Ответы на экзаменационные вопросы по МК - файл n1.docx

Ответы на экзаменационные вопросы по МК
скачать (558 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx559kb.06.11.2012 21:06скачать

n1.docx

1   2   3

Способы монтажа МК


Технологически, монтаж металлических конструкций специфичен в силу особенностей физических свойств металла. Так как металл обладает высокой прочностью, сечения металлических конструкций, будь-то колонны, балки, мембраны или стержни ферм, характеризуются небольшой но достаточной площадью поперечного сечения. Это позволяет выполнять конструкции из металла более легкими чем из железобетона. Именно поэтому металлические конструкции применяются при изготовлении большепролетных ферм (свыше 30м), оболочек, мембран, подкрановых балок, легких профильных настилов.

Изготовление габаритных конструкций из металла ставит дополнительные трудности перед монтажниками. Например, подъем и установка большепролетных конструкций возможна лишь при скоординированных действиях нескольких кранов, что само по себе является трудной задачей. Но обо всем по порядку.

Монтаж металлических конструкций ферм


Специфической проблемой при монтаже ферм является их повышенная гибкость. Это делает конструкцию фермы крайне уязвимой при подъеме и монтаже. Ферма состоит из тонких стержней, рассчитанных на перераспределение усилий от равномерной нагрузки верхнего пояса фермы при опорах на концах нижнего пояса. Вследствии больших габаритов, закрепление фермы стропами за опорные части невозможно. Поэтому напряжение в стержнях фермы при монтаже отличается от предусмотренного проектом. Поэтому для монтажа ферм практикуют следующие методы.

Монтаж ферм выполняют после полного закрепления колонн со всеми предусмотренными проектом пространственными связями. Первую смонтированную ферму крепят расчалками. Каждую последующую крепят пространственными связями к предидущей. После монтажа и раскрепления ферм, выполняют покрытие ребристыми железобетонными плитами, укладывая их поперек ферм. Таким образом образуется жесткий диск по верхнему поясу ферм и их окончательная фиксация.

Монтаж металлических колонн


Первая трудность с которой сталкиваются при монтаже металлических колонн, это повышенные требования точности к геометрии фундаментов. Крепление металлической колонны к фундаменту осуществляется посредством анкерных болтов. Отклонение закладных от проектных положений допускается не более чем на 2мм. Если отклонение по вертикали составляет 40-50мм, опорную часть доводят до требуемого уровня с помощью металлических пластин.

Монтаж колонн ведут с помощью кранов, на весу. Предварительно, колонны раскладывают у мест монтажа. Там же, выполняют обустройство конструкции колонн приваркой креплений для закрепления подмостей, а также приваривают закладные детали и монтажные крепления.

Так как монтаж колонн выполняется с крана, важно чтобы колонна подвешивалась строго вертикально. Если колонна симметрична, то ее подвешивают за верхнюю точку. Если же не симметрична (например, крайняя двужветвевая колонна промышленного здания), для монтажа используют траверсы, позволяющие придать колонне вертикальное положение на весу.

Расчет центрально-сжатых элементов

Предельные состояния сжатых жестких стержней определяются развитием пластических деформаций при достижении напряжениями предела текучести, а гибких стержней - потерей устойчивости.

Расчет на прочность. Расчет на прочность центрально сжатых элементов выполняется так же, как и центрально растянутых. Вместе с тем в этом случае могут быть учтены некоторые отличительные особенности работы материала на сжатие. Например, проверка прочности элементов с соединениями на болтах повышенной прочности может быть выполнена по сечению "брутто", т. е. без учета ослабления сечения отверстиями.

При малой длине выступающей части сжатого элемента (например, опорное ребро балки) его сечение определяется расчетом на местное смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) по формуле (3.16) с заменой в ней расчетного сопротивления R на Rсм.т=Rв.

Проверка устойчивости гибких стержней, сжатых осевой силой. Из курса сопротивления материалов известно, что при равенстве работы, совершаемой внешними силами при сближении концов стержня, работе деформации изгиба сжимаемого стержня сжимающая сила достигает своего критического значения. Прямой стержень при нагрузке его осевой силой до критического состояния имеет прямолинейную форму устойчивого состояния. При достижении силой критического значения его прямолинейная форма перестает быть устойчивой, стержень изгибается в плоскости, меньшей жесткости, и устойчивым состоянием у него будет новая криволинейная форма. Но уже при незначительном увеличении нагрузки искривление стержня начинает быстро нарастать и стержень теряет несущую способность.

Для упругого стержня, сжатого осевой силой шарнирно закрепленного по концам (основной случай), критическую силу определяют по формуле, выведенной в 1744 г. Л. Эйлером: http://www.constali.ru/assets/images/staty/img209.jpg(3.8)

Соответственно критические напряжения:

http://www.constali.ru/assets/images/staty/img210.jpg        (3.9)

где http://www.constali.ru/assets/images/staty/img211.jpg - площадь поперечного сечения без учета ослабления отверстиями для заклепок и болтов;

http://www.constali.ru/assets/images/staty/img212.jpg - гибкость стержня, равная отношению расчетной длины стержня к радиусу инерции его сечения; http://www.constali.ru/assets/images/staty/img213.jpg - расчетная длина стержня; http://www.constali.ru/assets/images/staty/img214.jpg- коэффициент приведения полной длины стержня к расчетной, принимаемые в зависимости от условий закрепления стержня и его нагруження.

http://www.constali.ru/assets/images/staty/img215.jpg

При средних и малых гибкостях стержня (потеря его устойчивости происходит в упругопластической стадии заботы материала при http://www.constali.ru/assets/images/staty/img216.jpg). Пока стержень сохраняет прямолинейную форму, напряжения распределяются равномерно по сечению (напряжения http://www.constali.ru/assets/images/staty/img217.jpg). При отклонении стержня от прямолинейного состояния на эти напряжения накладываются напряжения изгиба. Со стороны дополнительного сжатия от изгиба материал работает в упругопластической стадии, со стороны растягивающих напряжений от изгиба материал работает упруго (разгрузка происходит по закону Гука).

Эпюра приращений внутренних напряжений http://www.constali.ru/assets/images/staty/img219.jpg является самоуравновешенной. Поскольку, нейтральная ось изгиба вмещается в сторону растягивающих напряжений, и внешний момент получает приращение. Приращение момента внутренних напряжений от изгиба.В критическом состоянии приращение момента внешних сил равно приращению момента внутренних напряжений. Из этих условия можно определить величину критической силы при работе материала в упруго-пластической стадии.

Расчет изгибаемых элементов.

Расчет конструкции обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкции, подбор сечений и проверка напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений с целью не допустить ни одного из предельных состояний.

Согласно Своду правил [8] элементы конструкций подразделяются на три класса в зависимости от напряженно-деформированного состояния расчетного сечения (табл. 3.1):

Классы напряженных состояний сечений при изгибе

Распределение нормальных напряжений сечения классов

1

2

3








1-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором напряжения в сечении не превышают расчетное сопротивление стали ? ? Ry (упругая работа сечения);

2-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором в одной части сечения ? < Ry, а в другой ? = Ry (упруго-пластическая работа сечения);

3-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором по всей площади сечения ? = Ry (пластификация всего сечения, условный пластический шарнир).

Класс напряженного состояния сечения при проектировании следует назначать в зависимости от допустимых пластических деформаций, целесообразных размеров сечения элемента в целом, толщины стенок и поясных листов. Следует учитывать назначение конструкции, характер нагрузок и воздействий, опасность хрупкого разрушения, агрессивность среды, конструктивные ограничения, степень огнестойкости и другие факторы.

Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения выполняют по формулам:

– при действии момента в одной из главных плоскостей ,

где Mmax – максимальныq изгибающий момент от расчетной нагрузки;

Wn,min – момент сопротивления ослабленного сечения;

– при действии в сечении поперечной силы



где Q – максимальная поперечная сила от расчетной нагрузки;

Iмомент инерции сечения;

S – статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

twтолщина стенки.

При изгибе в двух главных плоскостях проверку сечения проводят по формуле



где Mx и My –моменты относительно осей соотвественно x-x и y-y;

Ix,n и Iy,nмоменты инерции относительно главных осей ослабленного сечения;

x и y – координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов

Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:



Недонапряжение (резерв несущей способности) составило



Несмотря на большое недонапряжение сечение принято, так как при изменении сечения в меньшую сторону, принимая ближайший профиль I24 с Wx = 289 см3, перенапряжение составит 14,2%.

Проверка прочности балки по касательным напряжениям у опоры:



Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним стальным сплошным настилом.

Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, так как она обеспечивается большой их толщиной, обусловленной технологическими условиями проката.

Проверка жесткости. Прогибы, определяемые от нормативных нагрузок, не должны превышать их предельных значений, установленных нормами проектирования. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка прогиба производится по формуле



где при пролете l = 6 м (см. табл. 1.4).

Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.

При других видах загружения прогиб балки можно проверить по формуле



где Mn ,max – максимальный момент в балке от нормативной нагрузки.

В случае невыполнения любого из условий необходимо изменить сечение, приняв по сортаменту следующий номер двутавра и вновь проверить прочность и жесткость балки.

Определяем вес балки настила на 1 м2 рабочей площадки, необходимый для дальнейших расчетов, деля линейную плотность балки на шаг балок настила а1 = 1,2 м:

1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации