15. Метод расчета по предельным состояниям.

Основы расчета м.к. Основные понятия и определения. Проектирование м.к. – это многоэтапный процесс, включающий выбор конструктивной формы, расчет и разработку чертежей для изготовления и монтажа. Цель расчета- строгое обоснование габаритных размеровконструкций, размеров поперечных сеченийэлементов и их соединений. Все размеры должны обеспечивать заданные условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при миним. затратах на создание и эксплуатацию. Расчет состоит из след. этапов.: 1)установление расчетной схемы, 2)сбор нагрузок, 3)определение усилий, 4)подбор сечений, 5)проверка допустимости напряженно-деформированного состояния конструкции вцелом ее элементов и соединений.

Методика расчета.

Предельное состояние- это такое состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям. Предельное состояние нельзя рассм-ть однозначно. Нельзя допускать разрушения конструкции и также нельзя допускать чрезмерное ее перемещение (изгиб, прогиб, деформация), затрудняющая нормальную эксплуатацию конструкции. В соответствии с характером, предъявляемым к конструкции требований различают первое и второе предельное состояния. Первая группа предельных состояний включает в себя: потерю несущей способности и (или) полную непригодность конструкции к эксплуатации вследствие потери устойчивости, разрушения материала, превращения конструкции в геометрически-изменяемую систему элементов, изменение конфигурации и чрезмерное развитие пластич. деформации. Вторая группа характ-ся затруднением норм. эксплуатации или снижением долговечности вследствие появления недопустимых перемещений.

Расчет по первой группе. Основное неравенство при расчете по 1-й группе предельных состояний N≤S- это предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями. S- предельная наименьшая несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров поперечного сечения и условной работы. В течение всего периода эксплуатации внешнее воздействие измен-ся в широких пределах. Как правило, их наибольшиезначения встреч-ся крайне редко, а время их появления невозможно предсказать. Нетрудно сформулировать условие для определения наибольших нагрузок в норм-х условиях эксплуатации (по СНиПу). В соответствии с этим, в нормах проект-я различают наиб-е величины воздействий и нормат-е величины F(F_n). Эти величины связаны между собой коэф-м надежности по нагрузке . F=F_n* Нормативные нагрузки опред-ся СНиП- нагрузки воздействия. Надежность сооружения зависит от кол-ва воспринимаемых нагрузок. Обычно на конструкцию воздействует несколько видов нагрузок. Чем больше одновременно- действующ. нагрузок учит-ся, тем ниже вероятность превышения их симметричного возд-я. В методике предельных состояний это учитывается коэф-м сочетания (0,6…1). Также в методику предельных состояний вводят коэф-т надежности по ответственности. Ответственность объекта делится на 3 класса. 1 класс- объекты, имеющие особо важное народно-хоз-е значение (больницы, ТЭЦ), 3класс- объекты второстепенного значения (временное здание, всевозможные складские помещения). Все остальные здания и сооружения относ-ся ко 2-му классу. ɣ_n1 0,95-1,2; ɣ_n2 0,95; ɣ_n3 0,8-0,95. Учитывая все вышесказанное, левую часть неравенства можно записать: Ѱ. α- число влияния или усилия в конструктивном элементе от единичной внешней нагрузки. i- кол-во воздействий на конструкцию. Правая часть неравенства выражает минимально предельную несущую способность конструкции. Вводим понятие- нормальное сопротивление материала R_n и расчетное сопротивление материала R. Они связаны между собой зависимостью.

–коэф-т надежности по материалу. Расчетное сопрот-е опред-ся путем статистической обработки эксперимент. данных. Нормальное сопрот-е определяет заказчик-строитель, исходя из экономич-й и технич-й целесообразности. Поэтому, для выбора норм. сопротивления произв-ся сравнение этих вариантов минимальн. и оптим. характеристик. Термин прочность представляет собой обобщ-ю характеристику металло-конструкций, которая зависит от ряда параметров: деформация, температура, время, агрессивность среды, геометрич. характеристики формы, приложения нагрузки, вид материала конструкции. Нормальное сопрот-е устанавл-ся при условии нормального процесса произв-ва и заводской приемки стали. Оно не должно зависеть от места произв-ваисходных материалов, особенностей контроля и т.д. Для учета факторов, определяющих несущую способ-ть в методике предельных состояний вводится коэф-т условия работы , на который умнож-ся R_y (расчетное сопротивление стали). Значение коэф-та = 0,7-1,2. Величина >1- учит-т благоприятные условия. Коэф-т дефформац. по виду элементов и их воздействий. Исходя из всего вышесказанного правая часть уравнения приобретает вид , А-площадь поперечного сечения, или геометр. характер-ка этого сечения. R_n- нормальная нагрузка. Ѱ.≤