6 Работа стали при растяжении

Работа стали. На рисунке кривая в сталь обычной прочности.

В первой стадии до предела пропорциональности σ_пц происходят упругие деформации, пропорциональные действующим напряжениям, - это стадия упругой работы. После снятия нагрузки образец принимает первоначальные размеры.

При дальнейшем увеличении нагрузки пропорциональность между напряжениями и деформациями нарушается — деформации начинают расти быстрее напряжений (участок между σ_пц и σ_т).

Последующее увеличение напряжений приводят к развитию больших деформаций изделия при постоянных напряжениях — к образованию площадки текучести. Этой стадии пластического течения отвечают напряжения предела текучести. После снятия нагрузки упругая часть деформаций возвращается (линия разгрузки идет параллельно линии нагрузки), а необратимая остается, приводя к остаточным деформациям.

Стадию работы материала, в которой происходит повышение сопротивления внешним воздействиям после площадки текучести до временного сопротивления, называют стадией самоупрочнения. В этой стадии материал работает как упругопластический.

Во все время растяжения продольным деформациям удлинения сопутствуют поперечные деформации сужения, причем при подходе к временному сопротивлению деформации удлинения и сужения начинают концентрироваться в наиболее слабом месте, образуя шейку. Сечение в месте шейки интенсивно уменьшается, что приводит к повышению напряжений в месте сужения, поэтому, несмотря на то, что нагрузка на образец снижается, по месту образования шейки происходит разрыв.

7 Предельные состояния при расчете мк

Предельным считается состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям или требованиям, предъявляемым в процессе возведения зданий и сооружений.

Различают две группы предельных состояний: первая – непригодность к эксплуатации по причине потери несущей способности; вторая – непригодность к нормальной эксплуатации в соответствии с предусмотренными технологическими или бытовыми условиями.

В правильно запроектированном сооружении не должно возникнуть ни одно из указанных предельных состояний.

При расчете сооружений по предельным состояниям принимаются несколько групп коэффициентов, устанавливаемые СНиП.

Первая группа – коэффициенты γ_f≥1 по нагрузке, учитывающие возможное отклонение значений нагрузок от их нормативных значений.

Расчетные значения нагрузок определяются из:

P=γ_f ∙P^н, q= γ_f ∙q^н, где P^н, q^н - нормативные значения нагрузок принимаются из СНиП.

Коэффициент надежности по нагрузке при расчете по второму предельному состоянию принимается равным единице (γ_f=1).

Вторая группа – коэффициенты γ_m>1 по материалу, учитывающие возможные отклонения от нормативного сопротивления материала R_н, которые устанавливаются СНиПом с учетом условий контроля и статической изменчивости механических свойств материала (обычно принимается: R_н=σ_т – для упругопластичных материалов или R_н=σ_в – для хрупких).

Величина, полученная в результате деления нормативного сопротивления на коэффициент по материалу, называется расчетным сопротивлением: R=R_н /γ_m

Значения расчетного сопротивления устанавливается СНиПом.

Третья группа – коэффициенты условий работы γ_d<1, отражающие влияние температуры, агрессивности среды, длительности и многократной повторяемости, приближенности расчетных схем и т.п.

Четвертая группа – коэффициенты по назначению γ_n≤1, учитывающие степень ответственности и капитальности тех или иных конструкций.

Условие выполнения предельных состояний первой группы (по несущей способности):

N≤S, где N - усилие, действующее в рассматриваемом элементе конструкции;

S - предельное усилие, которое может воспринимать рассчитываемый элемент.

S=A_нтR_нγ_dγ_n/γ_m=A_нтRγ_dγ_n

где А_нт - геометрическая характеристика сечений.

Условие выполнения предельных состояний второй группы (по жесткости):

Δ ≤ [f], где Δ - максимальная деформация, возникающая в конструкции; [f] - предельная деформация, которая может быть допущена в рассматриваемой конструкции.

Расчет конструкций по второй группе предельных состояний ведется на действие нормативных нагрузок без учета коэффициентов перегрузки – γ_f.

8 Нагрузки и воздействия.

При проектировании следует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении и перевозке строительных конструкций.

Основными характеристиками нагрузок, установленными в настоящих нормах, являются их нормативные значения.

Расчетное значение нагрузки следует определять как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке g_t, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАГРУЗОК

1.От продолжительности действия: постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.

- постоянные (вес несущих и ограждающих строительных конструкций, вес и давление грунтов)

- длительные (вес стационарного оборудования, нагрузки на перекрытия от складируемых материалов)

- кратковременные (вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования, снеговые нагрузки, ветровые нагрузки, гололедные нагрузки)

- особые (сейсмические воздействия, взрывные воздействия)