Конструкционная характеристика стали. Основы расчета стальных конструкций. Соединения стальных конструкций. Проектирование конструкций балочной клетки. Проектирование центрально сжатых стержней, страница 3

         Поставка сталей металлургическими заводами осуществляется в соответствии с сортаментами, регламентируемыми своими ГОСТами и ТУ, в виде различного по сечению проката. Номенклатура проката весьма широка (см. сортамент в приложениях к любому учебнику по сопротивлению материалов, металлическим конструкциям или в справочной литературе – представленных в форме стандартных таблиц). Периодичность корректировки сортаментов – около 15-20 лет. Различают прокат: листовой – t=0,5…40 мм, поставка тонкого листа (t< или = 1мм) обычно рулонная, более толстого – полистовая – 1500х6000 мм; полосовой и полосовой универсальный (кромки не обрезные, а прокатные); уголковый равнобокий – L45х3…L250х30; уголковый неравнобокий – L45х28х3…L250х160х20; швеллера – Г8…Г40; двутавры  -   10…   60(в обоих случаях цифры указывают высоту сечения в сантиметрах) – наиболее широко применяемые; трубы – круглого, квадратного и прямоугольного сечений, тавры, широкополочные двутавры и т. п.

         В заключении к этому разделу можно отметить широкую номенклатуру и марок стали, и ее сортамента, а также возникающую нередко сложность комплектации (набора) материалов под конкретный проект. Поэтому на практике логически оправдано «обеднять» проектировку, ограничивая разнообразие марок и сортамента.

Контрольные вопросы:

         1. Свойства стали.

         2. Марки сталей.

         3. Область применения стали.

2. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

         2.1. Общие положения.

         Расчет стальных конструкций, как и любых строительных конструкций, выполняется в соответствии с понятиями предельных состояний конструкций. Предельными являются состояния конструкции, не отвечающие эксплуатационным требованиям. Иными словами это некоторое закритическое состояние, которое нельзя допустить во избежание неприятностей. При проектировании конструкций учитывается две группы предельных состояний. Первая группа предельных состояний (1гр.ПС) характеризует непригодность конструкции к дальнейшей эксплуатации. Признаки, по которым конструкции может оказаться непригодной к дальнейшей эксплуатации, следующие:

         исчерпание прочности материала;

         потеря местной или общей устойчивости конструкцией или ее элементами;

         возникновение резонансных явлений;

         наличие сдвигов в соединениях.

         Как видно, все признаки отражают возникновение аварийных ситуаций, не позволяющих продолжать эксплуатацию конструкции. Аналитически условия предупреждения 1гр.ПС (предупреждение аварий) можно выразить через соотношение усилий

                                                           N ≤[N]                                      (1)

         или напряжений

                                                           σ ≤ [σ]                                    (2)      

         а при динамических воздействиях через частоты колебаний

                                                           ώ ≠ ρ                                        (3)

         Здесь:  N, σ – максимальные усилия или напряжения, возникающие в элементах конструкции под нагрузкой;

         ώ – частоты собственных колебаний конструкций;

         [N], [σ] – предельные усилия или напряжения, которые может выдержать конструкция, сохраняя прочность и устойчивость (нередко [N] трактуется как  несущая способность конструкции);

         ρ – частоты вынужденных колебаний с которыми нагрузка воздействует на конструкцию.

         В пределах учебного курса рассматриваются, как правило, статические воздействия нагрузок, поэтому в дальнейшем мы будем пользоваться условиями (1) или (2). Обобщенно можно назвать их условиями прочности (подразумевая в этом термине прочность и устойчивость), тогда под  N, σ следует понимать характеристики воздействия на конструкцию, а под [N], [σ] – возможности конструкции.

         Вторая группа предельных состояний (2гр.ПС) характеризует непригодность конструкции к нормальной эксплуатации. Здесь, в отличии от 1гр.ПС, об аварии нет и речи, эксплуатация возможна, но она не будет нормальной из-за: