Металлические конструкции реферат заключение

Обновлено: 06.01.2025

В своем реферате я хочу раскрыть темы, как история развития металлов и металлических конструкций, классификацию, используемые сырьевые материалы при их изготовлении, технологические процессы, свойства продукции, ТЭП при производстве.

Содержание работы

Введение 3
1. Историческая справка 4
2. Классификация 7
3. Сырьевые материалы 9
4. Основные технологические процессы и оборудование 10
5. Основные свойства продукции 14
6. Технико-экономические показатели 19
Заключение 21
Список использованной литературы 22

Файлы: 1 файл

реферат Гульшат.doc

где I₀ и I_k — длина образца до и после разрушения соответственно; F_o и F_k —площадь поперечного сечения образца до и после разрушения (шейка).

Упругость — свойство металлов восстанавливать свою прежнюю форму после снятия внешних сил, вызывающих деформацию. Упругость — свойство, обратное пластичности.

Твердость — способность металлов оказывать сопротивление проникновению в них более твердого тела. Производят испытание на твердость по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Польди и на микротвердость. Наиболее распространенные первые два метода.

Твердость, согласно этим методам, определяют следующим образом.

По Бринеллю — в испытуемый образец с определенной силой вдавливают закаленный стальной шарик диаметром D = 10,5 или 2,5 мм (рис.5.2). Число твердости по Бринеллю — НВ, характеризуется отношением нагрузки Р, действующей на шарик, к поверхности отпечатка F, мм 2 :

Значение НВ измеряют в кгс/мм 2 (в этом случае размерность часто не указывается) или в СИ — в МПа (1 кгс/мм 2 « 10 МПа). Чем меньше диаметр отпечатка d, тем больше твердость образца.

Диаметр шарика D и нагрузку Р выбирают в зависимости от материала и толщины образца. На практике определяют не F, а диаметр d отпечатка с помощью специальной лупы, имеющей шкалу. По диаметру d отпечатка (лунки) из таблицы определяют твердость в НВ (в кгс/мм2). Этим методом определяют твердость незакаленных поковок, отливок и деталей, изготовленных из стального проката твердостью до НВ 450 (4500 МПа). При большей твердости шарик деформируется.

По Роквеллу — в испытуемый образец вдавливают специальный алмазный конус, угол вершины которого равен 120°, или закаленный стальной шарик диаметром 1,588 мм. В этом случае измеряют не диаметр отпечатка, а глубину вдавливания. Алмазный конус или стальной шарик вдавливают двумя последовательными нагрузками: предварительной в 10 кгс и основной в 90 кгс для стального шарика (шкала В), 140 кгс для алмазного конуса (шкала С) или 50 кгс для 340 алмазного конуса (шкала А) при испытании очень твердых и тонких образцов. После приложения предварительной нагрузки измеряют глубину вдавливания h₀, а после основной — А. За единицу твердости принята величина t, соответствующая осевому перемещению конуса (шарика) на 0,002 мм:

Числа твердости по Роквеллу определяют в условных единицах по формулам:

HRB = 130 - t (шкала В) и HRC = 100 - t (шкалы С и А) (5.9)

Вязкость — способность металлов оказывать сопротивление ударным нагрузкам. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Многие детали в процессе работы испытывают не только статические нагрузки, но подвергаются также ударным (динамическим) нагрузкам. Например, такие нагрузки испытывают колеса локомотивов и вагонов на стыках рельсов. Удельное сопротивление удару — удельная ударная вязкость (испытание на ударный изгиб) α_н характеризуется работой, израсходованной на разрушение образца (рис.5.3).

Значения ан вычисляют по формуле, (кгсм)/см 2 или кДж/м 2 :

где А_н = G(H - h) — работа удара, измеряется в кгс-м или в Дж; G — вес маятника копра, кгс; Н — высота подъема маятника перед ударом, м; h — высота, на которую поднимается маятник с другой стороны опор после удара, м (рис. 5.3 ); F — площадь поперечного сечения образца в месте надреза, см 2 (на образцах Менаже F= 0,8 см 2 ). 0,01(кг*см)/см 2 = 1(кгс*см)/см 2 = 1кДж/м 2 .

Хрупкость металлов в условиях низких температур называют хладоломкостью. Значение α_н при этом существенно ниже, чем при комнатной температуре. Для определения температуры перехода металла от вязкого разрешения к хрупкому, называемой критической

Рис. 5.3 Схема маятникового копра (а) и положение

испытуемого образца на опорах копра (б)

Рис. 5.4 Схема вязкого(1) и хрупкого (2)разрушения одного и того же

металла в зависимости от температуры испытания

температурой хрупкости или порогом хладоломкости, строят график α_н =f(T) (рис.).

Температура при испытании изменяется от комнатной до —100 °С. На рис. 5.4 обозначено: 1 — вязкое разрушение, 2 — хрупкое разрушение, Т_в — верхняя и Т_н — нижняя границы критического интервала, в котором характер излома изменяется от вязкого волокнистого до хрупкого кристаллического. Обычно порогом хладоломкости считают среднюю температуру интервала (T_в-Т_н)/2.

Усталостная прочность. Некоторые детали (валы, шатуны, рессоры, пружины, рельсы и т. п.) в процессе эксплуатации испытывают нагрузки, изменяющиеся по величине или одновременно по величине и направлению (знаку). Под действием таких знакопеременных (вибрационных) нагрузок металл как бы устает, прочность его понижается и деталь разрушается. Это явление называют усталостью металла, а образовавшиеся изломы — усталостными. Для таких деталей необходимо знать предел выносливости, т. е. величину наибольшего напряжения, которое металл может выдержать без разрушения при заданном числе перемен нагрузки (циклов) N. Для деталей из стали условно принято N = 5 и 10 млн, а из цветных сплавов — N = 20 млн циклов. Предел выносливости определяют на машинах с пульсирующим нагружением детали или с изгибом при вращении. Величина предела выносливости зависит от степени загрязненности металла неметаллическими включениями, структуры металла, состояния поверхности, формы и размеров образца, наклепа и др.

Износостойкость — сопротивление металлов изнашиванию вследствие процесса трения. Это важная характеристика, например, для контактных материалов и, в частности, для контактного провода и токосъемных элементов токоприемника электрифицированного транспорта. Износ заключается в отрыве с трущейся поверхности отдельных ее частиц и определяется по изменению геометрических размеров или массы детали. Усталостная прочность и износостойкость дают наиболее полное представление о долговечности деталей в конструкциях, а вязкость характеризует надежность этих деталей. [2]

6. Технико-экономические показатели

Оценка технико-экономической эффективности процессов изгото влении металлических конструкций производится по следующим показателям:

- объему выпускаемой продукции (в тоннах, по номенклатуре и в денежном выражении) за определенный период (месяц, год);

- съему продукции с 1 квадратного метра производственной площади;

Технико-экономические показатели зависят от правильности построения и степени механизации и автоматизации технологическо го процесса, строгого соблюдения технологической дисциплины, организации производства.

Объем выпускаемой продукции на данных площадях и оборудования можно увеличить за счет уменьшения его простоя, связанного с ремонтом, сменой, рабочего инструмента (прокатных валков, штампов), за счет механизации трудоемких работ, сокращения времени нагрева заготовок, организации непрерывных процессов обработки.

Своевременный ремонт оборудования, применения высокопрочных износостойких материалов для изготовления валков прокатных станков, штампов, применения сказочно - охлаждающих средств и без окислительных методов нагрева позволяют повысить объем выпускаемой продукции.

Весьма важный показатель - выход годного - характеризует использование металла в процессе производства и исчисляется как отношение расчетной массе исходной заготовки. Так как в себестоимости проката, поковок, штамповок и т.п. основная доля затрат падает на материалы, то главной задачей производства является максимальное сокращение отходов металла и приближение заготовок по форме, размерам и качеству поверхности к готовым изделиям.

В прокатном производстве повышение выхода года годного достигается рациональным раскроем слитков, использованием слитков непрерывной разливки, получением прокатных профилей с минусовыми допусками.

В кузнечно-прессовом производстве увеличение выхода годного может быть достигнуто применением электронагрева, рациональных форм заготовок, сочетанием ковки и штамповки со сваркой (при изготовлении крупных и сложных по форме поковок), оптимизация раскроя листового материала с помощью математических методов (линейного программирования).

Большие резервы экономии металла заложены как в самих процессах обработки металлов давлением, так и в последующем использовании прокатной и кузнечно-прессовой продукции в народном хозяйстве.

Заключение

Таким образом, значение металлов и металлических конструкций в наше время огромное, когда большое их количество используют в машиностроительной промышленности, на транспорте, в промышленном, жилищном и дорожном строительстве, а также в других отраслях народного хозяйства.

Металлы относятся к числу наиболее используемых компонентов для создания конструкционных материалов.

Особенно важное значение имеют такие свойства металлических материалов, как прочность, пластичность, сопротивление усталости, износу, коррозии и т.д., что связано с их атомно-кристаллическим строением, которое в конечном итоге определяется особенностями межатомных связей энергетическим состоянием электронов, осуществляющих эту связь. Известно, что ряд свойств определяется не только положением в периодической системе и атомно-кристаллическим строением, но и дефектами кристаллического строения.

Большой интерес представляют исследования, направленные на получение различных металлических материалов путем испарения и конденсации в вакууме в виде фольги или заготовок определенной формы, что представляется весьма перспективным для получения различных изделий из тугоплавких, жаропрочных и композиционных материалов для новой техники, которые невозможно изготовить по традиционным технологическим схемам.

Технический прогресс в народном хозяйстве и развитие ряда современных отраслей техники требуют создания не только новых конструкционных материалов (высокопрочных, коррозионно-стойких, износоустойчивых и др.), но и принципиально новых методов их обработки.

Наряду с традиционными методами получения чугуна и стали (доменный, мартеновский, конвертерный и другие процессы) в последние десятилетия в специальной металлургии внедряются прогрессивные, методы плавки и литья, такие, как элехтроплавка стали и других металлов, электрошлаковый переплав, вакуумно-дуговая и электронно-лучевая-плавка, вакуумное рафинирование, непрерывное литье в электромагнитный кристаллизатор. Большое значение придается также прямому восстановлению железа из руд.

В области металлообрабатывающей промышленности в последние годы наметился большой прогресс. На смену традиционным металлорежущим станкам пришли высокопроизводительные и быстро переналаживаемые станки с программным управлением и обрабатывающие центры. На базе этих станков с использованием микропроцессорной техники и роботов создаются гибкие автоматизированные производства, что значительно повышает производительность и качество продукции. [1]

Список использованной литературы

1. Дриц М. Е. , Москалев М. А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов - М.: Высш. шк., 1990.

2. Колесов С.Н., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для вузов /— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2007.

Реферат на тему "Анализ технических требований к сварной конструкции"

В современном сварочном производстве характерны разнообразие способов дуговой сварки, широкий масштаб их применения в различных отраслях промышленности и привлечение большого числа рабочих.

Трубопроводы, корпуса судов, изделия судового машиностроения изготавливают с применением прогрессивных материалов и способов дуговой сварки. К последним в основном относятся ручная дуговая сварка покрытыми электродами, механизированная сварка сталей под флюсом и в углекислом газе, механизированная сварка в аргоне и в азоте сплавов на основе алюминия, меди, титана.

Успехи в разработке и производстве покрытых электродов обусловили высокую производительность ручной дуговой сварки сталей, не уступающих механизированной сварке под флюсом и в углекислом газе, поэтому этот способ широко применяют в отрасли. При изготовлении стальных корпусов судов сварки под флюсом позволило в основном механизировать выполнение швов в нижнем положении. Однако на корпусах современных судов более половины объема сварочных работ выполняются в положениях, отличных от нижнего. Механизация сварки этой группы швов в значительной мере осуществляется за счет сварки в углекислом газе электродной проволокой диаметром от 0,8 до 1,4 мм.

Механизированная сварка в углекислом газе получила широкое применение при изготовлении стальных судовых трубопроводов диаметром 22 мм и более, приварке к трубопроводам фланцев, штуцеров. При изготовлении трубопроводов из медно-никелевых сплавов применяют механизированную сварку в азоте плавящимся вольфрамовым электродом. На заводах освоена и широко применяется ручная аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом и механизированная сварка плавящимся электродом сплавов алюминия и титана.

Внедрение в производство большой номенклатуры конструкционных и сварочных материалов, способов дуговой сварки обусловило необходимость исследования влияния технологии сварки на характер излучения электрической дуги с целью определения его опасности для органов зрения, эффективности выпускаемых промышленных средств защиты глаз и соответствия параметров отечественных светофильтров физиологическим особенностям органов зрения.

Выше перечисленные способы сварки широко применяемые не только в судостроении, но и в других отраслях промышленности, значительно отличающихся друг от друга в связи с чем позволяют более полно исследовать влияние технологии сварки на излучение электрической дуги и определить его интенсивность в различных областях спектра.

На ОАО «НефАЗ» используют различные способы сварки: контактная, точечная, полуавтоматическая, аргонодуговая, в среде СО₂, ручная дуговая и так далее.

Данными способами сварки изготавливают различные конструкции, цистерны, вахтовые автобусы, автобусы, прицепы и так далее. Для изготовления какого-либо сваренного изделия используют приспособления, обеспечивающие надежное закрепление деталей, быструю и точную установку по упорам в заданной последовательности и должно быть удобно в эксплуатации, которые могут быть ручными, механизированными и автоматизированными.

Использование приспособления повысит производительность труда, сократит время производства сварной конструкции, повысит качество сборки–сварки, облегчит труд рабочего.

Целью курсового проекта является спроектировать приспособление для сборки-сварки изделия «Задний борт».

1. Технологический раздел

1.1 Анализ технологических требований к сварной конструкции

Для выполнения курсового проекта предложена сварная конструкция "Задний борт", которая крепится на платформу Камаза. Данная сварная конструкция может эксплуатироваться в различных климатических условиях, подвергается динамическим и вибрационным нагрузкам при ее эксплуатации и статическим нагрузкам от собственного веса.

Данная сварная конструкция "Задний борт" относится к 2 классу ответственности, ОСТ 23.2.429 - 80, к ней предъявляют следующие требования:

1. не допускаются дефекты т.к. из-за них сварная конструкция становится хрупкой.

2. горячие и холодные трещины не допускаются;

3. подрезы основного металла допускаются, если глубина подреза не превышает 10% толщины свариваемых деталей, но не более оного мм;

4. перед привариванием к оси производят наплавку электродами, для того чтобы обеспечить высокую износостойкость.

5. сварная конструкция должна быть рассчитана на статическую и усталостную прочность;

6. жесткости, прочности, пластичности.

7. непровары допускаются в стыковых швах при сварке на весу и невозможности подварки с обратной стороны шва и в угловых швах, если дефектный участок не превышает 20% толщины шва 10 мм. и не более 2 мм при толщине 10 мм;

8. газовые поры не допускаются;

9. не допускается высота наплыва более 30% высоты шва. Общая протяженность наплыва не должна превышать 20% длины шва;

Металлы в строительстве, металлические конструкции

Министерство образования и науки РФ

Казанский государственный архитектурно – строительный университет

Кафедра строительных материалов

МЕТАЛЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ, МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Выполнил: студент гр № 11-404

Проверил: к.т.н. доцент

Введение

Металлы – наиболее распространенные и широко используемые материалы в производстве и в быту человека. Особенно велико значение металлов в наше время, когда большое их количество используют в машиностроительной промышленности, на транспорте, в промышленном, жилищном и дорожном строительстве, а также в других отраслях народного хозяйства.

В технологии металлов изучаются свойства металлов, а также практика и теория их получения и обработки. Составными частями технологии металлов являются: металлургия, металлография, термическая обработка металлов, химико-термическая обработка, литейное производство, обработка металлов давлением, сварочное производство, обработка металлов резанием и электрическая обработка металлов.

В процессе развития перечисленных отраслей производства, в результате накопившихся опыта, знаний и их обобщения, а также развития смежных наук (физики, химии и др.), каждая из этих отраслей явилась предметом специальной науки под тем же названием.

Так, например, металлургия — наука, изучающая способы получения металлов и сплавов. Термическая обработка — наука об изменении механических и физических свойств вследствие нагревания и охлаждения сплавов и т. д.

Самостоятельной наукой является металлография, изучающая структуру (строение) металлов и зависимость их свойств от структуры.

1. Историческая справка

История развития металлических конструкций в России

Понятие "металлические конструкции" включает в себя их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой — возможностями технической базы: развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкций может быть разделена на пять периодов.

Первый период (с XII до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т.п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Одной из первых конструкций такого типа являются затяжки Успенского собора во Владимире. По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок и пол чердака над коридором между притворами Покровского собора — храма Василия Блаженного. Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжение, изгиб и сжатие. Затяжки, поддерживающие пол и потолок в этой конструкции, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами.

Поражает, что уже в те времена конструктор знал, что для затяжек, работающих на изгиб, надо применять полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работающие на сжатие, лучше делать квадратного сечения.

Второй период (с начала XVII до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций ("корзинок") глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкции такого типа сохранились до наших дней. Примерами служат перекрытия пролетом 18 м над трапезной Троице-Сергиевой лавры в Сергиевом посаде, перекрытие старого здания Большого Кремлевского дворца в Москве, каркас купола колокольни Ивана Великого, каркас купола Казанского собора в Петербурге пролетом 15 м и др.

Третий период (с начала XVIII до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляются на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале. В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные конструкции в России достигли в середине XIX столетия. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов XIX в. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки.

Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге. В 50-е годы XIX в. в Петербурге был построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чугунным мостом мира. В этот же период наслонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы.

Сначала в фермах не было раскосов, они появились в конце рассматр иваемого периода. Сжатые стержни ферм часто выполняли из чугуна, а растянутые — из железа. В узлах элементы соединялись через проушины на болтах. Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла ограничивало конструктивную форму железных стержней прямоугольным или круглым сечением. Однако преимущества фасонного профиля уже были оценены, и стержни уголкового или швеллерного сечения изготовляли гнутьем или ковкой нагретых полос.

Наряду с уральской базой была создана в России южная база металлургической промышленности. В 30-х годах XIX в. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса; в 40-х годах был освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа. В течение ста последующих лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными.

Сталь почти полностью вытеснила из строительных конструкций чугун, будучи материалом более совершенным по своим свойствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше поддающимся контролю и механической обработке.

В России до конца XIX в. промышленные и гражданские здания строились в основном с кирпичными стенами и небольшими пролетами, для перекрытия которых использовались треугольные металлические фермы. Конструктивная форма этих ферм постепенно совершенствовалась: решетка получила завершение с появлением раскосов; узловые соединения вместо болтовых на проушинах стали выполнять заклепочными с помощью фасонок.

В конце прошлого столетия применялись решетчатые каркасы рамно-арочной конструкции для перекрытия зданий значительных пролетов. Примерами являются покрытия Сенного рынка в Петербурге пролетом 25 м, Варшавского рынка пролетом 16 м, покрытие Гатчинского вокзала и др.

Пятый период (послереволюционный) начинается с 20-х годов, с первой пятилетки, когда государство приступило к осуществлению широкой программы индустриализации страны. К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью заменены сварными, более легкими, технологичными и экономичными. Развитие металлургии уже в 30-е годы позволило применять в металлических конструкциях вместо обычной малоуглеродистой стали более прочную низколегированную сталь (сталь кремнистую для железнодорожного моста через р. Ципу в Закавказье и сталь ДС для Дворца Советов и москворецких мостов).

Стальные каркасы промышленных зданий оказались ведущей конструктивной формой металлических конструкций, определяющей общее направление их развития. Советская школа постепенно отходила от европейских схем компоновки поперечных рам каркаса, для которых характерны стремление приблизить конструктивную схему к расчетным предпосылкам и введение большого числа шарниров, что усложняло монтаж и изготовление конструкций. Такие схемы не отвечали требованиям эксплуатации в отношении поперечной жесткости зданий в связи с увеличением размеров пролетов, высоты и, главное, грузоподъемности и интенсивности движения мостовых кранов.

В годы Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. несмотря на временную потерю южной металлургической базы и большой расход металла на нужды войны в промышленном строительстве и мостостроении на Урале и в Сибири широко использовались металлические конструкции, лучше других отвечавшие основной задаче военного времени — скоростному строительству.

В 50—70-е годы строительство металлических конструкций развивалось с соблюдением основных принципов советской школы проектирования, установленных еще в довоенный период: экономия стали, упрощение изготовления, ускорение монтажа. Для этих лет характерно широкое применение стали в промышленных сооружениях больших размеров с тяжелыми технологическими нагрузками. Построены такие уникальные промышленные здания, как сборочный цех пролетом 120 м с кранами грузоподъемностью 30 т, подвешенными к стропильным фермам на отметке 57 м, и двухпролетное здание с кранами грузоподъемностью 1200 и 600 т.[1]

2. Классификация

Классификация металлов может быть основана на различных признаках: по объему и частоте использования, физико-химическим свойствам и др.

По объему и частоте использования металлов в технике их можно разделить на металлы технические и редкие. Технические металлы — это наиболее часто применяемые; к ним относятся железо Fe, медь Си, алюминий А1, магний Mg, никель Ni, титан Ti, свинец РЬ, цинк Zn, олово Sn. Все остальные металлы — редкие (ртуть Hg, натрий Na, серебро Ag, золото Аи, платина Pt, кобальт Со, хром Сг, молибден Мо, тантал Та, вольфрам W и др.).

Железо в чистом виде используется чрезвычайно редко. Обычно используют железоуглеродистые (Fe-C) сплавы — стали и чугуны, которые образуют группу черных металлов. Все остальные представляют группу цветных металлов. На долю черных металлов приходится ~85 % всех производимых металлов, а на долю цветных -15 %.

По физико-химическим свойствам металлы можно разделить на шесть основных групп.

Магнитные — Fe, Co, Ni обладают ферромагнитными свойствами. Сплавы на основе Fe (стали и чугуны) являются главными конструкционными материалами; сплавы на основе Fe, Co и Ni являются основными магнитными материалами (ферромагнетиками).

Тугоплавкие — металлы, у которых температура плавления выше, чем у Fe (1539 °С); это W (3380 °С), Та (2970 °С), Мо (2620 °С), Сг (1900 °С), Pt (1770 °С), Ti (1670 °С) и др. Применяют их как самостоятельно, так и в виде добавок в стали, работающие, в частности, при высокой температуре.

Легкоплавкие — имеют 7^ ниже 500 °С; к ним относятся: Zn (419 °С), РЬ (327 °С), кадмий Cd (321 °С), таллий Т1 (303 °С), висмут Bi (271 °С), олово Sn (232 °С), индий In (156 °С), Na (98 °С), Hg (—39 °С) и др. Назначение их самое различное: антикоррозионные покрытия, антифрикционные сплавы, проводниковые материалы.

Из тугоплавких и легкоплавких металлов перечислены наиболее распространенные, хотя известны и такие тугоплавкие металлы, как, например, рений Re (3180 °С), осмий Os (3000 °С), ниобий Nb (2470 °С), а из легкоплавких — литий Li (180 °С), калий К (68 °С), рубидий Rb (39 °С), цезий Cs (28 °С).

Легкие металлы имеют плотность не более 2,75 Мг/м3; к ним относится А1, плотность — 2,7, Cs — 1,90, бериллий Be — 1,84, Mg —1,74, Rb — 1,53; Na — 0,97, Li — 0,53 Мг/м3 и др. Эти металлы 337 применяют для производства сплавов, используемых в конструкциях с ограничениями в массе.

Благородные — в электротехнике применяют Аи, Ag, Pt, палладий Pd, а также металлы платиновой группы: иридий 1г, родий Rh, осмий Os, рутений Ru. Эти металлы и сплавы на их основе обладают высокой химической стойкостью, в том числе и при повышенных температурах. Их используют в производстве ответственных контактов, выводов интегральных микросхем и других полупроводниковых приборов, термометров сопротивления и термопар, нагревательных элементов, работающих в особых условиях.

Редкоземельные — лантаноиды; их применяют как присадки в различных сплавах. Сплавы (RM) металлов группы железа (М) с редкоземельными элементами (R) являются весьма перспективными магнитотвердыми материалами.

Классифицируются металлы и по другим признакам, например в электротехнике по значению электропроводности: хорошо и плохо проводящие электрический ток; к первым относится большинство металлов, они хорошо проводят электрический ток и пластичные. Ко вторым — элементы V группы периодической системы Д.И. Менделеева — это висмут Bi, сурьма Sb, мышьяк As, они плохо проводят ток и хрупкие, их иногда называют полуметаллами.[2]

Стальные конструкции

Понятие «металлические конструкции» объединяет в себе их конструктивную форму, технологию изготовления и способы монтажа. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой —возможностями технической базы: развитием металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкций может быть разделена на пять периодов.

Краткая история развития металлических конструкций СССР…………3
Номенклатура и область применения металлических конструкций……..13
Основные особенности металлических конструкций и предъявляемые
к ним требования…………………………………………………………….15
Список используемой литературы……………………………………………. 21

Реферат_стальные конструкции.doc

Министерство образования и науки Украины

Национальная Академия Природоохранного и Курортного Строительства

Архитектурно – строительный факультет

Кафедра железобетонных конструкций

Реферат на тему:

Выполнил: ст. гр. ПГС – 201з

Струтинский А. Б.

Проверил: Пушкарев Б. А.

Симферополь

Краткая история развития металлических конструкций СССР …………3
Номенклатура и область применения металлических конструкций……..13
Основные особенности металлических конструкций и предъявляемые

Список используемой литературы……………………………………………. 21

Краткая история развития металлических конструкций СССР .

Первый период (от XII в. до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальных по тому времени сооружениях (дворцах, церквах и т. п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Одной из первых таких конструкций являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.). По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами Покровского собора— храма Василия Блаженного (1560 г.). Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжение, изгиб и сжатие. Затяжки, поддерживающие потолок в этой конструкции, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами. Поражает, что уже в те времена конструктор знал, что для затяжек, работающих на изгиб, надо применять полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работающие на сжатие, лучше делать квадратного сечения.

Второй период (от начала XVII в. до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций («корзинок») глав церквей (рис. 1.2). Стержни конструкций выполнены из кованых брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкции такого типа сохранились до наших дней. Примерами служат перекрытия пролетом 18 м над трапезной Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске A696—1698 гг.), перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве A640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого A603 г.), каркас купола Казанского собора в Ленинграде пролетом 15 м A805 г.) и др.

Третий период (от начала XVIII в. до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляются на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие

крыльца Невьянской башни па Урале A725 г.). В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные конструкции в России достигли в середине XIX столетия. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов XIX в. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки.

Конструкция купола состоит из верхней конической части, поддерживающей каменный барабан, венчающий собор, и нижней, более пологой части. Наружная оболочка купола с помощью легкого железного каркаса опирается на чугунную конструкцию. Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге A827—1832 гг.). В 50-х годах XIX в. в Петербурге был построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чугунным мостом мира. В этот же период наклонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы. В фермах сначала не было раскосов, они появились в конце рассматриваемого периода. Сжатые стержни ферм часто выполняли из чугуна, а растянутые — из железа. В узлах элементы соединялись через проушины на болтах.

Отсутствие в этот период прокатного профильного металла ограничивало конструктивную форму железных стержней прямоугольным или круглым сечением. Однако преимущества фасонного профиля уже были поняты и стержни уголкового или швеллерного сечения изготовляли гнутьем пли ковкой нагретых полос.

Четвертый период (с 30-х годов XIX в. до 20-х годов XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и, в частности, в металлургии и металлообработке. В начале XIX в. кричный процесс получения железа был заменен более совершенным—пудлингованием, а в конце 80-х годов— выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных цехах. Наряду с уральской базой была создана в России южная база металлургической промышленности. В 30-х годах XIX в. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса; в 40-х годах был освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа. В течение ста последующих лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Сталь почти полностью вытеснила из строительных конструкций чугун, будучи материалом более совершенным по своим свойствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше поддающимся контролю и механической обработке. Чугунные конструкции во второй половине XIX в. применялись лишь в колоннах многоэтажных зданий, перекрытиях вокзальных дебаркадеров и т. п., где могла быть полностью использована хорошая сопротивляемость чугуна сжатию. В России до конца XIX в. промышленные и гражданские здания строились в основном с кирпичными стенами и небольшими пролетами, для перекрытия которых использовались треугольные металлические фермы. Конструктивная форма этих ферм постепенно совершенствовалась: решетка получила завершение с появлением раскосов; узловые соединения вместо болтовых на проушинах стали выполнять заклепочными с помощью фасонок. В конце прошлого столетия применялись решетчатые каркасы рамно-арочной конструкции для перекрытия зданий значительных пролетов. Примерами являются покрытия Сенного рынка в Петербурге (1884 г.) пролетом 25 м, Варшавского рынка пролетом 16 м (1891 г.), покрытие Гатчинского вокзала (1890 г.) и др. Наибольшего совершенства рамно-арочная конструкция достигла в покрытии дебаркадеров Киевского вокзала в Москве, построенного по проекту В. Г. Шухова (1913—1914 гг.). В конструкциях этих сооружений хорошо проработаны компоновочная схема, опорные закрепления и узловые заклепочные соединения. Во второй половине XIX в. значительное развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма металлических конструкций, совершенствовалась теория компоновки и расчета, технология изготовления и монтажа, Принципы проектирования, разработанные в мостостроении, были перенесены затем на промышленные и гражданские объекты. Основателями русской школы мостостроения являются известные инженеры и профессора С. В. Кербедз, Н. А. Белелюбский, Л. Д. Проскуряков.

С. В. Кербедз (1810—1899 гг.), инженер-строитель, построил первый в России железный мост с решетчатыми фермами через р. Лугу (1853 г.). Он же является автором самого крупного чугунного моста в Петербурге.

Профессор Н. А. Белелюбский (1848—1922 гг.), мостостроитель и ученый, впервые применил раскосную решетку для мостовых ферм, разработал первый в России метрический сортамент прокатных профилей, усовершенствовал методику испытаний строительных материалов, написал первый систематизированный курс по строительной механике.

Профессор Л. Д. Проскуряков (1858—1926 гг.) ввел в мостовые фермы треугольную и шпренгельную решетки и разработал теорию о наивыгоднейшем очертании фермы. За проект моста через Енисей на Парижской выставке 1900 г. Л. Д. Проскуряков был удостоен золотой медали.

Большой вклад в дальнейшее развитие, металлостроения в конце XIX и начале XX в. и распространение опыта, накопленного в мостостроении, на металлические конструкции гражданских и промышленных зданий внесли Ф. С. Ясинский, В. Г. Шухов и И. П. Прокофьев. В этот период развитие металлургии, машиностроения и других отраслей промышленности внесло качественное изменение в технологию производства и потребовало оборудования зданий мостовым!! кранами. Первое время их устанавливали на эстакадах, однако это загромождало помещение. С увеличением грузоподъемности мостовых кранов и насыщенности ими производства, а также с увеличением высоты и ширины пролетов помещений стало целесообразным строить здания с металлическим каркасом, поддерживающим как ограждающие конструкции, так и пути для мостовых кранов. Основным несущим элементом каркаса стала поперечная рама, включающая в себя колонны и ригели (стропильные фермы).

Профессор Ф. С. Ясинский (1858—1899 гг.) первый запроектировал многопролетное промышленное здание с металлическими колоннами между пролетами и разработал большепролетные складчатые и консольные конструкции покрытий. Он же внес значительный вклад в расчет сжатых стержней на продольный изгиб, работающих в упруго-пластической зоне деформирования стали.

Исключительно плодотворной и разносторонней была деятельность почетного академика В. Г. Шухова (1853—2939 гг.). Он первый в мировой практике разработал и построил пространственные решетчатые конструкции покрытий и башен различного назначения, использовав для них линейчатые поверхности. В построенных им сооружениях реализованы идеи предварительного напряжения конструкций и возведения покрытий в виде висячих систем с эффективным использованием работы металла на растяжение. Этими проектами В. Г. Шухов намного опередил своих современников и предугадал будущие направления в развитии металлических конструкций, закрепив тем самым приоритет нашей страны.

Особенно значительна его теоретическая и практическая работа в области резервуаростроения и других листовых конструкций. В. Г. Шухов разработал новые конструктивные формы резервуаров, их расчет и методы нахождения оптимальных параметров.

Профессор И. П. Прокофьев A877—1958 гг.), используя накопленный опыт, опубликовал первую монографию по изготовлению и монтажу металлических мостов и запроектировал ряд уникальных по тому времени большепролетных покрытий (Мурманские и Перовские мастерские Московско-Казанской ж. д., Московский почтамт, дебаркадер Казанского вокзала в Москве).

Пятый период (послереволюционный) начинается с конца 20-х годов, с первой пятилетки, когда молодое социалистическое государство приступило к осуществлению широкой программы индустриализации страны.

К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью заменены сварными, более легкими, технологичными и экономичными. Развитие металлургии уже в 30-х годах позволило применять в металлических конструкциях вместо обычной малоуглеродистой стали более прочную низколегированную сталь [сталь кремнистую для железнодорожного моста через р. Ципу (Закавказье) и сталь ДС для Дворца Советов и москворецких мостов]. В середине столетия номенклатура применяемых в строительстве низколегированных и высокопрочных сталей значительно расширилась, что позволило существенно облегчить вес конструкций и создать сооружения больших размеров. Кроме стали в металлических конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы, плотность которых почти втрое меньше.

В мощную отрасль индустрии выросла производственная база металлических конструкций. Заводы и специализированные монтажные организации, оснащенные современным высокопроизводительным оборудованием, были объединены в одну систему (Главстальконструкция), выполняющую основной объем строительства металлических конструкций. Объем металлических конструкций за этот период (1930—1980 гг.) увеличился более чем в 20 раз. Чрезвычайно расширились номенклатура металлических конструкций и разнообразие их конструктивных форм. Резкий подъем количества и качества металлических конструкций был вызван развитием всех ведущих отраслей народного хозяйства, грандиозным размахом промышленного и гражданского строительства.

Большие и многообразные задачи по развитию металлических конструкций решались усилиями проектных, научных и производственных коллективов. Особенно велика роль проектных трестов — Проектстальконструкция и Промстройпроект, научных институтов — Центрального научного института промышленных сооружении (ЦНИПС), в 50-х годах реорганизованного в Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций (ЦНИИСК), а также вузовских коллективов. Принцип целесообразности совместной работы проектных и научных коллективов 70-х годах был закреплен преобразованием треста Проектстальконструкция в ЦНИИ Проектстальконструкцию — ведущую проектно-исследовательскую организацию металлических конструкций; Промстальконструкции во ВНИПИ Промстальконструкцию — ведущую организацию по проектированию и исследованию монтажных работ; созданием ВНИКТИСК — ведущей организации по проектированию и исследованию технологии изготовления металлических конструкций.

В начале 30-х годов стала оформляться советская школа проектирования металлических конструкций. В связи с развитием металлургии и машиностроения строилось много промышленных зданий с металлическим каркасом. Стальные каркасы промышленных зданий оказались ведущей конструктивной формой металлических конструкций, определяющей общее направление их развития. Советская школа постепенно отходила от европейских схем компоновки поперечных рам каркаса, характерных стремлением приблизить конструктивную схему к расчетным предпосылкам, введением большого количества шарниров, что усложняло монтаж и изготовление конструкций. Такие схемы но отвечали требованиям эксплуатации в отношении поперечной жесткости зданий в связи с увеличением размеров пролетов, высоты и, главное, грузоподъемности и интенсивности движения мостовых кранов.

Требованиям эксплуатации и высоких темпов строительства в большей степени отвечали сложившиеся к тому времени схемы конструирования поперечных рам с жестким сопряжением колонн с фундаментами и ригелями. Советские проектировщики взяли за основу эти схемы и улучшили их путем аналитического определения оптимальных геометрических соотношений элементов рамы, схемы решеток и т. п. Аналитические изыскания оптимальных компоновочных схем и геометрических размеров элементов сечений стали характерной чертой развития всех видов металлических конструкций в Советском Союзе. Такой подход позволил решать одновременно задачи снижения трудоемкости изготовления конструкций с экономичным использованием стали и скоростным монтажом. Принцип комплексного решения задач при изыскании оптимальной конструктивной формы металлических конструкций стал основным для советской школы проектирования.

Характерной чертой развития металлических конструкций стала типизация конструктивных схем элементов. Большой объем строительства и связанная с ним повторяемость конструкций создали предпосылки для разработки типовых схем и конструктивных решений каркасов промышленных зданий.

В 1939 г. Промстройпроектом были разработаны типовые секции одноэтажных промышленных зданий со стальным каркасом. Типовые секции включали объемно-планировочные решения для различных пролетов, типовые конструктивные схемы компоновки каркаса и типовые решения конструктивных элементов (ферм, колонн, подкрановых балок и т.п.). Впервые был введен трехметровый модуль пролетов, который затем (в 50-х годах) был заменен шестиметровым; типизированы здания отдельных видов производств (мартеновские цехи, прокатные и т.п.); типизация распространилась на пролетные строения мостов, резервуары, газгольдеры, радиобашни, радиомачты. Типизация, а затем унификация и стандартизация стали одним из главных направлений развития металлических конструкций. Это снижало трудоемкость конструкции и благодаря упорядочению проектирования уменьшало расход стали.

Реферат - Металлические конструкции

СВФУ, г. Якутск, 2011, 17 стр.
Содержание.
Введение.
История.
Номенклатура и область применения металлических конструкций.
Свойства строительных сталей и алюминиевых сплавов.
Классификация сталей.
Выбор сталей для строительных конструкций.
Влияние различных факторов на свойства стали.
Виды разрушений.
Основы расчета металлических конструкций.
Основные положения расчета металлических конструкций.
Классификация нагрузок и их свойства.
Литература.

Беленя Е.И, Стрелецкий Н.Н. и др. Металлические конструкции. Специальный курс

формат djvu
размер 34.37 МБ
добавлен 29 декабря 2010 г.

Пособие для вузов/Е. И. Беленя, Н. Н. Стрелецкий, Г. С, Ведеников и др. ; Под общ. ред. Е, И. Беленя, — 2-е изд. перераб, и доп. — М.: Стройиздат, 1982. — 472 с. Пособие является дополнением к основному учебнику «Металлические конструкции». Специальный курс содержит углубленное изложение основных направлений развития металлических конструкций на современном этапе и необходимый студентам материал для дипломного проектирования, что учтено при пер.

Беленя Е.И., Стрелецкий Н.Н., Ведеников Г.С. и др. Металлические конструкции. Специальный курс

формат djvu
размер 20.39 МБ
добавлен 21 октября 2009 г.

Учебное пособие для вузов. Специальный курс. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991г. -687 с. Е. И. Беленя, Н. Н. Стрелецкий, Г. С. Веденников и др. /Под редакцией Е. И. Беленя. Пособие является дополнением к основному учебнику "Металлические конструкции". Специальный курс содержит углубленное изложение основных направлений развития металлических конструкций и необходимый студентам материал для дипломного проектирования. Изд. 2-е вышло в.

Вопросы ГОС экзамен - ПГС. Металлические конструкции

формат docx
размер 1.49 МБ
добавлен 07 марта 2011 г.

СГТУ ПГС ГОС экзамен Область применения металлических конструкций, характер работы металлов на статическую нагрузку, концентрация напряжений, сортамент металлопроката. Виды сварных и болтовых соединений металлических конструкций. Работа и расчет соединений. Металлические конструкции балочных площадок. Конструирование и расчет балок и центрально сжатых колонн составного сечения. Металлические фермы и их классификация. Конструкция ферм. Расчет ферм.

Гейзен Л. Металлические конструкции

формат djvu
размер 4.1 МБ
добавлен 16 января 2011 г.

Металлические конструкции / Л. Гейзен; пер. с нем. Г. И. Крит, С. М. Тубин; ред. Н. А. Кашкаров. - М. : Моск. науч. изд. , 1928 г. , 228 с. Оглавление. Первая часть - Основные сведения о конструкциях: Сорта железа, употребляемые для построек. Защита железа от ржавления и высокой температуры. Соединительные части. Фермы. Колонны. Вторая часть - Гражданские сооружения: Перекрытия. Стропильные конструкции. Фахверковые стены. Лестницы

Ивкин В.С., Макаров А.А. (состав.) Металлические конструкции. Сборник лабораторных работ по сварке

формат pdf
размер 986.64 КБ
добавлен 14 декабря 2010 г.

Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины "Металлические конструкции, включая сварку" для студентов специальности 27010265 "Промышленное и гражданское строительство". Рассмотрены процессы подготовки, проведения и контроля сварочных работ и свариваемых изделий. Работа подготовлена на кафедре "Строительные конструкции" УлГТУ. 2010. - 35 с.

Курсовая работа - Стальной каркас одноэтажного производственного здания

формат doc
размер 966.99 КБ
добавлен 17 июня 2010 г.

Курсовой проект - Проектирование промышленного здания

формат dwg
размер 2.38 МБ
добавлен 21 марта 2010 г.

Чертёж промздания с пролётом - 24м, шаг колонн - 12м, беспрогонная кровля. Только чертёж А 2. Металлические конструкции.rn

Курсовой проект - Расчет и конструирование балочной площадки

формат jpg
размер 8.71 МБ
добавлен 17 января 2012 г.

Наумова Ж.Л. (состав.) Металлические конструкции. Чертежи строительных конструкций

формат pdf
размер 730.35 КБ
добавлен 22 декабря 2009 г.

Металлические конструкции: Методические указания к заданию по черчению «Чертежи строительных конструкций» для студентов строительных специальностей / Сост. Ж. Л. Наумова. – Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та. 2003г. - 31 с. Методические указания составлены на кафедре "Начертательная геометрия и машинная графика". В работе рассмативаются краткие сведения о металлических конструкциях, правила графического изображения чертежей элементов мета.

Столбов А.В. Металлические конструкции

формат doc
размер 9.14 МБ
добавлен 17 октября 2009 г.

Учебное пособие по дисциплине «Металлические конструкции» для студентов очной и заочной формы обучения специальностей 27010265, 27011565, бакалавриат по направлению «Строительство»/Составитель: Столбов А. В. Набережные Челны: ИНЭКА, 2007г. -129с. Учебное пособие может быть использовано студентами очной и заочной формы обучения при самостоятельном изучении дисциплины «Металлические конструкции» и выполнении курсовых проектов: «Балочная клетка» и.

Читайте также: