Металлические конструкции. Часть I - Основные положения расчета металлических конструкций
Содержание материала
- Металлические конструкции. Часть I
- История металлоконструкций (2)
- История металлоконструкций (3)
- История металлоконструкций (4)
- РАЗДЕЛ 1. Элементы металлоконструкций. Номенклатура и область применения
- Номенклатура и область применения металлоконструкций (2)
- Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов
- Классификация сталей
- Выбор сталей для строительных конструкций
- Влияние различных факторов на свойства стали
- Виды разрушений
- Работа металла под нагрузкой
- Работа металла под нагрузкой (2)
- РАЗДЕЛ 2. Основы расчета металлических конструкций. Основные понятия
- Основные положения расчета металлических конструкций
- Классификация нагрузок и их сочетаний
- Напряженное и деформированное состояние центрально нагруженных элементов
- Напряженное и деформированное состояние центрально нагруженных элементов (2)
- Основы расчета изгибаемых элементов
- Основы расчета изгибаемых элементов (2)
- Основы расчета центрально сжатых стержней
- Основы расчета центрально сжатых стержней (2)
- Основы расчета на прочность, устойчивость, усталость
- Основы расчета на прочность, устойчивость, усталость (2)
- РАЗДЕЛ 3. Сортамент. Характеристика основных профилей
- Листовая сталь
- Уголковые профили, швеллеры, двутавры
- Различные профили
- Профили из алюминиевых сплавов. Правила использования профилей
- РАЗДЕЛ 4. Сварные соединения. Виды сварки
- Виды сварных швов и соединений
- Виды сварных швов и соединений (2)
- Дефекты сварных соединений
- Дефекты сварных соединений (2)
- Конструирование и работа сварных соединений
- Расчет сварных соединений
- Расчет сварных соединений (2)
- Расчет сварных соединений (3)
- Расчет сварных соединений (4)
- Все страницы
2.2. Основные положения расчета металлических конструкций
Предельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям.
В соответствии с характером требований, предъявляемых к конструкции, различают первое и второе предельное состояния. Существует множество причин приводящих конструкцию в предельное состояние. Поэтому в нормах проектирования они фигурируют как группы предельных состояний.
Первая группа включает в себя потери несущей способности и полную непригодность конструкции к эксплуатации вследствие потери устойчивости, разрушения металла, качественного изменения конфигурации, чрезмерного развития пластических деформаций.
Вторая группа предельных состояний характеризуется затруднением нормальной эксплуатации сооружений или снижением долговечности вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок опор, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).
Расчетные формулы для подбора сечений и проверки несущей способности конструкции по первому предельному состоянию исходят из основного неравенства
где N – предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями; S – предельная несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров поперечного сечения и условий работы конструкции.
В течение всего срока эксплуатации конструкции внешние воздействия могут меняться. Наибольшие их величины встречаются достаточно редко, поэтому наибольшие нагрузки предусмотрены нормативными документами. В соответствии с этим в нормах проектирования различают расчетные величины воздействия и нормативные , которые связаны между собой коэффициентом надежности по нагрузке , т.е. .
Нормативные нагрузки определяются по СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”.
Для определения расчетной нагрузки задаются обеспеченностью , т.е. допускается всего 0,1% случаев превышения этой нагрузки за весь период эксплуатации сооружения. Задавая достаточно высокую обеспеченность расчетной нагрузки, определяют ее значение, а следовательно, коэффициент надежности по нагрузке .
Обычно на конструкции действует одновременно несколько видов нагрузок. Поэтому и суммарное воздействие всех расчетных нагрузок должно иметь статистическую изменчивость. Чем больше одновременно действующих нагрузок учитывается в расчете, тем меньше вероятность превышения их максимального суммарного воздействия.
В методике предельных состояний это учитывается коэффициентом сочетаний , на который следует умножать каждую из суммируемых нагрузок. Согласно СНиП 2.01.07-85 значения коэффициентов сочетаний колеблются от 1 до 0,6 и менее для особых случаев.
Для таких сооружений как атомные электростанции, телевизионные башни, крытые спортивные и другие сооружения, имеющие особо важное значение (класс 1) вводится коэффициент надежности по ответственности , который задается в пределах 0,95 до 1,2 для сооружений первого класса, для второго класса 0,95, для прочих 0,8 - 0,95.
Тогда левую часть неравенства (2.1) можно записать
где - число влияния, т.е. усилие в конструктивном элементе от единичной внешней нагрузки; - число нагрузок, учитываемых одновременно в работе конструкции.
Правая часть неравенства (2.1) выражает предельную несущую способность конструкции, зависящую от сопротивляемости материалов внешним воздействиям (нагрузкам).
Кроме того, в расчет вводятся понятия нормативного сопротивления материала и расчетного сопротивления , которые связаны между собой коэффициентом надежности по материалу соотношением . Нормативное сопротивление регламентируется СНиПом II-23-81* и соответствующими ГОСТами.