Методика

 

Металлические конструкции, включая сварку

 

Вопросы для подготовки к экзамену

Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов.
Строительные стали и алюминиевые сплавы: химический состав, микроструктура, свойства. Влияние различных факторов на свойства и характер разрушения (времени, скорости нагружения, температуры и агрессивности среды). Виды разрушения.
Работа металла под нагрузкой: однократное статическое растяжение и сжатие, сложное напряженное состояние (приведенные напряжения). Хрупкое разрушение; факторы, способствующие хрупкому разрушению. Многократное непрерывное нагружение, усталость металлов. Учет особенностей работы металла при проектировании.
Понятие о сортаменте первичных элементов из сталей и алюминиевых сплавов.

Работа элементов металлических конструкций и основы расчета их надежности.
Основы метода расчета по предельным состояниям: цель расчета, группы и виды предельных состояний, предельные неравенства. Система коэффициентов надежности: учет изменчивости нагрузок, сопротивления металла и размеров сечений, условий работы конструкций, последствий предельных состояний, ответственности зданий и сооружений.
Напряженное и деформированное состояние центрально, внецентренно нагруженных, изгибаемых металлических стержней в упругой и упругопластической стадиях. Устойчивость центрально, внецентренно сжатых, сжато-изогнутых и изгибаемых элементов; критические напряжения, расчетная длина, гибкость. Устойчивость тонких пластин.

Соединения металлических конструкций.
Общая характеристика соединений.
Сварные соединения, стыковые и с угловыми швами. Конструирование, работа под нагрузкой, расчет стыковых и угловых швов.
Болтовые соединения, болты повышенной, грубой и нормальной точности, высокопрочные болты. Конструирование, работа под нагрузкой, расчет болтовых соединений.

Основы изготовления и монтажа металлических конструкций.
Краткая характеристика операций по изготовлению конструкций. Краткая характеристика методов монтажа. Учет при проектировании требований изготовления и монтажа.

Элементы металлических конструкций:
1. Балки, балочные конструкции.
Области применения, классификация балок.
Компоновка балочных перекрытий: основные схемы, их достоинства и недостатки, оптимизация компоновки.
Проектирование настилов и прокатных балок: расчетные схемы, определение нагрузок и усилий, подбор сечения, проверка прочности и жесткости.
Проектирование составных балок: расчетная схема, определение нагрузок и усилий, назначение высоты балки и компоновка рационального сечения, проверка прочности сечений, обеспечение жесткости, общей и местной устойчивости. Конструирование и расчет деталей, стыков и сопряжений балок. Особенности проектирования бистальных, тонкостенных, перфорированных балок, балок с гофрированной стенкой, предварительно напряженных балок.
2. Центрально сжатые колонны.
Области применения, классификация колонн.
Особенности работы сквозных колонн, приведенная гибкость. Выбор типа сечения колонны.
Проектирование сплошных колонн: расчетная схема, расчетная длина, определение нагрузок и усилий, компоновка рационального сечения, проверка прочности, общей и местной устойчивости.
Особенности проектирования сквозных колонн: определение сечения ветвей колонн и расстояния между ветвями из условия равной устойчивости. Проверка устойчивости ветвей и колонны в целом, расчет решетки.
Конструирование, особенности работы и расчета оголовка и базы колонн.
3.Фермы.
Области применения, классификация ферм, определение генеральных размеров, унификация геометрических схем. Определение нагрузок и усилий в стержнях.
Проектирование легких ферм покрытий: обеспечение общей устойчивости ферм в системе покрытия, расчетные длины стержней, выбор типа сечения, подбор и проверка сечений стержней, предельная гибкость стержней. Конструирование, работа и расчет узлов, заводских и монтажных стыков ферм.
Особенности конструирования и расчета тяжелых ферм.

Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий:
1. Основы проектирования каркаса здания.
Общая характеристика каркасов, конструктивные схемы.
Учет при проектировании требований эксплуатации, надежности и долговечности, изготовления и монтажа конструкций.
Состав каркаса, продольные и поперечные конструкции, функции и взаимодействие элементов. Оптимизация конструктивных решений. Выбор сетки колонн.
Компоновка поперечной рамы: выбор конструктивной схемы, определение основных размеров. Компоновка покрытия. Состав и схемы покрытия. Схемы и функции связей покрытия при монтаже и эксплуатации.
Компоновка продольных конструкций каркаса. Схемы и функции связей по колоннам при монтаже и эксплуатации. Фахверк.
2. Особенности работы и расчета каркаса
Действительная работа стального каркаса, обоснование расчетной схемы поперечных рам и каркаса в целом. Определение нагрузок, действующих на каркас.
Основы расчета каркаса. Особенности пространственной работы каркаса и ее учет. Определение расчетных усилий в основных сечениях.
3. Элементы покрытия.
Особенности работы стропильной фермы как ригеля поперечной рамы, определение расчетных усилий в элементах фермы.
Конструирование, особенности работы и расчета шарнирного и жесткого сопряжений фермы с колонной. Особенности конструкции опирания стропильной фермы на подстропильную, подстропильной фермы на колонну.
Особенности конструирования и расчета подстропильной фермы, каркаса фонаря. Конструкция, особенности работы и расчета сплошных и сквозных прогонов.
4. Колонны каркаса.
Конструктивные схемы колонн, типы сечений, возможные формы потери устойчивости и расчетные длины колонн.
Проектирование сплошных колонн: выбор расчетных комбинаций усилий, подбор сечения, проверка прочности, общей и местной устойчивости.
Проектирование сквозных колонн: выбор расчетных комбинаций усилий, определение расчетных усилий в ветвях и решетке, подбор сечений, проверка устойчивости ветвей, решетки и всей колонны в плоскости действия момента как единого стержня.
Конструирование, особенности работы и расчета сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны, базы сплошной и сквозной колонн.
5. Подкрановые конструкции.
Состав подкрановых конструкций, типы подкрановых балок и тормозных конструкций, нагрузки. Особенности работы и расчета разрезных и неразрезных подкрановых балок сплошного и сквозного сечений.
Проектирование подкрановых балок: компоновка сечения, определение расчетных усилий, проверка прочности и выносливости.
Конструирование, особенности работы и расчета опорных узлов подкрановых балок и тормозных конструкций. Упоры, крановые рельсы и их крепление.

Производственные здания комплектной поставки из легких металлических конструкций.
Область применения, общая характеристика, особенности конструктивных решений каркасов (типов «Орск», «Канск», «Молодечно», «Житомир», «Москва», «Кисловодск» и др.).

Реконструкция производственных и других зданий.
Понятие о реконструкции. Состав работ. Обследование конструкций, дефекты и повреждения МК, выявление резервов несущей способности МК, проверочные расчеты. Оценка технического состояния МК эксплуатируемых зданий.
Методы и способы усиления МК. Особенности конструирования, работы и расчета элементов и соединений при усилении под нагрузкой.

Металлические конструкции зданий и сооружений различного назначения:
1. Листовые металлические конструкции.
Области применения, классификация. Общая характеристика листовых МК. Нагрузки и воздействия, особенности напряженного состояния и основы расчета тонких металлических оболочек и пластинок на прочность и устойчивость.
Резервуары: классификация, основы компоновки, оптимизация. Проектирование вертикальных цилиндрических, горизонтальных цилиндрических и шаровых резервуаров.
Особенности конструирования и расчета газгольдеров, бункеров и силосов.
2. Металлические конструкции большепролетных покрытий.
Области применения, особенности, классификация большепролетных покрытий.
Общая характеристика плоскостных систем покрытий, основы компоновки, особенности работы, конструирования и расчета стержневых плит (перекрестных ферм, структур), оболочек и куполов (ребристых, ребристо-кольцевых и сетчатых).
Висячие системы покрытий: классификация, особенности работы и расчета. Особенности компоновки и расчета однопоясных, двухпоясных и седловидных систем покрытий, схемы опорных конструкций.
3.  Металлические конструкции многоэтажных зданий и высотных сооружений.
Область применения, классификация, особенности работы и компоновки несущих систем многоэтажных зданий: рамных, связевых, рамно-связевых. Особенности определения нагрузок и воздействий. Определение расчетных усилий в элементах каркаса. Конструирование и расчет элементов и узлов каркаса.
Область применения, классификация, особенности работы высотных сооружений. Основы компоновки и расчета башен и мачт.

Основы экономики металлических конструкций.
Определение технико-экономических показателей МК: расхода и стоимости материалов, трудоемкости и стоимости изготовления и монтажа, стоимости перевозки и эксплуатационных затрат; стоимости конструкций в деле.

Сварка металлических конструкций.
Основные сведения о сварке строительных конструкций. Определение сварки, классификация основных видов сварки, применяемых в строительстве. Сварные соединения и типы сварных швов. Технические требования к сварным соединениям.
Понятия об источниках нагрева и расплавления металла свариваемых изделий. Электрическая сварочная дуга, её свойства и характеристики. Термический цикл сварки, его влияние на зональное строение и свойства сварного соединения. Возникновение сварочных напряжений и деформаций.
Основные сведения о технологии сварочных работ. Понятие о технологической карте.
Контроль качества сварки и сварочных соединений. Основные дефекты сварных соединений, причины их образования. Методы контроля сварных соединений.
Безопасность труда при проведении сварочных работ и термической резке.