К недостаткам алюминиевых конструкций
- низкий модуль упругости сплавов, повышенная деформативность;
- низкая огнестойкость: при температуре выше 100° С ухудшаются механические свойства сплава, а при температуре выше 200° С начинается ползучесть - должны быть защищены огнестойкими облицовками (бетон, керамика, специальные покрытия и т. п.).
Строительные стали. Основные характеристики, классификация сталей в зависимости от содержания углерода, легирующих компонентов и других факторов.
Механические свойства зависят от состава и производства.
Углеродистая сталь:
а) малоуглеродистая с 0,09—0,22% (в строительстве);
б) среднеуглеродистая с 0,25—0,5% (в машиностроении);
в) высокоуглеродистая (инструментальная) с 0,6— 1,2% .
Малоуглеродистая сталь (феррит и перлит) - пластичность, ковкость, свариваемость, плохой закаливаемостью, и низколегированные стали высокой прочности, с меньшей склонностью к хрупким разрушениям.
Работа стали в конструкции зависит от ее структуры, от условий кристаллизации.
Примеси марганца, кремния, фосфора (вредно = хладноломкость и красноломкость) и серы (вредно), не более 1%.
Выделение газов (кипение) = мелкие газовые пузыри = кипящая сталь.
Спокойная сталь - остывание = без выделения газов. В ней = раскислители (ал, марг). Она = однородная по хим. и по мех. показателям.
Полуспокойную сталь — промежуточная.
Малоуглеродистая сталь применяется:при -30° С, на дин. и вибро-нагрузки; в покрытиях и перекрытиях
СтЗ. = углерода (0,22%) и кремния (0,3%), хорошо сваривается.
СтЗГпс = с марганцем (Г). Она дешевле спокойной стали марки СтЗсп.
СтО = отбраковка по хим. и мех. показателям других марок.
Прочность - сопротивляемость материала внешним силовым воздействиям.
Упругость - восстанавливает первоначальную форму после снятия нагрузок.
Пластичность - не возвращается в свое первое состояние после снятия внешних нагрузок.
Хрупкость - разрушением материала при малых деформациях.
Свойства стали - испытание образцов на растяжение.
Ударная вязкость и угол при испытании на загиб = оценка пластичности.
Работа стали на растяжение.
- относительное удлинение, %;
На первой стадии (закон Гука)
Нормальное напряжение, при котором происходит текучесть материала, = предел
текучести
Идеализированная диаграмма растяжения - Прандтля.
Виды разрушения стали. Факторы, влияющие на хрупкие разрушения.
Как устанавливается склонность строительных сталей к хрупким разрушениям.
Передвижение линий дислокаций от атома к атому = сдвиг без нарушения целостности материала.
При малой плотности дислокаций - упрочняют материал, при большой - разупрочняют материал. Пластические сдвиги и касательные напряжения = полное разрушение.
Процесс вязкого разрушения: (пластичное) - от среза - зарождение трещины и развития трещины до разрушения материала. Причины - касательные напряжения и пластические деформации. Нарушение целостности материала - отрыв.
Хрупкое разрушение (отрыв) - следствие большого развития упругих деформаций стали до разрушающих. Крупная зернистость понижает сопротивление отрыву и снижает предел текучести, а мелкозернистая структура повышает и то, и другое.
Показатели работы стали на растяжение - предел текучести (начало развития деформаций), временное сопротивление (предельная нагрузка), относительное удлинение (пластические свойства материала).
На хрупкость оказывают влияние: качество стали, старение, концентрация напряжений, температура эксплуатации, характер силового воздействия.
Сера, фосфор, углерод - увеличение хрупкости.
Легирование и термообработка = сопротивление хрупкому разрушению. Полуспокойные и спокойные стали не подвержены хрупкости.
Расчетные и нормативные сопротивления материала.
Достоинства и недостатки сварных соединений (в сравнении с другими видами соединений). Какие виды сварки применяют в строительных МК, их сравнительная характеристика. Сварочные материалы для разных видов сварки.
Сварка - упрощает форму, экономия металла, механизированные способы, уменьшает трудоемкость. Соединения прочные, водо- и газонепроницаемые.
Внутренние напряжения способствуют хрупкому разрушению. Выполнение бывает затруднено.
1. Ручная электродуговая сварка = в любом пространственном положении, в труднодоступных местах. Недостатки - меньшая глубина проплавления и производительность из-за силы тока, а также меньшая стабильность ручного процесса.
Значение временного сопротивления металла шва электроды - типа Э42 шов - 410 МПа; Э50 дает 490 МПа. Добавление буквы А - металл, с повышенной пластичностью.
2.Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом - автоматом с подачей проволоки d — 2—5 мм без покрытия. Дуга - под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл примесями и защищает от воздуха. Металл чистый, остывает медленно, отличается значительной плотностью и чистотой. Сила тока (600—1200А)
Достоинства - качество швов и производительность.
Недостатки - затруднительность в вертикальном и в стесненных условиях.
Полуавтоматическая - для коротких швов шланговым полуавтоматом. Процесс под флюсом в нижнем положении или порошковой проволокой в любом положении.
3. Электрошлаковая сварка - разновидность сварки плавлением; удобен для вертикальных стыковых швов. Процесс = голой проволокой под слоем шлака, сварочная ванна защищена медными ползунами, охлаждаемыми водой. Качество шва – очень высокое.
4. Сварка в среде углекислого газа - голой проволокой d = l,4—2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ окисляет сталь. Сварка может выполняться в любом положении. Сварные соединения - высококачественные. Высокая производительность труда (на 15—20 % выше, чем при полуавтоматической сварке под флюсом).
Типы стропильных ферм.
Опираются на колонны - для конструкций кровли.
По очертанию поясов - с //-ми (а), односкатные (б), трапецеидальные (в) и Δ(г).
Решетки - раскосная (б), треугольная (при крутых кровлях.) (а и в).
Генеральные размеры – пролет (18, 24 30м) и высота. Длина панели пояса = 3 м.
Высота h в середине пролета - по условиям минимума веса или требуемой жесткостью.
Решетка - раскосная. Шпренгельные треугольные фермы = приподнятый нижний пояс (в).
Унифицированные шаги ферм = 6 и 12 м (редко 4м).
Определение нагрузок
Считают сосредоточенные силы в узлах: постоянную, временную. Нагрузки - 1) q = на 1 м2. 2) А грузовую на один узел. 3) сосредоточенная сила, на каждый узел: —коэффициент перегрузки;
—длина панели пояса фермы, к которому приложена нагрузка; —шаг ферм.
При крутых уклонах кровли нагрузка от веса кровли =
Подбор сечений
Подбираем сечение сжатого элемента, с наибольшим усилием. Далее по предельной гибкости подбирают элемент с минимальным усилием и устанавливают диапазон профилей уголкового сортамента.
При малых усилиях в сжатых стержнях Fтр = по заданной предельной гибкости Сначала а по радиусу инерции подбираются соответствующие уголки. В табл. приведены значения радиусов инерции для различных сечений из уголков.
Подобрав сечение растянутого элемента, надо проверить расчетные напряжения
подобранные сжатые стержни проверяем
Выбор толщины фасонок производится в зависимости от значения наибольшего усилия в опорном раскосе, причем толщина фасонок = одинаковая для всей фермы.
К недостаткам алюминиевых конструкций
- низкий модуль упругости сплавов, повышенная деформативность;
- низкая огнестойкость: при температуре выше 100° С ухудшаются механические свойства сплава, а при температуре выше 200° С начинается ползучесть - должны быть защищены огнестойкими облицовками (бетон, керамика, специальные покрытия и т. п.).