Номенклатура и область применения металлических конструкций.

Номенклатура и область применения металлических конструкций.

1)Одноэтажное пром. здание:-однопролётное-многопролётное-с пролётами разной высоты-с цельнометаллическими или смешанными каркасами

2)многоэтажные производственные здаения: применяются в городском строительстве, где плотная застройка

3)высотные здания4)Большепролётные покрытия зданий и сооружений: спортивные сооружения, рынки, театры, выставочные павильоны, пролёты 100-150 м и более

5)мосты и эстакады: применяются при больших и средних пролётах или при сжатых сроках строительства6) высотные сооружения: антенны, радиовещание и сотовая связь, телевещание высотой 200-500 м , линии воздушных электропередач 20-40м, вытяжные башни для поддержания газоотводящих стволов, дымовых и вентиляционных труб, башни морских стационарных платформ для добычи нефти и газа на континенте и в океане7)Листовые конструкции: тонкостенные пластины и оболочки разнообразных форм

-резервуары(хранение кислот, нефти, щелочей) вместимость до 200000м3

                   -бункеры и силосы: для хранения и перегрузки сыпучих материалов. Силосы отлич. от бункеров большим отношением высоты к размерам в плане.

                   - трубопроводы большого диаметра- по перекачке нефти газа , для хим производства.8)_ Крановые и др. подвижные конструкции: конструкции мостовых , башенных и козловых кранов, конструкции крупных экскаваторов и крупных строит. машин, затворы и ворота гидротехнических сооружений.

 

 

Достоинства и недостатки металлических конструкций.

1) Прочность – это свойство металлов сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под действием нагрузки и др. факторов

2) упругость – св-во металлов восстанавливать свою первоначальную форму и объём после прекращения действия нагрузок и воздействий, вызывающих деформацию тела.3) Пластичность – св-во металла сохранять свою несущую способность в процессе деформирования.4) Хрупкость – способность твёрдого тела разрушаться при механич. воздействии без макроскопически выраженной остаточной деформации

5) твёрдость – св-во металла сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела6)Ползучесть – св-во металла непрерывно деформироваться во времени при постоянной t и постоянном напряжении(постоянной нагрузке)

 

 

Структура стали.

Сталь-сплав железа с углеродом.чистое железо плавиться при температуре 1535С. При понижении тем-ры образ-ся сначала б-Fe с так называемой объемно-центрированной кристаллической решеткой.

При тем-ре ниже 1400 обр-сяy-Fe – гране-центрированная кристаллическая решетка

При темп-ре 910 образуется альфа-Fe с ГЦК.

Температура плавления зависит от сод.углерода в стали. Чем больше содержания углерода, тем ниже тем-ра плавления. При понижтем-ах образуется твердый раствор углерода в гамма-Fe, кот наз-ся аустенит. При тем-ре 910 образуется твердый р-р углерода в альфа-Fe, кот наз-ся феррит (в феррите углерода содержится очень мало, это почти чистое железо). При выделении все большего кол-ва феррита из аустенита последний насыщается углеродом и при тем-ре 730 образуется перлит. Перлит- это смесь пластинок феррита и цементита(Fe3C). Феррит малопрочный и пластичный мат-л. Цементит имеет высокую прочность и очень жесткий материал

В низколегированных сталях структура аналогична. Повышение прочности достигается легированием(добавки хим-их эл-ов). Легированные эл-ты входят в твердом растворе с ферритом или образ карбиды(соединения с углеродом, кот упрочняют феррит или перлит).4. Химический состав стали, вредные примеси.

Углеродистая сталь состоит из железа и углерода с некоторой добавкой кремния Si или алюминияAl и др.(Cu, Mg). 1) углерод <0.22% повышает прочность, снижает пластичность, ухудшает свариваемость.2) кремний 0.3-0.1% - повышает прочность, ухудшает свариваемость, снижает стойкость против коррозии.3) алюминий - хороший раскислитель, нейтрализует вредное влияние фосфора, повышает ударную вязкость.4) марганец - повышает прочность и вязкость, снижает влияние серы. 5) медь - повышает прочность, но увеличивается стойкость против коррозии. На 7% способствует старению стали.Легирующими эл-ми явл-ся : хром, вольфрам, молибден, титан, бор, азот, никель.Вольфрам и молибден значит повышают твердость, сниж пластичность.Никель - повышает прочность и пластичность.Вредные примеси : фосфор повышает хрупкость при пониженных тем-ах, сера – делает сталь красно-ломкой, склонной к образованию трещин(800С), кислород повышает прочность, водород как и сера.Легированные стали обозначяются по хим-ому составу 09Г2С( 09-содержание углерода в сотых долях процента 0.09%, Г-содержхим-их эл-ов,

 

Нагрузки и воздействия.

Классификация:по времени действияа) постояные(собств. вес зданий, вес и давл. грунта, предварительное напряжение) б) временые (атмосферные, нагр. на перекрытия от людей) подразделяются на длительные(оборудование), кратковременные(вес людей, материалов), особые(сейсмические и взрывные нагр).

Нормативные нагрузкиа) постоянные определяются по массе конструкций при проектировании.б) временно-длительные по СНиПам, каталогам.в) кратковременные на основе опыта эксплуатации, по результатам испытаний. г) ветровые

среднесоставляющие ветровой нагрузки

-скоростной напор ветра(по СНиП) в зависимости от района строительства.

К-попр. коэф. Учитывающий тип местности и высоту

С- аэродинамический коэф-т. д) гололёдные нагр(при расчёте антенн, мачт)е) сейсмические нагр(в зависимости от бальности территории) Расчётные нагрузки определ. умн. нормативных на коэф. -учитывает изменчивость нагр. вследствии случайных отступлений от заданных усл. экспл. Устан-ся после статистич. Обработки данных наблюдений.Коэф. массы кон-й зависит от вида материала

Стальн.-1,05; дерев.-1,1; утеплители, засыпки-1,3(1,2); крановое оборудование-1,1. Снег -

Ветер - не учитывает динамичности нагр.

Учет изменчивости нагрузок - при подсчете нагрузок используюся различные коэффициенты. Нагрузки рассчитываются по двум сочетаниям, к расчету выбирается большее значение.

 

Сочетание нагрузок и усилий

Расчет конструкций и оснований по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий. Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции или основания. В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать: а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных; б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок. Временные нагрузки с двумя нормативными значениями следует включать в сочетания как длительные - при учете пониженного нормативного значения, как кратковременные - при учете полного нормативного значения. В особых сочетаниях нагрузок, включающих взрывные воздействия или нагрузки, вызываемые столкновением транспортных средств с частями сооружений, допускается не учитывать кратковременные нагрузки. При учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные: в основных сочетаниях для длительных нагрузок y₁ = 0,95; для кратковременных y₂ = 0,9; в особых сочетаниях для длительных нагрузок y₁ = 0,95; для кратковременных y₂ = 0,8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений для сейсмических районов и в других нормах проектирования конструкций и оснований. При этом особую нагрузку следует принимать без снижения. При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты y₁, y₂вводить не следует. Примечание. В основных сочетаниях при учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения допускается умножать на коэффициент сочетания y₂, принимаемый для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки - 1,0, для второй - 0,8, для остальных - 0,6. При учете сочетаний нагрузок за одну временную нагрузку следует принимать: а) нагрузку определенного рода от одного источника (давление или разрежение в емкости, снеговую, ветровую, гололедную нагрузки, температурные климатические воздействия, нагрузку от одного погрузчика, электрокара, мостового или подвесного крана); б) нагрузку от нескольких источников, если их совместное действие учтено в нормативном и расчетном значениях нагрузки (нагрузку от оборудования, людей и складируемых материалов на одно или несколько перекрытий с учетом коэффициентов y _A и y _n,; нагрузку от нескольких мостовых или подвесных кранов с учетом коэффициента y, ; гололедно-ветровую нагрузку, ).

 

Виды сварных соединений

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык). Стыковыми называют соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элемент является продолжением другого.

Соединениями внахлестку называются такие, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга. Эти соединения широко применяют при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2—5 мм). Разновидностью соединений внахлестку являются соединения с накладками.

Иногда стыковое соединение' профильного металла усиливают накладками, и тогда оно называется комбинированным.Соединения внахлестку и с накладками отличаются простотой обработки элементов под сварку, но по расходу металла они менее экономичны, чем стыковые. Угловыми называют соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом. Тавровые соединения (соединения впритык) отличаются от угловых тем, что в них торец одного элемента приваривается к поверхности другого элемента.

Сварные швыСварные швы классифицируют по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые).

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кромок изделия. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V, U, X и К-образные. Угловые (валиковые) швы наваривают в угол, образованный элементами, расположенными в разных плоскостях. Угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию — лобовыми.

Швы могут быть рабочими или связующими (конструктивными), сплошными или прерывистыми (шпоночными). По положению в пространстве но время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными. 

Болтовые соединения.

Болтовые соединения конструкций появились раньше сварных.простота соединения и надёжность в работе способствовали их широкому распространению в строительстве МК. Однако болтовые соединения более металлоёмки, чем сварные, т.к. имеют стыковые накладки и ослабляют сечение элементов отверстиями для болтов. В строительных конструкциях применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, высокопрочные, самонарезающие и фундаментные (анкерные). Болт для соединения конструкций имеет головку, гладкую часть стержня длиной на 2-3 мм меньше толщины соединяемых деталей и нарезную часть стержня, на которую надевается шайба и навинчивается гайка. Болты грубой и нормальной точности изготавливают из углеродистой стали, горячей или холодной штамповки. В зависимости от процесса изготовления различают несколько классов прочности болтов от 4.6 до 8.8. Класс прочности болтов обозначен числами. первое число, умноженное на 10, обозначает временное сопротивлениеσ_В, а произведение первого числа на второе – предел текучести материала σ_Т. Эти болты находят широкое применение в монтажных соединениях, они работают на растяжение или являются крепёжными элементами. Болты повышенной точности изготавливают так же из углеродистой стали и имеют те же классы точности, что и болты нормальной точности. Болты в таких отверстиях сидят плотно и хорошо воспринимают сдвиг-ие силы. Высокопрочные болты изгот. из лигированной стали, термически обрабатываются. Это болты нормальной точности, их ставят отверстия большего, чем болт, диаметра, но и гайка затягивается торрировочнымключём. Самонарезающие болты отличаются от обычных наличием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня для нарезания резьбы и завинчивания в ранее образованное отверстие соединяемых деталей. Применяются для крепления проф настила. Фундаментные болты (анкерные) служат для передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент.

 

 

Покрытия по прогонам

Прогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. В качестве прогонов применяют прокатные балки, гнутые профили либо легкие сквозные конструкции (при шаге ферм больше 6 м). Кровельные покрытия бывают теплыми в отапливаемых производственных зданиях и холодными без утеплителя. Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко используется стальной профилированный настил. Применяют также мелкоразмерные керамзитобетонные, армоцементные и асбестоцементные плиты, трехслойные панели типа сэндвич, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель, или монопанели с несущим слоем из профилированного настила и гидроизоляцией из мягкой кровли.

Профилированный настил изготовляют из оцинкованной рулонной стали. Профилированные листы укладывают по прогонам, расположенным через 3—4 м. При шаге стропильных ферм 4 м настил может опираться непосредственно на фермы. Настил крепится к прогонам самонарезающими винтами. Между собой листы настила соединяются комбинированными заклепками, позволяющими вести клепку с одной стороны настила. Холодные кровли выполняют из волнистых асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов, укладываемых по прогонам, расположенным через 1,25-1,5 м. Волнистые листы крепят к прогонам с помощью специальных упругих кляммеров или крюков из круглой стали. Для обеспечения водоотвода в местах стыков волнистые листы перепускают внахлестку на 150-200 мм, при этом уклон кровли для aсбестоцементных листов должен быть не менее 1/4; а для стальных и алюминиевых — не менее 1/6.

Беспрогонные покрытия

Для покрытий производственных зданий широко применяют различного вида крупнопанельные железобетонные плиты шириной 3 м и длиной 6 и 12 м. Продольные ребра плит опираются непосредственно в узлах верхнего пояса ферм и привариваются минимум по трем углам. Иногда в качестве доборных применяют плиты шириной 1,5 м. В этом случае верхний пояс ферм необходимо рассчитать с учетом местного момента от внеузловой передачи нагрузки или поставить дополнительные шпренгели, подкрепляющие верхний пояс в местах опирания плит. Основной недостаток крупнопанельных железобетонных плит — их большой собственный вес, что утяжеляет все нижележащие конструкции каркаса здания. Для снижения нагрузок от покрытия в последнее время находят применение металлические панели шириной 1,5 и З м и длиной 6 и 12 м. Масса таких панелей в 4-5 раз меньше, чем железобетонных. По сравнению с кровлей по прогонам металлические панели более индустриальны и позволяют значительную часть работ по устройству кровли перенести на заводы металлических конструкций или в специализированные мастерские

69. Классификация ферм: по статической схеме, по очертанию поясов, типу решетки

по статической схеме – балочные (разрезные, неразрезные, консольные); арочные, рамные, комбинированные;

по очертанию поясов – с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные, полигональные, сегментные;

по системе решетки – треугольная, раскосная, крестовая, ромбическая

способу соединения элементов в узлах – сварные, клепанные, болтовые;

по величине максимального усилия – легкие усилие N кН) и тяжелые – ( N > 300кН).

 

 

а – балочная разрезная; б – неразрезная; в,е – консольная; 

г – арочная; д – рамная; 

ж - комбинированнаа – сегментное; б – полигональное; 

в – трапецеидальное; г – с параллельными поясами;

 д-и - треугольное

а – треугольная; 

б – треугольная с дополнительными стойками;

 в – раскосная с восходящими раскосами;

 г – раскосная   с нисходящими раскосами;

д – шпренгельная; е – крестовая;  ж – перекрестная;    и – ромбическая;

70. Расчетные длины элементов в плоскости и из плоскости ферм.

В момент потери устойчивости сжатый стержень выпучивается, поворачивается вокруг центров соответствующих узлов и вследствие жесткости фасонок заставляет поворачиваться и изгибаться в плоскости фермы остальные стержни.Примыкающие стержни сопротивляются изгибу и повороту узла и препятствуют свободному изгибу стержня, теряющего устойчивость.Наибольшее сопротивление повороту узла оказывают растянутые стержни. Сжатые стержни слабо сопротивляются изгибу.Таким образом, чем больше растянутых стержней примыкает к сжатому стержню и чем они мощнее (больше их погонная жесткость), тем выше степень защемления стержня и меньше его расчетная длина; влиянием сжатых стержней на защемление можно пренебречь.Сжатый пояс оказывается слабо защемленным в узлах, так как с каждой стороны к нему примыкает только по одному растянутому раскосу, погонная жесткость которых значительно меньше погонной жесткости пояса. Поэтому защемлением сжатого пояса в запас устойчивости можно пренебречь и принимать его расчетную длину равной расстоянию между смежными узлами.

Таким образом, при большей степени защемления меньше расчетная длина стержня фермы

где   - коэффициент приведения длины, зависящий от степени защемления;   - расстояние между центрами узлов. По нормам коэффициент приведения длины “ ” элементов решетки изуголков в плоскости фермы равен 0,8. Тогда расчетная длина  в плоскости фермы определяется с некоторым запасом, в особенности для средних раскосов, жесткость которых по сравнению с примыкающими стержнями невелика.Исключение составляет опорный восходящий раскос, условия работы которого в плоскости фермы такие же, как и у верхнего пояса, поэтому расчетная длина опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами узлов.Расчетная длина пояса в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы, принимается равной расстоянию между узлами, закрепленными связями от смещения из плоскости фермы.В беспрогонных покрытиях верхний пояс стропильных ферм закреплен в плоскости кровли плитами или панелями настила, прикрепленными к поясам ферм в каждом узле. В этом случае за расчетную длину пояса из плоскости фермы принимают ширину одной плиты. Расчетная длина стержней решетки при выгибе их из плоскости фермы принимается равной расстоянию между геометрическими центрами узлов, так как фасонки очень гибки и рассматриваются как листовые шарниры.

Опорные узлы рам и арок.

Наиболее сложными конструктивными узлами в арках, так же как и в рамах явл. опорные и ключевые шарниры. Опорные шарниры могут быть 3 типов: плиточные, пятниковые и балансирные. Сквозные арки около опоры, как правило, переходят в сплошное сечение, поэтому опорные шарниры с сплошных и сквозных арках имеют одинаковую конструкцию. Плиточные шарниры имеют наиболее простую конструкцию. Применяются при сравнительно небольших опорных давлениях и преимущественно при вертикальном положении примыкающей к шарниру части арки.Пятниковые шарниры имеют специальное опорное гнездо-пятник, в которой вставляется закругленная опорная часть арки. Пятник обычно делают литым или сварным из листовой стали. В месте передачи опорного давления стенку и пояса арки укрепляют ребрами жесткости. Пятник прикрепляют анкерными болтами к фундаменту. Балансирные шарниры применяют в наиболее тяжелых арках и рамах. Конструкция их состоит из верхнего и нижнего балансиров, в гнёзда которых укладывают плотно пригнанную цилиндрическую цапфу. Арку прикрепляют к верхнему балансиру через пяту, которую приваривают к контуру опорного сечения арки и притягивают болтами к балансиру. Торцы опорных сечений арки обычно фрезеруют. В соответствии с допускаемыми давлениями на фундамент нижний балансир обычно имеет большую площадь опирания,

Сферические резервуары

 

102. вертикальные цилиндрические резервуары, элементы резервуара, типы кровель, их применение

Вертикальный цилиндрический резервуар - наземное строительное сооружение, предназначенное для приема, хранения и выдачи жидкости, нефтепродуктов и т.д. ВЦР изготавливается серийно, различной емкости, наиболее распространенные из них: 5, 10, 15, 20, 30, 50, 100, 200 тыс.м³, также существуют ВЦР объемом 300, 400, 700, 1000 м³.

Вертикальные цилиндрические резервуары состоят из: основания; днища; корпуса; крыша (куполообразная и треугольная); понтон.

По конструктивным особенностям вертикальные цилиндрические резервуары делятся на следующие типы: резервуар со стационарной крышей без понтона; резервуар со стационарной крышей с понтоном; резервуар с плавающей крышей.

Возможно изготовление резервуара вертикального стального РВС из: - нержавеющей стали - резервуар вертикальный из нержавеющей стали (нержавейки); - малоуглеродистой стали - резервуар вертикальный из малоуглеродистой стал; - низколегированной стали - резервуар вертикальный из низколегированной стали.

По условиям работы металлические резервуары относятся к сильно нагруженным ответственным металлоконструкциям, работающим при разных температурных режимах внутри и снаружи сооружения в зимний период и различных ветровых нагрузках. Вследствие этого к металлу резервуара предъявляются особые требования.

Стенки ВЦР состоят из металлических листов, как правило, размером 1,5×3 м или 1,5×6 м. Причем толщина нижнего пояса резервуара колеблется в пределах от 6 мм (РВС-1000) до 25 мм (РВС-120000) в зависимости от вместимости резервуара. Толщина верхнего пояса составляет от 4 до 10 мм. Верхний сварной шов с крышей резервуара выполняется ослабленным с целью предотвращения разрушения резервуара при взрыве паровоздушной смеси внутри замкнутого объема резервуара. Также для устойчивости в верхнем обрезе корпуса устраивается кольцо жесткости.

Крышу вертикальных цилиндрических резервуаров можно выполнить плоской, конической и сферической. Крыша ВЦР состоит из отдельных сегментов. Вертикальный цилиндрический резервуар низкого давления имеет коническую щитовую кровлю. Щитовую коническую кровлю применяют в резервуарах низкого давления с внутренним избыточным давлением в газовой подушке до 200 мм водного столба (2 кПа) и вакуум до 25 мм вод. ст. (0,25 МПа). Коническая крыша состоит из жестких щитов, покрытых стальной оболочкой и опирающихся на центральную стойку с кольцом, а по периметру — на стенку корпуса. Каркас щитов выполнен из двутавра 30, швеллеров 8 и 6,5 и уголков 90х56х5,5. Листы кровли толщиной t = 2,5 мм крепятся на каркас щита с напуском с одной стороны на ширину нахлестки.

103.Расчёт стенки вертикального цилиндрического резервуара .

Стенку резервуара рассчитывают на прочность по безмоментной теории как цилиндрическую оболочку, работающую на растяжение от действия гидростатического давления жидкости и избыточного давления газа. Расчетное давление на глубине х от днища резервуара

где -коэф. перегрузки для гидростатического давления; -коэф. перегрузки для избыточного давления в паровоздушной смеси; -удельный вес жидкости.В цилиндрической оболочке кольцевые напряжения в 2 раза больше меридиональных, поэтому, можно определить толщину цилиндрической стенки корпуса резервуара на расстояниях х от днища:                

Прогиб стенки (радиальное перемещение) определяется по нормативному давлению

Где -коэф. постели

Продольные сжимающие напряжения в стенке возникают от следу-

следующих нагрузок:

веса крыши и установленного на ней оборудования

, где

1) веса теплоизоляции на крыше ,

2)  где -вес теплоизоляции

3) снега ,

4)  где -вес снегового покрова,

5) вакуума ,

6) ветровой нагрузки на боковую поверхность корпуса резервуара, создающей отсос на крыше и вызывающей продольные растягивающие напряжения в стенке резервуара, , -нормативный скоростной напор; -аэродинамический коэф. для крыши; -коэф. перегруза для ветрового отсоса

7) веса стенки с учетом теплоизоляции на рассматриваемом уровне

8) ; -число поясов выше рассматриваемого уровня

Суммарные продольные напряжения в стенке от действующих нагрузок равны:

,где -коэф. сочетания нагрузок

Суммарные кольцевые напряжения в стенке от действующих нагрузок равны:

ГАЗГОЛЬДЕРЫ

Газгольдерами называются сосуды, предназначенные для хранения и смешивания газов. Их включают в газовую сеть между источниками получения газа и его потребителями в качестве своеобразных аккумуляторов, регулирующих потребление газа. Газгольдеры применяют на еталлургических, коксохимических и газовых заводах, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в городском хозяйстве для хранения природного или искусственного газа и т. д.

По конструкции и характеру эксплуатации газгольдеры делятся на две группы: газгольдеры переменного объема (мокрые и сухие) и газгольдеры постоянного объема.

Газгольдеры переменного объема называют газгольдерами

постоянного низкого давления, так как давление газа в них не превышает 4— 5 кПа. Газгольдеры постоянного объема имеют внутреннее давление газа в пределах 250—2000 кПа и являются сосудами высокого давления.

Типовые мокрые газгольдеры имеют вместимость 100—30 000 м³ и состоят на вертикального цилиндрическо­го резервуара.

Газгольдеры переменного объема рассчитывают по методу предельных состояний. В расчетах учитывают следующие коэффициенты перегрузки: для собственного веса конструкций n1 = 1,1; для давления газа под колоколом n2=1,2; для давления воды в резервуаре n=1,1; для полезной (временной нагрузки (2 кН/м2) на обслуживающие площадки и лестницы

n=1,2; При расчетах учитывают следующие сочетания нагрузок: основные— вес конструкций, давление газа и воды, снег на всей крыше или на половине ее поверхности, временные нагрузки на площадке; дополнительные: а) нагрузки основные с односторонней снеговой нагрузкой, ветер, температурные и монтажные воздействия; б) нагрузки основные без учета снеговой нагрузки, ветровая нагрузка; особые — нагрузки от

собственного веса, воды и снега, сейсмические воздействия. Коэффициенты сочетания нагрузок принимают по СНиП.

Сухие газгольдеры применяют в слу­чае, когда хранимые газы имеют высокую концентрацию (до 99,9 % и выше) и не допускают увлажнения (этилен, пропилен и т.д.). Объем газгольдеров колеблется от 10 до 600 тыс. м³. Конструкция их состоит из цилиндрической оболочки с плоским днищем, покоящимся на пес­чаной подушке, и сферической кровли из листов толщиной 3 мм, кото­рые крепятся к каркасу из радиально расположенных гнутых швелле­ров. Внутри газгольдера размещается специальная конструкция в виде шайбы, перемещающейся под давлением газа наподобие поршня. Шай­ба имеет несущий каркас и наружную обшивку из листовой стали.

 

 

Башни антенных сооружений.

В массовом строительстве наиболее распространены решетчатые четырехгранные башни пирамидальной формы. Трехгранные башни применяют, когда высота их и масса технологического оборудования невелики многогранные, наоборот, — при большой нагрузке от обору­дования и значительной высоте сооружения.

В башнях с поясами из труб наиболее рациональной является крес­товая решетка с предварительно напряженными раскосами из круглой стали. При поясах из уголков и других прокатных профилей широко используются треугольная и ромбическая решетки со шпренгельным за­полнением, необходимым для уменьшения расчетной, длины.

В конечном итоге при выборе конструктивной схемы башни, формы и размеров профилей ее элементов важно стремиться к снижению аэро­динамического сопротивления всего сооружения в целом.

Усилия в башне определяются как в пространственной статически определимой системе. Внутренне статически неопределимыми являются системы с крестовой решеткой, при расчете которых необходимо учитысилы предварительного натяже­ния раскосов. Для упрощения расчета башня расчленяется на участки но 10—20 м. В основании каждого участ­ка определяют усилия М_у(Q и М_кр как в консольной балке —от действия каждой из нагрузок.

Продольная сила сжатия N_ств любом из поясов башии, имеющей в сечении форму правильного п-угольника, определяется по фор­муле

При определении момента от ветровой нагрузки расчетным случаем для башен с четным числом граней является направление ветра на реб­ро, противолежащее наиболее сжатому поясу, для башен с нечетным числом граней — в направлении на грань, про­тиволежащую поясу, в котором определяется усилие сжатия.

В башнях с предварительным натяжением раскосов следует учитывать дополнительные сжимающие усилия, возникающие при этом в поясах.

Для определения наибольшего растягива­ющего усилия изгибающий момент следует определять при направле­нии ветра на пояс, в котором определяется усилие, первый член форму­лы принять со знаком «плюс», а значение второго члена вычис­лить с коэффициентом недогрузки.

Поперечная сила, действующая в плоскости любой грани башни, определяется по формуле

Наибольшего значения поперечная сила в грани достигает при сов­падении направления действия ветра с плоскостью грани. Для 3-, 4-, 6-и 8-гранной башен Q_гр будет соответственно равна ²/з, 1/2, 1/3, 1/4

При наличии крутящего момента M/_кр в каждой грани возникает до­полнительная поперечная сила

Усилия в элементах решетки ствола башни определяются по сумме поперечных сил Qгр+Qгр.кр, действующих в грани, как в плоской кон­сольной форме. При этом предполагается, что вертикальная нагрузка вызывает только сжатие поясов, не вовлекая в работу решетку. Это до­пущение, справедливое для призматической башни, приемлемо и для пирамидальной, если тангенс угла наклона пояса к вертикали не пре­вышает 1/8

При расчете башен по второму предельному состоянию прогибы в первом приближении могут быть определены как в консольной балке, момент инерции которой вычисляется с учетом деформативностире­шетки.Немаловажное значение имеет конструктивное решение узлов, осо­бенно монтажных, поскольку из-за большой ширины ствола башни эле­менты ее поступают па строительную площадку в основном россыпью.

Мачты антенных сооружений.

Мачты как сооружения менее металлоемкие и более дешевые по сравнению с башнями широко применяются в качестве опор антенных сооружений связи, особенно при высоте опор более 150 м.Мачта состоит из ствола, опирающегося на центральный фундамент, и оттяжек, закрепленных в анкерных фундаментах и удерживающих ствол в вертикальном положении. В зависимости от радиотехнических требований ствол и оттяжки делают не изолированными или изолиро­ванными от земли. Во втором случае балансирную плиту опоры ствола устанавливают на мощные фарфоровые изоляторы, а оттяжки обору­дуют стяжными устройствами с изоляторами.Ствол мачты делают преимущественно решетчатым, призматичес­кой формы, 3- или 4-граниого очертания. Такая конструктивная форма удобна как для изготовления, так и для монтажа способом наращива­ния сверху самоподъемным краном.В отдельных случаях радиотехнические требования полнее удовлет­воряются при сплошностенчатом стволе трубчатого сечения.

Ширина грани (или диаметр) ствола принимается исходя из усло­вий удобства размещения и обслуживания технологического оборудо­вания, с учетом транспортабельности отдельных элементов.Для того чтобы придать стволу необходимую жесткость, расстояния между соседними ярусами крепления оттяжек принимают не более 40 b— при 4-гранной форме ствола и не более 30b — при 3-гранной ( b— ширина грани). Места крепления оттяжек также увязывают с раз­мещением оборудования.Трехгранные мачты расчаливают в каждом ярусе тремя оттяжками, расположенными в плане под углом 120° одна к другой, а 4-гранные— в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Ствол мачты трубча­того сечения может быть расчален тремя, четырьмя оттяжками и более в каждом ярусе. Число оттяжек более четырех применяют редко,обыч­но в высоких мачтах, с целью снижения усилий в оттяжках или умень­шения деформаций ствола. Угол наклона оттяжек к горизонту обыч­но принимают близким к 45°. Больший ук­лон, в пределах 60°, допускается при за­креплении нескольких оттяжек к одному анкерному фундаменту.В высоких мачтах для уменьшения провеса оттяжек их подкрепля­ют реями. Для оттяжек используют стальные оцинко­ванные канаты, нераскручивающиеся одинарной свивки (при расчетных усилиях до 325 кН) пли двойной крестовой свивки с метал­лическим сердечником. До установки канаты вытягивают усилием, рав­ным 60 % разрывного, в течение не менее 0,5 ч или трехкратным натя­жением до указанного усилия с отпуском натяжения до нуля. Это обес­печивает более равномерную работу всех проволок, из которых свит канат, повышает и стабилизирует его модуль упругости. Для удобства крепления к стволу и фундаменту оттяжки снабжают специальными анкерными устройствами, обеспечивающими надежное закрепление в них концов стальных канатов. Массовое использование мачт в качестве опор антенных сооружений связи привело к необходимости создания типовых конструкций.

+ BONUS + ;-)

 

 

Работа и расчет базы сплошной внецентренно-сжатой колонны .

База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилий с колонны на фундамент. Для сплошных колонн применяются общие базы. Для лучшей передачи момента на фундамент база внецентренно сжатой колонны развивается в плоскости действия момента; центр плиты обычно совмещается с центром тяжести колонны. Расчет базы колонны начинают с определения размеров опорной плиты, задаются шириной опорной плиты В на 100-200мм шире сечения колонны. Затем из условия прочности бетона фундамента на сжатие определяют требуемую длину плиты:

Расчетное сопротивление бетона фундамента на сжатие  определяется по формуле . Расчет выполняется на комбинацию усилий N и М, дающую наибольшее краевое сжатие бетона. Под плитой в бетоне фундамента возникают нормальные напряжения

Траверсы и ребра расчленяют опорную плиту на участки: консольные, опертые по двум сторонам, трем и четырем. При опирании на три стороны

, при опирании на четыре стороны ,при отношении сторон b/a>2 : . Изгибающий момент на консольном участке . Так как давление под плитой распределяется неравномерно, то при определении моментов в различных ее участках значение  принимают равным наибольшему значению в пределах каждого участка. .

 

Номенклатура и область применения металлических конструкций.

1)Одноэтажное пром. здание:-однопролётное-многопролётное-с пролётами разной высоты-с цельнометаллическими или смешанными каркасами

2)многоэтажные производственные здаения: применяются в городском строительстве, где плотная застройка

3)высотные здания4)Большепролётные покрытия зданий и сооружений: спортивные сооружения, рынки, театры, выставочные павильоны, пролёты 100-150 м и более

5)мосты и эстакады: применяются при больших и средних пролётах или при сжатых сроках строительства6) высотные сооружения: антенны, радиовещание и сотовая связь, телевещание высотой 200-500 м , линии воздушных электропередач 20-40м, вытяжные башни для поддержания газоотводящих стволов, дымовых и вентиляционных труб, башни морских стационарных платформ для добычи нефти и газа на континенте и в океане7)Листовые конструкции: тонкостенные пластины и оболочки разнообразных форм

-резервуары(хранение кислот, нефти, щелочей) вместимость до 200000м3

                   -бункеры и силосы: для хранения и перегрузки сыпучих материалов. Силосы отлич. от бункеров большим отношением высоты к размерам в плане.

                   - трубопроводы большого диаметра- по перекачке нефти газа , для хим производства.8)_ Крановые и др. подвижные конструкции: конструкции мостовых , башенных и козловых кранов, конструкции крупных экскаваторов и крупных строит. машин, затворы и ворота гидротехнических сооружений.

 

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: