- •1.1.Металеві конструкції та їх використання в інженерних спорудах.
- •1.2. Коротка історія розвитку металоконструкцій
- •1.3. Основні принципи проектування металевих конструкцій
- •1.4. Організація проектування металевих конструкцій
- •1.5. Матеріали для металевих конструкцій Сталі. Склад сталей
- •Марки сталей.
- •Вибір сталей для мк.
- •Основні фізико-механічні властивості будівельних сталей.
- •Робота сталі на розтяг.
- •1.6. Корозія металевих конструкцій та методи боротьби з нею
- •1.7.Сортамент сталі
- •Листова сталь Поділяється на тонколистову, товстолистову та універсальну.
- •А. Гарячокатані профілі
- •Б. Гнуті профілі
- •1.8.Сортамент алюмінієвих сплавів
- •Лекція іі. Основні положення розрахунку мк
- •2.1. Навантаження на мк. Класифікація навантажень залежно від тривалості дії
- •2.2. Розрахункові значення навантаження. Коефіцієнти надійності за навантаженням
- •2.3. Сполучення навантажень. Коефіцієнти сполучень
- •2.4. Нормативні та розрахункові опори матеріалів
- •2.5. Метод розрахунку конструкцій за граничними станами
- •2.6. Суть розрахунку конструкцій за граничними станами
- •Лекція ііі. Розрахунок елементів мк на основні види опору
- •3.1. Розрахунок центрально розтягнутих елементів
- •3.2. Розрахунок центрально стиснутих елементів
- •3.3. Розрахунок згинальних елементів
- •Лекція іv. З’єднання в металевих конструкціях
- •4.1. Переваги та недоліки зварювання. Види зварювання в будівництві
- •4.2. Класифікація зварних швів
- •4.3. Типи зварних з’єднань
- •4.4. Розрахунок стикових швів при різних напружених станах з’єднань
- •4.5. Розрахунок кутових швів. Геометричні характеристики швів
- •4.6. Болтові з'єднання. Загальна характеристика
- •4.7. Розрахунок болтових з'єднань на звичайних болтах
- •4.8. Позначення та розміщення болтів в з'єднанні.
- •Лекція V. Балки та балочні конструкції
- •5.1. Загальна характеристика балок
- •5.2. Типи балок
- •5.3. Компоновка балочних кліток
- •5.4. Розрахунок плоского стального настилу
- •5.5. Загальні положення розрахунку балок
- •5.6. Розрахунок прокатних балок
- •Лекція vі. Проектування складених балок. Компоновка поперечного перерізу, забезпечення місцевої стійкості, опорні частини, стики балок
- •6.1. Розрахунок складених балок
- •6.2. Компоновка поперечного перерізу
- •IX , Iy , Wx , Sx, Sf (статичний момент одного поясу відносно осі х-х).
- •6.3. Зміна перерізу по довжині балки
- •6.4. Перевірка та забезпечення місцевої стійкості елементів складеної зварної балки
- •А. Стиснутий пояс
- •6.4. З'єднання поясів зі стінкою в зварних складених балках
- •6.5. Опорні частини балок
- •6.6. Стики балок
- •А. Заводські стики
- •Б. Монтажні стики
Лекція ііі. Розрахунок елементів мк на основні види опору
3.1. Розрахунок центрально розтягнутих елементів
Р обота сталі на розтяг найбільш раціональна, так як допускає повне використання міцнісних властивостей матеріалу, оскільки при центральному прикладенні навантаження розподіл напружень в перерізі є рівномірним.
Покажемо на прикладі роботу на розтяг листа з отвором (рис.3.1).
Рисунок 3.1 - До роботи на розтяг стального листа
Припущення про рівномірне розподілення напружень справедливе тільки при відсутності ослаблень в перерізі. При наявності отворів, що є концентраторами напружень, напруження в перерізі розподіляються нерівномірно. Така нерівномірність зберігається при пружній роботі сталі. Після досягнення максимальними напруженнями в ослабленому перерізі межі текучості сталі починається їх вирівнювання по перерізу, в кінці якого наступає граничний стан з рівномірним розподілом напружень.
П окажемо граничні стани елемента у вигляді епюр напружень в суцільному і ослабленому перерізах (рис.3.2.).
Рисунок 3.2 - Епюри напружень в перерізах зразка
Основна перевірка для центрально розтягнутих елементів – це перевірка міцності, яка відноситься до І групи граничних станів.
Руйнування елемента відбувається по найбільш ослабленому перерізу, тобто по тому перерізу, площа якого мінімальна (тобто по площі “нетто”). В нашому випадку – це переріз 2-2, який проходить через центр отвору.
Площа “нетто” – це площа за вирахуванням послаблень (по перерізу 2-2):
An= A - Aпосл.= b · t – d · t = t (b-d).
Площа “брутто” – це площа перерізу, який не має послаблень (по перерізу 1-1):
A = b · t.
Площа (та інші геометричні характеристики) “нетто” позначаються індексом “n”.
Напруження в центрально розтягнутому елементі перевіряються за умовою міцності
N
= Ry c ,
An
де N – розрахункове осьове розтягуюче зусилля;
An – площа перерізу “нетто”;
Ry – розрахунковий опір за межею текучості;
с – коефіцієнт умов роботи.
В практиці проектування зустрічаються випадки, коли експлуатація розтягнутих елементів можлива і після досягнення металом межі текучості. Наприклад, різноманітні ємкості, трубопроводи та інші конструкції, які працюють на розтяг під дією внутрішнього тиску. Для таких конструкцій не суттєво, чи досягнув метал межі текучості і почали розвиватися пластичні деформації. Головне для них – щоб в металі не виникали механічні пошкодження (розриви), тобто щоб метал не досягнув межі міцності. Це допускається для сталей, у яких
Ru / u > Ry ,
де u – коефіцієнт надійності в розрахунках за тимчасовим опором, рівний 1,3.
Тоді розрахункова формула приймає вигляд:
N Ru
= с .
An u
Крім міцності розтягнутих елементів необхідно забезпечити їх достатню жорсткість, щоб запобігти пошкодженню елементів при транспортуванні та монтажі конструкцій, а також в процесі їх експлуатації зменшити провисання елементів від власної ваги і запобігти вібрації стержнів при динамічних навантаженнях. З цією метою перевіряють гнучкість розтягнутих елементів. Вона не повинна перевищувати максимально допустимих значень, встановлених нормами проектування:
lef
= u ,
i
де lef - розрахункова довжина елемента (відстань між точками закріплення в площині визначення гнучкості);
і - радіус інерції перерізу;
u - гранична гнучкість, яка визначається за СНиП “Стальные конструкции” (табл.20).
При дії статичного (нерухомого) навантаження u= 400.