1. Какие свойства должны быть гарантированны в сталях. Применение в строительстве и почему?

2. Алгоритм расчета составных балок, отличие от расчета прокатных балок

Формируем блок исходных данных

Сбор нагрузок: нормативная погонная нагрузка на балку

q_{n.гл.бал} =(q_n + p_n +q₁ + q_{n.гл.бал}^св)*l_бн, где q₁=m_бн*9,81* 10^-3 -

нагрузка от массы настила и балок настила, q_{n.гл.бал}^св =(1-

2)% от (q_n + p_n +q₁) - ориентировочный вес главной

балки

Расчетная погонная нагрузка на главную балку q_гл.бал =(q_n ∙γ_f1+ p_n∙γ_f2 +q₁∙γ_f3 + q_{n.гл.бал}^св∙γ_f3)*l_бн .

Статический расчет главной балки; расчетная схема -

неразрезная шарнирноопертая простая балка. Находим

Mmax, Qmax, Mn.max.

Конструктивный расчет главной балки 1) требуемый

момент сопротивления Wreq = Mmax/Ry*γ_c.

2. Компоновка и подбор сечения. Определение геометрических параметров балки, обеспечивающих ее несущую способность и жесткость. Важнейший параметр влияющий на экономичность сечения - высота балки, определяется из условия прочности и жесткости. Наименьшая высота балки, при которой она будет удовлетворять условиям жесткости - минимальная высота. Высота балки, соответствующая минимуму ее массы - оптимальная

Оптимальная высота: при фиксированной гибкости стенки λ_w= h_w/t_w(примем λ_w= l00…125 при высоте балки 1м и λ_w= l25... 150 при высоте балки 1,5м) h_орт = l,15*(Wreq* λ_w )^1/3

При фиксированной толщине стенки t_w; h_орт = k*(Wreq/t_w )^1/2, где k - 1.15…1.2; t_w =7+3h.

Окончательную высоту балки принимается сопоставляя минимальную высоту и оптимальную. Определяющей является высота балки hw, которая должна соответствовать размерам листовой стали по сортаменту. Толщина стенки балки t_w должна удовлетворять условию 6мм<t_w>t_w,min и увязана с типовыми размерами листового металлопроката Минимальная толщина стенки балки определяется из условия ее работы на срез: t_w.min =k1*(Qmax/h*Rs*γc). Площадь сечения поясов балки Аf=Wreq/hw – tw*hw/6; Аf =bf*tf. При назначении размеров поясов следует учитывать конструктивные требования (СНиП).

Билет №5

1. Работа стали при одноосном растяжении, виды разрушения стали. Различие в работе на статические нагрузки у сталей разной прочности. Какие прочностные характеристики используются при расчете.

Работу стали при одноосном напряжении можно проследить по испытанию образца на растяжение. В первой стадии до предела пропорциональности σ_р связь между напряжением и деформациями подчиняется закону Гука - это стадия упругой работы. Деформации происходят за счет упруговозвратных искажении кристаллической решетки и исчезают после снятия нагрузки. При дальнейшем увеличении нагрузки появляются отдельные сдвиги в зернах феррита, пропорциональность между напряжениями и деформациями нарушается. Последующее увеличение напряжений - деформации растут при постоянной нагрузке. На диаграмме появляется площадка текучести.

Развитие деформаций происходит в результате упругого деформирования и пластических необратимых сдвигов. При снятии нагрузки упругая часть деформаций исчезает, а необратимая остается, приводя к остаточным деформациям. В этой стадии материал работает как упругопластический. При напряжениях, близких к временному сопротивлению (σ_u,) продольные и поперечные деформации локализуются в наиболее слабом месте и в образце образуется шейка. Площадь сечения в шейке интенсивно уменьшается, что приводит к повышению напряжений в месте сужения, поэтому, несмотря на то, что нагрузка на образце снижается, в месте образования шейки нарушаются силу

напряжения получены путем деления нагрузки на первоначальную площадь сечения.

Площадка текучести свойственна статям с содержанием углерода 0,1...0,3%. В высокопрочных сталях развитие сдвигов полностью блокируется и они не имеют площадки текучести. Условный предел текучести устанавливают по остаточному удлинению. Помимо основных характеристик σ_р, σ_u, δ, определяемых по результатам испытаний на растяжение, важными показателями сталей является отношение предела текучести к временному сопротивлению (характеризует резерв прочности стали) и предела пропорциональности к пределу текучести (сопротивление малым пластическим деформациям).

Разрушение стали в зависимости от степени развития пластических деформаций может быть хрупким или пластичным. Хрупкое разрушение происходит путем отрыва без заметных деформаций, внезапно. Пластичное - результат сдвига и сопровождается значительными деформациями.

Разрушение зависит от условий работы (вид напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, температуры эксплуатации).