МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Забайкальский государственный университет»
(ФГБОУ ВПО «ЗабГУ»)
Факультет строительства и экологии
Кафедра строительства
УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
для студентов заочной формы обучения
по дисциплине «Металлические конструкции включая сварку»
для направления подготовки 08.03.01 (270800.62) Строительство
профиль Промышленное и гражданское строительство
Общая трудоемкость дисциплины (модуля)
|
Виды занятий |
Распределение по семестрам в часах |
Всего часов |
||
|
|
6 семестр |
7 семестр |
8 семестр |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Общая трудоемкость |
2 |
106 |
144 |
252 |
|
Аудиторные занятия, в т.ч.: |
2 |
12 |
16 |
30 |
|
лекционные (ЛК) |
2 |
4 |
8 |
14 |
|
практические (семинарские) (ПЗ, СЗ) |
— |
6 |
8 |
14 |
|
лабораторные (ЛР) |
— |
2 |
— |
2 |
|
Самостоятельная работа студентов (СРС) |
— |
94 |
128 |
222 |
|
Форма промежуточного контроля в семестре* |
— |
экзамен |
экзамен |
|
|
Курсовая работа (курсовой проект) (КР, КП) |
— |
КР |
КП |
|
Краткое содержание курса
|
Номер темы |
Перечень изучаемых тем |
Краткое содержание темы |
|
7 семестр |
||
|
Тема 1 |
Общая характеристика металлических конструкций. |
Содержание курса цели, задачи. Общая характеристика металлических конструкций. Классификация металлоконструкций и условий их эксплуатации |
|
Тема 2 |
Материалы для строительных металлических конструкций. |
Общая характеристика сталей. Влияние различных факторов на свойства сталей. Классификация строительных сталей. |
|
Тема 3 |
Методы расчета металлических конструкций. |
Работа стали под нагрузкой. Методы расчета металлических конструкций. Виды напряжений и их учет в расчете элементов металлических конструкций. |
|
Тема 4 |
Соединения элементов стальных конструкций. |
Соединения элементов стальных конструкций. Виды сварных соединений. Расчет сварных соединений. Конструктивные требования к сварным соединениям. Заклепочные и болтовые соединения. Конструктивные требования к заклепочным и болтовым соединениям. |
|
Тема 5 |
Балки и балочные конструкции. |
Типы балочных клеток. Балки и балочные конструкции. Прокатные и составные балки. Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов. |
|
Тема 6 |
Колонны и элементы стержневых конструкций. |
Типы колонн и элементы стержневых конструкций. Конструирование центрально-сжатых колонн. |
|
Тема 7 |
Фермы.
|
Фермы. Конструкции легких ферм. |
|
8 семестр |
||
|
Тема 8 |
Компоновка конструктивной схемы каркасов производственного здания. |
Состав каркаса производственного здания и его конструктивные схемы. Связи. Работа каркаса под нагрузкой. Нагрузки, действующие на раму. Учет пространственной работы каркаса при расчете поперечных рам. |
|
Тема 9 |
Конструкции покрытий производственного здания |
Конструкции покрытий производственного здания. прогоны, расчет прогонов. Узлы крепления прогонов. Стропильные и подстропильные фермы. Расчетные длины и предельная гибкость элементов ферм. Расчет элементов стропильных ферм. Конструирование легких ферм. |
|
Тема 10 |
Несущие элементы каркаса производственного здания |
Колонны одноэтажных производственных зданий. Типы колонн. Расчет и конструирование колонн одноэтажных производственных зданий. Расчет и конструирование баз колонн одноэтажных производственных зданий. |
|
Тема 11 |
Подкрановые конструкции производственного здания |
Подкрановые конструкции производственного здания, их виды. Расчет подкрановых конструкций производственного здания. |
|
Тема 12 |
Фахверк и конструкции заполнения проемов. |
Фахверк производственного здания. Конструкции заполнения проемов производственного здания. |
Форма текущего контроля
Контрольная работа
Контрольная работа состоит из ответов на три вопроса, вариант определяется по трем последним цифрам зачетной книжки.
Первый вопрос
Классификация металлических конструкций в зависимости от конструктивной формы.
Классификация металлических конструкций в зависимости от назначения.
Сортамент металлических конструкций, его применение.
Сортамент фасонного проката, их виды, применение.
Сортамент листовой стали, ее виды, размеры, применение.
Сортамент гнутых металлических конструкций, их виды, применение.
Классификация сталей по физико-механическим свойствам.
Выбор марок сталей для строительных металлических конструкций.
Группы металлических конструкций в зависимости от условий работы материала.
Понятие проката и классификация проката.
Второй вопрос
Работа стали под нагрузкой.
Цели и методы расчета по предельным состояниям.
Группы предельных состояний при расчете металлических конструкций.
Классификация и характер нагрузок и воздействий.
Нормативные нагрузки, их определение.
Расчетные нагрузки и коэффициенты, их определение.
Предельные состояния и расчет растянутых элементов.
Предельные состояния и расчет сжатых элементов.
Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов.
Расчет металлических конструкций по второй группе предельных состояний.
Третий вопрос
Понятие, достоинства и недостатки сварки.
Виды сварки. Сварные швы.
Виды сварных соединений. Сварные швы.
Работа и расчет стыковых сварных соединений.
Работа и расчет угловых сварных соединений.
Конструктивные требования к сварным соединениям.
Понятие, достоинства и недостатки болтовых и заклепочных соединений.
Виды и общая характеристика болтовых и заклепочных соединений.
Конструирование болтовых и заклепочных соединений.
Работа и расчет болтовых и заклепочных соединений.
Формы промежуточного контроля
Курсовой проект (8 семестр)
Расчет и проектирование конструкций балочной клетки и колонн каркаса рабочей площадки
Выполняется выбор оптимального типа и параметров балочной клетки на основании сравнения трех вариантов. Проводится расчет и конструирование главной балки (подбор сечения; проверка прочности и жесткости; определение места изменения сечения, проверка общей устойчивости балки и местной устойчивости поясов и стенки; расчет промежуточных и опорных ребер; конструирование отправочной марки; составление спецификации металла и ведомости отправочных марок).
Производится расчет и конструирование центрально-сжатой колонны (определение расчетных нагрузок, расчетной схемы и расчетной длины; подбор сечения; проверка общей устойчивости стержня колонны и местной устойчивости поясов и стенки; расчет оголовка и базы колонны; конструирование отправочной марки; составление спецификации металла и ведомости отправочных марок).
Выполняются чертежи (монтажная схема конструкций, чертежи отправочных марок, сечения, узлы сопряжений, спецификация металла, ведомость отправочных марок).
Графическая часть состоит из 1 листа формата А1 (594х841 мм) и пояснительной записки на 20 – 25 страницах. При выполнении курсовой работы необходимо закрепить навыки работы на компьютере. Оформление пояснительной записки согласно МИ 4.2-5/47-01-2013 Общие требования к построению и оформлению учебной текстовой документации
Исходные данные для выполнения курсового проекта по металлическим конструкциям на тему: «Расчет и проектирование конструкций балочной клетки и колонн каркаса рабочей площадки»
Здание одноэтажное, производственное.
Размер площадки в плане: 3 L х3 B .
Опирание колонн на фундамент – шарнирное.
Шаг колонн в продольном направлении L (м) подбирается по табл. 1 в зависимости от предпоследней цифры номера зачетной книжки.
Таблица 1
Шаг колонн в продольном направлении, м
|
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
L , м |
17 |
9 |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
18 |
20 |
11 |
Шаг колонн в поперечном направлении B (м) подбирается по табл. 2 в зависимости от последней цифры номера зачетной книжки.
Таблица 2
Шаг колонн в поперечном направлении, м
|
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
B , м |
4,2 |
7,0 |
6,6 |
6,5 |
6 |
5,5 |
5 |
4,8 |
4,5 |
4 |
Строительная высота h стр , (м) подбирается по табл. 3 в зависимости от предпоследней цифры номера зачетной книжки.
Таблица 3
Строительная высота, (м)
|
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
h стр , м |
1,95 |
1,6 |
1,75 |
1,8 |
1,9 |
2 |
1,85 |
1,7 |
1,65 |
1,55 |
Отметка чистого пола – 0,000 м.
Отметка верха настила (м) подбирается по табл. 4 в зависимости от последней цифры номера зачетной книжки.
Таблица 4
Отметка верха настила, м
|
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
H , м |
4 |
4,5 |
4,8 |
5,1 |
5,4 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
Временная равномерно распределенная нагрузка на балку р n , кН/м подбирается по табл. 5 в зависимости от предпоследней цифры номера зачетной книжки.
Таблица 5
Временная равномерно распределенная нагрузка на настил
р n , кН/м
|
Цифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
р n , кН/м |
18 |
24 |
16 |
1 4 |
2 0 |
15 |
1 7 |
2 2 |
25 |
2 6 |
Применяемые материалы подбираются по табл. 6 в зависимости от последней цифры номера зачетной книжки:
Таблица 6
|
Цифра |
0, 2, 4, 6, 8 |
1, 3, 5, 7, 9 |
|
Балки настила |
С255 |
С245 |
|
Главные балки |
С 34 5 |
С2 8 5 |
|
Колонны |
С255 |
С275 |
|
Бетон фундамента |
В 20 |
В 15 |
Экзамен (7 семестр)
Перечень примерных вопросов для подготовки к экзамену.
Основные положения расчета металлических конструкций.
Метод расчета металлических конструкций по предельным состояниям.
Нагрузки и воздействия при расчете металлических конструкций.
Нормативные и расчетные сопротивления стали и расчетные коэффициенты.
Предельные состояния и расчет растянутых элементов металлических конструкций.
Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов металлических конструкций.
Предельные состояния и расчет стержней металлических конструкций, сжатых осевой силой.
Проверка местной устойчивости элементов металлических конструкций.
Предельные состояния и расчет элементов металлических конструкций при воздействии переменных нагрузок (проверка усталости).
Характеристика основных профилей сортамента.
Виды сварных соединений, классификация швов и их характеристика.
Работа и расчет сварных соединений.
Конструктивные требования к сварным соединениям.
Виды и общая характеристика болтовых и заклепочных соединений.
Конструирование болтовых и заклепочных соединений.
Общая характеристика балочных конструкций.
Типы балок, компоновка балочных конструкций.
Настилы балочных клеток, проектирование и расчет.
Прокатные балки, подбор сечения и проверка несущей способности прокатных балок.
Компоновка и подбор сечений составных балок.
Проверка прочности, прогибов и устойчивости составных балок.
Проектирование конструкций составных балок.
Общая характеристика и виды колонн, работающих на центральное сжатие.
Выбор расчетной схемы и типа колонны.
Подбор сечения и конструктивное оформление стержня колонны.
Базы колонн, типы и конструктивные особенности баз колонн.
Оголовки колонн и сопряжение балок с колоннами.
Фермы, виды ферм, типы сечений, область применения.
Компоновка конструкций ферм, очертания ферм.
Расчет и работа ферм под нагрузкой.
Экзамен (8 семестр)
Перечень примерных вопросов для подготовки к экзамену.
Основные требования, предъявляемые к конструкциям каркасов промзданий.
Состав каркаса и его конструктивные схемы.
Привязка колонн к разбивочным осям. Деформационные швы.
Связи, обеспечение пространственной жесткости каркаса промышленных зданий.
Фахверк и конструкции заполнения проемов.
Конструкции покрытий промышленных зданий.
Покрытия по прогонам, прогоны сплошного сечения.
Покрытия по прогонам, прогоны сквозного сечения.
Фермы, виды ферм по очертанию.
Фермы, конструктивные решения ферм.
Системы решеток ферм и их характеристики.
Сечения элементов стальных ферм, конструкция, подбор сечений.
Нагрузки, учитываемые в расчетах ферм. Расчетные сочетания усилий.
Конструирование легких ферм.
Колонны одноэтажных производственных зданий.
Типы колонн, расчетные длины участков стержня колонны.
Сплошные колонны, типы сечений, расчет.
Выбор расчетной схемы и типа колонны.
Конструкция и расчет сечений сквозных внецентренно сжатых колонн.
Решетчатые колонны, типы сечений. Порядок расчета.
Оголовки колонн и сопряжение ригелей с колоннами.
Расчет решетки сквозной колонны промышленного здания.
Заводские и монтажные стыки в узлах колонн.
Базы колонн, типы и конструктивные особенности баз колонн.
Конструкция и расчет сечений сквозных внецентренно сжатых колонн.
Классификация подкрановых конструкций. Нагрузки, действующие на подкрановые балки.
Конструирование сплошных подкрановых балок и тормозных конструкций.
Усилия, действующие в подкрановых балках (правило Винклера).
Особенности работы подкрановых балок. Режимы работы кранов.
Особенности конструирования и расчёта подкрановых балок со сплошной стенкой.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/metallicheskie-konstruktsii-vklyuchaya-svarku/
Беленя Е.И., Игнатьева В.С., Кудишин Ю.И. Металлические конструкции: учеб. для строит.вузов / Беленя Е.И., Игнатьева В.С., Кудишин Ю.И.–М.: Academia, 2011. – 688 с.:ил.
Доркин В. В. Металлические конструкции : учебник / Доркин Валентин Васильевич, Рябцева Маргарита Павловна. — М. : Инфра-М, 2009. — 457с.
Металлические конструкции. В3 т.: учеб. для строит.вузов/В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филиппов и др.; Под ред. В.В.Горева. . – М.: Высш. шк., 2004.
Дополнительная литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/metallicheskie-konstruktsii-vklyuchaya-svarku/
Металлические конструкции : учебник. В 3 т Т.3 : Специальные конструкции и сооружения / под ред. В.В. Горева .— Москва : Высш. шк., 2005 .— 544 с. :
Юсупов Абу-Суфьян Курашевич Металлические конструкции в вопросах, в ответах и в проектировании / Махачкала : ДГУ, 2010 .— 807 с8
Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя, B.C., Игнатьева и др.; Под ред. Г.С. Веденикова. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1998. — 760 с: ил.
Металлические конструкции: Учебник /под ред. Беленя Е.И. – М.: Стройиздат, 1986.– 680 с.:ил.
Собственные учебные пособия
- Чечель М.В. Проектирование стальных конструкций балочной клетки каркасного здания: учеб. пособие / М.В. Чечель. – Чита: РИК ЗабГУ, 2012. – 138 с.
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы*
http://www.norm-load.ru База данных нормативных документов для строительства бесплатная).
http://ais.by Архитектурно-строительный портал.
www.eLibrary.ru
Электронно-библиотечная система IPRbooks
Ведущий преподаватель
доцент кафедры СТ М.В. Чечель
Заведующий кафедрой
К.т.н. М.Б.Мершеева
