Глава 1. Сведения о конструкционных материалах
Министерство образования и науки Российской Федерации
Курганский государственный университет
Казаков С. И.
Проектирование сварных конструкций
Учебное пособие
Курган
2012
УДК 624.014.25
ББК
К
Рецензенты
В. К. Сидоров, главный сварщик ЗАО «Курганстальмост»
М. В. Шахматов, д – р техн. наук
Печатается по решению методического совета Курганского государственного университета.
К Казаков С. И. Проектирование сварных конструкций: Учебное пособие. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2012. – с. ?
В учебном пособии изложены современные методы проектирования сварных соединений и типовых сварных металлических конструкций. Приведены необходимые при проектировании основы классической теории статики сооружений, а также алгоритмы расчета стержневых систем по методу конечных элементов.
Книга предназначена для студентов вузов, обучающихся по специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства».
ISBN
УДК 624.014.25
ББК
○ Курганский
Государственный
Университет, 2012
○ Казаков С. И., 2012
Содержание
Введение 6
Глава 1. Сведения о конструкционных материалах 5
1.1. Требования к свойствам конструкционных материалов 5
|
|
|
1.2. Прочность 6
1.3. Свариваемость 6
1.4. Сопротивление хрупкому разрушению 8
1.5. Сопротивление вязкому разрушению 10
1.6. Технико-экономическая эффективность 11
1.7. Классификация сталей 12
1.8. Цветные сплавы, полимеры и композиционные материалы 18
1.9. Сортамент проката 20
Глава 2. Механические свойства основного металла и
сварных соединений 21
2.1. Методы определения основных механических свойств 21
2.2. Механические свойства основного металла и сварных соединений 27
|
|
|
Глава 3. Статика сооружений стержневых и балочных систем 33
3.1. Общие положения 33
3.2. Исследование плоских систем на статическую определимость и
геометрическую неизменяемость 36
3.3. Многопролетные статически определимые шарнирно-
консольные балки 43
3.4. Статически определимые плоские фермы 64
3.5. Аналитический способ расчета плоских статически определимых
ферм на подвижную нагрузку 87
3.6. Расчет конструкций методом конечных элементов 100
Глава 4. Сварные соединения и расчет их прочности 114
4.1. Принципы расчета сварных соединений 114
4.2. Сварные соединения, выполняемые дуговой сваркой 119
4.3. Расчет соединений работающих на изгиб и сложное сопротивление 113
|
|
|
4.4. Расчет сварных соединений при циклическом нагружении 137
4.5. Сварные соединения, выполненные контактной сваркой 145
4.6. Соединения при специальных методах сварки 152
4.7. Примеры расчета соединений, выполненных дуговой сваркой 158
4.8. Соединения при сварке пластмасс 160
4.9. Болтовые соединения 162
4.10. Клееносварные соединения 165
4.11. Паяные соединения 166
4.12. Обозначение сварных соединений на чертежах 168
Глава 5. Сварочные деформации и напряжения 172
5.1. Основные понятия и определения 172
5.2. Образование и развитие пластических деформаций в
сварном соединении 172
|
|
|
5.3. Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность
сварных соединений и конструкций 175
5.4. Деформации конструкции от сварки 177
5.5. Методы устранения сварочных напряжений 185
5.6. Уменьшение сварочных деформаций, напряжений и перемещений 186
Глава 6. Концентрация напряжений 188
6.1. Общие положения 188
6.2. Распределение напряжений в стыковых швах 190
6.3. Распределение напряжений в соединениях в лобовых швах 192
6.4. Распределение напряжений в соединениях с фланговыми швами 195
Глава 7. Расчет и проектирование стоек и колонн, работающих на
центральное сжатие 197
7.1. Общая характеристика 197
7.2. Сплошные колонны 198
7.3. Сквозные колонны 201
7.4. Устойчивость сжатых стержней 203
7.5. Расчет стоек и колонн 206
Глава 8. Проектирование ферм 212
8.1. Классификация ферм и области их применения 212
8.2. Компоновка конструкций ферм 216
8.3. Типы сечений стержней ферм 224
8.4. Расчет ферм 228
8.5. Подбор сечений элементов ферм 234
8.6. Конструкции легких ферм 240
8.7. Оформление рабочего чертежа легких ферм (КМД) 254
8.8. Узлы тяжелых ферм 256
8.9. Предварительно напряженные фермы 258
Глава 9. Балки. Конструкции и проектирование 261
9.1. Общие сведения о балках, схема расчета 261
9.2. Расчет жесткости и прочности 262
9.3. Общая устойчивость балок 266
9.4. Местная устойчивость 268
9.5. Сварные соединения 270
9.6. Стыки балок 271
9.7. Пример расчета и конструирования балки 272
Глава 10. Оболочковые (листовые) конструкции 279
10.1.Основы листовых конструкций 280
10.2. Виды и особенности листовых конструкций 281
10.3. Основные положения расчета оболочек 282
10.4. Вертикальные цилиндрические резервуары с плоским днищем 286
10.5. Цистерны 291
10.6. Газгольдеры и сферические резервуары 292
10.7. Тонкостенные сосуды 294
10.8. Барабаны котлов 298
10.9. Трубы и трубопроводы 300
Глава 11. Реконструкция производственных зданий 304
11.1. Оценка технического состояния конструкций 304
11.2. Усиление конструкций 312
Список литературы
Приложение. 325
Введение
Проектирование сварных металлических конструкций представляет собой многоэтапный процесс, включающий в себя выбор конструктивной формы, выбор сварочных материалов и способов сварки, расчет и разработку чертежей для изготовления и монтажа конструкций.
Целью расчета — второго основного этапа проектирования металлических конструкций — является строгое обоснование габаритных размеров конструкций, а также размеров поперечных сечений элементов и их сварных соединений, обеспечивающих заданные условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при минимальных затратах материалов и труда на их создание и эксплуатацию. Эти требования часто противоречат друг другу (например, минимальный расход металла и надежность), поэтому реальное проектирование является процессом поиска оптимального конструктивного решения.
Расчет обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкций, подбор сечений, расчет сварных соединений и проверка допустимости напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений.
Методы определения усилий в строительных конструкциях изучаются в рамках таких дисциплин, как строительная механика, сопротивление материалов, теория упругости и пластичности. Остальные этапы расчета (подбор сечений и расчет сварных соединений) входят в курс «Проектирование сварных конструкций».
Главная особенность расчетов сварных строительных конструкций заключается в необходимости учета изменчивости внешних воздействий, разброса прочностных характеристик материала и особенностей работы металла в конкретных условиях. Внешние воздействия здесь понимаются в широком смысле. Это могут быть силовые воздействия технологического и атмосферного происхождения, химическое воздействие, вызывающее коррозию металла, температурное воздействие, влияющее на его прочностные свойства, смещения опор и т.д.
В зависимости от способа учета изменчивости указанных параметров развивалась методика расчета металлических конструкций. До 1955 г. в нашей стране металлические конструкции рассчитывались по методике допускаемых напряжений, в которой использовался единый коэффициент запаса, учитывающий изменчивость названных параметров. В 1955 г. были выпущены новые строительные нормы и правила, основанные на методике предельных состояний, где вместо одного используются три основных коэффициента:
- коэффициент надежности по материалу γm;
-_коэффициент надежности по назначению γn;
- коэффициент условий работы γc, значения которых обоснованы методами математической статистики.
В настоящее время оптимальной считается методика предельных состояний, отличающаяся как научной обоснованностью, так и тем, что она проста в использовании.
Глава 1. Сведения о конструкционных материалах
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 439; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!