ЗАО "ЦНИИПроектстрой"
767-72-66 статьи новости руководство
металло-
конструкции
изготовление проектирование строительство работы

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты. Строительные стали

  Лекция № 1. Тема: "Введение. Строительные стали" –2ч. ВВЕДЕНИЕ Металлоконструкции благодаря своей надежности, относительной легкости, индустриальности, водо-газонепроницаемости, тенденции к сокращению сроков монтажа применяются во всех отраслях народного хозяйства. В настоящее время роль металлоконструкций в строительстве резко возросла. Широко применяются они при строительстве обычных, уникальных, нетиповых зданий и сооружений, а также при усилении и реконструкции зданий.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Проектирование экономически эффективных, безопасных при эксплуатации металлоконструкций основывается на понимании работы их под нагрузкой, правильном выборе конструктивных решений и соответствующих способах расчета. Поэтому дисциплина «Металлоконструкции» является одной из основных профилирующих дисциплин в учебном плане подготовки специалиста – бакалавра строительного дела.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  I. Строительная сталь. Качество строительной стали определяется механическими свойствами, устанавливаемыми путем проведения испытаний стандартных образцов в соответствующих лабораториях.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Кроме того, качество стали определяется ее свариваемостью и механическим старением. Свариваемость – способность стали свариваться без возникновения холодных или горячих трещин; причем свойства металла, прилегающего к сварному шву в зоне термического влияния, не должны значительно отличаться от свойств основного металла.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Для оценки склонности стали к деформационному старению, пластины, из которых вырезают образцы, предварительно деформируют на 10% остаточного удлинения и затем остаривают в печи при t=+250 . Этот процесс называется механическим старением.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Механические свойства стали и ее свариваемость зависят от химического состава и структуры стали.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Чистое железо-феррит – обладает малой прочностью и большой пластичностью. Прочность его повышают добавками углерода, получая сталь углеродистую обыкновенного качества.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Повышение прочности стали достигается также легированием марганцем, кремнием, ванадием, хромом и другими элементами, получая низколегированные стали повышенной прочности; термическим упрочнением.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Величина зерен феррита и перлита оказывают существенное влияние на механические свойства стали (чем меньше зерна, тем выше качество стали). Высококачественная сталь – мелкозернистая.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Углеродистая сталь обыкновенного качества состоит из железа и углерода, с некоторой добавкой кремния или алюминия, марганца, меди, никеля, хрома, мышьяка. Кроме того сталь включает в свой состав серу и фосфор.

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Углерод (У) повышает прочность стали, снижает пластичность, ухудшает свариваемость. Сталь хорошо сваривается при 0.22%.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  При быстром остывании стали получается закалка: прочность стали повышается, пластичность снижается, склонность к хрупкому разрушению увеличивается. Для улучшения ее механических свойств производится ее отпуск: нагревают до температуры, при которой происходит желательное структурное превращение, выдерживают при этой t-ре и медленно охлаждают.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Старение. В ничтожных количествах углерод растворен в феррите. С течением времени при благоприятных условиях углерод выделяется и располагается между зернами феррита. Это приводит к повышению и уменьшению пластичности и

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  сопротивления хрупкому разрушению. Кроме углерода выделяется азот и карбиды других элементов. Эта перестройка структуры происходит в течение достаточно длительного времени и называется старением.

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  По способу выплавки сталь разделяется на мартеновскую, кислородно-конверторную и электросталь. Электросталь отличается повышенной чистотой по содержанию серы и фосфора. Перспективна сталь, выплавленная из железа путем прямого восстановления.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Нераскисленные стали кипят при разливке в изложницы – кипящие стали, более засоренные газами и менее однородны. Кипящие стали плохо сопротивляются хрупкому разрушению и стареют быстрее.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Марку стали и категорию поставки выбирают для данной конструкции в соответствии с рекомендациями СНиПа П-23-81* в зависимости от группы конструкций.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (подкрановые балки, балки рабочих площадок, фасонки ферм, транспортерные галереи и т.п.).

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы, а также конструкции 1-ой группы при отсутствии сварных соединений (фермы, ригели рам, балки перекрытий и покрытий, косоуры лестниц, опоры транспортерных галерей и т.п.).

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, сжатые, сжатоизгибаемые элементы, а также конструкции и их элементы 2-ой группы при отсутствии сварных соединений (колонны, стойки, опорные плиты, настилы, вертикальные связи по колоннам при ) и другие.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверха; лестницы; площадки; ограждения и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Лекция № 2. Тема: "Работа стали под нагрузкой"-2ч. Влияние структуры стали. Структура стали, охлажденной до комнатной температуры, состоит из двух фаз – цементита и феррита.

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Граница между участком, в котором скольжение уже произошло, и остальной частью зерна называется линией дислокации.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Дефекты кристаллической решетки: отсутствие атома в узле решетки (вакансия), расположение атома вне узла решетки (внедренный другой атом) и др.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  При определенном напряжении начинается массовое движение дислокаций, что соответствует пределу текучести. Рассмотрим теперь работу группы зерен феррита – поликристалла.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  В поликристалле, имеющем большое число зерен, каждое из зерен различно ориентировано кристаллической решеткой. Это затрудняет сдвиг одной части образца по другой. Поэтому сопротивление пластическим деформациям у феррита, состоящего из большого числа зерен, выше, чем у отдельного зерна. Хаотичное ориентирование зерен приводит к тому, что в упругой стадии такой материал как изотропный. При переходе в

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  пластическое состояние всегда находятся плоскости, по которым действуют наибольшие касательные напряжения и большинство зерен на которых расположено благоприятно для сдвига. По этим отдельным плоскостям и происходит наиболее интенсивное пластическое течение. Эти плоскости на поверхности изделия называются линиями Чернова-Людерса.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Рассмотрим работу стали. Большое препятствие образованию сдвигов в зернах феррита создают более прочные зерна перлита. Поэтому прочность стали значительно выше прочности чистого железа.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Работа стали при растяжении характеризуется диаграммой растяжения . До – упругие деформации в результате упруго-возвратимого искажения атомной решетки. После снятия нагрузки – деформации исчезают; атомы остаются на своих местах.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  При дальнейшем увеличении нагрузки дислокации начинают скапливаться около границ зерен феррита, что приводит к постепенному появлению отдельных сдвигов в зернах феррита; деформации начинают расти быстрее напряжений ( ).

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Последующее увеличение напряжений способствует развитию линий сдвига (массовому движению дислокаций), которые приводят к развитию больших деформаций изделия при постоянных напряжениях – образованию площадки текучести. Протяженность площадки текучести для Ст. 3 – до 3%.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Развитие деформаций происходит в результате малого упругого деформирования и больших необратимых сдвигов по плоскостям скольжения зерен феррита. Поэтому после снятия нагрузки упругая часть деформаций возвращается, а необратимая – приводит к остаточным деформациям.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Ударная вязкость. Разрушение металла при малых деформациях называется хрупким разрушением.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Работа стали при повторных нагрузках. В упругой стали повторное загружение не отражается на работе материала, т.к. упругие деформации обратимы. При переходе материала в упруго-пластическую стадию повторная нагрузка ведет к увеличению пластических деформаций в результате необратимых искажений структуры металла. При достаточно большом перерыве упругие

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  свойства материала восстанавливаются и достигают предела предыдущего цикла. Это повышение упругих свойств называется наклепом. Наклеп связан со старением и искажением атомной решетки кристаллов и закреплением ее в новом деформированном положении. При повторных загружениях в пределах наклепа материал работает как упругий; металл становится более жестким.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Испытания на выносливость стальных конструкций производятся на базе циклов нагрузки. Усталостное разрушение происходит вследствие накопления числа дислокаций при каждом загружении и концентрации их около стыков зерен. Дислокации скапливаются в большие группы; металл в этом месте разрыхляется, образуются трещины.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  В первое время образования трещины металл в этом месте как бы перетирается, образуя гладкие истертые поверхности, затем трещина быстро развивается и происходит обрыв изделия без перетирания. Таким образом, поверхность излома имеет две характерные области – область гладкую истертую и зернистую при окончательном отрыве.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Усталость металла может проявиться и при небольшом числе циклов нагрузки. При этом если число циклов нагрузки не превышает 100000, поверхность излома – обычный излом; при большом числе циклов – усталостное разрушение. Для повышения сопротивления

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  усталостному разрушению необходимо снижать концентрацию напряжений в элементах конструкций, в соединениях их. Виды напряжений.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Основные напряжения – напряжения, определяемые от внешних нагрузок при принятой идеализированной расчетной схемы.

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  Искусственно создаваемые предварительные напряжения также относятся к основным. По основным напряжениям судят о надежности конструкций.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Дополнительные напряжения - напряжения, полученные в результате уточнения расчетной схемы (например, из-за жесткости узлов фермы).

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Местные напряжения – в результате внешних воздействий (в местах приложения сосредоточенных нагрузок – на опорах, под арками мостовых кранов и др.); в результате концентрации напряжений.

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Начальные напряжения – при отсутствии нагрузки (в результате неравномерного остывания после прокатки и сварки и др.). Начальные напряжения, складываясь с основными напряжениями, приводят к тому, что результирующие напряжения

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  существенно будут отличаться от расчетных. При неблагоприятном распределении напряжений (однозначное напряженное состояние) развитие пластических деформаций может оказаться затрудненным, в результате чего появиться опасность хрупкого разрушения.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Цель расчета металлоконструкций – получение таких размеров, которые обеспечивают заданные условия эксплуатации, необходимую прочность и устойчивость при

проектирование металлоконструкций, проектирование АСТРОМ, проектная организация, проектный институт, проекты

  Предельным состоянием металлоконструкции называют такое ее состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или

проектная организация, проектный институт, проекты. Проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций

  Предельное состояние металлоконструкции является условным понятием в зависимости от требований, предъявляемых к металлоконструкции, условий работы и пр. Поэтому для

Металлоконструкции проектирование, проектная организация, проектный институт. Проектирование АСТРОМ, проекты

  одной и той же металлоконструкции возможно несколько предельных состояний в зависимости от назначения металлоконструкции, условий ее работы, марки стали.

проектирование АСТРОМ, проектирование металлоконструкций, проектная организация, проектный институт, проекты

  Различают 6 видов конструкций по характеру наступления предельных состояний ее: 1) Металлоконструкции, из стали обычной и повышенной прочности, у которых предельное состояние наступает при работе в упругой или упруго-пластической стадиях.

группа компаний "АСТРОМ".
Россия, Московская обл., г.Апрелевка, ул.Апрелевская, 65, ЦНИИЭПсельстрой
тел. 767-72-66
главная | проектирование | строительство | работы