ВОПРОС 1. Вопрос номенклатура и область применения металлических конструкций. Основные особенности металлических конструкций. Достоинства и недостатки металлических конструкций.
 Скачать 1.77 Mb.
|
2Условия эксплуатации.3Экономия металла.4Транспортабельность.5Технологичность.6Скоростной монтаж.7Долговечность конструкций.8Эстетичность.9Типизация конструктивных элементов и целых сооружений.10Субъективный фактор.Организация проектированияПроектирование зданий и сооружений производится на основании задания на проектирование. Проектирование выполняется в две стадии – проектное задание и рабочие чертежи. В проектном задании устанавливается экономическая целесообразность и техническая возможность строительства. На этой стадии проектирования обосновывается применение МК, определяется основная конструктивная схема сооружения и подбираются соответствующие типовые конструкции. Рабочий проект состоит из 2-х частей: КМ и КМД. Проект КМ выполняет проектная организация. Пояснительная записка, расчеты, компоновочная схема, чертежи важных узлов, спецификация на металл. Проект КМД выполняет КБ завода на основании КМ с учетом технологических особенностей завода. ВОПРОС 2. Материалы металлических конструкций. Структура сталей. Классификация сталей. Механические свойства стали. Сталь – это сплав железа с углеродом (углерода до 2 %) и незначительным количеством примесей (которые не вводятся преднамеренно, а попадают из руды или образуются в процессе выплавки) и легирующих компонентов (которые вводятся для улучшения свойств стали). Группы сталиВ зависимости от содержания легирующих компонентов стали, делятся на четыре группы: 1) углеродистые – легирующие элементы специально не вводятся; 2) низколегированные – суммарное содержание легирующих элементов до 2,5 %; 3) среднелегированные – легирующих компонентов 2,5-10 %; 4) высоколегированные – легирующих компонентов более 10 %. Углеродистая сталь в зависимости от содержания углерода подразделяется на: а) малоуглеродистую с содержанием углерода 0,09-0,25 % (в основном применяется в строительстве); б) среднеуглеродистую с содержанием углерода 0,25-0,6 % (конструкционная, применяется в машиностроении); в) высокоуглеродистую с содержанием углерода 0,6-2% (инструментальная). В строительстве в основном применяются малоуглеродистая сталь, (обладающая большой пластичностью, ковкостью, хорошей свариваемостью, плохой закаливаемостью) и низколегированные стали повышенной и высокой прочности, обладающие меньшей склонностью к хрупким разрушениям. По своей структуре низкоуглеродистая (малоуглеродистая) сталь является однородным кристаллическим телом, состоящим из зерен (кристаллов) феррита, занимающих почти весь объем стали, а также перлитовых и цементитовых включений между зернами феррита и по его граням. Вкрапления и прослойки перлита, обволакивая зерна феррита, создают как бы жесткую и упругую “сетку” (решетку, каркас) вокруг мягкого и пластичного феррита. Такое строение стали, объясняет её работу под нагрузкой и её пластические свойства (упругая стадия – работа решетки перлита; площадка текучести – разрушение решетки перлита с включением в работу феррита). Структура низколегированных и среднелегированных сталей похожа на структуру малоуглеродистой стали. Прочностные свойства низколегированных сталей повышается благодаря введению различных легирующих элементов, которые упрочняют сетку (решетку) между зернами феррита. Механические свойства сталиХарактеризуют следующие основные показатели. 1) Предел текучести T характеризующий напряжение, до достижения которого можно считать металл работающим упруго и пользоваться методами расчета по упругой стадии материала. 2) Временное сопротивление (предел прочности) B характеризующее условное напряжение разрыва растянутого образца (отношение разрушающей нагрузки к первоначальной площади сечения). Временное сопротивление характеризует прочность стали. 3) Относительное удлинение -отношение приращения длины образца после разрыва к ее исходному значению. Различают два относительных удлинения: для длинного круглого образца (Lрасч= 10d)-10 и для короткого (Lрасч= 5d)-5. Относительное удлинение характеризует, пластические свойства стали. 4) Ударная вязкостьαн – работа, затраченная на разрушение специального образца ударным изгибом. Ударная вязкость характеризует склонность стали к переходу в хрупкое состояние. Порог хладноломкости - t°С при которой происходит спад ударной вязкости или снижение её ниже 0,03  5) Изгиб в холодном состоянии на 180°С.Это испытание характеризует пластические свойства стали и склонность ее к трещинообразованию. ВОПРОС 3. Нормирование сталей. В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик углеродистая сталь подразделяется на три группы: группа А — гарантируются механические свойства; группа Б — гарантируется химический состав; группа В — гарантируются механические свойства и отдельные требования по химическому составу. В строительных конструкциях применяется преимущественно сталь группы В, так как для обеспечения прочности необходима гарантия механических свойств, а для свариваемости и высокого качества стали требуется соблюдение норм по химическому составу. Для второстепенных нерасчетных элементов конструкций иногда применяется сталь группы Б. Сталь группы А в строительных конструкциях, как правило, не применяется. В зависимости от нормируемых показателей стали всех групп подразделяют на 6 категорий(химический состав, Run, Ryn, изгиб в холодном состоянии, ударная вязкость при t=+20 °С и t=-20 °С, после механического старения). Обозначения марок углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71 приняты буквенно-цифровыми. Буквы Ст означают слово «сталь», цифры 0, 1, 2, 3, 4 и .т, д. – условный порядковый номер марки в зависимости от химического состава стали и ее свойств. Для стали групп Б и В перед обозначением марки стали ставится буква Б или В. Степень раскисления стали обозначается индексами «сп» (спокойная), «пс» (полуспокойная) и «кп» (кипящая), добавляемыми к обозначению марки стали. Для обозначения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца после номера марки ставят букву Г. Для обозначения категории стали в конце ставится ее номер (для первой категории номер не ставится). Например, обозначение ВСт3сп5 соответствует марке стали 3, спокойной, группы В, 5-й категории; обозначение ВСт3Гпс5 – марке стали 3 с повышенным содержанием марганца, полуспокойной, 5-й категории; обозначение Ст1кп — марке стали 1, кипящей, группы А, 1-й категории. Наиболее распространенной в строительных металлических конструкциях является сталь марки СтЗ. Сталь 3 обладает достаточно высоким пределом текучести Ryn=23—24 кН/см2, пластична, хорошо сваривается, надежно работает при различных силовых воздействиях. В целях унификации применения и упрощения заказа требуемой стали Нормами проектирования стальных конструкций (СНиП ll-23-81) предусмотрено применение в строительных конструкциях низкоуглеродистых сталей только следующих способов выплавки и категорий: 1)полуспокойной — 6-й категории (ВСтЗпс6) – 2-я группа прочности 2)спокойной и полуспокойной с повышенным содержанием марганца — 5-й категории, (ВСтЗсп5-1, ВСтЗГпс5); 3)кипящей — 2-й категории (ВСтЗкп2-1)- 1,2 группа прочности В настоящее время поставляется сталь СтТпс и ВСтТсп с пределом текучести 29 кН/см2, получаемая на основе углеродистой стали путем термической обработки. Обозначения марок низколегированных сталей построено по следующему принципу: первые цифры обозначают среднее количество углерода в сотых долях процента, буквы показывают наличие легирующих компонентов, цифры за буквами указывают количество легирующего компонента в целых процентах (цифра 1 обычно не проставляется); если легирующего компонента меньше 0,3%, то он в обозначение марки не вводится. ВОПРОС 4. Группы сталей по прочности. Выбор сталей для строительных конструкций. Сортамент для стальных конструкций. Стали обычной прочности С235 – С285 (σy <29 кН/см2 ) Это низкоуглеродистые стали различной степени раскисления (поставляются в горячекатаном состоянии), составляют 50% общего объема поставок. Свойства: - небольшая прочность; - очень пластичны (площадка текучести 2,5% и больше), - хорошая свариваемость; - средняя коррозийная стойкость; - хрупкое разрушение при низких t°. Стали повышенной прочности (29 кН/см2 £ σy £ 40 кН/ см2) С345 – С390, получают введением легирующих добавок (в основном, Mn и Si), либо термоупрочнением низкоуглеродистой стали ( С345Т) Свойства: - пластичность снижается (площадка текучести 1-1,5%); - хуже свариваемость (особенно с высоким содержанием кремния); - коррозионная стойкость близка к низкоуглеродистым сталям, более высокой коррозийной стойкостью обладают стали с повышенным содержанием меди С345Д, С375Д, С390Д; - более высокое сопротивление хрупкому разрушению; - дают экономию металла 20-25% за счёт высоких прочностных свойств. Стали высокой прочности σy > 40 кН/см2 С440 – С590, прокат получают путем легирования и термической обработки - могут не иметь площадки текучести (при Gy > 50 кН/см2); - не позволяет учитывать в расчётах пластические деформации; - высокая ударная вязкость и сопротивление хрупкому разрушению; - «минусы» - при сварке происходят различные структурные превращения, что приводит к разупрочнению стали в околошлаковой зоне; - экономия металла 25-30%. Атмосферостойкие стали Атмосферостойкие стали получают путем введения легирующих компонентов: а) хрома Cr; никеля Ni; меди Cu в небольшом количестве (доли %); б) фосфора Р(к примеру, С345К) – образуется тонкая оксидная пленка на поверхности, но ухудшаются свариваемость и хладостойкость. |