Przedmowa 11

Preambuła 13

Wykaz oznaczeń 15

 

1. Wiadomości wstępne 23

 

1.1. Zakres zastosowania stali do konstrukcji 23

1.2. Korzyści z zastosowania stali do konstrukcji 24

1.3. Podstawowe części i elementy 28

1.4. Procedury projektowania 35

1.5. Zasady oznaczania osi elementów 37

 

2. Stal, jej właściwości i wyroby 39

 

2.1. Wytwarzanie stali 39

2.2. Struktura stali 43

2.3. Przeróbka stali. Wyroby 47

2.4. Imperfekcje wyrobów 56

2.5. Klasyfikacja stali 65

 

2.6. Zachowanie się stali 81

2.6.1. Właściwości materiału pod obciążeniem statycznym 81

2.6.2. Obciążenia cieplne 83

2.6.3. Kruche pękanie stali 86

2.6.4. Obciążenia powodujące zmęczenie 89

2.6.5. Formy zniszczenia stali 94

 

2.7. Dobór stali na konstrukcję 95

2.7.1. Zalecenia ogólne 95

2.7.2. Dobór gatunku stali według PN-EN 1993-1-10 96

 

3. Bezpieczeństwo konstrukcji 101

 

3.1. Uwagi ogólne 101

 

3.2. Oddziaływania 102

3.2.1. Oddziaływania stałe 103

3.2.2. Oddziaływania zmienne 104

3.2.2.1. Oddziaływania użytkowe 106

3.2.2.2. Oddziaływania śniegiem 108

3.2.2.3. Oddziaływania wiatrem 113

3.2.2.4. Oddziaływania termiczne 119

3.2.2.5. Oddziaływania podczas wykonywania obiektu 121

3.2.3. Oddziaływania wyjątkowe 125

3.2.4. Oddziaływania sejsmiczne 127

 

3.3. Niezawodność konstrukcji 127

 

3.4. Metoda stanów granicznych 131

3.4.1. Wiadomości ogólne 131

3.4.2. Zasady metody stanów granicznych według Eurokodów 135

 

3.5. Charakterystyczne wartości granicy plastyczności 141

3.6. Modele i metody analizy 141

3.7. Warunki użytkowalności konstrukcji 152

3.8. Trwałość konstrukcji 155

 

4. Połączenia obciążone statycznie 157

 

4.1. Rodzaje łączników i połączeń 157

4.2. Wymagania ogólne 159

 

4.3. Połączenia spawane 163

4.3.1. Uwagi ogólne 163

4.3.2. Rodzaje procesów spawalniczych 163

4.3.3. Rodzaje połączeń i spoin 166

4.3.4. Podstawy technologii spawania 178

4.3.5. Naprężenia spawalnicze 191

4.3.6. Obliczanie nośności 196

4.3.7. Zalecenia konstrukcyjne 206

 

4.4. Połączenia śrubowe 208

4.4.1. Uwagi ogólne 208

4.4.2. Rodzaje połączeń i śrub 209

4.4.3. Zachowanie się połączeń 218

4.4.4. Rozmieszczenie otworów 225

4.4.5. Kategorie połączeń śrubowych 228

4.4.6. Obliczanie nośności połączeń 236

4.4.7. Zalecenia konstrukcyjne 244

 

4.5. Połączenia nitowe 245

4.6. Połączenia sworzniowe 248

4.7. Połączenia hybrydowe 251

4.8. Styki 252

 

4.9. Węzły belek ze słupami 253

4.9.1. Zagadnienia ogólne 253

4.9.2. Charakterystyka momentu-obrotu 254

4.9.3. Klasyfikacja węzłów 258

4.9.4. Analityczne określenie nośności węzłów 261

4.9.4.1. Określenie węzła i jego części 261

4.9.4.2. Ocena nośności węzła 263

4.9.4.3. Nośność węzłów 270

4.9.5. Analityczne określanie sztywności węzłów 274

4.9.6. Zdolność do obrotu 286

 

5. Nośność przekrojów 289

 

5.1. Uwagi ogólne 289

5.2. Przekrój zastępczy w stanie nadkrytycznym 290

 

5.3. Nośność przekrojów 294

5.3.1. Zagadnienia ogólne 294

5.3.2. Rozciąganie osiowe 296

5.3.3. Ściskanie osiowe 296

5.3.4. Zginanie względem jednej osi 297

5.3.5. Ścinanie 298

5.3.6. Skręcanie 299

5.3.7. Zginanie ze ścinaniem 300

5.3.8. Zginanie z siłą podłużną 301

5.3.9. Zginanie ze ścinaniem i siłą podłużną 304

5.3.10. Środnik w płaskim stanie naprężenia 304

 

6. Belki pełnościenne 307

 

6.1. Uwagi ogólne 307

 

6.2. Zwichrzenie belek 309

6.2.1. Elementy zginane o stałym przekroju 311

6.2.2. Elementy zginane i ściskane o stałym przekroju 314

6.2.3. Ogólna metoda oceny zwichrzenia elementów 318

6.2.4. Zwichrzenie elementów projektowanych z uwzględnieniem analizy plastycznej 319

 

6.3. Niestateczność środnika przy naprężeniach normalnych 325

6.3.1. Uwagi ogólne 325

6.3.2. Ścianki nieużebrowane 326

6.3.3. Ścianki użebrowane 327

6.3.4. Sprawdzenie nośności środników poddanych działaniu naprężeń normalnych 330

 

6.4. Niestateczność środnika przy naprężeniach stycznych 331

6.4.1. Uwagi ogólne 331

6.4.2. Średniki użebrowane 332

 

6.5. Nośność środników pod obciążeniem skupionym 334

 

6.6. Interakcyjne warunki nośności 336

6.6.1. Nośność przekroju obciążonego siłą poprzeczną, momentem zginającym oraz siłą podłużną 336

6.6.2. Nośność przekroju obciążonego siłą skupioną, momentem zginającym oraz siłą podłużną 337

 

6.7. Nośność i sztywność belek 337

 

6.8. Redystrybucja plastyczna momentów zginających 341

6.8.1. Ogólne zasady oceny nośności 341

6.8.2. Nośność przystosowania 357

 

6.9. Kształtowanie belek 359

6.9.1. Przekroje belek 359

6.9.2. Styki belek 363

6.9.3. Żebra usztywniające 364

6.9.3.1. Żebra poprzeczne 365

6.9.3.2. Żebra podłużne 368

6.9.4. Belki ażurowe 369

6.9.5. Blachownice z falistym środnikiem 380

 

6.10. Konstrukcje stropów i pomostów 383

 

7. Słupy 389

 

7.1. Uwagi ogólne 389

7.2. Zagadnienia stateczności 390

 

7.3. Nośność słupów 402

7.3.1. Ściskanie osiowe prętów jednogałęziowych 402

7.3.2. Ściskanie ze zginaniem prętów jednogałęziowych 406

7.3.3. Ściskane pręty wielogałęziowe 409

 

7.4. Kształtowanie słupów 420

7.4.1. Przekroje trzonów 420

7.4.2. Głowice 422

7.4.3. Kształtowanie trzonów 425

7.4.4. Zakotwienia 430

7.4.5. Podstawy 436

 

8. Kratownice 447

 

8.1. Wiadomości ogólne 447

 

8.2. Kształtowanie kratownic płaskich 447

8.2.1. Kształtowanie geometrii kratownicy 447

8.2.1.1. Zasady ogólne 447

8.2.1.2. Kształtowanie wiązarów dachowych 449

8.2.2. Przekroje prętów kratownic 451

 

8.3. Nośność i sztywność kratownicy 452

8.3.1. Nośność kratownic płaskich 452

8.3.1.1. Siły wewnętrzne 452

8.3.1.2. Długość wyboczenia prętów kratownicy 457

8.3.2. Sztywność kratownic płaskich 459

 

8.4. Projektowanie wiązarów dachowych 460

8.4.1. Zasady ogólne 460

8.4.2. Konstruowanie węzłów 461

 

8.5. Konstrukcje dachów 483

8.5.1. Układy konstrukcyjne 483

8.5.2. Płatwie 485

 

9. Bezpieczeństwo pożarowe 491

 

9.1. Informacje ogólne 491

9.2. Oddziaływania termiczne 492

9.3. Nośności przekrojów 493

9.4. Obliczanie odporności ogniowej elementów stalowych na podstawie nomogramów 497

 

10. Zmęczenie elementów i konstrukcji 511

 

10.1. Uwagi ogólne 511

10.2. Częściowe współczynniki bezpieczeństwa 512

10.3. Wytrzymałość zmęczeniowa 514

10.4. Ocena zmęczenia 517

10.5. Kształtowanie elementów narażonych na zmęczenie 522

 

11. Wytwarzanie, montaż i ochrona 527

 

11.1. Zagadnienia ogólne 527

11.2. Specyfika techniczna 533

11.3. Obróbka i scalanie 542

11.4. Połączenia spawane 546

11.5. Połączenia na łączniki mechaniczne 549

11.6. Transport i montaż 557

11.7. Tolerancje 560

 

11.8. Ochrona przed korozją 588

11.8.1. Informacje ogólne 588

11.8.2. Przygotowanie powierzchni 592

11.8.3. Dobór zestawów malarskich 596

11.8.4. Czynniki konstrukcyjne wpływające na trwałość powłok 602

11.8.5. Powłoki metalowe 606

 

12 .Przykłady obliczeniowe 611

 

12.1. Ściąg z kątowników rozciągany osiowo 611

12.2. Pręt ściskany osiowo, jednogałęziowy 612

12.3. Pręt ściskany osiowo dwugałęziowy z przewiązkami 614

12.4. Belka walcowana, zginana w jednej płaszczyźnie ze zwichrzeniem 621

12.5. Podciąg blachownicowy, zginany w jednej płaszczyźnie 624

12.6. Belka ażurowa, zginana w jednej płaszczyźnie środnika, bez zwichrzenia 631

12.7. Słup ściskany mimośrodowo 640

12.8. Słup ściskany i zginany o przekroju zamkniętym 644

12.9. Styk spawany rygla ze słupem 650

12.10. Styk spawany słupa 654

12.11. Styk śrubowy rygla ze słupem 656

12.12. Styk ściągu, doczołowy 670

12.13. Węzeł kratownicy z rur prostokątnych, spawany 673

12.14. Wytrzymałość zmęczeniowa węzła kratownicy 679

12.15. Obliczenie poprzecznego stężenia połaciowego 682

12.16. Obliczenie stężenia podłużnego w ścianie słupów 685

12.17. Obliczenie czasu izolacji ogniochronnej słupa 687

12.18. Obliczenie grubości izolacji ogniochronnej 688

12.19. Obliczenie czasu odporności ogniowej słupa w układzie szkieletowym 689

 

Piśmiennictwo 693

Wykaz norm 700