Ответы на экзаменационные вопросы № 1-31 дисциплины "Металлические конструкции" (Классификация сталей. Работа стали при растяжении. Основные механические характеристики стали. Усиление кирпичных стен), страница 2

Рис                                             ; 

Для стенки балки должно выполнять условие при наличии местных напряжений:

При отсутствии местных напряжений

         

1,15 – учитывает развитие пластических деформаций на уровне соединения стенки с полкой в месте действия σ_x. Кроме проверки прочности по 1 ГПС необходимая пр. жесткость по 2 ГПС

Учет пластических деформаций в расчетах. Условие пластичности при расчетах с учетом упругопластических деформаций в основу расчета полная теория основанная на следующих предпосылках:

Рис                                            1) работа стали подчиняется диаграмме Прандтля

2) гипотеза плоских сечений

Условие перехода в упруго-пластическое состояние

;                  

Работа изгибаемого элемента в упругопластической стадии

1)

2)

3)

В 3-й стадии все фибры находятся в состоянии текучести. Длина их меняется при постоянном напряжении. Весь элемент может поворачиваться вокруг нейтральной оси как вокруг шарнира. Это явление называется шарниром пластичности.

Статический момент полной площади сечения – относительно нейтральной оси – ρ

Предельное состояние М_пр =σ_т2ρ

Упругое состояние М_упр = σ_тW_x                                                 2ρ =W_pl

;                                                                   

0=>е = 4;           I=>е = 1,12. Коэффициент е по таблице 66 СНиПа

При изгибе в 1-й плоскости

При изгибе в 2-х плоскостях

3. Предельное состояние и расчет центрально-сжатых сплошных и сквозных колонн из металла.

Предельное состояние – суть метода в том, что под предельным состоянием понимают такое состояние конструкции при достижении которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной или затруднена. Этот метод гарантирует, что за период нормальной эксплуатации не наступит ни одно из предельных состояний для всей конструкции в целом и её отдельных частей.

I группа предельных состояний – характеризуется непригодностью к эксплуатации в результате хрупкого, пластического или усталостного разрушения, потери устойчивости и т.д. Расчет по расчетным нагрузкам.

II группа предельных состояний – непригодность к нормальной эксплуатации в следствии возникновения больших перемещений, прогибов, углов поворота. Расчет по 2 ГПС по нормативным нагрузкам ; γ_f = 1,05

Центрально-сжатые колонны

рис

Расчет сплошных колонн рис прокатные двутавры и т.д.

;         

По сортаменту выбираем профиль I; A; i_x; i_y; при l_{ef x}=l_{ef y}

i_min→λ_max; φ_min.

 (5 – 7%) – общая устойчивость.

Расчет сквозных колонн рис

Расчет относительно оси х: φ=0,6…0,8;  

По сортаменту выбираем профиль I_х; I_у; A; i_x; i_y;

;     

Расчет относительно оси у ведём его как для составного стержня. Основное условие – равноустойчивость . На устойчивость стержня относительно оси у влияет устойчивость отдельной ветви и тип соединения системы. λ_ef – приведенная эффективная гибкость относительно свободной оси. Зависит от типа соединительной решетки.

Рис                                                                                     I_y1 – собственный момент инерции ветви (по сортаменту)

I_ρ – момент инерции планки

По таблице 7 в зависимости от величины  n выбираем некоторые данные для различных типов сечения n < 5 =>  

n ≥ 5 =>

Принимаем

;       

При определении λ_у за гибкость отдельной ветви λ_у1 принимаем

λ_у1≤40 и λ_у1≈0,5 λ_х

Находим выражение радиуса инерции всего сечения

  i_y1 находим по таблице

 после определении b находим фактическую гибкость относительно свободной оси у при принятом значении b.

Затем находим λ_ef,  проверяем напряжение

4 Типы и расчет составных сварных балок

Типы составные балки рис

Предварительное напряжение рис балки с волнистой стенкой                                       балки с перфорированной стенкой рис

Оптимальная высота составной балки – это та высота, при которой  масса балки наименьшая    ;  К для сварных балок 1,1 – 1,15

Если принять усредненную гибкость стенки, то высота балки ;

Минимальная высота балки  из двух значений принимаем наибольшее.

При выборе высоты балки необходимо учитывать высоту стенки балки. Высота стенки балки должна соответствовать размерам листов по ГОСТу.

Толщина стенки балки

рис

 ;        ;   ;      

Из условий постановки поперечных ребер жесткости t_w≥160