Изучите теоретический материал .

Металл в строительстве используется в тех случаях, когда по экономическим или техническим причинам применение других материалов невозможно. Например, металл применяют при сооружении мостов больших пролетов, крытых стадионов, плавательных бассейнов, выставочных залов и производственных помещений. Из металлов в основном используют сталь, реже алюминий и другие металлы.

На чертежах конструкций металлических (КМ) вычерчиваются в основном

3 вида с необходимыми сечениями. Чертежи КМ разделяются на:

1. Маркировочные схемы.

2. Рабочие чертежи.

3. Чертежи заготовительных элементов.

Чертежи маркировочные схемы выполняются в масштабах: 1:50; 1: 1 00; 1:200 в виде планов и размеров.

На них линией от 0,8 до 1,0 мм вычерчиваются основные несущие элементы. На них проставляются размеры между осями отдельных элементов, отметки высоты, указывается марка элемента.

Рабочие чертежи выполняются в масштабах: 1: 10; 1: 20; 1 :25; 1 :50. причем масштаб по длине и ширине допускается применять разный. На этих чертежах проставляются габаритные размеры, между осями несущих и соединяющих элементов. Рабочие чертежи сопровождаются отдельно вынесенными узлами, выполненными в масштабе: 1:5; 1: 10; 1 :20; 1 :25 и геометрическими или расчетно­геометрическими схемами (см. Приложение 1)

Приложение 1

Рассмотрим графическое оформление чертежей различных элементов металлических конструкций. На рис. 12.6.1 приведен чертеж металлической сплошностенчатой двутавровой балки. Металлические сплошностенчатые конструкции изображают детально с необходимыми конструктивными подробностями. Сечения элемента и марка металла могут быть показаны у изображения элемента или в таблице. Кроме этого, на чертежах сплошностенчатых элементов показывают основные размеры, сечения, опорные реакции, расположение и сечение ребер жесткости, размеры расчетных сварных швов, диаметр болтов и заклепок, их расчетный шаг и другие данные.

Положение элементов конструкций на чертеже должно соответствовать их положению в готовом сооружении. Исключения делаются только для элементов большой длины (колонны, стойки). Эти элементы допускается изображать горизонтально, базой справа.

Основным видом для наклонного элемента следует принимать вид на основной плоскости (рис. 12.6.2).

При выполнении чертежей подкрановых балок указывают положение, размеры и сечения подкрановых упоров.

На чертежах элементов листовых металлических конструкций (например, бункера) должны быть показаны расположение листов и других элементов, основные размеры и характеристика сварных швов, положение и размеры лазов, патрубков, отверстий и мест примыкания оборудования.

Пример оформления чертежа листовой конструкции дан на фрагменте чертежа бункера (рис. 12.6.3). Таблицы к чертежам элементов листовых конструкций не составляют.

На чертежах марки КМ решетчатые конструкции показывают схематично (рис. 12.6.4). На таких чертежах указывают основные размеры, расчетные опорные реакции, усилия в стержнях, сечение стержней, толщину фасонки и т.д. К таким конструкциям относятся фермы. Ферма — решетчатая конструкция, состоящая из отдельных прямолинейных стержней. Стержни, связанные в узлах друг с другом и с верхним и нижним поясом, образуют геометрически неизменяемую стержневую систему.

Ферма состоит из поясов и решетки. Верхний и нижний элементы фермы называют, соответственно, верхним и нижним поясами (рис. 12.6.5). Стержни, заключенные между поясами, называют решеткой фермы, которая состоит из вертикальных элементов — стоек и наклонных элементов — раскосов. Стойки и раскосы связываются между собой и с верхним и нижним поясами с помощью металлического листа — фасонки. Фермы, перекрывающие поперечный пролет здания и опирающиеся непосредственно на несущие элементы (колонны, стены), называют стропильными.

Познакомимся с составом и графическим построением детального чертежа стропильной фермы. Основой для детальных чертежей марки КМД служат чертежи марки КМ.

На конструктивных чертежах различных металлоконструкций, в том числе и на чертежах ферм, вычерчивают геометрическую схему — это чертеж конструкции, выполненный в одну линию.

Схему делают в 1:200, 1:400 и мельче. На геометрической схеме металлоконструкций указывают расстояния между точками пересечения осевых линий (линий центров тяжести сечений). Размерные числа ставят над линиями схемы на расстоянии 2 мм без выносных и размерных линий {рис, 12,6.6). Иногда для нанесения размеров пролета и нижних панелей фермы используют выносные линии. При необходимости на геометрическую схему, кроме размеров, наносят расчетные усилия с соответствующими знаками. При этом на левой половине схемы проставляют размеры, а на правой указывают усилия (см. рис. 12.6.6) со знаком плюс растянутых, со знаком минус — сжатых элементов, причем цифры, являющиеся геометрическими размерами, располагают в левой части схемы над линиями, обозначающими элементы фермы, а цифры, обозначающие усилия, под линиями в правой части (см. рис, 12.6.6). Схему вычерчивают линиями толщиной 0,6—0,8 мм. Над схемой пишут: «Геометрическая схема и схема усилий фермы». Иногда над левой частью схемы располагают надпись: «Геометрическая схема фермы», а над правой — «Усилия».

Чертеж фермы выполняют в нижеследующем порядке:

1. Сначала тонкими линиями толщиной 0,3—0,4 мм вычерчивают сетку геометрических осей элементов фермы (рис. 12.6.7, а) в масштабах 1:20, 1:25, реже в масштабах 1:40. Масштаб сетки выбирают в зависимости от геометрических размеров фермы и сечений поясов и решетки.

При вычерчивании сетки геометрических осей элементов фермы следует осевые линии стержней, сходящихся в узле, пересекать в одной точке.

Сетку геометрических осей располагают на листе так, чтобы над главным видом фермы можно было разместить изображение верхнего пояса, а под главным видом — проекцию нижнего пояса, Слева и справа от главного вида следует оставлять место для видов и сечений.

Теперь необходимо определить размеры изображений элементов фермы. Нужно помнить, что для построения элементов фермы используют двухмасштабное изображение. Так, длину элемента решетки фермы, стойки и раскоса изображают в более мелком масштабе (в том же масштабе, в котором построена сетка геометрических осей), а поперечные размеры этих же элементов строят в более крупном масштабе. Например, если длину стойки строим в масштабе 1:20, то ширину ее принимаем уже в масштабе 1:10. Причем поперечный масштаб (т.е. масштаб ширины элемента) должен быть больше масштаба длины элемента не более, чем в 2 раза.

2. Затем вдоль сетки геометрических осей в соответствии с размерами сечений уголков или других профилей проката линиями толщиной 0,5—0,6 мм вычерчивают контуры стержней поясов и решетки фермы (рис. 12.6.7' б). При этом линии сетки геометрических осей должны совпадать с осями, проходящими через центры тяжести уголков или других профилей проката, из которых выполнена ферма на сварке (см. рис. 12.1.1.). В клепаных конструкциях сетка геометрических осей должна совпадать с рисками (линиями, на которых располагаются центры заклепок) заклепок.

При вычерчивании контуров элементов следует иметь в виду, что в верхнем поясе утолки должны быть обращены полками вверх, а в нижнем — полками вниз. В раскосах уголки располагают полками вверх, в опорных стойках — полками наружу. Уголки промежуточных стоек ориентируют по уголкам опорных.

3. Далее приступают к конструированию узлов фермы. Необходимо помнить, что стойки и раскосы не доводят до контура верхнего и нижнего поясов на 40—50 мм. Это расстояние обеспечивает место для размещения сварных швов и элементов решетки (чаще всего уголков) в случае неточности в их обрезке, а также позволяет избежать концентрации сварочных напряжений. Для удобства построений на расстоянии 40—50 мм от контура верхнего или нижнего пояса проводим тонкую линию, параллельную этому контуру (рис. 12.6.7, в). Эта линия ограничивает длину уголков стоек и раскосов, Концы уголков стоек и раскосов обрезают под прямым углом к оси.

Последовательность построения отдельного узла фермы приведена на рис. 12.6.8 и понятна из чертежа.

4. Элементы фермы пояса, раскосы и стойки соединяют с помощью металлического листа-фасонки или косынки, к которой их приваривают или приклеивают. Толщину фасонки принимают в зависимости от усилий в стержнях в пределах 8—25 мм.

От торца уголков вдоль обушка и пера откладывают длину сварных швов, полученных по расчету или принятых конструктивно (см. рис. 12.6.7, в). Сварной шов изображают штрихами по ГОСТ 21.107—78*. Толщина линий штрихов 0,3 мм, длина 1,5 мм, расстояние между ними 1 мм. Следует указать размеры шва, проставляя их или над, или под условными обозначениями шва по типу «6—80», где первая цифра обозначает высоту катета шва, а вторая, после тире — длину шва. Если из конструктивных соображений длина шва принимается больше расчетной, или шов проходит по всей длине элемента, указывают только высоту шва (рис. 12.6.8е). Точки а—г на рис. 12.6.7, в и точки а—е на рис. 12.6.8, показывающие конец сварного шва, позволяют определить контур фасонки. Фасонка должна иметь наиболее простую форму (прямоугольника или трапеции). Чтобы получить фасонку простейшей конфигурации, без входящих углов, длину сварных швов можно изменить. Так, длины швов, полученные по расчету, не обеспечили простейшей формы фасонки. В связи с этим их длина была изменена.

При расположении фасонки в узле следует ее верх в сварных фермах утапливать между уголками верхнего пояса на 10—12 мм, а в нижнем поясе выпускать за обушок на 10—20 мм для удобства сварки.

5. Элементы решетки фермы, состоящие из двух уголков или швеллеров, необходимо соединять специальными планками (планками жесткости), которые проходят между уголками. Эти планки приваривают к уголкам с двух сторон. Планки выполняют из листовой стали толщиной, равной толщине фасонки. Ширину планки можно принимать 60—80 мм, а длину на 20—30 мм больше ширины уголка. В каждом стержне фермы, независимо от длины, должно быть установлено не менее двух соединительных планок. Расстояние между планками, а отсюда и их число, зависят от того, в каком состоянии находится элемент фермы (рис. 12.6.9).

6. Далее вычерчивают дополнительные виды, разрезы, сечения и детали.

1. После выполнения графической части работы проставляют размеры и делают маркировку элементов (рис. 12.6.10).

8. Затем вычерчивают спецификацию, таблицы сварных швов, отправочных марок и условные обозначения. На рис. 12.6.11 приведена спецификация стали С245 по ГОСТ 27772—88. Буквы «Т» и «Н» обозначают положение парных деталей «так» и «наоборот» (рис. 12.6.11). Такая спецификация составляется на каждый отправочный элемент отдельно. Маркировку деталей начинают для каждого чертежа с единицы. Позиция 1 присваивается деталям, составляющим основное сечение, В фермах последовательность маркировки такая: верхний и нижний пояс, опорные раскосы, элементы решетки, фасонки.

Масса наплавленного металла, указываемого на чертеже, составляет до 1,5 % массы элементов фермы, вошедших в спецификацию. Спецификацию и таблицы рекомендуется размещать над основной надписью.

9. Текстовые указания объединяют в примечании, которые могут быть записаны так:

материал конструкций;

сварку вести электродами типа Э-42;

все отверстия диаметром 23 мм под болты диаметром 20 мм;

детали поз. 10 и И выполнить из уголков поз. 1 и 2, обушок строгать;

соединительные прокладки ставить на равных расстояниях;

все неоговоренные швы принять толщиной 6 мм.

На рис. 12.6.3 дан пример оформления чертежа металлической колонны, а на рис, 12.6.11 приведено возможное расположение чертежей колонн на листе.

Для уменьшения объема чертежей марки КМ допускается изображение элементов конструкций (колонны, стропильные фермы и т.п.) совмещать с чертежами видов и разрезов здания (рис. 12.6.14).

Изображения узлов приводят в чертежах марки КМ, если надо показать сложные соединения элементов конструкций (рис. 12.6.15), например:

башмаки колонн и стоек и расположение анкерных болтов;

места перемены сечения ступенчатых колонн;

детали опирания подкрановых балок на колонны;

укрупнительные и монтажные стыки колонн, стоек, балок, ферм;

детали соединения стропильных и подстропильных балок и ферм с колоннами и между собой.

На изображениях деталей соединений наносят соответствующие назначению узла привязочные размеры (до оси элемента, до координационных осей и отметок уровня); усилия, используемые для расчета крепления элементов при разработке деталировочных чертежей, если эти усилия не приведены в таблицах; толщины фасок на ответственных узлах, типы и размеры сварных швов; тип, диаметр и число болтов, расположение и диаметр отверстий и т.п.

На изображениях узлов приводят только те размеры и данные, которые не указаны на схемах или чертежах отдельных элементов.

Обозначение узлов дают на чертежах видов конструкций.

Маркировку деталей узлов делают сквозной по всем листам. Если в конструкции применяют типовые детали соединений, их на чертеже не изображают, а делают только ссылку на соответствующую марку.

5 Правила оформления чертежей КМ

5.1 Общие данные

5.1.1 Лист «Общие данные» по рабочим чертежам КМ оформляют в соответствии с общими требованиями ГОСТ 21.101.

5.1.2 На листе «Общие данные», в общих указаниях, помимо сведений, предусмотренных ГОСТ 21.101 и ГОСТ 21.501, приводят:

- сведения о нагрузках и воздействиях для расчета конструкций здания или сооружения;

- сведения об основных конструктивных особенностях здания или сооружения;

- расчетную схему конструкций со сведениями о нагрузках и воздействиях с необходимыми пояснениями (при необходимости);

- ссылки на принятые нормы проектирования, техническое задание и нормативные документы на металлопрокат, сварные соединения и крепежные изделия;

- описание монтажных и заводских соединений;

- сведения о мероприятиях по защите металлических строительных конструкций от коррозии – в соответствии с ГОСТ 23118 и другими нормативными документами;

- требования к изготовлению и монтажу, в том числе требования к контролю сварных швов, а также точности в соответствии с действующими нормативными документами;

- технико-экономические показатели, полученные в результате разработки проекта (утверждаемой части);

- применяемые условные изображения и обозначения болтов и сварных швов, не установленные в ГОСТ 2.312 и ГОСТ 2.315;

- другие дополнительные сведения.

5.1.3 Применяемые условные изображения болтов и сварных швов, не вошедшие в ГОСТ 2.312 и ГОСТ 2.315, приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Условные изображения болтов

Таблица 2 - Условные изображения сварных швов

5.2 Нагрузки и воздействия на металлические конструкции

5.2.1 Состав нормативных и расчетных значений нагрузок, коэффициенты надежности по нагрузке и данные по возможным сочетаниям технологических и других нагрузок и воздействий - в соответствии с требованиями [2], технологических и архитектурно-строительных заданий.

5.3 Нагрузки на фундаменты

5.3.1 На листах нагрузок на фундаменты приводят:

- значение нагрузок на фундаменты;

- принятое правило знаков нагрузок на фундаменты;

- схемы расположения фундаментных болтов для каждой марки фундамента;

- диаметры, высоты выступающих частей, длины нарезок, марки сталей фундаментных болтов, закладные детали;

- требования к деформативности фундаментов (если необходимы).

Пример оформления листа нагрузок на фундаменты приведен в приложении А (рисунок А.1).

5.4 Чертежи общего вида металлических конструкций

5.4.1 На чертежах общего вида металлических конструкций здания или сооружения приводят схемы конструкций со связями, с указанием взаимного расположения конструкций, их соединений и опирания на фундаменты, а также таблицы основных показателей (только для утверждаемой части).

Примеры выполнения чертежей общего вида приведены в приложении Б (рисунки Б.1 - Б.5).

5.4.2 Чертежи общего вида выполняют, как правило, схематично и содержат планы, виды и разрезы.

Если строительство намечено осуществлять в несколько очередей, то на чертежах общего вида должна быть отражена очередность возведения здания или сооружения.

5.4.3 На чертежах общего вида указывают:

- основные габаритные размеры конструкций;

- привязку и основные параметры технологического оборудования (подъемно-транспортного и др.), влияющего на конструкции;

- характерные отметки;

- примыкающие строительные конструкции, не разрабатываемые в рабочих чертежах КМ. Габаритные размеры приводят как для всей конструкции в целом (пролеты, длина, ширина, высота, диаметр и т.п.), так и для наиболее крупных ее элементов (высота ферм и т.п.).

Характерными являются размеры, определяющие форму здания или сооружения и отдельных его частей: уклоны (кровли, днищ, полотна проезжей части и др.), радиусы кривых поверхностей, размеры, определяющие изменение ширины башен по высоте и т.п.

5.5 Схемы расположения элементов металлических конструкций

5.5.1 Схемы расположения элементов металлических конструкций выполняют, как правило, по ГОСТ 21.501, со следующим изменением: вместо спецификации по ГОСТ 21.101 - ведомость элементов.

Ведомость элементов выполняют по форме 1 в соответствии с приложением В.

5.5.2 При выполнении схем расположения элементов на нескольких листах ведомость элементов, как правило, размещают на каждом листе, или - на одном листе общую для всех листов ведомость элементов.

5.5.3 В технических требованиях, помещаемых на схемах расположения элементов, приводят:

- значения усилий для расчета прикрепления элементов, не указанные на чертежах и в ведомости элементов;

- дополнительные сведения и технические требования по изготовлению и монтажу, отсутствующие в общих данных.

5.5.4 Маркировку элементов металлических конструкций указывают, как правило, на схемах расположения элементов. Элементы конструкций, не включенные в схемы расположения элементов, маркируют на чертежах общего вида и узлов поГОСТ 26047.

5.5.5 Примеры выполнения схем и маркировки элементов металлических конструкций приведены в приложении Г (рисунки Г.1 и Г.2).

5.6 Чертежи элементов металлических конструкций

5.6.1 Чертежи элементов металлических конструкций выполняют, если на схемах расположения элементов недостаточно выявлены конструктивные особенности элементов для разработки деталировочных чертежей марки КМД.

5.6.2 На чертежах элементов металлических конструкций указывают:

- геометрические размеры;

- усилия;

- опорные реакции;

- отметки верха и низа элементов конструкции;

- размеры отдельных деталей;

- тип монтажных и заводских соединений;

- наименования или марки металла деталей, входящих в состав элемента;

- ссылки на узлы;

- технические требования.

5.6.3 В технических требованиях на чертежах элементов приводят:

- усилия для расчета прикреплений, не указанные на чертеже;

- дополнительные требования к изготовлению и монтажу элементов;

- номера листов схем расположения элементов.

5.6.4 Размеры сварных швов и число крепежных изделий определяют при разработке деталировочных чертежей марки КМД.

5.6.5 Пример выполнения схемы элемента металлической конструкции приведен в приложении Д (рисунок Д.1).

5.7 Чертежи узлов металлических конструкций

5.7.1 На чертежах узлов металлических конструкций приводят принципиальные решения узлов, обеспечивающих работу расчетной схемы здания или сооружения.

5.7.2 На чертежах узлов необходимо изображать элементы, сходящиеся в узле, с указанием привязок к координационным осям, осям элементов, поверхностям деталей, отметок верха или низа элементов конструкции.

Пример выполнения чертежа узла приведен в приложении Е (рисунок Е.1).

5.7.3 На чертежах узлов приводят примыкающие элементы конструкций, не разрабатываемые в данных рабочих чертежах КМ, с указанием их размеров, привязок и других требований, необходимых для разработки деталировочных чертежей марки КМД.

Простейшие узлы конструкций, не требующие пояснения, в чертежах не приводят.

5.7.4 На чертежах узлов (на стадиях «рабочий проект» и «рабочая документация») указывают:

- усилия, действующие в элементах (если они не оговорены в ведомости элементов);

- привязки к координационным осям;

- толщины деталей;

- размеры сварных швов;

- типы, классы прочности, число, диаметры и шаги болтов или заклепок;

- требования к обрабатываемым поверхностям;

- сечения, наименования и марки металла деталей, не оговоренные в ведомости элементов;

- технические требования.

Размеры сварных швов, число и шаги болтов или заклепок не указывают, если они определяются при разработке деталировочных чертежей марки КМД.

Требования к оформлению практических работ

На листе чертежной бумаги формата АЗ вычертить:

1. Схему стальной сварной стропильной фермы, предварительно выбрав

необходимый масштаб.

2. По заданному варианту определить и выполнить узел фермы.

3. Нанести размеры.

4. Заполнить основную надпись.

Выполните индивидуальное задание

Задания практической работы №16 выполняются по вариантам выданные преподавателем. Выполнение чертежа узла металлической формы.

Индивидуальное задание ПР № 16

Выполните тест

Проверьте свои знания, выполните тест.

Тест "Конструкции металлические"

Вопросы для самоконтроля

1. Как подразделяются чертежи КМ?

2. В каком масштабе выполняются чертежи узлов?

3. Какие размеры проставляются на чертежах узлов?

4. Как соединяются детали в КМ?

5. Расположение видов при выполнении чертежей КМ?