Контрольные вопросы

1. Назовите виды нагрузок и воздействий, действующих на здания и сооружения.

2. В чем заключается цель расчета инженерных конструкций?

3. Что такое предельное состояние?

4. Перечислите группы предельных состояний.

5. Дайте определение расчетной и нормативной нагрузок.

6. Что такое расчетное и нормативное сопротивление материала?

7. Приведите структуру формул при расчетах по прочности, деформативности.

4. Расчет элементов металлических конструкций

4.1. Основные положения расчета

Строительные стали и алюминиевые сплавы являются однородными материалами, для которых справедлив закон Гука, поэтому расчет их осуществляется по формулам сопротивления материалов.

Расчет по 1й группе предельных состояний производится с целью выполнения основного положения - наибольшие напряжения не должны превышать расчетное сопротивление материала и необходимо стремиться к тому, чтобы напряжения в сечении были близки к установленным расчетным сопротивлениям. Это дает возможность избежать перерасхода материала и получить экономичную конструкцию.

При расчете прочности формула имеет следующий вид:

Напряжение при изгибе

Напряжение при растяжении

где N - продольная сила, М - изгибающий момент, А - площадь сечения при равномерном распределении напряжений, W_n. min - упругий или упругопластический момент сопротивления при изгибе,  - расчетное сопротивление материала, -коэффициент условий работы;-коэффициент надежности по назначению;

При расчете устойчивости

Напряжение при центральном сжатии

где -коэффициент продольного изгиба;

Напряжение при внецентренном сжатии

где - коэффициент снижения расчетных сопротивлений при внецентренном сжатии.

Напряжение при проверке общей устойчивости балки при изгибе

где -коэффициент снижения расчетных сопротивлений при изгибно-крутильной форме потери устойчивости балок;

При расчете на выносливость

где - расчетное сопротивление усталости;

• - коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений

• - коэффициент, определяемый в зависимости от вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений здесьи- соответственно наибольшее и наименьшее по абсолютному значению напряжения в рассчитываемом элементе, вычисленные по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов

4.2. Расчет центрально-растянутых элементов

Центрально-растянутыми элементами считаются такие, в которых точка приложения и направление растягивающей силы совпадают с линией, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня.

Расчет растянутых элементов производится по формуле

где N - усилие от расчетных нагрузок, A _n - площадь сечения нетто.

Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением эксплуатация, которых возможна, и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле

При решении задач, связанных с определением площади поперечного сечения, расчет ведется следующем порядке:

1. При расчете по прочности определяем площадь поперечного сечения А _тр,n = N/(R_y*_c).

2. По таблицам сортамента в соответствии с А _тр,n подбирают требуемый профиль.

3. Определяют гибкость принятого растянутого элемента _max = l_ef /i_min . Полученная гибкость не должна превышать предельных допустимых значений при статических нагружениях 300-400, при динамических 150-350.