Проектирование металлических конструкций

Введение:

 

1. Метало каркас, производство металла,   металлические конструкции.

 

2. Технологический процесс. Изготовление сварных технологических металлических конструкций.

 

3. Элементы технологических металлоконструкций.

 

4. Маркировка сталей

5. Рабочие чертежи металлических конструкций (КМ и КМД)

 

6. Виды сварных соединений.

 

7. Требования, предъявляемые к соединениям металлоконструкций

 

8. Расчет сварных соединений

 

9. Расчёт по допускаемым напряжениям.

 

10. Расчёт по предельным состояниям.
11. Сертификат

 

12. Испытание стали

 

 

 

 

 

2.Метало каркас, производство металла,   металлические конструкции

 

Производство металла, являющегося основой современной  промышленности, по-прежнему остается одной из важнейших народнохозяйственных задач.

Все металлические конструкции  можно условно разделить на строительные и технологические. К строительным металлоконструкциям относят основные несущие элементы зданий и сооружений, выполненные из металла: колонны, фермы, подкрановые балки, связи, рабочие площадки доменных цехов, мосты и т. д. Строительные металлические конструкции изготовляют в основном на заводах металлоконструкций. Монтаж их осуществляют специализированные монтажные организации.

К технологическим металлическим  конструкциям относят такие конструкции, которые неразрывно связаны с  созданием какого-либо технологического процесса. Простота и быстрота изготовления, легкость монтажа обусловливают их широкое применение.

Широкое применение стали  для изготовления технологических  металлоконструкций объясняется такими ценными свойствами как прочность, пластичность, упругость, хорошая свариваемость и быстрота изготовления. Ежегодное увеличение производства стали требует повышения производительности труда на предприятиях и в организациях, изготовляющих технологические металлические конструкции.

Первые металлургические заводы в России были построены в XVIII в. при Петре I на Урале, богатом железными рудами, лесами и дешевой энергией горных рек. Уральский металл благодаря высоким качествам широко применялся в России, а также экспортировался за границу.

На развитие металлургической промышленности в России большое влияние оказали работы русских ученых и практиков. М. В. Ломоносов в 1763, г. написал книгу Первые основания металлургии или рудных дел, которая была первой работой, посвященной русской науке о металлах. Последующее развитие науки о металлах связано с трудами горного инженера П. А. Аносова, явившегося практически зачинателем отечественного производства высококачественной стали.

Много важных открытий сделал выдающийся русский металлург Д. К. Чернов – основоположник новой науки – металлографии. Одно из них – открытие критических точек, соответствующих температурам, при которых происходят превращения в стали при ее нагреве и охлаждении. Он создал стройную теорию кристаллизации металлов, исследовал строение стального слитка.

3.Технологический процесс. Изготовление сварных технологических металлических конструкций.

 

Техническая документация на изготовление технологических  металлоконструкций

 

Основным документом для изготовления технологических металлоконструкций являются рабочие деталировочные чертежи  КМД.

Технология  изготовления металлоконструкций

 

Процесс изготовления технологических  металлоконструкций – очень сложный  процесс, так как на заводах-изготовителях производятся мелкосерийные или чаще индивидуальные технологические металлоконструкции, которые существенно отличаются друг от друга.

Подготовка  металла для изготовления металлоконструкций

 

Металл, как правило, хранят в закрытых помещениях. Однако во многих случаях  большой объем металла складируют и на открытом воздухе. В этом случае металл хранят в штабелях, обеспечивая при этом свободный сток воды с них.

Разметка  и наметка деталей

 

До начала разметочных работ  металл правят, очищают и только после этого подают на разметку. Разметкой называют нанесение мест обработки на металл.

Механическая  обработка металла

 

Резку металла на заводах производят механическими ножницами и пилами, а также автоматическими, полуавтоматическими  и ручными резаками (кислородная  резка).

Сборка  металлоконструкций

 

Сборка металлоконструкций – трудоемкая операция, требующая большой точности, особенно при сборке решетчатых конструкций. Конструкции собирают по деталировочным чертежам КМД или по технологическим  чертежам металлоконструкций на стеллажах или на сборочных стендах.

 

 

 

Приемка сварных металлоконструкций

Приемку сварных технологических  металлоконструкций производят до их грунтовки, чтобы были видны все сварные швы. Грунтовку, выполняемую после приемки металлоконструкций, принимают отдельно.

Контроль  качества изготовления и сборки металлоконструкций

 

Качество изготовленных металлоконструкций в первую очередь зависит от соответствия металла проектным требованиям. Вторым важным фактором является качество применяемой сварочной проволоки, флюса, углекислого газа и других материалов, используемых при изготовлении металлоконструкций.

Грунтовка, окраска и сушка металлоконструкций

 

Процесс изготовления технологических  металлоконструкций неразрывно связан с их защитой от коррозии, возникающих  под действием почвенных вод, жидких и твердых агрессивных сред, технологических газов, паров химических газов и паров химических производств разных отраслей при различных температурно-влажностных условиях.

 

Маркировка  изготовленных металлоконструкций

 

От правильной разбивки конструкций  на отправочные марки зависят  трудоемкость Изготовленные и замаркированные  технологические металлоконструкции отгружают на монтажную площадку. С места изготовления конструкции подают мостовыми кранами или кран-балками на склад готовой продукции. Склады готовой продукции устраивают только при большом объеме работ завода металлоконструкций.

изготовления металлоконструкций и их монтаж.

 

Складирование и отгрузка готовых изделий

 

4.Элементы технологических металлоконструкций.

Эстакады и  галереи

Эстакады – это  открытые сооружения, поддерживающие трубопроводы различного назначения, железнодорожные пути или конвейеры. Эстакады могут соединять несколько цехов, а иногда и заводов.

На металлургических заводах применяют эстакады для  железнодорожных путей. Особенно много  эстакад различного назначения сооружают на современных химических комбинатах. По конструкции эстакады бывают самые различные.

Для трубопроводов большого диаметра применяют отдельно стоящие  железобетонные опоры, на которые опираются  трубопроводы. Такие отдельно стоящие опоры применяют в том случае, если трубопровод может выдерживать в пролете нагрузку от собственного веса.

Для поддерживания нескольких трубопроводов различного диаметра применяют эстакады, в которых  пролет между опорами перекрыт металлическими фермами, обычно двумя, соединенными между собой горизонтальными связями. В узлах ферм, приблизительно через 3 м, устанавливают траверсы, к которым крепятся трубопроводы.

Трубопроводы опираются  на траверсы через «седла». Опоры  «седел» бывают катковые, мертвые, скользящие и шарнирные. Конструкция опор под седла определяется температурными воздействиями. Седла предохраняют трубу от деформаций на опорах.

Катковые опоры дают возможность трубопроводу перемещаться вдоль эстакады. В этом случае под  седло подкладывают круглые металлические катки. Мертвые опоры жестко закрепляют трубу на опорах.

Принцип работы скользящих опор такой же, как и Катковых. В этом случае трубопровод перемещается за счет скольжения. При шарнирных  опорах трубопровод может на них  поворачиваться. На предприятиях металлургической, химической, цементной и других отраслей промышленности для транспортирования сыпучих материалов широко используют галереи.

В большинстве случаев  галереи оборудуются ленточными конвейерами. Галереи имеют большие  пролеты.

Опорами для галерей служат стойки, выполненные из металла или железобетона. Галерея состоит из двух ферм, соединенных между собой балками и связями по верхним и нижним поясам ферм.

В зависимости от назначения галереи бывают теплые или холодные. Продольные стены теплых галерей состоят из железобетонных плит, опирающихся на балки, которые передают вертикальную нагрузку на фермы, или из волнистых асбестоцементных двойных листов с минераловатным утеплителем толщиной 40 мм.

Кровельное покрытие и пол, как у холодных, так и у теплых галерей выполняют из сборного железобетона или металла. Плиты кровельного покрытия опираются на металлические прогоны, уложенные по фермам. Пол, выполненный из сборных железобетонных плит, опирается на балки, подвешенные к фермам. Покрытие и пол утепляют пенобетоном или другим материалом толщиной 100 мм.

Эстакады и галереи  изготовляют отдельными монтажными (отправочными) элементами, полуфермами  или фермами на заводах металлоконструкций или на базах монтажных управлений. Перед подъемом производят укрупнительную сборку элементов исходя из принятых способов монтажа и наличия монтажных механизмов.

Узлы отдельных элементов  соединяют при помощи сварки или  на болтах. В последнее время в  связи с выпуском новых монтажных  кранов большой грузоподъемности (СКГ-40А, СКГ-63, СКГ-100, СКР-2600, СКР-3500) монтаж галерей и эстакад производят полностью собранными на земле пролетами.

Рамы, постаменты, площадки и лестницы

К числу технологических  металлических конструкций относятся  всевозможные рамы под технологическое оборудование. Не следует путать название рама с рамными конструкциями.

Рамой является основание  какого-либо механизма (компрессора, электродвигателя), передающего всю нагрузку на фундамент. В строительстве простейшей рамой  называют две стойки, которые укреплены на фундаментах, а вверху соединены между собой балкой. В большинстве случаев рамы изготовляют из прокатного профильного металла или литыми.

В качестве подставок  под оборудование применяют различные  постаменты. Большинство постаментов  изготовляют из профильного металла в мастерских монтажных управлений. Они состоят из стоек, соединенных свя-зями. В зависимости от устанавливаемого оборудования постаменты имеют различные формы. Постаменты опираются на фундаменты.

Самое широкое распространение  на любом промышленном объекте имеют лестницы и площадки. Без этих несложных металлоконструкций обойтись почти невозможно. Обслуживание оборудования, доступ к любому механизму обеспечивают при помощи лестниц и площадок. Эти элементы почти всегда выполняют из металла, обеспечивающего простоту изготовления и легкий монтаж. Лестницы состоят из косоуров и ступеней.

Косоуры – наклонные несущие элементы, к которым крепятся ступени, делают из уголков, листов или швеллеров. Ступени выполняют из листов или круглого прокатного профиля. Площадки состоят из настила и несущих элементов – балок. К балкам приваривают листовой настил, усиленный ребрами жесткости. Основные несущие элементы (балки) обычно делают из прокатных элементов.

 

5.Маркировка сталей

Для правильного определения марки стали при изготовлении из нее различных металлоконструкций необходима ее маркировка, которую проводят на основании ГОСТ 7566-69.

Маркировку выполняют  клеймением (ручным или машинным), электрографированием, цветным лаком, краской или другими  способами. Маркировка должна быть четкой, прочной и несмываемой.

На продукцию, поставляемую поштучно, клеймо или другой знак наносят  на расстоянии 30-150 мм от конца прутка, листа, полосы или на торце прутка, либо на наружном витке рулона.

На продукцию, поставляемую в связках, пачках или мотках, навешивают две бирки, а на продукцию, поставляемую в связках, мотком или рулоном – одну бирку на моток или рулон и одну на связку мотков и рулонов. Бирки прочно прикрепляют к обвязкам со стороны, удобной для просмотра, или помещают в отдельный карман.

Знак маркировки должен включать следующие элементы:

• клеймо технического контроля предприятия-изготовителя, удостоверяющее годность продукции;
• товарный знак предприятия-изготовителя;
• марку стали или ее условное обозначение с расшифровкой в сертификате;
• номер плавки или ее условное обозначение с расшифровкой в сертификате;
• номер партии;
• дополнительные знаки, предусмотренные стандартами на данную продукцию;
• размер продукции (диаметр, сторона квадрата, толщина, номер профиля).