- •1. Коррозия металла. Основные методы борьбы с коррозией в различных видах конструкций
- •2. Классификация сталей по прочности. Механические хар-ки сталей. Марки сталей для металлич-х констр-ций
- •3. Основные положения метода расчета мк по предельным состояниям; группы пред-х сост-й
- •4. Характиристика соединений мк
- •5. Виды сварки, типы сварных швов и соединений, их расчет
- •6. Виды и общая хар-ка болтовых соединений. Расчет болтов. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах
- •Соединения на высокопрочных болтах
- •7. Характеристика балочных конструкций. Типы балок, компоновка балочных конструкций (клеток)
- •8. Прокатные стальные балки. Подбор и проверка сечения прокатных балок
- •9. Проверка прочности и прогибов составных сварных балок
- •10. Проверка и обеспечение общей устойчивости стальных балок. Проверка и обеспечение местной устойчивости эл-ов сечения составных балок (поясов и стенки)
- •11. Типы центрально-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •12. Типы центрально-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет стержня.
- •13. Базы центрально-сжатых колонн, их конструирование и расчет
- •14. Фермы. Классификация ферм. Конструктивные решения
- •15. Расчет ферм. Сбор нагрузок и определение усилий в стержнях
- •16. Типы сечений эл-ов ферм, подбор сечений стержней
- •17. Конструктивное оформление и расчет узлов ферм
- •18. Основы проектирования конструкций стального каркаса производственных зданий
- •19. Типы внецентренно-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •20. Типы внецентренно-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет
- •21. Особенности работы и расчета подкрановых балок, их конструктивное решение
- •22. Связи. Их виды, назначение и решение
- •23. Фахверк. Его назначение и конструктивное решение
- •24. Рамные конструкции покрытий большепролетных зданий. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой.
- •25. Арочные покрытия больших пролетов. Особенности конструирования и расчет
- •26. Пространственно-стержневые системы- структуры. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •27. Висячие покрытия. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •28. Основные сведения о легких металлических конструкциях, их особенностях и конструктивных решениях
3. Основные положения метода расчета мк по предельным состояниям; группы пред-х сост-й
Расчет обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкций, подбор сечений и проверка допустимости напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений.
В зависимости от способа учета изменчивости указанных параметров развивалась методика расчета металлических конструкций. В настоящее время оптимальной считается методика предельных состояний, отличающаяся как простотой использования, так и научной обоснованностью.
Предельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям. В соответствии с характером предъявляемых к конструкции требований различают первое и второе предельные состояния. Первая группа включает в себя потерю несущей способности и (или) полную непригодность конструкции к эксплуатации вследствие потери устойчивости, разрушения материала, превращения конструкции в геометрически изменяемую систему элементов (механизм), качественное изменение конфигурации, чрезмерное развитие пластических деформаций.
Вторая группа предельных состояний характеризуется затруднением нормальной эксплуатации сооружений или снижением долговечности вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок опор, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).
Первое предельное состояние. Расчетные формулы для подбора сечений и проверки несущей способности конструкций по первому предельному состоянию получаются из основного неравенства
N≤S,
N – предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями;
S – предельная наименьшая несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров поперечного сечения и условий ее работы.
В течение всего срока эксплуатации конструкции внешние воздействия могут изменяться в широких пределах. В соответствии с этим в нормах проектирования различают расчетные (наибольшие) величины воздействий F и нормативные Fн (нормального режима эксплуатации). Эти величины связаны между собой с помощью коэффициента надежности по нагрузке γf, т.е. F = Fн γf.
Нормативные нагрузки определяются по СНиП "Нагрузки и воздействия".
Нормативные нагрузки от технологического оборудования, транспортных средств, различных механизмов определяются по их паспортным данным. Атмосферные же нагрузки от ветра и снега обусловлены сложными природными явлениями. Для подобных нагрузок в нормах устанавливаются условные величины.
Расчетная нагрузка определяется путем статистической обработки результатов длительных натурных наблюдений за изменчивостью реальной нагрузки. По данным наблюдений строятся полигоны распределения нагрузок. По которой, при помощи математических расчетов и определяются расчётная нагрузка.
В методике предельных состояний это учитывается коэффициентом сочетаний ψ < 1, на который следует умножать каждую из суммируемых нагрузок. Согласно СНиП значения коэффициентов сочетаний колеблются от 1 до 0,6 и менее для особых случаев.
С этой целью в методику предельных состояний введен коэффициент надежности по ответственности γп. Для первого из указанных классов сооружений по согласованию с заказчиком f n задается в пределах от 0,95 до 1,2, для третьего — в пределах 0,8—0,95, для прочих сооружений (класс II) - 0,95.
По аналогии с предыдущим вводятся понятия нормативного сопротивления материала Rn и расчетного сопротивления R, связанные между собой с помощью коэффициента надежности по материалу соотношением R = Rn/ γ m
Для обеспечения надежности конструкций по первому предельному состоянию (несущей способности) устанавливается расчетное сопротивление с увеличенной обеспеченностью (примерно 0,999), определяемое на основании статистической обработки многочисленных опытных данных различных производителей металлопродукции в течение длительного времени.
Для их учета в методике предельных состояний вводится коэффициент условия работы γс, на который, как правило, умножается расчетное сопротивление стали. Значения этого коэффициента изменяются приблизительно от 0,7 до 1,2. Величина γc < 1 учитывает неблагоприятные, a γ с > 1 — благоприятные условия работы конструкции. Обычно коэффициенты условий работы устанавливаются для отдельных конструктивных элементов, узлов их сопряжений, средств соединений (болты, сварные швы и т.д.). Итак, окончательно неравенство первого предельного состояния (1) может быть записано в следующем виде:
А – геометрическая хар-ка поперечного сечения.
Второе предельное состояние ограничивает максимальные перемещения конструкций в условиях нормальной эксплуатации, т.е. перемещения определяются от нормативных нагрузок. Неравенство второго предельного состояния имеет вид:
δi – число влияния, т.е. перемещение конструкции от единичного воздействия;
Δ – предельная величина перемещения, определяющая возможность нормальной эксплуатации.