Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Доказать значение параметра D, указанного ниже в приведенной таблицеСтр 1 из 2Следующая ⇒ Новополоцк - 2015
УДК 624.014.04. (075.32)
Металлические конструкции: сборник задач. Практическое пособие для студентов специальности 1–70 02 01 – «Промышленное и гражданское строительство». – 2 – е изд. перераб. и доп. / Маянчик Н.Г., Машковцев Г.Д. – Новополоцк: УО «ПГУ», 2015. – 75 с., ил.
В сборнике задач приведены основные задачи, изучаемые на практических занятиях и в самостоятельной работе при выполнении курсового проекта, подготовке к зачету и экзамену по дисциплине металлические конструкции. В сборнике даны задачи на проектирование, расчет и конструирование стержневых и листовых конструкций. Для решения задач необходимо руководствоваться указанным списком литературы. Пособие предназначено для студентов специальности 1 – 70 02 01 – «Промышленное и гражданское строительство» дневной и заочной форм обучения, а также может быть использовано студентами других специальностей строительного профиля.
Рецензент:
канд. тех. наук, доцент Киселев В.Н. Содержание
Задача № 1. Геометрические характеристики сечения...……………6 Задача № 2. Расчет стыкового соединения...…………………………6 Задача № 3. Расчет стыкового соединения растянутых листов……7 Задача № 4. Компоновка перекрытия…………………………………8 Задача № 5. Определение катета сварного углового шва...…………8 Задача № 6. Проверка прочности и жесткости стального настила..8 Задача № 7. Подбор сечения прокатных балок………………………8 Задача № 8. Проверка общей устойчивости балки настила...………8 Задача № 9. Компоновка составного сечения...………………………9 Задача № 10. Проверка общей устойчивости сварной балки в зоне развития пластических деформаций…………………..9 Задача № 11. Проверка общей устойчивости сварной балки в зоне развития ее упругой работы…………..………………..9 Задача № 12. Изменение сечения сварной балки……………………..9 Задача № 13. Проверка прочности и прогибов сварной балки.……...9 Задача № 14. Проверка местной устойчивости стенки.………...……..10 Задача № 15. Определение катета поясных сварных швов...………..10 Задача № 16. Расчет опорного ребра главной балки…....……………..10 Задача № 17. Определение катета углового сварного шва опорного столика……………………………………………………11 Задача № 18. Расчет узла сопряжения балок на болтах..…………….11 Задача № 19. Подбор сплошного сечения центрально сжатой колонны…………………………………………………..12 Задача № 20. Подбор сквозного сечения центрально сжатой колонны.……………………………………………………12 Задача № 21. Конструирование стержня сквозной колонны на планках….………………………………………………..12 Задача № 22. Конструирование стержня сквозной колонны с раскосной решеткой ………………...………………..12 Задача № 23. Расчет и конструирование базы центрально сжатой колонны…………………………………………………..13 Задача № 24. Расчет и конструирование оголовка центрально сжатой колонны…………………………………………………..13 Задача № 25. Построение диаграммы Максвелла – Кремоны………..13 Задача № 26. Определение толщины стенки первого пояса вертикального стального цилиндрического резервуара………………………………………………..14 Задача № 27..Доказать значение параметра D….……………………..14 Задача № 28. Расчет средней нити вантового покрытия…………………………………………………..15 Задача № 29. Расчет структурной конструкции из пентаэдров...……..15 Задача № 30. Выполнить расчет стенки РВС объемом 700 м3….…..16 Задача № 31. Проверка устойчивости стенки РВС объемом 20000 м3…………..……………………………………………..16 Задача № 32. Расчет водонапорной башни..…………………………..16 Задача № 33. Расчет пирамидального бункера для хранения угля.....17 Задача № 34. Определение толщины оболочки параболического бункера ……...…………………………………………..17 Задача № 35. Расчет перегрузочного силоса…………………………..17 Задача № 36. Проверка прочности стенки резервуара с учетом краевого эффекта.………………………………………..18 Задача № 37. Определение эквивалентной ветровой нагрузки..……..18 Задача № 38. Определение изгибающих моментов, продольных и поперечных сил однопролетной симметричной рамы...18 Задача № 39. Подбор сечения верхней части внецентренно сжатой колонны..…………………………………………………..18 Задача № 40. Подбор сечения ветвей нижней части ступенчатой сквозной колонны крайнего ряда рамы...………………..19 Задача № 41. Определение размеров сварных швов узла № 1………..19 Задача № 42. Определение размера накладок и сварных швов узла фермы..…………………………………………………….20 Задача № 43. Конструирование опорного узла треугольной фермы…20 Задача № 44. Определение класса поперечного сечения элемента.….21 Задача № 45. Определение несущей способности балки при изгибе…21 Задача № 46. Определение прочности центрально сжатого элемента.21
Приложение………………………………………………………………..22 Приложение 1. Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных и болтовых соединений…………………………23 Приложение 2. Сортамент…………………………………………………30 Приложение 3. Данные для расчета на устойчивость центрально – сжатых элементов…………………………………………49 Приложение 4. Данные для расчета балок на устойчивость и прочность с учетом развития пластических деформаций……………52 Приложение 5. Коэффициенты для расчета на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов..56 Приложение 6. Приближенные значения радиусов инерции сечений……………………………………………………..64 Приложение 7. Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных соединений в стальных конструкциях….……..65 Приложение 8. Расчетные усилия (для левой стойки рамы)..…………..67
Приложение 9. График для определения усилий в структуре при равномерно распределенной нагрузке……………..68 Приложение 10. ГОСТ 26020 – 83. Двутавры с параллельными гранями…………………………………………………….70
Приложение 11Требования к поперечным сечениям при пластическом статическом расчете………………………………..…71 Список литературы…………………………………………………………75 Задача №1 [6, пример 1, с. 34÷36]
Требуется определить ширину полки и сделать сравнительную оценку точных формул с приближенными, используемыми в дальнейшем при компоновке составных сечений элементов стальных конструкций. Определить осевой момент инерции, статический момент сечения, положение центра тяжести для составного сечения, показанного на рисунке: ; ; ;
Задача № 2 [6, пример 2, с. 85÷86]
Рассчитать стыковое соединение встык (рис.). Соединение состоит из листов шириной 250 мм, толщиной t = 6 мм. Действие осевого усилия растяжения N= 300 кН. Расчет выполнить для двух случаев контроля стыкового соединения: визуального и физического. Марка стали основного металла ВСт3кп2-1.
Задача № 3 [6, пример 3, с. 86÷87]
Рассчитать стыковое соединение (рис.) растянутых листов, симметрично соединяемых накладками с двух сторон. Действие осевого усилия растяжения N = 500 кН, сечение листов b х t = 200 х14 мм, материал – сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести Ry = 230 МПа. Сварка ручная электродами Э42: Соединение может использоваться для изготовления тяги.
Задача № 4 [6, пример 4, с. 107÷108]
Центральная ячейка перекрытия нормального типа размерами А хВ = 12,0 х6,0 м. По балкам перекрытия уложен стальной настил. Нормативная, полезная, равномерно распределенная нагрузка qn= 20,0 кН/м2;. Объект первого класса ответственности. Расчетное сопротивление стали, определяемое по пределу текучести Ry = 235 МПа (2350 кг/см2) . Выполнить компоновку центральной ячейки перекрытия.
Задача № 5 [6, пример 4, с. 108] Определить катет углового сварного шва тонкого настила при следующих данных: длина настила 100 см; ; ; ; ; Задача № 6 [6, пример 4, с. 108÷110]
проверить прочность и жесткость стального настила при следующих данных: продольное усилие 238 кг/см; длина настила 100 см; ; ; ; ; Задача № 7 [6, пример 5, с. 110÷111]
Подобрать сечение прокатной балки настила по следующим данным: сталь с Ry = 2350 кг/см2; ; ; ; С1=1,1 Задача № 8 [6, пример 6, с. 111÷112]
Выполнить проверку общей устойчивости балки настила при недостаточном закрепления верхнего пояса. Сталь с Ry = 2350 кг/см2 по следующим данным: двутавровая балка № 30, ; ; ; ; ; Задача № 9 [6, пример 7, с. 119÷122] Выполнить компоновку составного сечения по следующим данным: ; ; ; ; Ry = 235 МПа
Задача № 10 [6, пример 8, с. 126÷127]
Требуется проверить общую устойчивость сварной балки в зоне развития пластических деформаций по следующим данным: ; ; ; ; ; ; Задача № 11 [6, пример 8, с. 127]
Требуется проверить общую устойчивость сварной балки в зоне развития ее упругой работы по следующим данным: ; ; ; ; ; ;
Задача № 12 [6, пример 9, с. 127÷129]
Требуется изменить сечение поясов сварной балки по следующим данным: ; ; ;
Задача № 13 [6, пример 10, с. 129÷132]
Требуется проверить прочность и прогиб сварной балки исходя из следующих условий: ; ; ; ; ; ; ; ; Задача № 14 [6, пример 11, с. 145÷146]
Требуется проверить местную устойчивость стенки в одном из отсеков сварной балки на расстоянии от опоры балки исходя из следующих условий:; ; ; ; ; ; ; ; длина отсека 170 см; ; ; ;
Задача № 15 [6, пример 13, с. 155÷157]
Определить требуемый катет поясных швов сварной балки на расстоянии х = 40 см исходя из следующих данных: ; ; ; ; ; ; ; ; F=130 кН Задача № 16 [6, пример 12, с. 153÷155]
Требуется рассчитать опорное ребро сварной балки исходя из следующих данных: ; ; ; ; ;
Задача № 17 [6, п. 10.3, с. 91÷92]
Требуется определить катет углового сварного шва опорного столика, показанного на рис., при сопряжении балки настила с главной балкой в одном уровне. Опорный столик выполнен из равнополочного уголка 125´10 мм, . Сварка ручная электродуговая с использованием электродов Э42А. Усилие ;
Задача № 18 [6, п. 11.5, с. 97÷99]
Требуется рассчитать узел сопряжения балки настила с главной балкой на усилие = 65 кН по следующим данным: ; ; Конструкция сопряжения с примыканием балки настила к поперечному ребру жесткости главной балки на болтах показана на рис.
Задача № 19 [4, пример 5.1, с. 127÷129]
Подобрать сплошное сечение колонны по следующим данным: расчётная длина колонны ; коэффициент надёжности . Материал колонны – В Ст 3 с МПа. Соединения сварные, электроды Э 42-А.
Задача № 20 [4, пример 5.2, с. 129÷130]
Подобрать стержень колонны сквозного сечения по следующим данным: расчётная длина колонны: продольное усилие 187400 кг; ; коэффициент надёжности . Материал колонны – В Ст 3 с МПа. Соединения сварные, электроды Э 42-А.
Задача № 21 [4, пример 5.2, с. 130÷132]
Сконструировать стержень сквозной колонны на планках по следующим данным: расчётная длина колонны ; коэффициент надёжности . Материал колонны – В Ст 3 с МПа. Соединения сварные, электроды Э 42-А.
Задача № 22 [4, пример 5.2, с. 132÷1134]
Сконструировать стержень сквозной колонны с раскосной решёткой из уголков по следующим данным: расчётная длина колонны ; коэффициент надёжности . Материал колонны – В Ст 3 с МПа. Соединения сварные, электроды Э 42-А.
Задача № 23 [4, пример 5.2, с. 134÷139]
Выполнить расчёт и конструирование базы центрально-сжатой колонны по следующим данным: расчётная длина колонны ; коэффициент надёжности . Материал колонны – В Ст 3 с МПа. Соединения сварные, электроды Э 42-А. Задача № 24 [4, пример 5.2, с. 139] Выполнить расчёт и конструирование оголовка центрально-сжатой колонны при следующих исходных данных: ; ; электроды Э 42-А; Материал – В Ст 3 с МПа;
Задача № 25 [см. лекции] Построить диаграмму Максвелла-Кремоны для фермы, показанной на рис. и показать на заданной схеме все усилия Задача № 26 [4, пример 9.1, с. 332÷337] Определить толщину стенки первого пояса стенки вертикального цилиндрического резервуара, показанного на рис. при следующих исходных данных: Объем резервуара 5000 м3; плотность жидкости 0,0009 кг/см3; снеговая нагрузка 1,0 кПа; нормативная нагрузка 1 кН/м2; сталь марки В Ст3пс 6; избыточное давление ; вакуум 250 Па; коэффициент надежности по назначению Задача № 27 Доказать значение параметра D, указанного ниже в приведенной таблице
Задача № 28 [7, пример 6. 1, с. 244÷252] Выполнить расчет средней несущей нити однослойного вантового покрытия размерами 60 х 40 м, показанного на рис.
Задача № 29 [8, примеры расчета, с. 174÷177] Спортивно демонстрационный зал с трибунами на 1500 мест имеет размер в плане 66х66 м. Его перекрывают стержневой плитой из пентаэдров. Ячейки поясов плиты имеют размер 3х3 м, высота плиты 3,0 м; материал стержней плиты (круглые трубы) – ВСт3пс4; шаг колонн по периметру зала 6,0 м; опирание плиты на колонны – точечное; снеговая нагрузка 0,5 кПа Задача № 30 [7, пример 7.1, с. 265÷266] Выполнить расчет стенки вертикального цилиндрического резервуара объемом 700 м3 для хранения нефтепродуктов с объемной массой 0,9 т/м3. Диаметр резервуара 10, 4м, высота 9 м, избыточное давление 0,025 кгс/см2, материал ВСт3сп5, коэффициент условия работы стенки 0,8; Коэффициенты надежности по нагрузке: жидкости 1,1; избыточного давления 1,3. Нормативные давления: от кровли – 41,4 кг/м2; снега – 50 кг/м2; термоизоляции – 25 кг/м2; вакуума – 25 кг/м2. Соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке: 1,1; 1,4; 1,2; 1,2. Задача № 31 [7, пример 7.2, с. 266÷267] Проверить устойчивость стенки вертикального цилиндрического резервуара объемом 20000 м3. Высота резервуара 18,0 м, диаметр 38,0 м. Нагрузка от покрытия резервуара равна 100 кг/м2; снега - 100 кг/м2; термоизоляции - 45 кг/м2. Нагрузка от вакуума – 0,0025 кг/см2. Коэффициенты надежности по нагрузке: кровли - 1,1; снега - 1,4; термоизоляции - 1,2; вакуума - 1,2.
Задача № 32[7, пример 7.3, с. 270÷272] Рассчитать водонапорную башню с решетчатым стволом. Объем резервуара 500 м3. Отметка низа цилиндрической части резервуара +20м. Днище сферическое. Материал резервуара – ВСт 3сп5, ствола – ВСт3кп2. Задача № 33 [7, пример 7.5, с. 287÷294] Рассчитать пирамидальный бункер для хранения угля размером в плане 6 х 6 м, схема которого указана на рис.
Объемный вес угля 1,0 т/м3, угол внутреннего трения 35 градусов, коэффициент надежности по нагрузке – 1,3. Материал – ВСт3пс6. Расчетный вес засыпки 162 т. Собственный вес бункера на основании опыта проектирования составляет из расхода 100 – 120 кг стали на 1 м3 емкости бункера. В задаче принять 15 т. Общий вес засыпки и бункера 178 т. Задача № 34 [7, пример 7.6, с. 296÷298] Определить толщину оболочки стального параболического бункера «без бункерных балок» для скрапа. Исходные данные:
Задача № 35 [7, пример 7.9, с. 302÷304] Рассчитать отдельный перегрузочный силос емкостью 800 т Материал – ВСт3сп5 Задача № 36 [самостоятельно, см. лекции] Выполнить проверку прочности стенки резервуара (без стационарной крыши) с учетом влияния краевого эффекта, при следующих исходных данных: Объем резервуара 10000 м3 Плотность хранимого продукта 750 кг/м3 Диаметр резервуара 34.2 м Толщина стенки 12.6 мм Расчетное сопротивление стали 210 МПа Уровень наполненной жидкости 8.0 м Задача № 37 [9, пример 1, с. 43÷44] Определить эквивалентную ветровую нагрузку для здания с отметкой низа ферм 19,8 ми верха фонаря 27 м, расположенного во II районе. Шаг рам 12 м. Нормативный скоростной напор равен 0,30 кН/м2 Задача № 38 [9, пример 2, с. 47÷54] Определить значения изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в стойках однопролетной симметричной рамы от равномерно распределенной нагрузки по ригелю Пролет рамы Стойки одноступенчатые , и; ширина верхней части стойки и нижней Задача № 39 [9, пример 5, с. 85÷87] Подобрать сечение верхней части колонны по усилиям, указанным в прил.8 Отношение , высота верхней части колонны , нижней . Материал – сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести . Для стенки принят лист 435х8 мм, площадью 35 см2 Для полок 420х32 площадью (двух полок) 270 см2 Общая площадь сечения составляет 305 см2 Задача № 40 [9, пример 6, с. 91÷97] Подобрать сечение ветвей нижней части ступенчатой сквозной колонны крайнего ряда по усилиям, указанным в прил.8 Наибольшие значения расчетных усилий: в сечении I-I ; (нагрузки 1, 2, 3, 5 и 8) и в сечении II-II ; (нагрузки 1, 3 и 5). Высота верхней части колонны ; высота нижней части колонны , ширина . Материал – сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести
Задача № 41 [9, пример 8, с. 132÷133] Определить размеры сварных швов узла № 1, показанного на рис., выполненных с помощью ручной сварки электродами типа Э42. Швы, прикрепляющие раскос к фасонке, с действующим в нем усилием , сечением из двух уголков .
Задача № 42 [9, пример 9, с. 134÷135] Определить размеры накладок и сварных швов узла (показанного на рис.), прикрепляющих раскосы и к фасонке Решение задачи сделать в общем виде Задача № 43. Конструирование опорного узла треугольной фермы [для самостоятельного решения] Сконструировать опорный узел треугольной фермы при следующих данных: Nа-1=- 95 кН; Nв-1=+83 кН; Стержни фермы выполнены из парных уголков толщиной 4мм; Сварка – ручная; Расчетное сопротивление по металлу шва 180 МПа. Задача № 44. Определение класса поперечного сечения элемента [10, примеры расчета, с. 12÷13] Определить класс поперечного сечения для двутавра 35 Б1 по ГОСТ 26020. Задача № 45. Определение несущей способности балки при изгибе [10, примеры расчета, с. 13] Определить несущую способность двутавровой балки на изгиб при следующих данных: Двутавр 35 Б1 по ГОСТ 26020 – 83; сталь С 245; ; ; Задача № 46. Определение прочности центрально сжатого элемента [10, примеры расчета, с. 28] Проверить прочность поперечного сечения центрально сжатого элемента, показанного на рис. при следующих исходных данных:
ПРИЛОЖЕНИЕ Приложение 1
Приложение 2 Сортамент
Таблица 5. Сортамент профилированного стального настила
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
|