Проектирование стальных конструкций
Главная / Проектирование стальных конструкций

Настоящий учебник по проектированию стальных конструкций, составленный в соответствии с программой строительных техникумов, предназначен для учащихся, специальностью которых являются изготовление и монтаж стальных конструкций, и может быть также использован работниками проектных и производственных организаций в их практической деятельности.

В учебнике излагаются методы проектирования и расчета стальных конструкций, главным образом зданий промышленных предприятий металлургической и машиностроительной промышленности.

Заводскому изготовлению стальных конструкций и их монтажу посвящены отдельные учебники, в связи с чем здесь по этим вопросам даны лишь общие сведения, необходимые для усвоения учебной программы по проектированию стальных конструкций.

Учебник составлен в соответствии с «Нормами и техническими условиями проектирования стальных конструкций» (НиТУ 121-55), в основу которых положен метод расчета по предельным состояниям.

Автор выражает глубокую благодарность канд. техн. наук С. М. Тубину за ценные советы и замечания при редактировании книги.

Введение

Грандиозное строительство, которое ведется в нашей стране по шестому пятилетнему плану развития народного хозяйства, требует дальнейшего усовершенствования индустриальных методов строительного производства в области заводского изготовления конструкций и монтажа готовых элементов на строительной площадке, а также в области улучшения качества и снижения стоимости строительно-монтажных работ.

Потребность в стали во всех областях народного хозяйства огромна, поэтому при применении стальных конструкций необходимо экономное расходование стали, в связи с чем Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР в своем постановлении от 19 августа 1954 г. «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства» предусмотрели ряд ограничений в применении стальных конструкций.

Однако замена стали другими материалами не всегда возможна и целесообразна и во многих случаях стальные конструкции сохраняют свое значение (например, при строительстве доменных, мартеновских и некоторых других цехов заводов металлургической промышленности, для ряда строительных конструкций и т. д.).

В предлагаемом учебнике изложены методы проектирования и расчета стальных конструкций. Несмотря на большое разнообразие и специфические особенности различных сооружений с преимущественным применением стальных конструкций, существует ряд общих требований, которым эти конструкции должны удовлетворять.

В основном стальные конструкции предназначаются для восприятия нагрузок, действующих на сооружение.

Конструктивная форма сооружения зависит от характера сочетания его основных элементов — балок, ферм, колонн или оболочек, связанных в единое целое.

Выбор наилучшей конструктивной формы сооружения и его элементов производится при проектировании, которое представляет собой творческий, созидательный процесс, допускающий многообразие решений. Конструктор обязан в каждом отдельном случае найти наиболее удачное и рациональное конструктивное решение, соответствующее современному уровню развития науки и техники.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Особенности статического расчета рам

Поперечные рамы промышленных зданий рассчитываются как плоские статически неопределимые системы и их расчет бывает достаточно трудоемок. Поэтому при расчете рам обычно вводят ряд допущений, которые упрощают расчет, не влияя сильно на конечные результаты. Основные упрощения сводятся к следующему1. При расчете рамы на все нагрузки, кроме вертикальных, приложенных к ригелю рамы, ригель принимается бесконечно жестким. Это…

Стеновой каркас (фахверк)

Различают три типа стен промышленных зданий: тонкие стены в 1/2 кирпича или из волнистой асбофанеры; каркасные стены из блоков в 1 или 1,5 кирпича либо из других стеновых блоков, а также из железобетонных плит (панелей); самонесущие стены из блоков в 1,5 — 2 кирпича или из других стеновых блоков (при ослаблении проемами не более 50…

Связи

Для придания цеху пространственной жесткости, а также для обеспечения устойчивости элементов рам устраиваются связи, располагаемые между рамами. Различают связи: горизонтальные — в плоскости верхних и нижних поясов ферм — и вертикальные — как между фермами, так и между колоннами. Назначение горизонтальных связей по верхним поясам ферм было рассмотрено в разделе Подбор сечений элементов ферм. Эти…

Многопролетные цехи

Выбор поперечного профиля многопролетных цехов зависит не только от заданного полезного габарита цеха и габарита мостовых кранов, но и от ряда общестроительных требований, в первую очередь от организации отвода воды с крыши и от устройства освещения средних пролетов. Отвод воды может быть как наружным, так и внутренним. Наружные водостоки устраиваются в нешироких цехах, а также…

Расчет опорной плиты и анкерных болтов внецентренно сжатой колонны

Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента. Схема к расчету анкерных болтов Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из…

Расчет и конструирование баз

Расчет опорной плиты и траверсы центрально сжатой колонны Размеры опорной плиты центрально сжатой колонны определяются по расчетному сопротивлению бетона фундамента осевому сжатию R6 (принимаемому равным 44 кг/см2 для бетона марки 100). Минимальная площадь плиты определяется по формуле где N — расчетное усилие в колонне. Найдя необходимую площадь плиты, переходят к конструированию башмака, назначая ширину плиты…

Сквозные колонны

Нижнюю (подкрановую) часть колонны большей частью (при ширине более 1,2 — 1,5 м) делают сквозной, состоящей из двух ветвей, 4 связанных решеткой (фигуре Колонны переменного постоянного сечения). Расчет сквозных колонн производят, исходя из предположения, что колонна работает как ферма с параллельными поясами. Для этого действующие на колонну продольную силу и момент раскладывают по ветвям, усилия…

Расчет и конструирование стержня внецентренно сжатых колонн

Сплошные колонны При расчете колонн, у которых сжимающая нагрузка приложена эксцентрично по отношению к оси колонны, всегда можно перенести сжимающую силу на ось, добавив при этом изгибающий момент. Осью колонны называется линия, соединяющая центры тяжести сечений. У ступенчатых колонн и ось ступенчатая (фигуры Расположение осей и габариты приближения крана и 161, б), что учитывается при…

Расчет и конструирование стержня сквозных колонн

Как и в сплошных колоннах, подбор сечения стержня сквозной колонны начинают с определения необходимой площади сечения, исходя из расчетной нагрузки и расчетного сопротивления материала. Для этого предварительно задаются величиной коэффициента φ = 0,7 / 0,9. После этого определяют требуемую площадь сечения одной ветви по формуле По найденной площади подбирают по сортаменту ближайший номер швеллера или…

Сплошные колонны

Типы сечений Стержень сплошной колонны образуется из одного или нескольких прокатных профилей или листов, соединяемых при помощи сварки или заклепок. Типы сечений сплошных колонн показаны на фигуре. Наиболее рациональным с точки зрения работы материала является трубчатое сечение, которое, однако, мало применяется на практике. Основным сечением сплошных центрально сжатых колонн является сварное двутавровое сечение, составленное из…

Сквозные колонны

Типы сечений и решеток Стержень сквозной колонны состоит из двух или нескольких прокатных профилей, соединенных между собой в плоскостях полок планками или решетками. Сквозная колонна с планками Основным преимуществом сквозных колонн является возможность соблюдения в них условия равноустойчивости. Сквозные колонны достаточно экономичны по расходу металла. В то же время они более трудоемки в изготовлении, так…

Стыки поясов

Вследствие ограниченности длин проката, а также по транспортным условиям фермы больших пролетов (l > 18 м) приходится разбивать на отдельные отправочные элементы, назначая монтажные стыки, как правило, в середине пролета. При конструировании стыков необходимо соблюдать основное правило стыкования: площадь сечения стыковых элементов должна быть не меньше площади сечения стыкуемых элементов. Стыки поясов ферм могут располагаться…