с освоением процесса лития чугунных стержней и деталей. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В Петербурге был построен первый чугунный мост Совершенства чугунных конструкций в России достигли в середине Х1Х в.. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов Х1Х в. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки.

Рис. 1. Варианты конструкций из металла

Четвёртый период (с 30-х годов Х1Х в. до 20-х годов ХХ в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях, техники того времени и в частности, в металлургии и металлообработке.

Пятый период (после революционный) начинается с конца 20-х годов, с первой пятилетки, когда молодое социалистическое государство приступило к осуществлению широкой программы индустриализации страны.

Основы расчёта металлических конструкций. Метод расчёта по предельным состояниям.

Цель расчёта строительных конструкций рассчитывает на силовые и другие воздействия, определяющие их напряженное состояние и деформацию по предельным состояниям.

В расчётах конструкций на действие статических и динамических нагрузок и воздействий, которым они могут подвергаться в течение строительства и заданного срока службы, учитываются следующие предельные состояния:

первой группы – по потере несущей способности и полной непригодности к эксплуатации конструкций;

второй группы – по затруднению нормальной эксплуатации сооружений.

К предельным состояниям так же относятся:

1. Общая потеря устойчивости формы

2. Потеря устойчивости положения

3. Разрушение любого характера

4. Переход конструкции в изменяемую систему

5. Качественное изменение конфигурации

Состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвигов в соединениях, ползучести, недопустимых остаточных или полных перемещений или чрезмерного раскрытия трещин.

Первая группа по характеру предельных состояний разделяется на две подгруппы: по потере несущей способности (первые пять состояний) и по непригодности к эксплуатации (шестое состояние) вследствие развития недопустимых по величине остаточных перемещений (деформаций).

Предельные состояния первой группы проверяются расчётом на максимальные (расчётные) нагрузки и воздействия, возможных наиболее при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы – на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействие, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций.

2. Достоинства и недостатки металлических конструкций

Металлы обладают высокой надежностью и долговечностью, что является следствием их однородности и изотропности. Эти их свойства положены в основу разработки теории расчета. Поэтому гипотеза о сплошности и изотропности материалов в сопромате наиболее точно описывает поведение под нагрузкой именно металлов.

Металлы имеют высокую прочность, вследствие чего при малых сечениях металлические элементы могут воспринимать большие усилия. Самый высокий среди строительных материалов модуль упругости имеет сталь - Ест = 2,06. 105 МПа (2 100 000 кгс\см2), поэтому применения и деформации стальных элементов малы. Для алюминиевых сплавов модуль упругости Еал = 0,7. 105 МПа, т.е. алюминий в 3 раза более деформативен, чем сталь. Поэтому при прочих равных условиях алюминиевые балки, например, имеют в 3 раза большие прогибы, чем стальные.

Металлические конструкции обладают высокой транспортабельностью, которая позволяет при малых затратах доставлять их в труднодоступные удаленные районы. Сплошность материала и герметичность соединений позволяет осуществлять в металле водо– и газонепроницаемые сооружения, например, газгольдеры и резервуары. Металлические конструкции индустриальные и изготавливаются на специализированных предприятиях, кроме того, они удобны в эксплуатации, легко усиливаются и ремонтируются. Недостатки металлических конструкций:

1. Низкая огнестойкость. При температурах свыше 400 0С для сталей и 200 0С для алюминиевых сплавов начинается ползучесть металлов, которая проявляется в развитии пластических деформаций при постоянной нагрузке.

2. Подверженность коррозии. Защитой стали от коррозии является окраска масляной краской, оцинкование. Разработаны также специальные стали, устойчивые против коррозии, например, сталь «Кор-Тен». Алюминиевые сплавы коррозиеустойчивы и не требуют антикоррозионной защиты, что выгодно отличает их от стали.

3. Высокая стоимость. Средняя стоимость 1 т стальных конструкций в далее составляет 250...300 руб., из них стоимость самого материала порядка 150 руб. Стоимость 1 т конструкций из алюминиевых сплавов в 8-5 руб. раз больше, что в определенной степени компенсируется их малым весом по сравнению со стальными конструкциями.

3. Материалы для металлических конструкций

Сталь благодаря высоким механическим характеристикам и однородности структуры применяют в ответственных сооружениях, при больших пролётах и высотах зданий и сооружений, при повышенных нагрузках. Однако из-за дороговизны и дефицитности металла стальные конструкции применяют в основном в тех случаях, когда они экономически значительно выгоднее железобетонных. Используются также конструкции из алюминиевых сплавов.

Марки строительных сталей. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом. Углерод повышает прочность стали, но снижает ее пластические свойства и ухудшает свариваемость. Поэтому для сварных конструкций применяют только низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,25%.

Сталь обыкновенного качества по ГОСТ у 380-71 поставляется по тем группам – А, Б и В, при этом в несущих строительных конструкциях применяется сталь группы В. Завод – изготовитель гарантирует механические свойства и химический состав стали, гарантирует механические свойства и химический состав стали, что оговорено в ГОСТе. Сталь группы В включает в себя следующие марки: ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5. Цифры обозначают условный порядковый номер марок, которые различаются процентным содержанием углерода. Спокойная сталь содержит весь кислород в химически связанном состоянии, она дороже кипящий на 10..12% и применяется в конструкциях, эксплуатируемых, например в подкрановых балках, фасовках стропильных ферм и т. д.

Современное развитие техники потребовало производство сталей более высокой прочности. Этому требованию отвечают низколегированные стали, например, марок 09Г2, 10Г2С1 и др. В обозначении марок, которые состоят из букв и цифр, буквы характеризуют нал

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>