3.2 Нормативные и расчетные сопротивления

Нормативные сопротивления: - расчетное сопротивление стали по пределу текучести, - расчетное сопротивление стали по временному сопротивлению, устанавливаются СНиП. Так как механические свойства материалов изменчивы, то расчетные сопротивления устанавливаются на основе статистической обработки показателей механических свойств материалов, выпускаемых промышленностью. Обеспеченность данных составляет 95%.

Для углеродистых сталей, сталей повышенной прочности и алюминиевых сплавов за характеристику нормативного сопротивления принято значение предела текучести. Для сталей где пластическое состояние выражено нечетко или в случаях когда несущая способность конструкции определяется прочностью, а не пластичностью за нормативное сопротивление принято временное сопротивление. Принято 2 нормативных сопротивления: по пределу текучести и по временному сопротивлению. Значения установлены в ГОСТ на стали и СНиП.

Расчетные сопротивления материалов , определяются делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу . Устанавливается СНиП.

Расчетные сопротивления при различных видах напряженного состояния определяются по формулам СНиП.

14 3.3 Виды напряжений и их учет при работе элементов металлических конструкций

Напряжения в зависимости от вида подразделяются на:

- основные;

- дополнительные;

- местные;

- начальные.

Основные напряжения – напряжения, которые определяются от внешних воздействий (нагрузок). Основные напряжения определяются по усилиям, установленным для идеализированной расчетной схемы методами, изучаемыми в курсе сопротивления материалов. Эти напряжения определяют несущую способность элементов конструкций. По ним судят о надежности строительных конструкций.

Дополнительные напряжения – напряжения, возникающие в результате дополнительных связей по отношению к принятой идеализированной расчетной схеме (например, узлы сопряжения ферм в идеализированной системе считаются шарнирными, в действительности они практически жесткие). Дополнительные напряжения определяются методами строительной механики. В пластичных материалах дополнительные напряжения не оказывают существенного влияния на несущую способность элементов. Это происходит из-за того, что при переходе материала в пластичное состояние дополнительные напряжения уменьшаются, а в последствии могут исчезать. Поэтому в расчетах дополнительные напряжения не учитываются за исключением специальных случаев.

Местные напряжения могут быть 2 видов:

- в результате внешних воздействий. Они образуются в местах приложения сосредоточенных нагрузок – на опорах, в местах опирания конструкций друг на друга, в местах крепления вспомогательных элементов, под катками мостовых кранов в подкрановых балках. Местные напряжения этого вида приводят к пластическим деформациям, трещинам, или потери устойчивости тонких элементов (например, стенки двутавров). Эти местные напряжения учитываются в расчете;

Рисунок – Местные напряжения

- в местах резкого изменения сечения или в местах нарушения сплошности сечения (отверстия). В этих местах возникает концентрация напряжений. При нормальной температуре эксплуатации конструкций и статических нагрузках существенного влияния на несущую способность элементов конструкций местные напряжения этого вида не оказывают. Поэтому в расчетах их не учитывают. Эти напряжения необходимо учитывать при низких температурах и при динамических нагрузках.

Начальные напряжения – напряжения, появившиеся в ненагруженном внешней нагрузкой элементе в результате неравномерного остывания после прокатки, сварки, предыдущей работы элемента или в результате предшествующей работы элемента и его пластической деформации, поэтому они называются также внутренними, собственными или остаточными. Борьба с ними ведется конструктивными методами и соответствующим ведением технологического процесса при изготовлении и монтаже металлических конструкций. При проектировании эти напряжения также не учитываются.

К начальным напряжениям относится предварительное напряжение элементов конструкций. В конструкции искусственным путем создается напряжение обратного знака напряжениям, возникающим от внешней нагрузки. При работе конструкции вначале исчерпывается предварительное напряжение, а затем только развиваются напряжения от нагрузки. Тем самым можно увеличить несущую способность элементов конструкций.

Лекция 4

Работа под нагрузкой и расчет элементов конструкций

15