22. Метод расчета по предельным состояниям.

Предельное состояние конструкции - состояние при котором конструкция перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям производства работ.

В расчетах рассматривают две группы предельных состояний.

Первая группа включает предельные состояния ведущие к потере несущей способности или к полной непригодности к эксплуатации.

Вторая группа включает предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговечность конструкции.

Предельные состояния второй группы можно устранить в процессе текущего ремонта.

Предельные состояния первой группы

(Вследствии разрушения материала, потери общей устойчивости, возникновения трещин, превращение конструкции в геометрически изменяемую систему, чрезмерное развитие пластических деформаций).

Чтобы предельное состояние не наступало должно выполняться: N≤Ф,

N – усилие возникающее в элементе (max за весь период эксплуатации),

Ф – предельное усилие воспринимаемое элементом (минимальная несущая способность).

N- яв-ся функцией нагрузок и воздействий.

N=ΣN_i·F_iⁿ·γ_fi·Ψ

N_i – усилие от единичной нагрузки (от F_i=1)

F_iⁿ – нормативная нагрузка отвечающая условиям нормальной эксплуатации

γ_fi – коэф. надежности по нагрузки, учитывает неблагоприятное отклонение нагрузок в большую сторону

Умножением нормативной нагрузки на коэффициент получаем расчетную нагрузку.

(N=ΣN_i·F_i·Ψ)

Ψ – коэффициент сочетаний, учитывает вероятность совместного действия нагрузок.

Ф- является функцией св-в материала и размеров сечения.

При расчете по пределу текучести

Ф=(R_yn·A·γ_C)/(γ_m·γ_n)

По временному сопротивлению

Ф=(R_un·A·γ_C)/(γ_m·γ_n·γ_u)

А- геометрическая характеристика сечения

γ_C- коф. условий работы

γ_n- коэф. надежности по назначению учитывает степень ответственности

γ_m- коэф. надежности по материалу

R_y=R_yn/γ_m Расчетное сопротивление по пределу текучести, R_u=R_un/γ_m по временному сопр-лению

γ_u=1.3 – коэф. надежности по временному сопротивлению, учитывающий повышенную опасность расчета по временному сопротивлению.

Предельное состояние второй группы

(прогибы, просадки, углы поворота, колебания, трещина и др.)

Расчет ведут на нормативные нагрузки без учета коэффициента γ_f.

Основной расчет:

f ≤ [f]/γ_n, f- перемещения возникающие в элементе, оно является функцией нагрузок и воздействий.

f=Σf_i·F_iⁿ·Ψ

f_i – перемещение от единичной нагрузки (F_iⁿ=1)

[f] – предельное перемещение допускаемое нормами (рис.15 прил. Е СП16).

23. Сварные соединения: достоинства и недостатки, виды сварки.

Достоинства:

1) высокая прочность и плотность наплавляемого метала.

2) водо- и газонепроницаемость.

3) более экономичны и менее трудоемки по сравнению с болтовыми соединениями.

Недостатки:

1) наличие остаточных сварных напряжений.

2) пониженная пластичность и вязкость в месте сварного шва.

3) наличие концентраторов напряжений (дефекты сварных швов).

Дефекты: 1) газовые поры, 2) шлаковые включения, 3) горячие трещины (возникают при t>800), 4) холодные трещины (при t=100).

Виды сварки:

1. Ручная электродуговая сварка (70%). ГОСТ5264-80(2003).

Ведется электродами d=2..6мм.

+: выполняются в любом пространственном положении, простота, дешевизна, мобильность оборудования.

-: невысокое качество шва, небольшая глубина проплавления, небольшая производительность.

2. Автоматическая сварка под слоем флюса.

+: высокое качество шва, большая глубина проплавления, высокая производительность.

-: возможность сварка только в нижнем положении и «в лодочку».

3. Электрошлаковая сварка. Применяется для вертикальных стыков швов и элементов с толщиной ≥20 мм.

+: сварка толстостенных конструкций.

-: сварка только в вертикальном положении, снижение прочностных и пластических свойств металла околошовной зоны.

4. Механическая дуговая сварка в среде углекислого газа порошковой проволокой.

+:высокая производительность, выполнение швов в любом пространственном положении, высокое качество шва

-:высокая цена порошковой проволоки, высокая гигроскопичность порошка, невозможность сварки средне- и высоколегированных сталей.

5. Газовая сварка.