Проектирование металлических конструкций: Спец. курс
В. В. Бирюлев, И. И. Кошин, И. И. Крылов, А. В. Сильвестров
1990 г.
Содержатся материалы по проектированию легких металлических конструкций, облегченных балок и ферм, рам и пространственных конструкций. Уделено внимание проектированию конструкций, эксплуатируемых при низких температурах. Изложены способы защиты металлических конструкций от коррозии, усиления конструкций, в том числе предварительным напряжением.Для студентов строительных вузов.
Отличие данной версии - качество обработки.
Оглавление
Предисловие 3
Раздел I. Проектирование легких металлических конструкций 6
Глава 1. Характеристика и экономическая эффективность легких металлических конструкций 6
1. Характеристика легких металлических конструкций 6
2. Номенклатура и экономическая эффективность легких металлических конструкций 11
Глава 2. Проектирование облегченных балок 20
1. Балки с гибкой стенкой 20
Общие положения 20
Особенности работы 20
Конструкция балок с гибкой стенкой 23
Расчет балок с гибкой стенкой 25
Порядок проектирования балок с гибкой стенкой 35
Примера расчетов 39
2. Балки с гофрированной стенкой 46
Общие положения 46
Особенности работы 47
Конструкция балок с гофрированной стенкой 48
Расчет балок с гофрированной стенкой 51
Порядок проектирования балок с гофрированной стенкой 54
Пример расчета 57
3. Балки с перфорированной стенкой 59
Общие положения 59
Особенности работы 60
Конструкция балок с перфорированной стенкой 61
Расчет балок с перфорированной стенкой 65
Порядок проектирования балок с перфорированной стенкой 69
Конструкция и расчет фланцевых стыков 72
Примеры расчета 79
Глава 3. Проектирование облегченных ферм 84
1. Фермы с поясами из уголков, тавров и двутавров 84
Общие положения 84
Конструкция ферм 84
Расчет ферм 91
Конструкция и расчет фланцевых соединений 94
Пример расчета 99
2. Фермы из круглых и прямоугольных труб 100
Общие положения 100
Конструкция ферм 101
Расчет ферм 106
Порядок проектирования ферм с замкнутыми сечениями стержней 113
Примеры расчета 117
Глава 4. Облегченные рамные и пространственные конструкции 120
1. Облегченные сплошностенчатые рамы 120
Общие положения 120
Конструкции рам 120
2. Структурные конструкции 126
Общие положения 126
Схемы структурных плит и их классификация 127
Конструкции структурных плит 131
Особенности расчета структурных плит 138
Порядок проектирования структурных плит 140
3. Складчатые конструкции 146
Схемы 146
Конструкция складок 148
Глава 5. Легкие ограждающие металлические конструкции 151
1. Конструктивные решения 151
Общие положения 151
Материалы для ограждающих конструкций 151
Конструктивные решения 155
2. Расчет и проектирование ограждающих конструкций 163
Расчет профилированных листов и панелей 163
Правила проектирования 168
Пример расчета 168
Список литературы к разделу I 170
Раздел II. Хладостойкость стальных конструкций 174
Глава 6. Хрупкое разрушение стали и элементов стальных конструкций 174
1. Пластичность стали как основа надежности стальных конструкций 174
Обеспечение надежности конструкций 174
Пластичность стали и методы ее оценки 176
2. Факторы хрупкого разрушения стали 184
Вязкое и хрупкое разрушение стали 184
Основные факторы хрупкого разрушения стали 190
Отказы стальных конструкций с хрупким разрушением их элементов 199
Статистические закономерности отказов стальных сварных конструкций с хрупким разрушением их элементов 200
Влияние конструктивной формы элемента стальной конструкции на его хладостойкость 205
Сравнительная хладостойкость стальных конструкций 208
Глава 7. Количественные методы оценки хладостойкости стальных конструкций. Расчет прочности элементов конструкций с учетом хрупкого разрушения 211
1. Теоретические предпосылки хрупкого и квазихрупкого разрушения стали 212
Теоретическая прочность стали и дислокационная теория разрушения 213
Классическая теория хрупкого разрушения стали. Объединенная теория прочности 216
Энергетическая теория хрупкого разрушения стали. Понятие о линейной механике разрушения стали при наличии трещин 219
Статическая теория хрупкого разрушения стали 224
2. Экспериментальные методы количественной оценки хладостойкости стали и стальных конструкций 225
Классификация экспериментальных методов оценки прочности стали и элементов конструкций с учетом хрупкого разрушения 225
Методы контролируемого охлаждения стальных образцов и узлов конструкций при экспериментальных исследованиях 231
Критерии количественной оценки прочностных и деформационных параметров при хрупком и квазихрупком разрушении стали и стальных конструкций 235
3. Расчет прочности элементов стальных конструкций с учетом хрупкого разрушения 236
Нормативная методика расчета элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения 237
Метод НИСИ по оценке хладостойкости элементов стальных конструкций 240
Метод ЦНИИПСКа по оценке хладостойкости стальных конструкций 245
Сравнительная оценка хладостойкости стальных конструкций как многоэлементных инженерных систем 248
Особенности расчета сварных соединений с угловыми швами для конструкций, эксплуатирующихся при температурах менее минус 40°С 249
4. Примеры расчета прочности элементов стальных конструкций с учетом хрупкого разрушения 250
Метод СНиП II-23-81* 250
Метод НИСИ 251
Метод ЦНИИПСКа 252
Глава 8. Проектирование и изготовление хладостойких стальных конструкций 253
1. Выбор марки стали для конструкций 253
2. Конструктивно-технологические требования по предотвращению хрупкого разрушения стальных конструкций 255
3. Выбор конструктивной формы для хладостойких конструкций. Метод деконцентрации напряжений 259
4. Технологические методы повышения хладостойкости стальных конструкций при их изготовлении, транспортировке и монтаже 261
Список литературы к разделу II 263
Раздел III. Проектирование реконструкции и усиления металлических конструкций 265
Глава 9. Проектирование реконструкции металлических каркасов 265
1. Классификация способов реконструкции 265
2. Влияние различных факторов на состояние конструкций 270
3. Техническое состояние сохраняемых конструкций 276
Обследование конструкций 276
Особенности обследования конструкций, эксплуатирующихся при низких температурах 277
Дефекты и повреждения конструкций 278
4. Определение свойств металла 282
5. Определение фактических нагрузок и воздействий 284
6. Оценка несущей способности сохраняемых конструкций 288
Резерва несущей способности 288
Расчет конструкций с учетом дефектов и повреждений 294
Характеристики технического состояния конструкций 299
Примеры 300
Глава 10. Проектирование усиления металлических конструкций 303
1. Способы усиления 303
Общие положения 303
Классификация способов усиления 305
Изменение условий эксплуатации и косвенное усиление 307
Изменение схемы конструкции 309
Усиление способом изменения сечения 314
Усиление соединений 319
Повышение ресурса по выносливости 321
Особенности проектирования усиления металлических конструкций 321
2. Расчет усиления металлических конструкций 324
Общие положения 324
Расчета при косвенном усилении и изменении схема конструкций 326
Расчет элементов конструкций при их усилении способом увеличения сечения 328
Расчет сварных швов при их усилении 337
3. Усиление конструкций с целью повышения их хладостойкости 338
Примеры расчета усиления 339
Глава 11. Усиление конструкций методами регулирования напряжений 352
1. Методы искусственного регулирования напряжений в эксплуатируемых конструкциях 352
Общие положения и классификация 352
Методы искусственного регулирования напряжений без использования высокопрочных элементов 354
Искусственное регулирование напряжений с использованием предварительно напряженных высокопрочных элементов 360
2. Расчет эксплуатируемых конструкций, усиливаемых регулированием напряжений 364
Общие положения 364
Расчет конструкций, усиливаемых регулированием напряжений без высокопрочных элементов 364
Расчет конструкций, усиливаемых с помощью высокопрочных предварительно напряженных элементов 366
Примеры расчета 367
Список литературы к разделу III 370
Раздел IV. проектирование металлических конструкций с повышенной коррозионной стойкостью 373
Глава 12. Коррозионная стойкость при атмосферной коррозии 373
1. Факторы, определяющие величину коррозионного износа 373
Общие положения 373
Потери от коррозии 376
Механизм коррозионного износа и виды атмосферной коррозии 377
Строительные стали, их краткая характеристика по коррозионному износу 383
2. Влияние конструктивной формы на коррозионный износ 389
Характеристика коррозионного износа 389
Оценка коррозионной стойкости конструктивных форм 393
Рекомендации по проектированию 399
Примеры расчета 402
Глава 13. Защитные покрытия 403
1. Характеристика и выбор защитных покрытий 403
Общие положения 403
Характеристика лакокрасочных покрытий и некоторые рекомендации по их выбору 405
2. Способы подготовки поверхности и нанесения защитных покрытий 410
3. Оценка экономической эффективности противокоррозионной защиты 411
Список литературы к разделу IV 417
Приложения 419
Раздел I. Проектирование легких металлических конструкций 6
Глава 1. Характеристика и экономическая эффективность легких металлических конструкций 6
1. Характеристика легких металлических конструкций 6
2. Номенклатура и экономическая эффективность легких металлических конструкций 11
Глава 2. Проектирование облегченных балок 20
1. Балки с гибкой стенкой 20
Общие положения 20
Особенности работы 20
Конструкция балок с гибкой стенкой 23
Расчет балок с гибкой стенкой 25
Порядок проектирования балок с гибкой стенкой 35
Примера расчетов 39
2. Балки с гофрированной стенкой 46
Общие положения 46
Особенности работы 47
Конструкция балок с гофрированной стенкой 48
Расчет балок с гофрированной стенкой 51
Порядок проектирования балок с гофрированной стенкой 54
Пример расчета 57
3. Балки с перфорированной стенкой 59
Общие положения 59
Особенности работы 60
Конструкция балок с перфорированной стенкой 61
Расчет балок с перфорированной стенкой 65
Порядок проектирования балок с перфорированной стенкой 69
Конструкция и расчет фланцевых стыков 72
Примеры расчета 79
Глава 3. Проектирование облегченных ферм 84
1. Фермы с поясами из уголков, тавров и двутавров 84
Общие положения 84
Конструкция ферм 84
Расчет ферм 91
Конструкция и расчет фланцевых соединений 94
Пример расчета 99
2. Фермы из круглых и прямоугольных труб 100
Общие положения 100
Конструкция ферм 101
Расчет ферм 106
Порядок проектирования ферм с замкнутыми сечениями стержней 113
Примеры расчета 117
Глава 4. Облегченные рамные и пространственные конструкции 120
1. Облегченные сплошностенчатые рамы 120
Общие положения 120
Конструкции рам 120
2. Структурные конструкции 126
Общие положения 126
Схемы структурных плит и их классификация 127
Конструкции структурных плит 131
Особенности расчета структурных плит 138
Порядок проектирования структурных плит 140
3. Складчатые конструкции 146
Схемы 146
Конструкция складок 148
Глава 5. Легкие ограждающие металлические конструкции 151
1. Конструктивные решения 151
Общие положения 151
Материалы для ограждающих конструкций 151
Конструктивные решения 155
2. Расчет и проектирование ограждающих конструкций 163
Расчет профилированных листов и панелей 163
Правила проектирования 168
Пример расчета 168
Список литературы к разделу I 170
Раздел II. Хладостойкость стальных конструкций 174
Глава 6. Хрупкое разрушение стали и элементов стальных конструкций 174
1. Пластичность стали как основа надежности стальных конструкций 174
Обеспечение надежности конструкций 174
Пластичность стали и методы ее оценки 176
2. Факторы хрупкого разрушения стали 184
Вязкое и хрупкое разрушение стали 184
Основные факторы хрупкого разрушения стали 190
Отказы стальных конструкций с хрупким разрушением их элементов 199
Статистические закономерности отказов стальных сварных конструкций с хрупким разрушением их элементов 200
Влияние конструктивной формы элемента стальной конструкции на его хладостойкость 205
Сравнительная хладостойкость стальных конструкций 208
Глава 7. Количественные методы оценки хладостойкости стальных конструкций. Расчет прочности элементов конструкций с учетом хрупкого разрушения 211
1. Теоретические предпосылки хрупкого и квазихрупкого разрушения стали 212
Теоретическая прочность стали и дислокационная теория разрушения 213
Классическая теория хрупкого разрушения стали. Объединенная теория прочности 216
Энергетическая теория хрупкого разрушения стали. Понятие о линейной механике разрушения стали при наличии трещин 219
Статическая теория хрупкого разрушения стали 224
2. Экспериментальные методы количественной оценки хладостойкости стали и стальных конструкций 225
Классификация экспериментальных методов оценки прочности стали и элементов конструкций с учетом хрупкого разрушения 225
Методы контролируемого охлаждения стальных образцов и узлов конструкций при экспериментальных исследованиях 231
Критерии количественной оценки прочностных и деформационных параметров при хрупком и квазихрупком разрушении стали и стальных конструкций 235
3. Расчет прочности элементов стальных конструкций с учетом хрупкого разрушения 236
Нормативная методика расчета элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения 237
Метод НИСИ по оценке хладостойкости элементов стальных конструкций 240
Метод ЦНИИПСКа по оценке хладостойкости стальных конструкций 245
Сравнительная оценка хладостойкости стальных конструкций как многоэлементных инженерных систем 248
Особенности расчета сварных соединений с угловыми швами для конструкций, эксплуатирующихся при температурах менее минус 40°С 249
4. Примеры расчета прочности элементов стальных конструкций с учетом хрупкого разрушения 250
Метод СНиП II-23-81* 250
Метод НИСИ 251
Метод ЦНИИПСКа 252
Глава 8. Проектирование и изготовление хладостойких стальных конструкций 253
1. Выбор марки стали для конструкций 253
2. Конструктивно-технологические требования по предотвращению хрупкого разрушения стальных конструкций 255
3. Выбор конструктивной формы для хладостойких конструкций. Метод деконцентрации напряжений 259
4. Технологические методы повышения хладостойкости стальных конструкций при их изготовлении, транспортировке и монтаже 261
Список литературы к разделу II 263
Раздел III. Проектирование реконструкции и усиления металлических конструкций 265
Глава 9. Проектирование реконструкции металлических каркасов 265
1. Классификация способов реконструкции 265
2. Влияние различных факторов на состояние конструкций 270
3. Техническое состояние сохраняемых конструкций 276
Обследование конструкций 276
Особенности обследования конструкций, эксплуатирующихся при низких температурах 277
Дефекты и повреждения конструкций 278
4. Определение свойств металла 282
5. Определение фактических нагрузок и воздействий 284
6. Оценка несущей способности сохраняемых конструкций 288
Резерва несущей способности 288
Расчет конструкций с учетом дефектов и повреждений 294
Характеристики технического состояния конструкций 299
Примеры 300
Глава 10. Проектирование усиления металлических конструкций 303
1. Способы усиления 303
Общие положения 303
Классификация способов усиления 305
Изменение условий эксплуатации и косвенное усиление 307
Изменение схемы конструкции 309
Усиление способом изменения сечения 314
Усиление соединений 319
Повышение ресурса по выносливости 321
Особенности проектирования усиления металлических конструкций 321
2. Расчет усиления металлических конструкций 324
Общие положения 324
Расчета при косвенном усилении и изменении схема конструкций 326
Расчет элементов конструкций при их усилении способом увеличения сечения 328
Расчет сварных швов при их усилении 337
3. Усиление конструкций с целью повышения их хладостойкости 338
Примеры расчета усиления 339
Глава 11. Усиление конструкций методами регулирования напряжений 352
1. Методы искусственного регулирования напряжений в эксплуатируемых конструкциях 352
Общие положения и классификация 352
Методы искусственного регулирования напряжений без использования высокопрочных элементов 354
Искусственное регулирование напряжений с использованием предварительно напряженных высокопрочных элементов 360
2. Расчет эксплуатируемых конструкций, усиливаемых регулированием напряжений 364
Общие положения 364
Расчет конструкций, усиливаемых регулированием напряжений без высокопрочных элементов 364
Расчет конструкций, усиливаемых с помощью высокопрочных предварительно напряженных элементов 366
Примеры расчета 367
Список литературы к разделу III 370
Раздел IV. проектирование металлических конструкций с повышенной коррозионной стойкостью 373
Глава 12. Коррозионная стойкость при атмосферной коррозии 373
1. Факторы, определяющие величину коррозионного износа 373
Общие положения 373
Потери от коррозии 376
Механизм коррозионного износа и виды атмосферной коррозии 377
Строительные стали, их краткая характеристика по коррозионному износу 383
2. Влияние конструктивной формы на коррозионный износ 389
Характеристика коррозионного износа 389
Оценка коррозионной стойкости конструктивных форм 393
Рекомендации по проектированию 399
Примеры расчета 402
Глава 13. Защитные покрытия 403
1. Характеристика и выбор защитных покрытий 403
Общие положения 403
Характеристика лакокрасочных покрытий и некоторые рекомендации по их выбору 405
2. Способы подготовки поверхности и нанесения защитных покрытий 410
3. Оценка экономической эффективности противокоррозионной защиты 411
Список литературы к разделу IV 417
Приложения 419
Комментарии
Авторизоваться