6.Струк-ра расч-х формул при расчете констр-ций по мет.Пред-х состояний.

При расчете конст-ций по 1гр. пред-х состояний (по несущей сп-ти) усл.прочности с учетом рассмотрен. Расчетных коэф.можно представить в след.виде:

∑ Nn* γf* γlc <= F [S; Rn; γс/(γm* γn)]

∑ Nn* γf* γlc – расчетное усилие, получ-е от различных нагр., взятых со своими коэф.надежности по нагрузке и коэф.сочетания.

F – ф-ция несущей сп-ти; S – геометр.характ.сеч.; Rn – нормативное знач.сопротивления; γ – различ.коэф.

Для 2 гр. пред-х состояний (по перемещениям) основное условие:

∆<= f/l, где ∆-перемещение каких-то точек, эл., взятых с коэф. надежности по нагрузке от расчетных нагрузок, f – предельное нормативное значение этих перемещений.

7. Область применения. Достоинства и недостатки металлических конструкций(мк).

Из мет-х материалов наибольшее применение в зданиях и сооруж. получили стальные сплавы. Виды МК:

1. промздания (-каркасы, -цельномет-ие)

2. большепролетные покрытия зд-ий общего назначения (-спорт.соор., -рынки, -театры, -выст-ые павильоны )

3. мосты и эстакады

4. листовые к-ии (-резервуары, -бункеры, -силосы)

5. башни и мачты

6. каркасы многоэтажных зд.

7. крановые и др. подвижные к-ии.

8. прочие (-аттомная энергетика и др.)

СК обладают многими достоинствами:

1. высокая прочность (R=230-750 МПа, Е_s=2.06*10⁵ МПа)

2. относительная легкость и компактность (по ср. с ж/б)

3. надежная работа как при статич. так и при динамич. нагрузках вследствие высокой однородности физико-мех. св-в стали.

4. Возможность создания надежных и разнообразных по форме и габаритам к-ий.

5. Высокая сборность и индустриальность изготовления МК и создание сборно - разборных констр.

6. Водо-, газонепроницаемость (для резервуаров, трубопроводов, хранилищ)

Недостатки:

1. подверженность коррозии

2. снижение несущей способности при воздействии высоких и низких температур

3. сравнительно высокая стоимость и дефицитность материала

Сталь нецелесообразно применять как:

• несущие констр. пром. зд. при высоком уровне статич. и динамич. нагрузок и пролетах >20м.

• при любых параметрах пром. зд., если в качестве ограждений используют легкие констр.

• в большепролетных обществ. зд.

• в пролетных строениях мостов пролетом >20м

• в высотных сооруж.

• В многоэт. пром. зд. при высоком уровне нагрузок на перекрытие

• В высоких гражд. зданиях

8. Материалы для металлических конструкций. Строительные стали.

Наибольшее примен. в строительстве нашли стали, обладающ. большой пластичностью и свариваемостью – углеродистые, низко- и среднелегированные.

Углеродистые стали содержат Fe, углерод С (0,09 – 0,23%), небольшое количество других элементов: кремний Si, Al, Mn и др.(Ni, Cr,Mb).

Легирование – добавление, улучшение св-в стали за счет добавления определенных компонентов (чаще всего для уменьшения коррозии).

Углерод снижает прочность.

Низколегированные стали-до 5% добавок(Ni,Cr,Mn,Mb)

Среднелегированные стали-до 10% добавок

С сер.20 в. стали применять алюминиевые сплавы (Mn,Mg, Cu и т.п.). Эти сплавы по прочности близки к стали, но по весу, намного меньше (≈ в 3 раза), значит более устойчивы к коррозии.

ρ_ст=7,85 т/м³ ρ_спл=2,7 т/м³

При понижении t⁰С механические св-ва сплавов улучшаются. Методом экструзии (выдавливания) можно получать различные профили.

Наиболее целесообразно использовать их для конструкции высотных зданий и большепролетных констр., сборно-разборных, в районах с хол. климатом, с сейсмическими нагрузками. Очень широко прим-ся в ограждающих констр. Но для пр-ва алюминия необх. большое кол-во электроэнергии.

По прочности стали делят по группам.

1. Стали обычной прочности R<29кН/см² (290 МПа)

2. Стали средней прочности R<40кН/см² (400 МПа)

3. Высокой прочности R≥40 кН/см² (400 МПа)

При остывании металл набирает свои св-ва, при этом туда добавляют спец. компоненты – раскислители.

По степени раскисления стали бывают:

1. кипящие;

2. полуспокойные;

3. спокойные.

В кипящей стали снижается прочность, т.к. она быстро остывает, но имеет неоднородную стр-ру из-за пузырьков воздуха. Она не применяется в ответственных местах. Полуспокойные и спокойные стали остывают медленнее.

9. СОРТАМЕНТ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

Сортамент – каталог прокатываемых, холодно-гнутых или прессованных полуфабрикатов с указанием их основных геометрических размеров, формы сечения, значений допусков и массы единицы длины.

Стальные полуфабрикаты м.б. холодно- или горячекатанные. Тонколистовая сталь – если толщина t≤4 мм, ширина b≤2200 мм. Тонколистовая сталь – если t>4мм но≤160мм, а ширина b<3800мм.

Стали м.б. широкополосные (b=20-105см, t=6-60мм)

Полосовая сталь в виде отдельных полос (t = 4-60мм, b = менее 200мм)

Профильные стали м.б. горячекатаные и холодногнутые.

Горячекатаные профили в виде:

1.) уголков ╚ - в элементах, работающих на осевые силы (сж., раст.) или в кач-ве связующих элементов в связях.

Если профиль равнополочный, то L160*10 – равнополочный с шириной полочки 160мм и толщиной 10мм. (а м.б. b=20-250мм).

Если неравнополочный – b=16-160мм, а=25-200мм, прим.

2.) двутавры - обыкновенные (h≤600мм)

широкополочные (h≤1000мм)

I 60 – двутавр с h = 60см

I55Б2 – I – вид профиля, 55 – определ. высоту в см., Б2 – широкополочный (как балка) нормальный.

I30Ш1-широкополочный двутавр

- I 23К1 – под колонну

3.) швеллеры (уклон внутренних граней полок и есть с параллельными гранями полок h≤8-40см)

Применяют в составных сечениях работающих на осевые силы, изгиб, внецентренное сжатие в колонках и балках.

4.) широкополочные тавры получают путем продольного роспуска или разрезки широкополочных двутавров и применяют в основном

5.) трубы

Трубы м.б. сварные (Дн=45-299мм) или горячекатаные (114-530мм). Примен-ся в работах осевых сжатий и растяжений.

Холодную проф. сталь получают из листа толщиной до 8мм

Холодногнутую проф. сталь применяют в легких к-циях при сравнительно небольших нагрузках (ригели стен, прогоны покрытий)