7. Классификация нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки.

Нагрузки:

-постоянные;

-временные.

К основным постоянным нагрузкам относят:

1. Собственный вес конструкции, пролетных строений и опор.

2. Давление грунта на устой.

К основным временным нагрузкам относят:

1. Нагрузки от транспорта и пешеходов.

2. Вертикальные подвижные нагрузки

3. Горизонтальные поперечные нагрузки от центробежной силы и боковые нагрузки.

4. Горизонтальные продольные нагрузки торможения и давления грунта от подвижного состава.

5. Горизонтальные нагрузки от подвижного состава.

Также на мостовое сооружение действуют прочие нагрузки.

1. ледовая;

2. ветровая;

3. строительные нагрузки;

4. сейсмические;

5. от воздействия температуры среды и морозного пучения;

По значениям: нормативные (устанавливаются нормами по заданной вероятности нагрузок); расчетные (для расчета конструкций на прочность и устойчивость).

8. Расчетные и нормативные сопротивления материалов.

Нормативное сопротивление является основным мерилом при оценке качества конструктивных материалов. При проверочных испытаниях прочность материалов должна быть не меньше нормативного сопротивления.

Расчетное сопротивление материала получают путем деления нормативного сопротивления на коэффициент надёжности по материалу: R = Rн/k

10. Структуры расчетных формул по 1-ой и 2-ой группам предельных состояний. При расчете по 1-ой группе пр. сост. должно удовлетворять: N≤Ф =ƒ(R,S), где N-расчетная нагрузка, опред. суммированием при неблагоприятном сочетании расчетных нагрузок умноженный на коэффициент надежности по нагрузке; Ф =ƒ(R,S)- расчетная несущая способность элемента, характеризуемая сопротивлением материала R и размерами сечений S. Можно это неравенство записать N/A ≤ R_y . При расчете по 2-ой группе (по прогибам) соблюдается условие: f/l ≤ 1/n (относительный прогиб f/l не должен превышать установленный нормами предельный прогиб 1/n.

11. Стали, применяемые в строительстве

Строительные стали, применяемые для изготовления стальных конструкций, разделяются на малоуглеродистые и легированные. Они должны обладать высокой прочностью, вязкостью и хорошей свариваемостью.

Углеродистые стали представляют собой сплавы железа и углерода. Постоянными примесями в них являются марганец, кремний, сера и фосфор.

Для получения более качественных и легированных сталей вводят специальные легирующие добавки (присадки) - хром, никель, марганец, ванадий и др.

Легированные стали более прочны и обладают высокими механическими свойствами.

В строительстве в основном применяют мягкую малоуглеродистую сталь марки Ст. 3 с содержанием углерода до 0,22%. Эта сталь прочна, хорошо сваривается и не закаливается, достаточно пластична и однородна.

Механические свойства стали зависят в основном от количества углерода и легирующих добавок, содержащихся в стали, так как чистое железо (феррит) обладает низкими механическими свойствами.

Прочность стали возрастает с увеличением процента содержания углерода. Однако увеличение процента содержания углерода снижает пластичность стали, увеличивает хрупкость и ухудшает свариваемость. Содержание углерода в строительных сталях не превышает 0,22%. Существенно увеличивает прочность стали без заметного снижения пластичности марганец, который является полезной примесью и всегда присутствует в сталях в количестве от 0,4 до 0,05%.

Кремний также повышает прочность стали, но ухудшает свариваемость и стойкость против коррозии, поэтому содержание кремния в стали ограничивается 0,3%.

Наконец, очень полезной, но более дорогой добавкой является медь, которая повышает прочность стали в меньшей мере, чем марганец и кремний, но значительно улучшает стойкость стали против атмосферной коррозии.

Наряду с указанными полезными добавками сталь содержит и вредные примеси: фосфор, серу, азот и кислород.

Фосфор делает сталь хладноломкой (хрупкой при пониженных температурах), а сера - красноломкой (трещиноватой при температурах 800-1000°). Во время ковки такая сталь дает трещины, а при значительном содержании серы даже разрушается.

Повышенное содержание фосфора недопустимо для сталей, подверженных действию динамических нагрузок, и в конструкциях, работающих в условиях низких температур. Поэтому процент содержания фосфора и серы в строительных сталях ограничивается 0,05%.

Весьма вредными примесями являются кислород и азот, которые попадают в сталь из воздуха при ее выплавке. Азот делает сталь хрупкой и хладноломкой. Кислород действует, как сера, но в более сильной степени.

12. Стали классифицируют по химическому составу, качеству, степени раскисления, структуре и прочности.

По химическому составу — углеродистые и легированные. По концентрации углерода те и другие подразделяют на низкоуглеродистые (<0,3 % С), средне-углеродистые (0,3—0,7 % С и высокоуглеродистые (>0,7 % С).

Легированные стали в зависимости от введенных элементов подразделяют на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромокремнемарганцовые и многие другие. По количеству введенных элементов их разделяют на низко-, средне- и высоколегированные (содержание легирующих элементов до 5 %, от 5 до 10 % и более 10 % соответственно).

При выплавке стали для нейтрализации газов, попадающих в стали и снижегию ее однородности полезны добавки кремнияи и Al до 3%, кот. образуют с ними твердые хим.соединения

• кипящие(КП)

• полуспокойные(ПС)

• спокойные(СП)

КП- засорена газами, рыхлая структура, особенно плоха в структуре верхняя часть, которую приходиться отрезать и переплавлять( не используется в мостостроении)

СП-раскислена добавками кремния 0,12-0,3% и Al до 1%. Хорошее качество.

ПС – занимает промежуточное положение

Вредные примеси :

Фосфор повышает хрупкость при низких температурах, доп. не более 0,045%

Сера- склонность образовывать трещины при сварке, доп. менее 0,055%

Малоуглеродистые стали:

А-контролируются мех.свойства

Б-хим. состав стали

В-хим. состав и мех.св-ва.

Обозначение марок стали: основывается на хим.составе. Вначале цифра содержания С в сотых долях %, буквенные обозначения элементов, если после буквы нету цифр, то содержание их 0,3-1%, при большем содержании за буквой идут цифры -%.