22. Что значит потеря устойчивости?

Между устойчивым и неустойчивым состояниями теоретически существует промежуточное, называемое критическим состоянием, при котором стержень после удаления силы Р может остаться в равновесии как в прямолинейном состоянии, так и в криволинейном. При заданных размерах стержня вид его деформированного состояния зависит от величины сжимающей силы.

 Наибольшая величина сжимающей силы, при которой деформированное состояние стержня ещё устойчивое, называется критической силой, обозначаемой F_К

Превышение величины критической силы приводит к потере устойчивости, при которой малые поперечные нагрузки приводят к большим изгибным перемещениям стержня и возможному его разрушению.

Отношение критической силы к площади поперечного сечения стержня называют критическим напряжением .

В том случае, когда критические напряжения не превышают предела пропорциональности материала , потеря устойчивости начинается при упругом деформировании стержня и критическую силу вычисляют по формуле Эйлера.

23. Общие сведения о потере местной и общей устойчивости?

Общая и местная устойчивость. Для большинства металлических конструкций очень важный фактор — устойчивость, поскольку в сжатых элементах возможна потеря несущей способности не за счет разрушения материала, а за счет потери устойчивости при нагрузках, значительно меньших, чем требуются на разрушение металла. Практика показала, что значительная часть аварий металлических конструкций произошла из-за потери устойчивости как целых конструкций, так и отдельных их элементов. Различают два основных типа потери устойчивости — общую и местную. Общая потеря устойчивости — это такое явление, когда при нагрузке, превышающей некоторое критическое значение, происходит потеря первоначальной формы конструкции, при этом она изгибается или закручивается

Местная потеря устойчивости —такое явление, когда весь элемент в целом сохраняет первоначальную форму, а отдельные сжатые элементы (пластинки) теряют форму, искривляясь в составе конструкции. Местная потеря устойчивости, как правило, предшествует общей потере устойчивости. Выход из работы стенки или полки сжатого элемента вследствие местной потери устойчивости резко ослабляет сечение всей конструкции.

Любой элемент металлической конструкции состоит из отдельных пластинок различных типов. Например, полку двутавра образуют свесы, которые представляют собой пластинку с одним свободным краем, а стенка — это длинная пластинка, края которой защемлены в полках, поэтому формулы, выражающие условия местной устойчивости, имеют следующую структуру:

(23.3)

Величина коэффициента k зависит от марки стали, гибкости элемента (типа поперечного сечения), вида пластинки (полка или стенка), типа конструкции и действующей нагрузки.

24. Соединения элементов металлических конструкций. Сварные соединения. Виды сварки и их общая характеристика?

В большинстве случаев металлические конструкции изготавливают в заводских условиях из отдельных эле­ментов — листов и профилей, которые соединяются меж­ду собой различными видами соединении. Выбор того или иного типа соединения зависит от типа конструкции, вида действующей нагрузки, характера напряженного состояния, условий работы, технологии изготовления и т. д. Наиболее распространенный тип соединения метал­лических конструкций — сварка. В нашей стране около 90 % стальных конструкций выполняются сварными.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

В практике строительства чаще всего применяется ручная, полуавтоматическая и автоматическая элект­родуговая сварка. Наибольшая произво­дительность труда и наилучшее качество сварных сое­динений достигаются при автоматической сварке. При полуавтоматической сварке производительность и каче­ство ниже, при ручной—качество сварки зависит во многом от квалификации сварщика, а производитель­ность труда еще ниже.

Преимущества и недостатки. К преимуществам свар­ных соединений относятся: меньшая масса, отсутствие ослаблений в стыках (нет отверстий для заклепок и болтов), меньшая трудоемкость и возможность создания более рациональ­ных поперечных сечений элементов. Главный недоста­ток сварных соединений в том, что, являясь по существу концентраторами напряжений, они могут испытывать хрупкое разрушение при воздействиях низких темпера­тур и динамических нагрузок.