
- •Тема 1.
- •Область применения каменной кладки в дорожном строительстве.
- •1.2. Понятие каменная кладка, виды кладок.
- •1.3. Материалы для каменной кладки.
- •1.4. Правила разрезки и элементы кладки
- •1.5. Прочность каменной кладки
- •1 .6. Деформативность каменной кладки
- •1.7. Сопротивления каменной кладки.
- •1.8. Расчетные высоты стен и столбов каменной кладки.
- •1.9. Особенности расчета каменных и армокаменных конструкций
- •1.10. Расчет прочности центрально-сжатых элементов
- •Тема 2.
- •2.1. Расчет каменных конструкций на внецентренное сжатие.
- •2.2. Расчет на смятие (местное сжатие)
- •2.3. Расчет прочности изгибаемых элементов
- •2.4. Расчет конструкций кладки на срез.
- •2.5. Центрально-растянутые элементы
- •Тема 3.
- •3.1. Армокаменные конструкции.
- •3.2. Поперечное армирование выполняют
- •3.3. Продольное армирование
- •3.4. Деформационные швы
- •3.5. Особенности каменной кладки в зимний период
- •Тема 4.
- •4.1. Общие сведения о древесине.
- •4.2. Свойства древесины
- •1. Влажность
- •2. Гигроскопичность и водопроницаемость древесины
- •4.4. Механические свойства древесины
- •4.5. Пороки древесины.
- •1. Сучки
- •2. Трещины и деформации
- •3. Пороки формы ствола
- •4. Пороки строения древесины
- •5. Повреждения насекомыми и грибами
- •4.6.Работа древесины на различные виды силовых воздействий
- •Тема 5.
- •5.1. Соединения деревянных конструкций
- •5.3. Стропильные фермы.
- •5.4. Расчет деревянных ферм
- •Тема 6.
- •6.1. Расчет цельных элементов деревянных конструкций.
- •6.2. Расчет по предельным состояниям
- •Тема 8.
- •8.1. Область применения металлических конструкций
- •8.2. Требования, предъявляемые к металлическим конструкциям
- •8.3. Общая характеристика сталей.
- •8.4. Структура низколегированных сталей
- •8.5. Свойства стали
- •8.6. Классификация сталей
- •8.8. Выбор сталей для строительных конструкций
- •8.9. Влияние температуры на стали.
- •8.10.Сортамент: общая характеристика сортамента
- •8.11.Нагрузки и воздействия на стали
- •Тема 9.
- •9.1. Алюминиевые сплавы
- •9.2. Явление наклепа сталей.
- •9.3. Явление старения сталей.
- •9.4.Коррозия и методы борьбы с ней
- •9.5. Работа стали под нагрузкой:
- •9.6.Работа стали при сложном напряженном состоянии
- •9.7. Концентрация напряжений
- •Тема 10.
- •10.2. Сварные соединения. Виды сварки и их характеристика
- •10.3.Виды сварных соединений
- •10.4. Работа и расчет соединений стыковых швов. Работа и расчет соединений, выполненных угловыми швами
- •1.Стыковые швы
- •2.Угловые швы
- •10.5. Виды и общая характеристика болтовых соединений
- •10.6. Работа и расчет болтовых соединений
- •Тема11.
- •11. 1. Основы методики расчета металлических конструкций по предельным состояниям
- •11.2.Нормативные и расчетные сопротивления
- •11.3. Виды напряжений и их учет в расчете элементов стальных конструкций
- •Тема 12.
- •12.1. Стальные балки
- •12.2. Типы балок и их статические схемы
- •12.3. Стыки балок
- •12.4.Проверка и обеспечение общей устойчивости балки
- •12.5. Прокатные балки. Подбор сечения
- •12.6. Составные балки. Высота балки
- •Тема13.
- •13.1. Фермы. Общая характеристика и классификация
- •13.2. Системы решеток ферм
- •13.3. Типы сечений стержней ферм
- •13.4.Определение расчетной длины стержней фермы
- •13.5.Подбор сечения сжатых и растянутых элементов
- •13.6.Подбор сечения стержней по предельной гибкости
- •Тема14.
- •14.2.Подбор сечения сплошной колонны
- •14.3.Сквозные колонны. Подбор сечения и проверка устойчивости
- •14.4. Базы колонн. Типы баз колонн. Расчет и конструирование баз колонн
- •14.5.Связи
11.2.Нормативные и расчетные сопротивления
Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления Ryn и Run. Нормативные сопротивления устанавливают на основе статистической обработки показателей механических свойств материалов.
Для
углеродистой стали и стали повышенной
прочности за основную характеристику
нормативного сопротивления принято
значение предела текучести, т.к. при
напряжениях, равных пределу текучести,
в растянутых, изгибаемых и других
элементах начинают развиваться
пластические деформации, а сжатые
элементы начинают терять устойчивость.
Для высокопрочных сталей, не имеющих
ярко выраженной площадки текучести,
или когда значения показателей текучести
близко подходят к временному сопротивлению,
за нормативное сопротивление принимают
значение временного сопротивления.
Таким образом, установлены два вида
нормативных сопротивлений: по пределу
текучести
и временному сопротивлению
.
Расчетные сопротивления материала Ry и Ru определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалам γm:
;
.
Коэффициент надежности по материалам γm. Коэффициент надежности по материалам установлен на основании анализа кривых распределений результатов испытаний стали и ее работы в конструкции и его значения находятся в пределах 1,025 … 1,15.
Коэффициент надежности по назначению γn. Вводится в зависимости от класса ответственности зданий и сооружений:
для основных зданий и сооружений объектов, имеющих особо важное народнохозяйственное значение и (или) социальное значение – 1,0;
для зданий и сооружений объектов, имеющих важное народнохозяйственное значение и (или) социальное значение – 0,95;
для зданий и сооружений объектов, имеющих ограниченное народнохозяйственное значение и (или) социальное значение – 0,9.
На коэффициент надежности по назначению умножается расчетное значение нагрузок, усилий или иных воздействий.
11.3. Виды напряжений и их учет в расчете элементов стальных конструкций
Напряжения в зависимости от вида подразделяются на основные, дополнительные, местные и начальные.
Основные напряжения - напряжения, определяемые от внешних воздействий методами, излагаемыми в курсе сопротивления материалов. Основные напряжения определяются по усилиям, установленным для принятой идеализированной расчетной схемы (например, в решетчатых конструкциях—фермах и др., исходя из шарнирного вместо практически жесткого сопряжения стержней в узлах, иногда без учета пространственной работы системы в целом и т. п.), без учета местных, дополнительных и внутренних напряжений.
Поскольку основные напряжения уравновешивают внешние воздействия и определяют несущую способность элементов конструкций, они и выявляются расчетом и по ним в основном судят о надежности конструкций.
Дополнительные напряжения - напряжения, возникающие в результате дополнительных связей по отношению к принятой идеализированной расчетной схеме (например, из-за жесткости узлов, дополнительных систем связей и т. п.). Дополнительные напряжения, определимые методами строительной механики, при пластичном материале не оказывают существенного влияния на несущую способность конструкции.
Местные напряжения могут быть двух видов:
в результате внешних воздействий;
в местах резкого изменения или нарушения сплошности сечения, где вследствие искажения силового потока происходит концентрация напряжений.
В первом случае местные напряжения уравновешиваются с внешними воздействиями, во втором - они внутренне уравновешены.
К местным напряжениям, возникающим из-за внешних воздействий, относятся напряжения в местах приложения сосредоточенных нагрузок - на опорах, в местах опирания каких-либо других конструкций (рис. а), под катками мостовых кранов в подкрановых балках (рис. б), в местах крепления вспомогательных элементов. Местные напряжения могут привести к развитию чрезмерных пластических деформаций, трещин или к потере устойчивости в тонких элементах сечений (например, стенки двутавра).
Рис. Местные напряжения
а - в местах приложения сосредоточенных нагрузок; б - под катком крана
Начальные напряжения. Начальными называются напряжения, которые имеются в ненагруженном внешней нагрузкой элементе и которые появились в нем в результате неравномерного остывания после прокатки или сварки или в результате предшествующей работы элемента и его пластической деформации, поэтому они называются также внутренними, собственными или остаточными. Начальные напряжения всегда уравно-вешены, поэтому эпюры их двузначны.
Начальные напряжения, складываясь с напряжениями, вызванными внешней нагрузкой, приводят к тому, что результирующие напряжения в материале существенно отличаются от напряжений, определяемых расчетом. При неблагоприятном распределении напряжений (например, при результирующем поле, плоскостном или объемном с нормальными напряжениями одного знака) развитие пластических деформаций может оказаться затрудненным, в результате чего появится опасность хрупкого разрушения. Начальные напряжения приводят к повышению деформации, как бы снижая модуль упругости элемента, что может сказаться неблагоприятно на устойчивости при продольном изгибе. Борьба с начальными напряжениями ведется преимущественно конструктивными мероприятиями и соответствующим ведением технологического процесса при изготовлении металлических конструкций (при сварке и т. п.).
Предварительное напряжение, создаваемое в конструкциях с целью повышения ее эффективности, также является начальным напряжением.
Рис. Начальные напряжения
а - напряжения в балке двутаврового сечения (1 - начальные напряжения; 2 - напряжения от внешней нагрузки; 3 - суммарные напряжения при образовании шарнира пластичности); б - прогибы балки (1 - при отсутствии начальных напряжений; 2 - при наличии начальных напряжений); в - повышение несущей способности балок созданием предварительного напряжения; σо - предварительное напряжение; R - расчетное сопротивление; Р1 - максимальная нагрузка без предварительного напряжения; Р2 - то же, с предварительным напряжением
Создавая предварительное напряжение, можно повысить несущую способность и жесткость конструкции, уменьшить перемещения, повысить усталостную прочность.