Помощь студентам в учебе
Напряженное состояние сжатых стержней с общими деформациями, усиливаемых с применением сварки
|
Введение
1 Состояние вопроса усиления стальных ферм покрытия промышленных 7
зданий 7
1.1 Стальные фермы 7
1.2 Стальные фермы. Дефекты и повреждения 8
1.3 Анализ аварий металлических конструкций промышленных зданий 10
1.3.1 Стальные конструкции. Классификация аварий 10
1.3.2 Стальные конструкции. Причины аварий 12
1.4 Усиление стальных ферм 22
1.5 Сварка. Основные сведения 24
1.6 Сварка плавящимся электродом. Основные процессы 24
1.7 Техника безопасности при производстве сварочных работ 28
1.7.1 Меры защиты от токсичных аэрозолей и газов 29
1.7.2 Меры защиты зрения и кожи лица 30
1.7.3 Меры защиты от тепловых ожогов 33
1.7.4 Меры защиты от поражений электрическим током 33
1.8 Существующие виды сварных соединений и швов 34
1.8.1 Классификация 34
1.8.2 Сварные соединения. Классификация 37
1.9 Сварные соединения. Прочность и качество 39
1.9.1 Сварные соединения. Прочность 39
1.9.2 Сварные соединения. Контроль качества 41
1.9.3 Сварные соединения. Основные дефекты 41
1.9.4 Сварные соединения. Способы контроля качества 44
1.10 О сварочных напряжениях и деформациях 46
1.10.1 Общие понятия о сварочных напряжениях и деформациях 46
1.10.2 Сварочные процессы. Тепловые процессы и образование 47
сварочных напряжений и деформаций 47
1.10.3 Остаточные сварочные деформации. Влияние деформаций 49
на работоспособность и точность конструкций 49
1.11 Сварочные напряжения и деформации 52
Основные мероприятия по их уменьшению 52
1.11.1 Мероприятия, проводимые до сварки, на стадии проектирования 52
конструкций 52
1.11.2 Мероприятия, проводимые в процессе сварки 53
1.11.3 Мероприятия, проводимые после сварки 54
1.12 Основные операции технологического процесса при изготовлении
строительных металлических конструкций 55
1.12.1 Общая схема технологических процессов изготовления металлических
конструкций 55
1.12.2 Порядок подготовки элементов под сварку 56
1.12.3 Порядок подготовки элементов до сборки 57
1.4 Выводы по главе 1 57
2 Экспериментальное исследование сжатых деформированных стержней,
усиливаемых с применением сварки 59
2.1 Методика проведения испытаний 59
2.2 Результаты испытаний сжатых стержней 65
2.3 Техника безопасности. Основные положения при выполнении работ по
усилению стальных ферм покрытий 67
2.3.1 Раздел техники безопасности ПНР 68
2.3.2 Обеспечение безопасности при работе на высоте 69
2.3.3 Техника безопасности при производстве сварочных работ 72
2.4 Выводы по главе 2 74
3 Анализ и теоретические обоснования полученных экспериментальных
результатов 75
3.1 О практике определения сварочных напряжений, деформаций и тепловых
ослаблений в металлоконструкциях 75
3.2 Технологические параметры сварки и тепловое ослабление сечений
усиливаемых сжатых стержней 84
3.1 Расчет несущей способности эталонного сжатого стержня 92
3.2 Расчет несущей способности деформированного сжатого стержня 93
3.3 Обоснование величины предельно-допустимой нагрузки при усилении с
применением сварки стержней с общим выгибом 95
3.4 Расчет предельно допустимой нагрузки для деформированного стержня,
усиливаемого с применением сварки 96
3.5 Выводы по главе 3 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
Список используемой литературы 103
1 Состояние вопроса усиления стальных ферм покрытия промышленных 7
зданий 7
1.1 Стальные фермы 7
1.2 Стальные фермы. Дефекты и повреждения 8
1.3 Анализ аварий металлических конструкций промышленных зданий 10
1.3.1 Стальные конструкции. Классификация аварий 10
1.3.2 Стальные конструкции. Причины аварий 12
1.4 Усиление стальных ферм 22
1.5 Сварка. Основные сведения 24
1.6 Сварка плавящимся электродом. Основные процессы 24
1.7 Техника безопасности при производстве сварочных работ 28
1.7.1 Меры защиты от токсичных аэрозолей и газов 29
1.7.2 Меры защиты зрения и кожи лица 30
1.7.3 Меры защиты от тепловых ожогов 33
1.7.4 Меры защиты от поражений электрическим током 33
1.8 Существующие виды сварных соединений и швов 34
1.8.1 Классификация 34
1.8.2 Сварные соединения. Классификация 37
1.9 Сварные соединения. Прочность и качество 39
1.9.1 Сварные соединения. Прочность 39
1.9.2 Сварные соединения. Контроль качества 41
1.9.3 Сварные соединения. Основные дефекты 41
1.9.4 Сварные соединения. Способы контроля качества 44
1.10 О сварочных напряжениях и деформациях 46
1.10.1 Общие понятия о сварочных напряжениях и деформациях 46
1.10.2 Сварочные процессы. Тепловые процессы и образование 47
сварочных напряжений и деформаций 47
1.10.3 Остаточные сварочные деформации. Влияние деформаций 49
на работоспособность и точность конструкций 49
1.11 Сварочные напряжения и деформации 52
Основные мероприятия по их уменьшению 52
1.11.1 Мероприятия, проводимые до сварки, на стадии проектирования 52
конструкций 52
1.11.2 Мероприятия, проводимые в процессе сварки 53
1.11.3 Мероприятия, проводимые после сварки 54
1.12 Основные операции технологического процесса при изготовлении
строительных металлических конструкций 55
1.12.1 Общая схема технологических процессов изготовления металлических
конструкций 55
1.12.2 Порядок подготовки элементов под сварку 56
1.12.3 Порядок подготовки элементов до сборки 57
1.4 Выводы по главе 1 57
2 Экспериментальное исследование сжатых деформированных стержней,
усиливаемых с применением сварки 59
2.1 Методика проведения испытаний 59
2.2 Результаты испытаний сжатых стержней 65
2.3 Техника безопасности. Основные положения при выполнении работ по
усилению стальных ферм покрытий 67
2.3.1 Раздел техники безопасности ПНР 68
2.3.2 Обеспечение безопасности при работе на высоте 69
2.3.3 Техника безопасности при производстве сварочных работ 72
2.4 Выводы по главе 2 74
3 Анализ и теоретические обоснования полученных экспериментальных
результатов 75
3.1 О практике определения сварочных напряжений, деформаций и тепловых
ослаблений в металлоконструкциях 75
3.2 Технологические параметры сварки и тепловое ослабление сечений
усиливаемых сжатых стержней 84
3.1 Расчет несущей способности эталонного сжатого стержня 92
3.2 Расчет несущей способности деформированного сжатого стержня 93
3.3 Обоснование величины предельно-допустимой нагрузки при усилении с
применением сварки стержней с общим выгибом 95
3.4 Расчет предельно допустимой нагрузки для деформированного стержня,
усиливаемого с применением сварки 96
3.5 Выводы по главе 3 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
Список используемой литературы 103
В современных условиях, требующих развития экономики, что тесно связано с развитием производства, значительную роль играют развитие и модернизация промышленных предприятий. Требуется проведение работ по за-мене устаревшего оборудования, введению и применению новых технологий, реконструкции и усилению существующих зданий и конструкций и прочее. Усовершенствование существующих площадей позволит реализовывать со-временное производство с меньшими расходами по сравнению с новым строительством.
Вопросы восстановления и усовершенствования существующих промышленных площадей тесно связаны с эксплуатацией строительных конструкций, в том числе металлических. На данный момент существует большой объем строительных конструкций, изготовленных из металла, подвергшихся моральному и физическому износу. Такие конструкции требуют усиления как отдельных элементов, так и полного усиления конструкции.
Часто эти конструкции представлены фермами покрытия. Наиболее значительный процент подобных ферм - стержневые конструкции, стержни которых выполнены из проката уголкового с листовыми фасонками в узлах. Достаточно часто для того, чтобы увеличить несущую способность ферм, достаточно усилить некоторые стержни. В этой связи часто используются методы усиления, связанные с увеличение несущей способности наиболее слабых, напряженных стержней. Рассматривая подобные методы, можно прийти к выводу, что наиболее часто применяемый, эффективный и простой техно-логически метод - это метод увеличения сечения стержня путем присоединения дополнительный элементов на сварке.
По опыту обследований можно прийти к выводу, что многие сжатые стержни имеют начальные деформации: местные погиби и общие выгибы.
В работу усиливаемых элементов свои особенности вносит сварка (порой негативные): местный нагрев стержней, возникают осадочные и временные деформации.
На сегодняшний день исследованию напряженного состоянию усиливаемых сжатых деформированных стержней уделено не много внимания.
Актуальность работы состоит в том, что существует необходимость получения начальной информации о работе усиливаемых сжатых стержней с начальными деформациями, что способствует созданию базы для проведения в этой области более углубленных исследований и созданию базы для проведения более углубленных исследований
Вопросы восстановления и усовершенствования существующих промышленных площадей тесно связаны с эксплуатацией строительных конструкций, в том числе металлических. На данный момент существует большой объем строительных конструкций, изготовленных из металла, подвергшихся моральному и физическому износу. Такие конструкции требуют усиления как отдельных элементов, так и полного усиления конструкции.
Часто эти конструкции представлены фермами покрытия. Наиболее значительный процент подобных ферм - стержневые конструкции, стержни которых выполнены из проката уголкового с листовыми фасонками в узлах. Достаточно часто для того, чтобы увеличить несущую способность ферм, достаточно усилить некоторые стержни. В этой связи часто используются методы усиления, связанные с увеличение несущей способности наиболее слабых, напряженных стержней. Рассматривая подобные методы, можно прийти к выводу, что наиболее часто применяемый, эффективный и простой техно-логически метод - это метод увеличения сечения стержня путем присоединения дополнительный элементов на сварке.
По опыту обследований можно прийти к выводу, что многие сжатые стержни имеют начальные деформации: местные погиби и общие выгибы.
В работу усиливаемых элементов свои особенности вносит сварка (порой негативные): местный нагрев стержней, возникают осадочные и временные деформации.
На сегодняшний день исследованию напряженного состоянию усиливаемых сжатых деформированных стержней уделено не много внимания.
Актуальность работы состоит в том, что существует необходимость получения начальной информации о работе усиливаемых сжатых стержней с начальными деформациями, что способствует созданию базы для проведения в этой области более углубленных исследований и созданию базы для проведения более углубленных исследований
1. Проведен анализ аварий и дефектов стальных ферм покрытия промышленных зданий;
2. Проведен анализ методов усиления сжатых стальных стержней существующих в настоящее время.
3. Разработана методика проведения усиления сжатых деформированных стержней с применением сварки.
4. Проведены экспериментальные исследования центрально-сжатых стержней из парных уголков с общим выгибом, усиливаемых увеличение сечения с применением сварки.
5. Проведен анализ и теоретическое обоснование результатов полученных экспериментальным путем.
6. Обоснована величина предельно-допустимой нагрузки при усилении стержней с общим выгибом с применением сварки.
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие результаты:
1. Общие деформации значительно ухудшают работу сжатых стержней: критические силы стержней с выгибами f = 25 мм в два раза меньше критических сил прямых центрально сжатых стержней.
2. При усилении центрально-сжатых стержней с общим выгибом угол-ков следует стремиться к компенсации потерянного сечения и выпрямлению оси стержня.
3. Предложенный способ усиления показал свою эффективность: критические силы усиленных стержней оказались в два раза больше критических сил эталонных стержней.
4. Результаты эксперимента подтвердили результаты исследований о возможности проведения усиления сжатых стержней при нагрузке, близкой к критической.
5. Теоретически получена основа методики определения предельно допускаемой нагрузки при усилении с применением сварки сжатых стержней с общим выгибом.
2. Проведен анализ методов усиления сжатых стальных стержней существующих в настоящее время.
3. Разработана методика проведения усиления сжатых деформированных стержней с применением сварки.
4. Проведены экспериментальные исследования центрально-сжатых стержней из парных уголков с общим выгибом, усиливаемых увеличение сечения с применением сварки.
5. Проведен анализ и теоретическое обоснование результатов полученных экспериментальным путем.
6. Обоснована величина предельно-допустимой нагрузки при усилении стержней с общим выгибом с применением сварки.
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие результаты:
1. Общие деформации значительно ухудшают работу сжатых стержней: критические силы стержней с выгибами f = 25 мм в два раза меньше критических сил прямых центрально сжатых стержней.
2. При усилении центрально-сжатых стержней с общим выгибом угол-ков следует стремиться к компенсации потерянного сечения и выпрямлению оси стержня.
3. Предложенный способ усиления показал свою эффективность: критические силы усиленных стержней оказались в два раза больше критических сил эталонных стержней.
4. Результаты эксперимента подтвердили результаты исследований о возможности проведения усиления сжатых стержней при нагрузке, близкой к критической.
5. Теоретически получена основа методики определения предельно допускаемой нагрузки при усилении с применением сварки сжатых стержней с общим выгибом.