Lektsia_4-3kurs_MSS_17

Цели и основные этапы расчета элементов

стальных конструкций

Цель расчета – обоснование габаритных размеров конструкций, сечений, узлов соединений, обеспечивающих заданные условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при минимальных затратах труда и материалов.

Любой расчет имеет своей целью решение конкретных задач проектирования.

Расчеты конструкций решают три основных типа задач:

1.  Подбор и обоснование сечений конструктивных элементов при заданных нагрузках и материалах;

2.  Проверка имеющихся или выбранных сечений конструктивных элементов при заданных нагрузках и материалах;

3.  Определение максимальной допускаемой нагрузки на заданные сечения и материалы конструктивных элементов.

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ОБЫЧНО СОСТОИТ ИЗ

СЛЕДУЮЩИХ ЭТАПОВ:

1.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ;

2.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИЙ;

2.СБОР НАГРУЗОК;

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ;

5.ПОДБОР ИЛИ ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ,

УЗЛОВ И КОНСТРУКЦИИ В ЦЕЛОМ;

6. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ, МАТЕРИАЛОВ,

НАГРУЗОК, СЕЧЕНИЙ;

7.ПОВТОРНЫЙ РАСЧЕТ ПРИ НОВЫХ ПАРАМЕТРАХ;

8.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ.

Расчет элементов стальных конструкций

при центральном сжатии и растяжении

Центральным растяжением или сжатием называется такой вид деформации, при котором в любом поперечном сечении стержня возникает только продольная сила.

Для центрально сжатых или растянутых стержней напряжения вычисляются по соотношению:

σ = N / A,

где: σ - напряжение, постоянное по всему сечению элемента; N - усилие от внешних нагрузок, A - площадь поперечного сечения элемента.

Расчет для элементов из стали с нормативным сопротивлением по пределу текучести Rуn ≤ 440 Н/мм2 выполняется по формуле:

N / An Rу γc ≤ 1,

где: An – площадь сечения нетто, без учета отверстий и ослаблений, Rу - расчетное сопротивление материала,

γc - коэффициент условий работы.

Расчет на прочность растянутых элементов для которых возможна эксплуатация и после достижения металлом предела текучести, а также для растянутых и сжатых элементов из стали нормативным сопротивлением по пределу текучести Rуn ≥ 440 Н/мм2 выполняется по этой же формуле с заменой Ry на Ru/γu , где γu - коэффициент надежности по материалу при расчете конструкций по временному сопротивлению.

Гибкость стержня зависит от

его длины ℓ, способа закрепления по концам и от геометрических характеристик сечения.

λ = lef / i ,

где: lef = µ l - расчетная длина стержня;

µ - коэффициент расчетной

длины;

i = √ I/A - радиус инерции поперечного сечения стержня;

I - момент инерции сечения

в плоскости потери

Гибкость стержней

Гибкость стержня является очень важной расчетной характеристикой и в данном случае строгое математическое определение гибкости совпадает с бытовым ее определением.

Действительно, мы называем стержнем такое геометрическое тело, у которого длина на несколько порядков больше чем наибольший характерный размер поперечного сечения.

Чем больше отношение длины к этому размеру, тем более гибким является рассматриваемый стержень.