Работа стали под нагрузкой. Основы расчета стальных конструкций

Сентябрь 16, 2022

Главная
Алгебра
Работа стали под нагрузкой. Основы расчета стальных конструкций

Содержание

2. Лекция 2 Работа стали под нагрузкой Основы расчета стальных конструкций Работа стали под нагрузкой Расчет стальных
3. Работа стали под нагрузкой
4. Механизм разрушения стали Хрупкое Вязкое Отрыв Сдвиг Теоретическая прочность стали при отрыве 3300 кН/см2 (336,4 т/см2)
5. Хрупкое разрушение
6. Работа стали при одноосном растяжении Резерв прочности, возможность работы за пределом упругости Сопротивление малым пластическим деформациям
7. Унифицированная и идеализированная диаграммы работы стали Идеализированная диаграмма упругопластического тела, совершенно упругого до предела текучести и
8. Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей СП 16.13330.2017 Приложение В
9. Работа стали при сложном напряженном состоянии Переход в пластическое состояние зависит от знака и соотношения значений
10. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений В местах искажения сечения возникают концентраторы напряжений: линии
11. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
12. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений 1 – гладкий образец 2 – образец с
13. Работа стали при повторных нагрузках Многократное (миллионы раз) повторное нагружение элемента может привести к разрушению при
14. Работа стали при повторных нагрузках Вибрационную прочность определяют по результатам вибрационных испытаний (как правило, на базе
15. Расчет стальных конструкций методом предельных состояний
16. Основные понятия Проектирование металлических конструкций Выбор конструктивной формы РАСЧЕТ Разработка чертежей для изготовления и монтажа
17. Основные понятия Цель расчета Строгое обоснование габаритных размеров конструкций, а также размеров поперечных сечений элементов и
18. Основные понятия РАСЧЕТ Выбор расчетной схемы Сбор нагрузок Определение усилий в элементах конструкций Подбор сечений и
19. Основные понятия Расчетная схема
20. Основные понятия Расчетная схема
21. Основы расчета СК методом предельных состояний Расчет строительных конструкций Расчет по допускаемой нагрузке Расчет по допускаемым
22. Основы расчета СК методом предельных состояний Цель расчета – не допустить наступление ни одного из возможных
23. О коэффициентах надежности Действующая нагрузка Материал Условия работы γf – коэффициент надежности по нагрузке γm –
24. Определение действующих нагрузок Нормативное (базовое) значение нагрузки – базовое значение нагрузки в условиях нормальной эксплуатации Коэффициент
25. Определение прочностных показателей материала Нормативное значение прочности – базовое значение прочностных показателей материала, которое гарантировано производителем
26. Прочностные показатели стали Прочность стали зависит от марки и толщины проката СП 16.13330-2017 раздел 5,приложение В
27. Учет условий работы Коэффициенты условий работы для элементов приведены в таблице 1 СП
28. Предельное неравенство Обобщенный (интегральный) коэффициент надежности метода предельных состояний Предельное неравенство II группы предельных состояний
29. Сортамент
30. Прокатная сталь Листовая Профильная Тонко/толсто листовая Широкополосная Просечно-вытяжная Уголок, двутавр, швеллер и т.д. Гнутые профили
31. Сортамент – перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы единицы длины, допусков и условий
33. Листовая сталь
34. Профильная сталь
35. Гнутые профили
36. Сортамент - обозначение 100х10 100х63х8 20П(У,С,Э) 20Б1 20 20Ш1 20К1 108х3,5
37. Двутавр – самый распространенный тип профиля в строительстве ГОСТ Р 57837-2017 новый сортамент двутавров с параллельными
39. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция 2 Работа стали под нагрузкой
Основы расчета стальных конструкций
Работа стали под

нагрузкой
Расчет стальных конструкций методом предельных состояний
Сортамент

Слайд 3

Работа стали под нагрузкой

Слайд 4

Механизм разрушения стали
Хрупкое
Вязкое
Отрыв
Сдвиг
Теоретическая прочность стали при отрыве 3300 кН/см2 (336,4 т/см2)

при сдвиге 1300 кН/см2 (132,5 т/см2)
Стальная проволока – 400 кН/см2, строительные стали < 100 кН/см2

Дефекты кристаллической решетки, дислокации

Слайд 5

Хрупкое разрушение

Слайд 6

Работа стали при одноосном растяжении
Резерв прочности, возможность работы за пределом упругости

Сопротивление малым пластическим деформациям

Слайд 7

Унифицированная и идеализированная диаграммы работы стали
Идеализированная диаграмма упругопластического тела, совершенно упругого

до предела текучести и совершенно пластичного после него (диаграмма Прандтля)

Унифицированная диаграмма

При сжатии коротких образцов характер работы и основные показатели не меняются

Слайд 8

Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей
СП 16.13330.2017
Приложение В

Слайд 9

Работа стали при сложном напряженном состоянии
Переход в пластическое состояние зависит от

знака и соотношения значений действующих напряжений

Условие перехода материала в пластическое состояние устанавливается на основании теории прочности

1 – однозначное поле напряжений
2 – разнозначное поле напряжений
3 – одноосное растяжение

Слайд 10

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
В местах искажения сечения

возникают концентраторы напряжений: линии главных напряжений искривляются и сгущаются
Неравномерность распределения напряжений характеризуется коэффициентом концентрации

k=1,5…3

k=6…9

Слайд 11

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений

Слайд 12

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
1 – гладкий образец
2

– образец с круглым отверстием
3 – образец с трещиной

При статической нагрузке и нормальной температуре влияние концентраторов напряжений не учитывается

Негативное влияние на прочность при
Низкие температуры
Динамические воздействия
Температурный удар

Слайд 13

Работа стали при повторных нагрузках
Многократное (миллионы раз) повторное нагружение элемента может

привести к разрушению при напряжениях меньше чем временное сопротивление и даже предел текучести
Это явление – усталость металла,
разрушение – усталостное
Выносливость – способность металла сопротивляться усталостному разрушению
Вибрационная прочность σвб – напряжения, при которых происходит усталостное разрушение
Зависит от числа циклов нагружения n
Коэффициента асимметрии цикла

Слайд 14

Работа стали при повторных нагрузках
Вибрационную прочность определяют по результатам вибрационных испытаний

(как правило, на базе 2*106 циклов нагружения)

1 – сталь
2 – алюминиевые сплавы

Относительная усталостная прочность снижается с повышением прочности стали

К значительному снижению приводит наличие концентраторов напряжений

Слайд 15

Расчет стальных конструкций методом предельных состояний

Слайд 16

Основные понятия
Проектирование металлических конструкций
Выбор конструктивной формы
РАСЧЕТ
Разработка чертежей для изготовления и монтажа

Слайд 17

Основные понятия
Цель расчета
Строгое обоснование габаритных размеров конструкций, а также размеров поперечных

сечений элементов и их соединений, обеспечивающих заданные условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при минимальных затратах материалов и труда на их создание и эксплуатацию

Реальное проектирование – процесс поиска оптимального конструктивного решения

Слайд 18

Основные понятия
РАСЧЕТ
Выбор расчетной схемы
Сбор нагрузок
Определение усилий в элементах конструкций
Подбор сечений и

проверка допустимости НДС конструкции в целом, ее элементов и соединений

Слайд 19

Основные понятия
Расчетная схема

Слайд 20

Основные понятия
Расчетная схема

Слайд 21

Основы расчета СК методом предельных состояний
Расчет строительных конструкций
Расчет по допускаемой нагрузке
Расчет

по допускаемым напряжениям

Расчет по предельным состояниям

N – предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями
S – предельная наименьшая несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров и условий ее работы

γ – коэффициент запаса

Слайд 22

Основы расчета СК методом предельных состояний
Цель расчета – не допустить наступление

ни одного из возможных предельных состояний

I группа – состояния строительных объектов, превышение которых ведет к потере несущей способности СК и возникновению аварийной расчетной ситуации

II группа – состояния, при превышении которых нарушается нормальная эксплуатация СК, исчерпывается ресурс их долговечности или нарушаются условия комфортности

Разрушение любого характера
Потеря устойчивости элемента или сооружения в целом
Чрезмерные деформации, пластичность, сдвиги в соединениях

Достижение предельных деформаций конструкций
Достижение предельных уровней колебаний
Образование трещин и т.д.

Слайд 23

О коэффициентах надежности
Действующая нагрузка
Материал
Условия работы
γf – коэффициент надежности по нагрузке
γm –

коэффициент надежности по материалу

γс – коэффициент условий работы

СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия

СП 16.13330.2017 Стальные конструкции

Слайд 24

Определение действующих нагрузок
Нормативное (базовое) значение нагрузки – базовое значение нагрузки в

условиях нормальной эксплуатации
Коэффициент надежности по нагрузке – коэффициент, учитывающий в условиях нормальной эксплуатации сооружений возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений
Расчетное значение нагрузки – экстремальное значение нагрузки в течение срока эксплуатации объекта

Слайд 25

Определение прочностных показателей материала
Нормативное значение прочности – базовое значение прочностных показателей

материала, которое гарантировано производителем
Коэффициент надежности по материалу – коэффициент, учитывающий в условиях нормальной эксплуатации сооружений возможное отклонение прочностных показателей в неблагоприятную сторону от нормативных значений
Расчетное значение прочности – экстремальное значение прочностных показателей в течение срока эксплуатации объекта

Слайд 26

Прочностные показатели стали
Прочность стали зависит от марки и толщины проката
СП

16.13330-2017

раздел 5,приложение В

Основные прочностные показатели стали (таблица 2 СП)
Ryn – нормативное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести
Run – нормативное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по временному сопротивлению
Rsn =0,58Ryn – нормативное сопротивление сдвигу
Rpn – нормативное сопротивление смятию торцевой поверхности
Расчетные значения прочностных показателей определяются

Коэффициент надежности по материалу для стали
γm = 1,025….1,1

Слайд 27

Учет условий работы
Коэффициенты условий работы для элементов приведены в таблице 1

СП

Слайд 28

Предельное неравенство
Обобщенный (интегральный) коэффициент надежности метода предельных состояний
Предельное неравенство II группы

предельных состояний

Слайд 29

Сортамент

Слайд 30

Прокатная сталь
Листовая
Профильная
Тонко/толсто листовая
Широкополосная
Просечно-вытяжная
Уголок, двутавр, швеллер и т.д.
Гнутые профили

Слайд 31

Сортамент – перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы

единицы длины, допусков и условий поставки

Коэффициент градации – отношение площади сечения данного профиля Аn и площади ближайшего меньшего Аn-1

Слайд 32

Слайд 33

Листовая сталь

Слайд 34

Профильная сталь

Слайд 35

Гнутые профили

Слайд 36

Сортамент - обозначение
100х10
100х63х8
20П(У,С,Э)
20Б1
20
20Ш1
20К1
108х3,5

Слайд 37

Двутавр – самый распространенный тип профиля в строительстве
ГОСТ Р 57837-2017 новый

сортамент двутавров с параллельными гранями молок

ГОСТ Р 57837-2017

СТО АСЧМ 20-93

Kград=1,2

Kград=1,15

Значительно увеличилась номенклатура

30 двутавров типа Б (10Б1-70Б2)

50 двутавров типа Б (10Б1-70Б4)

Работа стали под нагрузкой. Основы расчета стальных конструкций

Содержание

Лекция 2 Работа стали под нагрузкойОсновы расчета стальных конструкцийРабота стали под

Работа стали под нагрузкой

Механизм разрушения сталиХрупкоеВязкоеОтрывСдвигТеоретическая прочность стали при отрыве 3300 кН/см2 (336,4 т/см2)

Хрупкое разрушение

Работа стали при одноосном растяженииРезерв прочности, возможность работы за пределом упругости

Унифицированная и идеализированная диаграммы работы сталиИдеализированная диаграмма упругопластического тела, совершенно упругого

Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей СП 16.13330.2017Приложение В

Работа стали при сложном напряженном состоянииПереход в пластическое состояние зависит от

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряженийВ местах искажения сечения

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений1 – гладкий образец2

Работа стали при повторных нагрузкахМногократное (миллионы раз) повторное нагружение элемента может

Работа стали при повторных нагрузкахВибрационную прочность определяют по результатам вибрационных испытаний

Расчет стальных конструкций методом предельных состояний

Основные понятияПроектирование металлических конструкцийВыбор конструктивной формыРАСЧЕТРазработка чертежей для изготовления и монтажа

Основные понятияЦель расчетаСтрогое обоснование габаритных размеров конструкций, а также размеров поперечных

Основные понятияРАСЧЕТВыбор расчетной схемыСбор нагрузокОпределение усилий в элементах конструкцийПодбор сечений и

Основные понятияРасчетная схема

Основные понятияРасчетная схема

Основы расчета СК методом предельных состоянийРасчет строительных конструкцийРасчет по допускаемой нагрузкеРасчет

Основы расчета СК методом предельных состоянийЦель расчета – не допустить наступление

О коэффициентах надежностиДействующая нагрузкаМатериалУсловия работыγf – коэффициент надежности по нагрузкеγm –

Определение действующих нагрузокНормативное (базовое) значение нагрузки – базовое значение нагрузки в

Определение прочностных показателей материалаНормативное значение прочности – базовое значение прочностных показателей

Прочностные показатели сталиПрочность стали зависит от марки и толщины проката СП

Учет условий работыКоэффициенты условий работы для элементов приведены в таблице 1

Предельное неравенствоОбобщенный (интегральный) коэффициент надежности метода предельных состоянийПредельное неравенство II группы

Сортамент

Прокатная стальЛистоваяПрофильнаяТонко/толсто листоваяШирокополоснаяПросечно-вытяжнаяУголок, двутавр, швеллер и т.д.Гнутые профили

Сортамент – перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы

Листовая сталь

Профильная сталь

Гнутые профили

Сортамент - обозначение100х10100х63х820П(У,С,Э)20Б12020Ш120К1108х3,5

Двутавр – самый распространенный тип профиля в строительствеГОСТ Р 57837-2017 новый

Похожие презентации

Лекция 2 Работа стали под нагрузкой
Основы расчета стальных конструкций
Работа стали под

Механизм разрушения стали
Хрупкое
Вязкое
Отрыв
Сдвиг
Теоретическая прочность стали при отрыве 3300 кН/см2 (336,4 т/см2)

Работа стали при одноосном растяжении
Резерв прочности, возможность работы за пределом упругости

Унифицированная и идеализированная диаграммы работы стали
Идеализированная диаграмма упругопластического тела, совершенно упругого

Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей
СП 16.13330.2017
Приложение В

Работа стали при сложном напряженном состоянии
Переход в пластическое состояние зависит от

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
В местах искажения сечения

Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Концентрация напряжений
1 – гладкий образец
2

Работа стали при повторных нагрузках
Многократное (миллионы раз) повторное нагружение элемента может

Работа стали при повторных нагрузках
Вибрационную прочность определяют по результатам вибрационных испытаний

Основные понятия
Проектирование металлических конструкций
Выбор конструктивной формы
РАСЧЕТ
Разработка чертежей для изготовления и монтажа

Основные понятия
Цель расчета
Строгое обоснование габаритных размеров конструкций, а также размеров поперечных

Основные понятия
РАСЧЕТ
Выбор расчетной схемы
Сбор нагрузок
Определение усилий в элементах конструкций
Подбор сечений и

Основные понятия
Расчетная схема

Основные понятия
Расчетная схема

Основы расчета СК методом предельных состояний
Расчет строительных конструкций
Расчет по допускаемой нагрузке
Расчет

Основы расчета СК методом предельных состояний
Цель расчета – не допустить наступление

О коэффициентах надежности
Действующая нагрузка
Материал
Условия работы
γf – коэффициент надежности по нагрузке
γm –

Определение действующих нагрузок
Нормативное (базовое) значение нагрузки – базовое значение нагрузки в

Определение прочностных показателей материала
Нормативное значение прочности – базовое значение прочностных показателей

Прочностные показатели стали
Прочность стали зависит от марки и толщины проката
СП

Учет условий работы
Коэффициенты условий работы для элементов приведены в таблице 1

Предельное неравенство
Обобщенный (интегральный) коэффициент надежности метода предельных состояний
Предельное неравенство II группы

Прокатная сталь
Листовая
Профильная
Тонко/толсто листовая
Широкополосная
Просечно-вытяжная
Уголок, двутавр, швеллер и т.д.
Гнутые профили

Сортамент - обозначение
100х10
100х63х8
20П(У,С,Э)
20Б1
20
20Ш1
20К1
108х3,5

Двутавр – самый распространенный тип профиля в строительстве
ГОСТ Р 57837-2017 новый