Билет 8.

1. Хрупкое разрушение стали. Факторы способствующие хрупкому разрушению стали.

Разрушение стали в зависимости от степени развития пластических деформации может быть хрупким или пластичным. Хрупкое разрушение происходит путем отрыва без заметных деформаций, внезапно. При отрыве нарушаются межатомные связи. Разрушение зависит от условий работы (вид напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, температуры эксплуатации). Различается четыре вида дефектов кристаллической решетки: точечные, линейные, поверхностные и объемные. Наибольшее влияние на механические свойства стали оказывают линейные структурные дефекты, называемые дислокациями. Накопление больших пластических сдвигов может привести к зарождению трещины. Развиваясь трещина в итоге приводит к разрушению материала. Если развитие пластических сдвигов затруднено, то дислокации скапливаясь у препятствий, сливаются вместе и образуют микротрещину. Упругая энергия, освободившаяся при образовании трещины, способствует ее распространению. Трещина увеличивается и приводит к лавинообразному разрушению тела. Таким образом хрупкое разрушение происходит в три стадии: зарождение микротрещины, увеличение ее размеров и лавинообразное распространение с разрушением материалах. Хрупкое разрушение происходит при малых общих деформациях.

2. Проверка прочности балок.

Проверки на прочность балки, изгибаемой в одной из главных плоскостей при расчете в пределах упругих деформаций: В сечениях с M=Mmax и Q = 0 σ= Mmax/W_xn<Ry∙γ_c , где σ-максимальные нормальные напряжения; W_xn - момент сопротивления сечения нетто относительно оси х-х. В сечениях с Q=Qmax и M = 0 τ= Qmax∙s_x/(Iх∙t_w)<Ry∙γ_c

где τ - максимальные касательные напряжения, S_x- статический момент полусечения брутто относительно оси х-х; 1_x - момент инерции сечения брутто относительно оси х-х, t_w -толщина стенки балки.

Если проверки на прочность не удовлетворяются, то необходимо принять следующий профиль по сортаменту и выполнить проверку вновь.

В местах приложения локальной нагрузки, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, следует дополнительно проверять стенку на местные напряжения σ_loc=F/t_w *l_ef< Ry∙γ_c где F - расчетное значение локальной нагрузки или опорная реакция; tw -толщина стенки балки, l_ef=b_f+2t_f –условная длина распределения нагрузки, t-расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закрепления стенки. Во всех сечениях с неблагоприятным сочетанием нормальных, касательных и местных напряжений необходимо проверить приведенные напряжения в стенке, в уровне ее сопряжения с поясом:

σ_ef=√σ_x²+ σ_y²+ σ_x* σ_y+3 τ_xy²<1.15 *Ry∙γ_c

τ_xy< Rs∙γ_c

где σ_x= M*h_w/2*I_xn,- нормальные напряжения в срединной плоскости стенки на уровне начала внутреннего закругления стенки, параллельные оси балки; σ_y- то же, перпендикулярные оси балки, в том числе σ_loc ; τ_xy - касательные напряжения на уровне внутреннего закругления стенки, подсчитываемые по формуле τ_{xy =} Q*S_f/(l_x*t_w). Все напряжения определяются в одной и той же точке балки и принимают каждое со своим знаком.

Билет 9.

1. Сортамент. Виды профилей используемых в стр-ве.

Сортамент – перечень профилей с указанием их форм, геометрических размеров сечения, геометрических характеристик сечения и линейной плотности одного погонного метра. Сортамент- каталог ГОСТа Позволяет и обеспечивать индустриальное и быстрое изготовление стальных конструкций. Используется сталь профильная и сталь листовая

Сталь профильная подразделяется на сортовую и фасонную. Сортовая сталь - круглая, квадратная, полосовая, угловая равнобокая и неравнобокая Фасонная-уголковые профили, бывают 2 типов, равнобокие и неравнобокие.

Сталь листовая классифицируется: сталь толстолистовая (от4 до 160мм, используют в листовых конструкциях и сплошностенчатых элементах стержневых конструкций), сталь тонколистовая (до 4мм прокатывается холодным и горячим способами. Применяют при изготовлении гнутых и штампованных профилей, для кровельных покрытий, профилированных настилов); сталь широкополосная универсальная (от 6 до 60 мм толщиной); сталь полосовая (от 4 до 60 мм Ее применяют для конструктивных деталей типа диафрагм и ребер жесткости), рифленая сталь (от 2,5 до 8 мм с ромбическими и чечевицеобразными выступами, используется для настилов)

Уголковые профили: прокатывают в виде равнополочных и неравнополочных уголков Полки уголков имеют параллельные грани, что облегчает конструирование Уголки нашли применение в решетчатых конструкциях, прежде всего фермах.

Швеллеры: геометрические характеристики сечения определяют по номерам, которые соответствуют высоте стенки швеллера Сортамент включает швеллеры с уклоном внутренних граней полок, с параллельными гранями полок Швеллеры используют в элементах, работающих на изгиб В конструкциях, работающих на осевые силы, швеллеры применяют в основном в виде составных сечений, соединенных планками и решеткой, например в колоннах и поясах тяжелых ферм

Двутавр - наиболее рациональный профиль для элементов, работающих на изгиб, поскольку он имеет наибольший удельный момент сопротивления. В зависимости от геометрических параметров; балки двутавровые обыкновенные, имеют уклон внутренних граней полок и обозначаются номером, соответствующим их высоте в см. Чем тоньше стенка, тем выгоднее сечение балки при работе на изгиб.

Обыкновенные двутавры применяются в элементах изгибаемых в плоскости стенки, а также в ветвях решетчатых колонн и различных опор. Балки двутавровые широкополочные: имеют параллельные грани полок. Прокатывают трех типов нормальные двутавры (Б), широкополочные двутавры (Ш), колонные двутавры (К) Благодаря большей ширине полок широкополочные двутавры имеют большую жесткость относительно оси у и могут применяться в конструкциях без дополнительных закреплений. Использование автоматической сварки позволяет изготовлять тонкостенные двутавры из листового проката Сварные двутавры имеют свой сортамент. Трубы: наиболее рационально применение труб в элементах, работающих на осевое сжатие. Расход стали при этом снижается Обтекаемость трубчатого сечения позволяет уменьшить ветровую нагрузку на мачты и башни. Высокая коррозионная стойкость труб делает сооружения более долговечными.

Круглые трубы бывают горячекатаные (диаметром от 25 до 550 мм применяют для трубопроводов, в радио- и телебашнях) и электросварные (диаметр от 25 мм, для решетчатых стальных конструкций). Квадратные и прямоугольные трубы изготавливают на профилегибочном стане с последующей сваркой замыкающего шва в потоке стана. Эти трубы применяют в стропильных конструкциях под легкую кровлю, в фахверках стен, в переплетах, витражах. Применяют также профили и изделия: профили для фонарных и оконных переплетов, рельсы, арматурные стержни, стальные канаты, высокопрочную проволоку. Кроме того есть сортамент вторичных профилей, которые включают гнутые профили, сварные профили.