- •10. Классификация алюминиевых сплавов
- •12. Нормирование сталей
- •13. Влияние наклёпа на механические характеристики стали
- •14.Влияние температуры на механические характеристики стали
- •15. Работа стали при повторных нагрузках
- •16. Концентрация напряжений в металлических конструкциях
- •41. Расчёт сварных соединений с угловыми швами на осевое усилие
- •17. Среда, виды коррозии, способы защиты стали от коррозии
- •18. Группы и виды предельных состояний
- •28. Проверка прочности изгибаемых элементов по приведенным напряжениям
- •29. Общая устойчивость плоской формы изгиба элемента. Условие устойчивости
- •30. Потеря устойчивости центрально-сжатого стержня: формы потери устойчивости, расчетная длина, гибкость стержня
- •31. Проверка устойчивости центрально-сжатых стержней
- •33. Формула проверки устойчивости внецентренно-сжатых стержней в плоскости изгибающего момента
- •34. Влияние гибкости , относительного эксцентриситета, формы сечения на устойчивость внецентренно - сжатого элемента
- •35. Сортамент листовой стали
- •36. Сортамент профильного проката.
- •37. Виды сварных соединений и швов
- •38. Сварные соединения стыковыми швами: конструкции, особенности работы, расчёт на осевое усилие, изгибающий момент
- •39. Сварные соединения с косыми стыковыми швами расчёт на осевое усилие.
- •40. Соеденение угловыми швами: конструирование, особенности работы
- •42. Болтовые соединения: область применения, виды болтов
- •43. Расчёт соединения на обычных болтах на сдвигающее усилие и растяжение.
- •44. Особенности работы и расчёта фрикционных соединений на высокопрочных болтах.
- •45. Балки, балочные конструкции: область применения, классификация по статической схеме, типам сечений, способам соединения элементов.
- •96. Изгиб с осевым растяжением
- •82. Защита древесины от возгорания.
- •83. Защита древесины от насекомых-вредителей.
- •84. Особенности применения элементов дк в зданиях с химически агрессивной средой.
- •85. Физические свойства древесины.
- •86. Механические свойства древесины.
- •87. Влияние угла между направлением усилия и направлением волокон на расчетное сопротивление древесины сжатию.
- •88. Влияние влажности на механические свойства древесины.
- •89. Влияние температуры и пороков древесины на механические свойства древесины.
- •90. Работа древесины при различных силовых воздействиях и ее расчетные сопротивления.
- •100. Нагельные соединения деревянных конструкций их расчет
- •101. Гвоздевые соединения деревянных конструкций их расчет
- •102. Клеевые соединения, основные требования
- •103. Виды балок в деревянных конструкциях. Их конструктивные особенности и расчет
- •104. Фермы в деревянных конструкциях. Их конструктивные особенности
- •105.Деревянные стойки. Особенности расчета и конструирования
- •106. Конструкции покрытий зданий из древесины
- •107. Настилы кровель их конструктивные и расчетные схемы.
- •108. Прогоны их конструктивные и расчетные схемы. Особенности расчета
- •119. Объемные деформации
- •109. Общие сведения о железобетонных конструкциях в кратком историческом обзоре.
- •110. Сущность железобетона его преимущества и недостатки.
- •111. Сущность железобетона, виды железобетонных конструкций и области применения.
- •112. Сущность железобетона и перспектива его развития.
- •118. Виды деформаций
- •113.Классификация бетона и области его применения.
- •114.Структура бетона и общие сведения о механизме сопротивления бетона
- •115. Прочностные характеристики бетона.
- •116. Проектные классы и марки бетона
- •117. Нормативные и расчетные сопротивления бетона.
- •79. Достоинства и недостатки древесины как строительного материала
- •80. Сортамент пиломатериалов
- •8 1 . З ащита древесины от гниения
- •120. Деформации при длительном действии нагрузки
- •121. Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой.
- •122. Деформации бетона при многократно повторном действии нагрузки
- •123. Назначение арматуры
- •124. Виды арматуры
- •125. Механические характеристики арматурных сталей
- •128. Классификация арматуры
- •129. Соединения арматуры
- •130. Арматурные изделия
- •131. Сцепление арматуры с бетоном и методы увеличения сцепления при анкеровке арматуры
- •132. Защитный слой бетона и конструктивные требования при установке арматуры
- •133. Коррозия железобетона и меры защиты
- •134. Общие сведения о предварительно напряженном железобетоне, его преимущества и недостатки
- •135. Сущность предварительно напряженного железобетона
- •145. Расчет прочности внецентренно-сжатых элементов со случайным эксцентриситетом.
- •146. Расчет прочности на местное действие нагрузки(смятие)
- •147. Конструктивные особенности растянутых элементов и их армирование.
- •148. Расчет прочности центрально-растянутых элементов
- •98. Лобовые врубки
- •149. Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов с большими эксцентриситетами
- •150. Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов с малыми эксцентриситетами
- •151. Принцип расчета ж.Б. Элементов по 2й группе предельных состояний.
- •55. Расчёт укрупнительного стыка составной балки на сварке
- •92. Растяжение вдоль волокон
- •56. Расчёт укрупнительного стыка на высокопрочных болтах
- •57. Центрально сжатые колонны:общая хар-ка, типы колонн и сечений, обоснование расчётной схемы.
- •59. Обеспечение местной устойчивости элементов сечения центрально сжатой колонны
- •60. Конструкция и особенность работы сквозных колонн.
- •61. Подбор и проверка сечений сквозной центрально-сжатой колонны
- •62. Типы сопряжений балок с колоннами
- •91. Расчет центрально растянутых элементов деревянных конструкций
- •93. Сжатие вдоль волокон
- •95. Поперечный изгиб
- •97. Изгиб с осевым сжатием
- •99. Лобовые упоры
- •126. Деформативные характеристики арматурных сталей
- •11. Расчётные и нормативные характеристики стали
- •126. Деформативные характеристики арматурных сталей
- •11. Расчётные и нормативные характеристики стали
45. Балки, балочные конструкции: область применения, классификация по статической схеме, типам сечений, способам соединения элементов.
Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. По статической схеме различают однопролетные (разрезные), многопролетные (неразрезные) и консольные балки. Разрезные балки проще неразрезных в изготовлении и монтаже, нечувствительны к различным осадкам опор, но уступают последним по расходу металла на 10...12%. Неразрезные балки разумно применять при надежных основаниях, когда нет опасности перегрузки балок вследствие резкой разницы в осадке опор. Консольные балки могут быть как разрезными, так и многопролетными. Консоли разгружают пролетные сечения балок и тем самым повышают экономические показатели последних. По типу сечения балки могут быть прокатными либо составными: сварными, клепаными или болтовыми. Наибольшее применение получили балки двутаврового симметричного, реже несимметричного сечений. Такие балки состоят из трех элементов - верхнего и нижнего поясов, объединенных тонкой стенкой. Перспективными являются сечения в виде двутавров, в качестве полок которого используют прокатные тавры и холодногнутые профили.
1. Ик – сооружения или их части, подвижные, неподвижные, размеры кот. определяются расчетами на прочность, устойчивость и деформацию, кот. предназначены для восприятия различных нагрузок. ИК делят: -гражданские (промышленные); -гидротехнические.
МК-несущие конструкции из кот создают каркасы зданий.
“+” надежность, легкость, непроницаемость, индустриальность, ремонтопригодность, транспортабельность, сохраняемость металлического фонда; “–“ коррозия, небольшая огнестойкость
ДК “+” наличие широкой сырьевой базы, малая плотность, биологическая совместимость с чел и жив, стойкость к солевой агрессии, высокие акустические и эстетические свойства, малый коэф теплопроводности поперек волокон, малый коэф линейной расширенности вдоль волокон, наименьшая трудоемкость в механической обработке;
– сгораемость в условиях пожара, подвержены гниению и точению жуками, изменение физ-мех характеристик под воздействием факторов, усушка, разбухание, растрескивание, наличие пороков (сучков), ограниченный сортамент пиломатериалов.
ЖБ 1гр-зборные, 2гр-монолитные, 3гр-зборно-монолитные.
+высокая прочность, долговечность, огнестойкость, малые эксплуатационные расходы, возможность использования местных материалов. “–“ большой собственный вес, высокая теплопроводность, звукопроводность, высокая трудоемкость передела, применение специальных материалов и добавок для использования бетона.
2. 1) методика допускаемых напряжений разработана в 19в, используется единый коэф запаса K=γn γc γf /γm ≈1.5 σ =N/A≤[σy]/K
“+” простата расчета; “–“ невозможность определения действующих напряжений деформированного состояния, работа конструкций отличается от идеальной, невозможность определения разрушения конструкции, использование коэф запаса приводит к перерасходу материала.
2) метод расчета по допускаемым нагрузкам. Предложен Гвоздевым в 1930г. Fp≤Fu/K
К- коэф запаса, Fp –расчетная сила, Fu-предельная сила, при которой происходит разрушение.
“+” метод учитывает упруго-пластические свойства материала, расход материала меньше чем в 1-ом методе. “–“ высокий коэф запаса 1,8-2,0, не учитывается отклонение временных нагрузок, не учитывается реальная стадия работы конструкции.
3) вероятностные методы расчета. Метод дает наиболее экономический материал по сравнению с другими на 10-20%. Метод сложен для расчета и его применение оправдано, только при расчете особо уникальных сооружений.
4) метод расчета по предельным состояниям. Применяется с 1955 по сей день. Цель: не допустить предельного состояния при эксплуатации в течении всего заданного срока службы сооружений. Под предельным состоянием подразумевают состояния при кот конструкции перестают удовлетворять заданным требованиям.
3. Метод предельных состояний, хар-ся четким установлением предельных состояний конструкции и введением системы расчетных коэффициентов, учитывающих изменчивость различных факторов. Под предельным состоянием подразумевают состояния при кот конструкции перестают удовлетворять заданным требованиям. Их делят на две группы:Iгр- по потере несущей способности, II гр-по пригодности к нормальной эксплуатации. К I гр относят расчеты на прочность, опрокидывание, на устойчивость элементов. Ко II гр – расчет на погиб, осадку, образование и раскрытие трещин. Основными хар-ми сопротивления материалов силовым воздействиям явл нормативные сопротивления, устанавливаемые нормами проектирования. За нормативные соспротивления принимают наименьшее значение временного сопротивления или предела текучести материала. Расчетным сопротивлением материалов наз сопротивление принимаемое при расчетах конструкции и получаемое делением нормативного сопротивления на коэф безопасности по материалу. Коэф безопасности учитывает возможные отклонения сопротивления материалов в неблагоприятную сторону от нормативных значений в зависимости от свойств материалов. Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее частей необходимо производить для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации.
4. Метод предельных состояний, хар-ся четким установлением предельных состояний конструкции и введением системы расчетных коэффициентов, учитывающих изменчивость различных факторов. Под предельным состоянием подразумевают состояния при кот конструкции перестают удовлетворять заданным требованиям. Их делят на две группы:Iгр- по потере несущей способности, IIгр-по пригодности к нормальной эксплуатации. К Iгр относят расчеты на прочность, опрокидывание, на устойчивость элементов. Ко IIгр – расчет на погиб, осадку, образование и раскрытие трещин. В зав от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные: длительные и краткосрочные. К постоянным относят собственный вес, вес и давление грунтов. К временным длительным нагрузкам и воздействиям относят вес оборудования, давления жидкостей, нагрузки на перекрытия в помещениях зданий, воздействие усадки. К кратковременным относят нагрузки от подвижного подъемно-трансп оборудования, снеговые, ветровые, вес людей. Расчетными наз нагрузки и воздействия, принимаемые в расчетах и получаемые умножением их нормативных значений на соотв коэф перегрузки. Расчет конструкций д.б. выполнен на наиболее неблагоприятные, физически возможные сочетания нагрузок и усилий. В зав от состава нагрузок различают: основные сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок; особые сочетания, вкл постоянные, временные и одну из особых нагрузок.
5. Структура стали. В твердом состоянии сталь является поликристаллическим телом, состоящим из множества различно ориентированных кристаллов (зерен). Для стали характерны объемно-центрированная (ОЦК) и гранецентрированная (ГЦК) кубическая кристаллическая решетки. Структура стали зав от условий кристаллизации, хим состава, режима термообработки, прокатки.
Под влиянием термической обработки изменяются структура, величина зерна и растворимость легирующих элементов, что приводит к изменению свойств стали.
Основные процессы термообработки:
1)простейшим видом термической обработки является нормализация. Она заключается в повторном нагреве проката и последующего охлаждения на воздухе, что приводит к улучшению прочности и пластических свойств.
2) закалка, придает высокую прочность, но снижает пластичность
3) отпуск, применяется для регулирования механических свойств закаленной стали
4) прокатка, в результате отжатия меняется структура стали.
6. Физические свойства стали:
-прочность – свойство материала сопротивляться не разрушаясь внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под действием нагрузки;
- упругость – свойство мат восстанавливать свою первоначальную форму и объем после прекращения действия нагрузок вызывающих деформацию тела;
- пластичность – свойство мат сохранять несущую способность в процессе деформирования;
- твердость – свойство мат сопротивляться при проникновении в него другого более твердого тела;
- ползучесть – свойство мат непрерывно деформироваться (пластичная деформация) во времени при постоянной температуре и постоянном напряжении.
48. Жесткость составных балок зависит от их высоты и наименьшая высота балки при которой она будет удовлетворять условиям жесткости наз. минимальной высотой. nmin ≥ 5/24*Ryl2/Efu*qn/q. Высота составных балок должна находится в пределах 1,8…1,12 к пролёту – эта высота наз. ориентировочной. Оптимальная высота балки – высота принятая исходя из оптимальных размеров полки и стенки.К=1,1−1,2(для сварных балок).
7.
Рис. Образец и диаграммы растяжения:
а-образец для испытаний на растяжение; б - диаграммы растяжения 1- низкоуглеродистой стали 2 - чугуна; 3 - высокопрочной стали; 4 - алюминия; 5,6 – алюминиего споава
Порочность металла при статическом нагружении, а также его упругие и пластические свлйства определяют испытанием стандартных образцов на растяжение с записью диаграммы зависимости между напряжением и относительном удлинении. Основными прочностными характеристиками металла явл временное сопротивление σu и предел текучести σу. Временное сопротивление – это предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца. Предел текучести – напряжение, кот соотв остаточному относительному удлинению после разгрузки, равному 0,2%.
8. Основными прочностными характеристиками металла явл временное сопротивление σu и предел текучести σу. Временное сопротивление – это предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца. Предел текучести – напряжение, кот соотв остаточному относительному удлинению после разгрузки, равному 0,2%. В мягких сталях при таком напряжении начинается интенсивный процесс развития деформаций – металл течет. Для сталей, не имеющих площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести. Мерой пластичности материала служит относительное остаточное удлинение при разрыве. Перед разрушением в месте разрыва образуется шейка. Относительное удлинение при разрыве складывается из равномерного удлинения по всей длине образца и локального удлинения в зоне шейки. По прочностным свойствам стали делят на 3 группы: обычной прочности (σу<29 кН/см2); повышенной прочности (29-40); высокой прочности (≥40).
9. 1) по прочностным свойствам: -обычной прочности (σу<290 МПа); - повышенной прочности (290-400); - высокой прочности (≥400).
2) по химическому составу: -углеродистые; - легированные. Углеродистые: -малоуглеродистые (0,3%); - среднеуглеродистые (0,3-0,5); - высокоуглеродистые (0,5-2%). Легированная сталь- содержащая легирующие элементы (хром, никель): - низколегированные – стали сод 1 или несколько легир элементов, массовая доля кот не превышает 2,5%; - среднелигированные – 2,5-10%; - высоколегированные – 5-55%.
3) по виду выплавки и степени раскисления: - кипящая(КП) – имеют хорошие показатели по текучести и временному сопротивлению, хуже сопротивляются хрупкому разрушению и старению; спокойная (СП) – в форме застывает спокойно. Структура более однородна, лучше сопротивляется хрупкому разрушению, на 15% дефектная сталь; - полуспокойная (ПС) – промежуточное положение между КП и СП, 8% дефектная сталь.
4) по качеству: - особого качества; - высококачественные; - качественные; - обыкновенного качества.
5) по способу производства: - мартеновские; - бессемеровские; - конвекторные; - электростали и др.
6) по назначению: - конструкционные; - инструментальные; - стали особого свойства.
7) в зав от вида постановки: - горячекатаные; - термообработанные.
19. Первая группа предельных состояний включает в себя факторы, которые приводят к полной непригодности конструкции к эксплуатации. Расчёт конструкций по первой группе предельных состояний производя с учётом самых неблагоприятных условий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. С одной стороны, учитывают сочетание нагрузок, вызывающих наибольшее из возможных за время эксплуатации усилие в расчётном элементе, а с другой – возможность изготовления этого элемента из металлопроката с наихудшими характеристиками.
Расчёт по первой группе предельных состояний выполняют по ф-ле: где — усилие, действующее в рассчитываемом элементе конструкции — предельное усилие, которое может воспринять рассчитываемый элемент. Поскольку расчетом должна быть обоснована возможность нормальной эксплуатации конструкции в течение всего заданного срока ее службы, значение неравенства должно представлять собой наибольшее возможное за это время усилие. Это усилие определяется от расчетных нагрузок Fi, представляющих собой возможные наибольшие или наиболее часто повторяющиеся нагрузки. Эти нагрузки определяют умножением нормативных нагрузок FiН, отвечающих условиям нормальной эксплуатации, на коэффициенты перегрузки ni учитывающие возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону, и на коэффициент надежности по назначению γн, учитывающий степень ответственности зданий и сооружений. Условие для первой группы предельных состояний по остаточным или полным перемещениям, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации, может быть записано в общем виде
,
где δ1 — перемещение, вызванное единичной нагрузкой; δ — предельное остаточное или полное перемещение.
20. Нагрузки и воздействия с точки зрения их влияния на работу конструкций удобно классифицировать по следующим признакам: по природе происхождения; по характеру изменений во времени; по интенсивности; по продолжительности действия.
По природе происхождения нагрузки делят на: нагрузки от собственного веса конструкций и грунтов, полезные и сопутствующие нагрузки ,атмосферные нагрузки ,температурные воздействия, аварийные нагрузки.
По характеру изменений во времени различают статические и динамические нагрузки, а также переменные многократно повторяющиеся нагрузки.
По интенсивности нагрузки подразделяют на нормативные и расчетные. К нормативным относят нагрузки, отвечающие условиям нормальной эксплуатации. По нормативным нагрузкам осуществляют проверки конструкций по второй группе предельных состояний. Интенсивность нормативной нагрузки как случайной величины соответствует математическому ожиданию. Практически такую нагрузку находят по нормам проектирования , оговаривают в техническом задании или вычисляют по проектным данным.
К расчетным относят такие значения нагрузок, которые не могут быть превышены. По таким нагрузкам проверяют конструкции по первой группе предельных состояний. Значение расчетной нагрузки как случайной величины может быть вычислено по формуле P=Pn+υt, гдеυ - ср. квадрат-ое отклонение, t –вероятность непревыш. нагрузки.
По продолжительности действия различают постоянные и временные нагрузки.
21. Нагрузки воздействуют на конструкции не раздельно, а в сочетании друг с другом.
Различают следующие сочетания нагрузок:
а) основные сочетания, состоящие из постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок и воздействий;б) особые сочетания, состоящие из постоянных, временных длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок и воздействий.
Одновременное появление наибольших значений нескольких нагрузок менее вероятно, чем появление наибольшего значения одной; поэтому, чем сложнее сочетание, тем меньше вероятность появления наибольшего значения нагрузок в этом сочетании. Чрезвычайно малая вероятность одновременного появления нагрузок наибольшего значения учитывается на основании статистических данных и теории вероятности умножением расчетных значений нагрузок или соответствующих им усилий на коэффициент сочетания пс≤1 При расчете на основные сочетания, включающие не менее двух кратковременных нагрузок, значения кратковременных нагрузок умножают на коэффициент сочетаний, равный 0,9.
При расчете конструкций и оснований на особые сочетания нагрузок и воздействий значения кратковременных нагрузок и воздействий или соответствующие им усилия умножают на коэффициент сочетания, равный 0,8.
22. Нормативные сопротивления. Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления RТН, RВН устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций.
Значение нормативного сопротивления стали равно значению контрольной или браковочной характеристики, устанавливаемой соответствующими государственными стандартами и имеет обеспеченность не менее 0,95. Установлены два вида нормативных сопротивлений — по пределу текучести RТН=υТ и временному сопротивлению RВН=υВ. В соответствии со стандартом значения предела текучести и временного сопротивления имеют обеспеченность в пределах 0,95—0,995.Значения υТ и υВ являются браковочными и при приемке проката контролируются, являющиеся нормативными сопротивлениями. Расчетные сопротивления материала R и RB определяют делением нормативного сопротивления на коэфф. надежности по материалуγmR= RТН/ γm RВ= RВН/ γm. Коэффициент надежности по материалам γm. Значение механических свойств металлов проверяется на металлургических заводах выборочными испытаниями. Механические свойства металлов контролируют на малых образцах при кратковременном одноосном растяжении, фактически же металл работает длительное время в большеразмерных конструкциях при сложном напряженном состоянии. При расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления, установленного по временному сопротивлению, вводится дополнительный коэфф. надежности γm=1,3.
23. Коэффициенты надежности по назначению. Как уже отмечалось, для учёта ответственности зданий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическим последствиями их отказов, устанавливаются три уровня: I – повышенный, II – нормальный, III – пониженный.
При расчёте несущих конструкций вводят коэф. надёжности по ответственности γn, на который следует умножать внутренние силы и перемещения конструкций, вызываемые нагрузками и воздействиями. Этот коэф. принимают равным для I уровня ответственности – более 0,95, но не более 1,2; для II уровня – 0,95; для III уровня – менее 0,95, но не менее 0,8. Отнесение объекта к конкретному уровню ответственности и выбор значений коэф. γn производит генеральный проектировщик по согласованию с заказчиком.
Коэф. условий работы γс учитывает степень идеализации расчётной модели и в обобщённом виде отражает совокупность факторов, влияющих на работу конструкции, но не учтённых другими коэф. К таким факторам относятся: случайные эксцентриситеты нагрузки и отклонения от прямолинейности осей сжатых стержней, наличие концентрации напряжений, динамический характер нагрузки, развитие чрезмерных пластичных деформаций в отдельных локальных зонах, соотношение постоянных и временных нагрузок. Коэф. условий работы дифференцирован по видам элементов и характерам воздействий.
24. Для второй группы предельных состояний предельное условие может быть записано в виде,
где — упругая деформация или перемещение конструкции, возникающие при единичной нагрузке δ2 — предельные деформации или перемещения, установленные нормами или указанные в проектном задании. В зависимости от свойств материалов, внешних воздействий и условий эксплуатации конструкции по виду работы под нагрузкой и наступлению предельных состояний можно разбить:
1. Конструкции, у которых предельное состояние наступает при работе в упругой или упругопластической стадии. К ним относятся конструкции, выполненные из пластических материалов и находящиеся под воздействием статических нагрузок малой повторяемости.
По второму предельному состоянию проверка расчетом возможности появления такого состояния производится по упругой стадии работы конструкций при воздействии нормативных 2. Конструкции, у которых предельное состояние наступает только при упругой стадии работы. К таким конструкциям относятся конструкции, находящиеся под воздействием статических нагрузок малой повторяемости, выполненные из стали высокой прочности. расчет таких конструкций и по первому, и по второму предельным состояниям производят по упругой стадии работы. 3. Конструкции, предельное состояние которых наступает вследствие колебаний, вызванных динамическим воздействием нагрузок. Колебания конструкций могут возникать при пуске и остановке оборудования, нормальной его работе, ветровом воздействии на сооружение и др. и могут неблагоприятно сказаться на самочувствии людей, затруднить или исключить возможность работы- с точными приборами и даже привести к разрушению конструкций.
25. Прочность - это способность конструкции выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь. Предельные состояния первой группы центрально растянутых элементов проверяются расчетом по прочности и непригодности к эксплуатации.Прочность проверяется путем сравнения напряжений, вычисленных от расчетных нагрузок, с расчетным сопротивлением, установленным по временному сопротивлению, умноженным на коэф условий работы у и деленным на коэф надежности ув: N/Anm< RB γ/γB, где N — продольная сила, определяемая от расчетных нагрузок; Anm — площадь нетто растянутого элемента; RB —расчетное сопротивление; γB — коэффициент надежности, обеспечивающий необходимый запас против разрушения стали и принимаемый равным 1,3; γ — коэффициент условий работы растянутого элемента, учитывающий особенности работы различных конструкций. Расчет на прочность центрально сжатых элементов выполняется так же, как и центрально растянутых. Вместе с тем в этом случае могут быть учтены некоторые отличительные особенности работы материала на сжатие. При малой длине выступающей части сжатого элемента, его сечение определяется расчетом на местное смятие торцевой поверхности с заменой в ней расчетного сопротивления R на RCм т = Rb
26.. К ним относятся конструкции, выполненные из пластических материалов и находящиеся под воздействием статических нагрузок малой повторяемости
При работе под нагрузкой эксплуатационные качества таких конструкций определяются двумя предельными состояниями: Первое предельное состояние может наступать при нарушении нормальных условий эксплуатации и перегрузке конструкции. Расчет в этом случае производится по расчетным нагрузкам.
При перегрузке конструкции и работе ее в упругопластической стадии возможны такие случаи, когда развиваются значительные перемещения а fполн при сохранении несущей способности. При этом после снятия нагрузки часть перемещений снимается благодаря упругой работе конструкции, а часть fост остается из-за развившихся пластических деформаций.
Остаточные деформации допустимы только такой величины, при которой не нужен капитальный ремонт и не будет создано препятствий для дальнейшей нормальной эксплуатации конструкций. Возможность возникновения полных и остаточных деформаций в допустимых пределах должна проверяться расчетом конструкции при работе ее в упругопластической стадии при воздействии расчетных нагрузок.
27. Предельное состояние в этом случае определяется достижением максимальными нормальными или касательными напряжениями значений предела текучести. Прочность изгибаемых элементов, работающих в пределах упругих деформаций, при изгибе в одной из главных плоскостей проверяется по формулам: М/WHT,min≤Rγ, QS/Lt≤Rcpγ, где М и Q — изгибающий момент и поперечная сила, определенные по расчетным нагрузкам; WHT,min — момент сопротивления ослабленного сечения, определенный по упругой стадии работы элемента; S — статический момент (брутто) сдвигающейся части сечения относительно нейтральной оси; R — расчетное сопротивление изгибу, определенное по пределу текучести Rcp — расчетное сопротивление срезу γ — коэффициент условий работы.
При совместном действии нормальных и касательных напряжений согласно принятому условию перехода материала из упругого состояния в пластическое текучесть проявляется тогда, когда пределу текучести равняется приведенное напряжение ,а не только одно нормальное σ.
46. Системы несущих балок образ. конструкцию перекрытий рабочих площадок, цехов или др. конструкций наз. балочной клеткой.
В зав-ти от расчетной нагрузки и размеров в плане балочные клетки могут быть упрощенные, нормальные, усложненные. В упрощенной балочной клетке нагрузка передается ч/з настил на балки настила, располагаемые параллельно меньшей стороне на расстояниях а (шаг балок) и ч/з них на стенки или др. несущие конструкции.
Сопряжение балок по высоте может быть этажное, в одном уровне и пониженное. Наиболее простое сопряжение – этажное, но оно дает наибольшую строительную высоту балочной клетки. Сопряжение балок в одном уровне позволяет увеличить высоту главной балки при заданной высоте hстр , но усложняет конструкцию опирания балок. Пониженное сопряжение применяют только в балочных клетках усложненного типа.
Расстояние м/у балками настила опред-ся несущей способностью настила, принимается по справочному мат-лу, нах-ся в пределах а = 0,5…1,6м. Шаг второстепенных балок 2,5-4,5 м
47. Подбор сечения прокатной балки сводится к определению необходимого номера прокатного профиля, после чего проверяют прочность, устойчивость и жесткость балки.
По расчетному моменту определяют требуемый момент сопротивления Wтр =M/R Подбор сечения балки, работающей на косой изгиб удобно производить задаваясь соотношением моментов сопротивления Wx /Wy = kw В рез-те Wx тр =(Мx +kw My )/R.
Подобранное сечение проверяют на прочность по нормальным напряжениям по ф-ле: σ = ± (М/Wнт ) ≤ R ; σ = (М/W пл.нт ) ≤ R , а при косом изгибе по ф-ле: σ =Мx/W x нт + Мy/W y нт ≤ R ; σ =Мx/Wпл x нт + Мy/Wпл у нт ≤ R. Проверку на прочность по касательным напряжениям по ф-ле τ = QS/(Iδ) ≤ Rср
В случае приложения сосредоточенной нагрузки через полку балки в месте не укрепленном ребром (рис 6.4) стенку балки проверяют на прочность от местного давления по ф-ле: σ = Р/δст z ≤ R где σм – напряжение в стенке под грузом, Р – расчетная сосредоточенная нагрузка z=br + 2h1 ; br – длина нагружаемой части балки; h1 – расстояние от наружной грани полки прокатной балки до начала закругления стенки или толщина полки в составных балках. При недостаточном закреплении сжатого пояса балки от бокового выпучивания ее общую устойчивость проверяют по
49. Жесткость составных балок зависит от их высоты и наименьшая высота балки при которой она будет удовлетворять условиям жесткости наз. минимальной высотой. nmin ≥ 5/24*Ryl2/Efu*qn/q. Высота составных балок должна находится в пределах 1,8…1,12 к пролёту – эта высота наз. ориентировочной. Оптимальная высота балки – высота принятая исходя из оптимальных размеров полки и стенки.К=1,1−1,2(для сварных балок).
После высоты балки толщина стенки является вторым основным параметром сечения, т.к. она сильно влияет на экономичность сечения составной балки.
Толщина стенки балок определяется исходя их 2 условий: 1) исходя из срезов tw≥KQ/hRsγc
2) исходя из
Подбор сечений поясов: bα ≥180 мм, tw ≤ tf ≤ 3tw , tα ≤ 40 мм
50. Проверка прочности сводится к проверке наибольших нормальных, касательных напряжений, их совместного действия и при упругопластической работе материала балки к устойчивой работе стенки в области пластических деформаций по ф-ле: М≤Rγh0tст(Ап/Аст +α) где γ – коэф. условий работы конструкции.
Однако по всей длине балки ( за исключением особых сечений, в которых М и Q равны нулю) изгибающие моменты и поперечная сила действуют совместно. Поэтому в дополнение к раздельным проверкам σ и τ необходима проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений. Эту проверку делают в сечениях наиболее неблагоприятного сочетания изгибающих моментов и поперечных сил: на опоре неразрезной балки, в месте изменения сечения разрезной составной балки. Приведенные напряжения определяют по ф-ле
где
расчетные нормальные и касательные напряжения в краевом участке стенки балки на уровне поясных швов.
При опирании на верхний пояс балки конструкции, передающей неподвижную сосредоточенную нагрузку, небходимая дополнительная проверка стенки балки на местные сминающие стенку напряжения σм = F/tстlм≤ Rγ
где σм − напряжения смятия в стенке под грузом, F− расчетная сосредоточенная нагрузка, lм =b+2tп и tп − толщина стенки пояса балки , b-длина участка передачи местной нагрузки на балку.
Приведенные напряжения в этом случае проверяют в сечении под нагрузкой
Если эта проверка не выполняется, то стенку балки необходимо укрепить ребром жесткости, верхний конец которого пригоняется к нагруженному поясу балки.