Внецентренно-сжатые стержни.

Расчёт центрально и внецентренно нагруженных стержней.

Центрально-растянутые стержни:
1) Из условия прочности:

=> Acal=N/Ry

2)Из условия жёсткости:

<[ ]

Жёсткость- свойства стержней нести собственный вес не прогибаясь.

Центрально-сжатые стержни:

1) Из условия устойчивости:

Эллер в 1744 году рассчитал силу которая приводит к потере устойчивости: Nкр= *EJ

f=f( СНиП.

2) Из условия жёсткости:

<[ ]

J-радиус энерции сечения.

- расчётная длинна элемента.

Acal=N/f Ry

Расчёт внецентренно- растянутых стержней.

1) N

M=FL/4

2) N

M=N*e

Условие прочности:

W-момент сопротивления.

Внецентренно-сжатые стержни.

1) N

M=qL²/8

2) N

M=N*e

При расчёте внецентренно-сжатых стержней категорически запрещается применять принцип независимости действия сил:

1 Расчёт в плоскости действия моментов:

2 Расчёт из плоскости действия моментов:

С- коэффициент учитывающий пространственную потерю устойчивости.

2. Строительные стали, их состав, свойства. Выбор марок стали для инженерных конструкций.

Сталь- это сплав железа с углеродом и незначительным количеством примесей(которые образуются в процессе выплавки) и легирующих добавок( которые вводят для улучшения свойств стали).

Стали подразделяют на углеродистые(мало-средне-высокоуглеродистые) и легированные(низко-средне-высоколегированные). В инженерных конструкциях чаще всего применяются малоуглеродистые и низколегированные стали.

Материалами для инженерных металлических конструкций являются прокатная сталь, стальное литьё и алюминиевые сплавы. Наиболее часто(болие 95%) применяют прокатную сталь.

По способу выплавки стали подразделяют на мартеновские и конверторные.

Основными критериями качества сталей являются механические свойства и химический состав.

· Механические свойства определяют такие показатели, как прочность, упругость, пластичность, а также склонность к хрупкому разрешению.

-Прочность стали определяется сопротивляемостью материала внешним силовым воздействиям.

-Упругость характерезуется способностью материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних агрузок.

-Пластичность- свойство материала не возвращатся в своё первоначальное состояние после снятия внешних нагрузок, тоесть получать остаточные деформации.

Прочность стали, её упругие и пластические свойства определяются при статических испытаниях стандартных образцов на растяжение. Полученная при этом диаграмма показывает зависимость между напряжениями и деформациями.

Важнейшими показателями механических свойств стали являются предел текучести( , предел прочности( , относительное удлинение( ).

· Химический состав стали. Такой состав характерезуется процентным содержанием в ней различных добавок и примесей.

-углерод- повышает предел текучести и прочность стали, однако снижает пластичность и свариваемость.

- кремний- раскисляет сталь, поэтому его кол-во возрастает от кипящей к спокойной стали. Он увеличивает прочность стали, однаконесколько ухудшает свариваемость, стойкость к коррозии и ударную вязкость.

-марганец- увеличивает прочность стали, снижая её пластичность.

-медь-увеличивает стойкость против коррозии, но способствует старению стали.

- алюминий- повышат ударную вязкость.

- легирующие добавки: никель, хром, ванадий, вольфрам и др. однако примеси применяются редко в связи с их высокой стоимостью.

Выбор марки стали определяет надёжность и стоимость конструкции, удобство изготовления, длительность нормальной её эксплуатации, количество, оббьем и стоимость работ по содержанию конструкции, в том числе и по защите от коррозии.

Марку сталей, если по условию эксплуатации конструкций не выдвегается специальных требований, выбирают на основании вариантного проектирования, и технико-экономического анализа с учётом СНиП.

5. Расчёт изгибаемых элементов МК. Условия прочности, условия устойчивости, допустимый прогиб.

Изгибаемые элементы рассчитывают по первой группе предельных состояний, когда проверяют прочность и устойчивость, и по второй группе предельных состояний, когда проверяют их жёсткость(прогиб). Расчёт на прочность и устойчивость ведут по расчётным нагрузкам, и расчёт на прогиб по нормативным.

· Прочность изгибаемых элементов проверяется по нормальным, касательным и приведённым напряжениям.

-по нормальным напряжениям:

значение момента сопротивления с учётом ослаблений(нужно брать наименьшее).

по касательным напряжениям:

S- статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси.

J- момент инерции брутто всего поперечного сечения.

t-толщина элемента в месте где проверяют касательные напряжения.

Rs-расчётное сопротивление на сдвиг.

-по приведённым yнапряжениям:

=

· Устойчивость изгибаемых элементов проверяют по первой группе предельных состояний:

-коэффициент снижения несущей способности(расчётного сопротивления) изгибаемого элемента вследствии возможной потери им общей устойчивости.

· Прогиб изгибаемых элементов от наиболее не благоприятной комбинации нормативных нагрузок проверяют по упругой стадии работы конструкции. Они не должны превышать допускаемых значений прогибов, установленных соответствующими нормами или техническими условиями.

В мталических конструкциях проверяют не абсолютный а относительный прогиб, тоесть отношение прогиба f к длинее L.

= <[ ]

= <[ ]

6. Лёгкие стальные фермы. Очертания поясов, виды решёток. Статический расчёт ферм.

Ферма- геометрически не изменяемая решётчатая конструкция, работающая преимущественно на изгиб. Лёгкая ферма- ферма узлы которой монтируются на одной фасонке.

Очертания фермзависят от назначения сооружения, вида нагрузок действующих на неё и других факторов. Теоретически наивыгоднейшим является такое очертание контура фермы при котором он соответствует очертанию эпюры моментов.

-изначально появилась треугольная форма(перекрытия солома и тп)

- С появлением рулонных кровельных материалов появилась трапецеидальная форма

-с появлением водоотводов с параллельными поясами

- сегментная.

Системы решёток ферм. От них зависит масса фермы, трудоёмкость её изготовления и внешний вид. Её стараются запроектировать так, чтобы нагрузки на ферму передавались в узлах(во избежании местного изгиба пояса).

Все виды решоток можно разделить на 3 системы:

Треугольная система:

Раскосная система:

Специальная система:

Расчёт обычно выполняется графическим методом при помощи диограмм Максвела-Кремонна.

7. Покрытие по стропильным фермам. Связи между фермами.

Покрытия здания состоит из кровли(ограждающих конструкций), несущих элементов( прогонов, стропильных ферм), на которые опирается кровля, и связей по покрытию.

В зависимости от назначения помещений кровли могут быть тёплыми или холодными. По конструкции различают покрытия с прогонами и без них.

Покрытие с прогонами состоит из стальных прогонов, устанавливаемых в узлах стропильных ферм, по которым укладывают для холодных кровель асбестоцементные волнистые листы, для тёплых кровель-оцинкованный стальной профильный настил.

Беспрогонную тёплую кровлю выполняют, как правило из крупнопанельных железобетонных плит, непосредственно укладываемых на верхние пояса стропильных ферм.