Расчет стальных конструкции. Построение расчетной схемы, основные требования. Основные принципы расчета конструкций. Классификация стальных конструкций

Расчет стальных конструкции. Построение расчетной схемы, основные требования. Стальные, рассчитываются на силовые воздействия по методу предельных состояний, при которых конструкция, здание или сооружение перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при возведении. Предельные состояния: первое — по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации; второе — по непригодности к нормальной эксплуатации (прогибы, осадки).Цель расчета заключается в том, чтобы величины усилий, напряжений, деформаций и перемещений не превышали предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций. Основными параметрами сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления R^H. Нагрузки и воздействия, принимаемые в расчетах конструкций и получаемые путем умножения их нормативных значений на соответствующие коэффициенты перегрузки, называются расчетными. Основные расчетные уравнения метода прелельных состояний имеют вид: 1)по первой группе предельных состояний N(расчетное усилие в конструкции) меньше или равно Ф(предельное усилие, которое может выдержать элемент). 2)по второй группе предельных состояний σ (напряженное состояние расчетное) меньше или равно σ (предельного). Упрощенное изображение реального объекта с нагрузками - расчетной схемы. Реальные стержни изображаются их осями на расчетной схеме. Нагрузку, приложенную к небольшим участкам поверхности, заменяют силой, приложенной в точке, которую называют сосредоточенной и обозначают через Р. Принято рассматривать все материалы как однородную сплошную среду.

Основные принципы расчета конструкций. Классификация стальных конструкций. Цель расчета: получение таких размеров, обеспечивающих заданные условия эксплуатации, необходимую прочность и устойчивость, при min расходе металла и min затрате труда при изготовлении и монтаже. Основной целью расчёта является определение внутренних усилий, которые возникают в конструкциях под действием приложенных нагрузок. Принцип расчета: 1) составления расчетной схемы сооружения; 2)определяем усилия в элементах; 3)подбор сечения; 4)проверка несущей способности. Нес. способность – предельное усилие, которое может воспринять соединение, элемент или кон-ция при соблюдении заданных условий эксплуатации. 2 группы пред. состояний:1) По нес. способности 2) По пригодности к нормальной эксплуатации. Расчет конструкций должен гарантировать ненаступление пре­дельного состояния. Первая группа предельный сост. N<Ф, где N - усилие в рассчитываемом элементе конструкции; Ф - предельное усилие, которое может выдержать элемент. Для второй группы предельных состояний, связанных, как пра­вило, с перемещениями, также можно записать предельное неравен­ство: f<[f]. где f - перемещение конструкции; [ f ] - пре­дельное перемещение, допустимое по условиям эксплуатации. Стальные конструкций делят на 4 группы: Группа 1 - основные сварные кон-ции и элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок. Группа2 – основные сварные кон-ции и элементы, работающие при стат. нагрузках преимущественно на растяжение, а так же кон-ции и элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений. Группа 3 – основные сварные кон-ции и элементы, работающие при стат. нагрузках а преимущественно на сжатие, а так же кон-ции и элементы нруппы 2 при отсутствии сварных соединений. Группа 4 – вспомогательные кон-ции и элементы, а так же кон-ции и элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений. Классификация по назначению: Категория А – основные Ме кон-ции и эл-ты, отказ которых может привести к обрушеню или полной непригоднсти к эксплутации сооружения в целом, либо его части. Категория Б – вспомогательные кон-ции и эл-ты, отказ которых приводит к затруднению или временному прекращению норм. эксплуатации зд. или соор., либо к снижению нес. способности кон-ций категории А. Категория В – вспомог. кон-ции и эл-ты, отказ которых снижает экплутационные качества зд. или соор., но не приводит к затруднению или временному прекращению норм. эксплуатации или к снижению нес. способности др. кон-ций и эл-тов.

Сварные соединения. Классификация способов сварки. Сварочные материалы. Достоинства и недостатки сварных соединений. Виды сварных швов и соединений. Работа и расчет стыковых и угловых сварных соединений при статическом нагружении.

Сварные соединения. Классификация способов сварки. Сварочные материалы. Достоинства и недостатки сварных соединений. Сварка - упрощает форму, экономия металла, механизированные способы, уменьшает трудоемкость. Соединения прочные, водо- и газонепро­ницаемые. 1.Ручная электродуговая сварка = в любом пространственном положе­нии, в труднодоступных местах. Недостатки - меньшая глубина проплавления и производитель­ность из-за силы тока, а так­же меньшая стабильность ручного процесса. 2.Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом - автоматом с подачей проволоки d — 2—5 мм без покрытия. Дуга - под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл примесями и защищает от воздуха. Металл чистый, остывает медленно, отличается значительной плотностью и чистотой. Достоинства - качество швов и производительность. Недостатки - затруднительность в вертикальном и в стесненных условиях. Полуавтоматическая - для коротких швов шланговым полуавтоматом. Процесс под флюсом в нижнем положении или порошковой прово­локой в любом положении. 3. Электрошлаковая сварка - разновидность свар­ки плавлением; удобен для вертикальных стыковых швов. Процесс = голой проволокой под слоем шлака, сварочная ванна защищена медными ползунами, охлаждаемыми водой. Качество шва – очень высокое.4. Сварка в среде углекислого газа - голой про­волокой d = l,4—2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ окисляет сталь. Сварка может выполняться в любом положении. Сварные соединения - высо­кокачественные. Высо­кая производительность труда (на 15—20 % выше, чем при полуавтома­тической сварке под флюсом).Реже применяется контактная и газовая сварка. Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке. Сварочные материалы могут выполнять следующие функции: 1) обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва; 2) получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами; 3) обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой; 4) обеспечение стабильности процесса сварки; 5) удаление вредных примесей из металла шва. Виды сварочных материалов. Сварочные электроды и присадочные прутки: плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды. Сварочная проволока: сплошная, порошковая, активированная. Флюсы: защитные и электропроводные. Газы: защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение. Керамические подкладки: для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, всепозиционные, круглые и др. виды Виды сварных соединений и швов. Работа и расчет стыковых и угловых сварных соединений при статическом нагружении. Сварным швом называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева (дуги), образованный затвердевшим после расплавления металлом. Различают следующие сварные соединения: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые. Стыковыми называются соединения, в которых элементы соединяются торцами и один элемент является продолжением другого. Стыковые соединения листового металла выполняют прямым или косым швом. Соединения внахлестку называют такие, в которых свариваемые элементы, частично находят друг на друга. Соединения внахлестку с накладками просты, но менее экономичны по расходу металла и вызывают резкую концентрацию напряжений, поэтому их редко используют при переменных и динамических нагрузках, а так же при низкой температуре. Угловыми называются соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом. Тавровые соединения отличаются от угловых тем, что в них торец одного элемента приваривается к поверхности другого. При расчете сварных соединений необходимо учитывать вид соединения, способ сварки и сварочные материалы, соответствующие основному материалу конструкции. По действию усилия Р: лобовые, фланцевые. По положению в пространстве во время их выполнения они бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными. Расчет стыковых сварных соединений при действии осевой силы N, проходящей через центр тяжести соединения, выполняют по формуле N/tl_м≤R_wyγ_c. Отсюда l_м=N/t*R_wyγ где t - наименьшая из толщин соединяемых элементов; l_м - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t, или полной его длине, если концы шва выведены запределы стыка, R_wy - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений по пределу текучести; γ_c - коэффициент условия работы. При отсутствии физических методов контроля расчетное сопротивление металла сварного соединения по нормам составляет R_wy=0.85R_y.