В учебнике рассмотрены вопросы проектирования элементов стальных строительных конструкций, их соединений и работы стали под нагрузкой. В приложениях в табличной форме приведены необходимые для расчётов справочные данные в соответствии с требованиями норм проектирования и новыми стандартами на прокатную сталь. Основное внимание обращено на раскрытие физической сущности рассмотренных вопросов и теоретическое обоснование расчетных положений. Широко представлены новые технические решения элементов стальных конструкций. Все расчетные положения подкреплены числовыми примерами. Для студентов строительных специальностей высших учебных заведений, аспирантов и инженерно-технических работников проектных организаций.

Рецензенты: кафедра «Металлические конструкции и сварка в строительстве» Воронежской государственной архитектурно-строительной академии (зав. кафедрой — чл.-корр. РААСН, д-р техн. наук, проф. А.М. Болдырев); д-р техн. наук, проф. Ю.И. Кудишин (Московский государственный университет)

Предисловие

Глава 1. Общая характеристика металлических конструкций
1.1. Краткий исторический очерк развития металлических конструкций
1.2. Номенклатура металлических конструкций
1.3. Достоинства и недостатки металлических конструкций
1.4. Требования к металлическим конструкциям
1.5. Классификация стальных конструкций и условия их эксплуатации
1.5.1. Уровни ответственности зданий и сооружений
1.5.2. Влияние внешней среды
1.5.3. Группы конструкций
1.5.4. Категории стальных конструкций
1.6. Организация проектирования

Глава 2. Материалы для строительных металлических конструкций
2.1. Общая характеристика сталей
2.1.1. Классификация строительных сталей
2.1.2. Выбор стали для стальных конструкций
2.2. Общая характеристика алюминиевых сплавов
2.3. Влияние различных факторов на свойства стали и алюминиевых сплавов
2.3.1. Наклеп
2.3.2. Старение
2.3.3. Влияние температуры
2.3.4. Среда, виды коррозии, методы борьбы
2.4. Работа стали под нагрузкой
2.4.1. Виды и механизм разрушения стали
2.4.2. Работа стали при одноосном растяжении
2.4.3. Работа стали при сложном напряженном состоянии
2.4.4. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
2.4.5. Работа стали при повторных нагрузках
2.5. Сортамент
2.5.1. Общая характеристика сортамента
2.5.2. Сталь листовая
2.5.3. Уголковые профили
2.5.4. Швеллеры
2.5.5. Двутавры
2.5.6. Трубы
2.5.7. Холодногнутые профили
2.5.8. Профилированный настил
2.5.9. Различные профили и материалы, применяемые в строительных металлических, конструкциях
2.5.10. Профили из алюминиевых сплавов

Глава 3. Методы расчета металлических конструкций
3.1. Прогнозирование расчетных ситуаций
3.2. Предельные состояния конструкций
3.2.1. Общая характеристика предельных состояний
3.2.2. Нагрузки и воздействия
3.2.3. Нормативные и расчетные сопротивления
3.2.4. Коэффициент надежности по ответственности и коэффициенты условий работы. Развернутые формулы предельных состояний
3.2.5. Виды предельных состояний металлических конструкций
3.3. Краткая характеристика других методов расчета строительных конструкций
3.3.1. Методы допускаемых напряжений
3.3.2. Теория надежности
3.3.3. Имитационное моделирование
3.4. Общая схема расчета конструкций
3.5. Виды напряжений и их учет в расчете элементов стальных конструкций
3.6. Учет развития пластических деформации в расчетах конструкций
3.7. Теоретические основы расчета элементов стальных конструкций на прочность
3.7.1. Расчет элементов при упругой работе стали
3.7.2. Расчет элементов с учетом развития пластических деформаций

Глава 4. Соединения элементов стальных конструкций
4.1. Краткий исторический обзор
4.2. Сварные соединения
4.2.1. Классификация способов сварки плавления. Сварочные материалы и их выбор
4.2.2. Виды сварных швов и соединений
4.2.3. Работа и расчет сварных соединений при статическом нагружении
4.2.4. Конструктивные требования к сварным соединениям
4.2.5. Расчет сварных соединений, выполненных контактной сваркой
4.2.6. Комбинированные сварные соединения
4.3. Понятие о свариваемости стали
4.4. Заклепочные и болтовые соединения
4.4.1. Общая характеристика заклепочных и болтовых соединений
4.4.2. Работа и расчет заклепочных и болтовых соединений
4.4.3. Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах
4.4.4. Конструирование болтовых и заклепочных соединений
4.4.5. Примеры расчета болтовых соединений
4.4.6. Комбинированные болтовые соединения
4.5. Особенности соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов

Глава 5. Балки и балочные конструкции
5.1. Классификация балок
5.2. Предельные состояния и расчет изгибаемых элементов
5.2.1. Упругая стадия работы балок
5.2.2. Упругопластическая стадия работы балки
5.2.3. Расчет изгибаемых элементов при ограниченном развитии пластических деформаций
5.2.4. Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов
5.2.5. Местная устойчивость элементов балок
5.3. Прокатные балки
5.3.1. Подбор сечения
5.3.2. Проверки назначенного сечения
5.4. Составные балки
5.4.1. Высота балок
5.4.2. Подбор сечений элементов балки
5.4.3. Проверка прочности балки
5.4.4. Проверка общей устойчивости
5.4.5. Проверка местной устойчивости и расчет ребер
5.4.6. Соединения поясов со стенкой
5.4.7. Изменение сечения балок по длине
5.4.8. Стыки балок
5.4.9. Опирания и сопряжения балок
5.5. Бистальные балки
5.5.1. Компоновка сечений бистальных балок
5.5.2. Проверки несущей способности и жесткости
5.6. Балки замкнутого сечения
5.6.1. Конструктивные решения
5.6.2. Подбор сечения
5.6.3. Проверочные расчеты
5.7. Балки с гибкой стенкой
5.8. Балки с гофрированной стенкой
5.9. Балки с перфорированной стенкой

Глава 6. Колонны и элементы стержневых конструкций
6.1. Общая характеристика конструкций
6.2. Прочность элементов
6.2.1. Прочность при упругой работе
6.2.2. Учет развития пластических деформаций
6.3. Устойчивость центрально-сжатых стержней
6.3.1. Устойчивость при упругой работе
6.3.2. Влияние на устойчивость стрежня пластических деформаций, собственных напряжений и начальных несовершенств
6.3.3. Практический расчет центрально-сжатых элементов
6.4. Центрально-сжатые сплошные колонны
6.4.1. Типы сечений и расчетные схемы
6.4.2. Вопросы местной устойчивости
6.4.3. Компоновка сечения и проверка устойчивости
6.4.4. Особенности расчета трубобетонных стоек
6.5. Проектирование элементов стержневых систем
6.5.1. Конструирование и расчет стержней
6.6. Сквозные стержни
6.6.1. Влияние на устойчивость стержня деформаций сдвига. Приведенная гибкость
6.6.2. Работа решетки сквозных стержней
6.6.3. Подбор сечения сквозных стержней
6.7. Внецентренно сжатые элементы
6.7.1. Внецентренно сжатые и сжато-изгибаемые элементы
6.7.2. Связь центрального сжатия с внецентральным
6.7.3. Устойчивость сквозных стержней
6.7.4. Проектирование сквозных колонн
6.7.5. Устойчивость сплошных стержней
6.7.6. Устойчивость стержней из плоскости эксцентриситета
6.7.7. Проектирование сплошных колонн
6.8. Детали и узлы колонн
6.8.1. Оголовки колонн
6.8.2. Консоли колонн
6.8.3. Проемы в колоннах
6.8.4. Стыки колонн
6.8.5. Базы колонн

Глава 7. Фермы
7.1. Общая характеристика и классификация ферм
7.2. Компоновка ферм
7.2.3. Выбор статической схемы и очертания ферм
7.2.2. Определение генеральных размеров ферм
7.3. Типы сечений стержней ферм
7.4. Расчет ферм
7.4.1. Определение расчетной нагрузки
7.4.2. Определение усилий в стержнях ферм
7.4.3. Определение расчетной длины стержней фермы
7.4.4. Предельные гибкости элементов ферм
7.5. Подбор сечений элементов ферм
7.5.1. Подбор сечений сжатых элементов
7.5.2. Подбор сечения растянутых элементов
7.5 3. Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб
7.5.4. Подбор сечений стержней по предельной гибкости
7.6. Конструирование легких ферм
7.6.1. Общие требования к конструированию
7.6.2. Фермы из парных уголков
7.6.3. Фермы из одиночных уголков
7.6.4. Фермы с поясами из широкополочных тавров
7.6.5. Фермы с поясами из широкополочных двутавров
7.6.6. Фермы из круглых труб
7.6.7. Фермы из гнутосварных замкнутых профилей
Примеры расчета ферм

Глава 8. Технологические площадки
8.1. Общие сведения
8.2. Основные несущие конструктивные элементы рабочих площадок
8.2.1. Балочные клетки
8.2.2. Колонны
8.3. Стальной настил
8.3.1. Плоский стальной настил
8.3.2. Ребра жесткости
8.4. Железобетонный и сталежелезобетонный настил рабочих площадок
8.5. Лестницы и переходные площадки

Приложения