Вопрос 9. Основы методики расчета конструкций по предельным состояниям.

Предельные состояния – такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям. В соответствии с этим для металличе­ских конструкций установлены две группы предельных состояний: Первая группа предельных состояний по потере несущей способности и полной непригодности к эксплуатации конструкций включает в себя: разрушения любого вида (вязкое, хрупкое, усталостное); потеря общей устойчивости (при центральном сжатии, изгибе, сжа­тии с изгибом); потеря устойчивости положения (опрокидывание дымовой трубы, подпорной стенки и т.п.).

Расчет конструкций по первой группе предельных состояний производят с учетом самых неблагоприятных условий, которые мо­гут возникнуть в процессе эксплуатации: N ≤ Ф , где N - максимальное из возможных за все время эксплуатации кон­струкции усилие в рассчитываемом элементе (например, нормальная сила, изгибающий момент, поперечная сила); Ф - минимально возможная несущая способность элемента.

Вторую группу предельных состояний составляют факторы, кото­рые могут затруднить пригодность конструкции к нормальной экс­плуатации. Такие состояния не исключают полностью, поэтому рас­чет проводят на максимальные нагрузки нормальной эксплуатации.

При расчете конструкций по прогибам (выгибам) и другим пере­мещениям должно быть выполнено условие: f ≤ f_U , где f - перемещение конструкции или ее элемента от максимальных нагрузок нормальной эксплуатации; f_U - предельное перемещение, допустимое по условиям нормальной эксплуатации.

Вопрос 10. Конструирование и расчет сварных соединений встык.

Стыковые соединения наиболее рациональны по рас­ходу присадочного металла и удобны для контроля качества сварного шва. Для обеспечения равномерного сквозного проплавления выби­рают рациональную форму подготовки кромок. Разделку кромок применяют в том случае, когда односторонняя или двусто­ронняя сварка не позволяет обеспечить полный провар.

Напряжение в шве ,

где N – расчетное усилие; R_WY – расчетное сопротивление сварного стыкового соединения растяжению; .

Проверка несущей способности

,

где - нормальные напряжения в шве;

- касательные напряжения в сварном шве.

Вопрос 11. Конструирование и расчет соединений с угловыми сварными швами.

Нахлесточные соединения просты в сборке, обеспечи­вают возможность подгонки размеров за счет регулирования вели­чины нахлестки, не требуют подготовки кромок. Недостатками нахлесточных соединений являются изменение на­правления силового пото­ка и возможность образо­вания щели между эле­ментами.

Угловые и тавровые соединения применяют при из­готовлении сварных стержней (двутавров, швеллеров) и других кон­структивных элементов. Для качественного выполнения сварного шва также предусматривают различные формы подготовки кромок.

Расчет по металлу шва