Область применения металлических конструкций. Достоинства и недостатки. Строительные стали и сплавы: химический состав, микроструктура и свойства.

Область применения металлических конструкций. Достоинства и недостатки. Строительные стали и сплавы: химический состав, микроструктура и свойства.

Одноэт пром зд, обурудов стальными кранами; большепрол констр; многоэтажн пром зд; эстакады; листовые констр (резервуары- служат для хранения жидкостей, газгольдеры- для хранения и выравнивания объёма газа, бункеры- для хранения и перегрузки сыпучих материалов); телевизионные башни; вытяжные башни; опоры линий электропередач.
«+»: высокая надежность (хар-ки стали соответст представлениям об упругом и упругопласт мат-ле, к-й положен в основу расчета), легкость, сравнительная простота возведения констр-ии, индустриальность (изгот на заводах), возможность повторного использования, непроницаемость, ремонтнопригодность
«-»: подверженность коррозии, малая огнестойкость.
Классиф.: 1.по хим сост: сталь->Fe+C(углер) С учелич С ухудш пласт св-ва Ме.
-Низкоуглерод ст(0,09-0,22%)–в стр-ве;
-Среднеугл(0,22-0,5%)-машиностр;
-высокоуг(0,5-1,2%)-инстр.

2.По составу: -обычная (Fe+C);
 -низколегированная (повыш прочн) (Fe+C+Cr;Ni;Cu;Mn;V);
- высок прочн (доб термообрабат).

3.По величине предела текучести: -обычная <=2900кг/см2;
 - повыш прочн 2900<бт<=4000;
-высокопрочная >4000.

4.По степнени раскисления: -кипящая-КП(чтоб не кипело, добавл спец добавки против пузырей);
-полуспокойная-ПС;
-спокойная-СП(дорогая)

 5.по условиям поставки: -гр А-гарантир-ся мех св-ва;
-Б-хим состав;
-В-хим сост и мех св-ва.

Металлы обладают не только большой прочностью, но и высокой плотностью. - При высоких температурах (для стали -600…300 0C) металл теряет свою несущую способность.

Сталь можно закаливать, ковать, прокатывать; она имеет высокую прочность и значительную пластичность, хорошо обрабатывается. В расплавленном состоянии сталь обладает достаточной текучесть для получения отливок. Сталь с малым содержанием углерода (такую сталь раньше ошибочно называли железом) мягкая, не закаливается, обладает высокой пластичностью, хорошо сваривается, легко куется и прокатывается в горячем и холодном состоянии.
Один и тот же материал может разрушаться хрупко и пластично (вязко) в зависимости от условий работы (вид напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, температура эксплуатации).

Хрупкое разрушение происходит путем отрыва, без заметных деформаций, внезапно. Пластическое разрушение является результатом сдвига, сопровождается значительными деформациями, которые могут быть своевременно обнаружены, и поэтому менее опасно

1.Обычная сталь, 2.повыш пр,3.высок

0-А:мат-л работает упруго по з-ну Гука.

А-Б: отсутвствует пропорциональность м/у деформациями и напряж

Б-С: площадка текучести. Увелич деформ без увелич напряж

С-Д: стадия самоупрочнения. (упругопласт)

т.Д: мах напряж

Д-Е:Стадия разрушения.(появляется шейка)

б0,2-напряж,к-е соотв-ет остаточной деформации 0,2(тк нет площ текуч)

Резерв прочности стали: бт/бвр=0,6(обычн), б0,2/бвр=0,7(повыш), б0,2/бвр=0,8…0,83(высок)

Хрупкость хар-ся разрушением при малых деформ.

Хрупкому разрушению спос-ет: концентрация напряж; динамич нагр; пониж t-ры; сложное напряженное сост-е, препятствующее развитию пластич деформ. Склонность к хрупкому разрушению хар-ся ударной вязкостью. Уд вязкость= работа разрушения образца/площадь ослабления попер сеч=дж/см2

Основы расчета металлических конструкций по методу предельных состояний. Группы ПС и их последствия. Цель расчета. Связь методики расчета по предельным состояниям с методикой расчета по допускаемым напряжениям.

Норм нагр соотв норм режиму эксплуатации. Расч - мех нагр, к-е могут возникать за все время эксплуат(опред умнож нормат нагр на коэф надежн по нагр(ϒf), величина к-й зависит от природы нагр) Для собств веса Ме к-ий ϒf=1,25

Сочетания нагр: а)основн-> пост(Рd)+длит(Pl)+кратковрем(Pt) Cm=Pd+Pl*ψl1+Pl2* ψl2+…+Pt1 ψt1+..

Ψ-коэф сочетания;

б)особые: Сs=Cm+Ps(особая)- Все кратковрем нагр учит с с коэф 0,8, а особ нагр учит полностью.

Особенности условий работы констр учит коэф условий работы (ϒс), на к-й умнож расч сопр. Степень ответствен соор - коэф надежн по ответств (ϒn), расч сопр делит на этот коэф.

3гр отв: 1 Особо ответсв соор ϒn=1,1(1,2)(атомн эл ст); 2.ϒn=1(большинст соор), 3.ϒn=0,8(врем соор)

Пред сост - сост, за к-м конст-ия перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям.

2 гр пред сост:

1)состояния, за к-ми эксплуатация констр становится невозм или в следств ее разрушения или потери устойчив или превращ ее в измен сист (S-расч усилие<=[Ф]-мах усилие) Это разрушение любовго вида (вязкое, хрупкое, усталостное), потеря общей устойчивости, потеря устойчивости положения. Расчет производят с учетом самых неблагоприятных условий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.

где А – геометрическая характеристика поперечного сечения (площадь, момент сопротивления и тд)

2)такие состояния,за к-ми эксплуатац констр-ии затруднена из-за развития big деформ. Это недопустимые осадки опор, деформации, повороты, колебания.

 

-коэф надежности по ответственности

-коэф надежности по нагрузке

-коэф надежности по материалу

-коэф условий работы

Цель расчета: не допустить с определенной обеспеченностью наступление ПС.

Связь методики расчета по предельным состояниям с методикой расчета по допускаемым напряжениям:

Допускаемое напряжение – отношение нормативного предела текучести к коэффициенту запаса

Приемы расчета одинаковы, но по МПС напряжения в конструкции получены от расчетных нагрузок (с учетом коэффициентов перегрузки), и эти напряжения сравнены с расчетным сопротивлением, умноженным на коэффициент условий работы, а во втором случае — напряжения получены от нормативных нагрузок и сравнены с допускаемым напряжением.

Область применения металлических конструкций. Достоинства и недостатки. Строительные стали и сплавы: химический состав, микроструктура и свойства.

Одноэт пром зд, обурудов стальными кранами; большепрол констр; многоэтажн пром зд; эстакады; листовые констр (резервуары- служат для хранения жидкостей, газгольдеры- для хранения и выравнивания объёма газа, бункеры- для хранения и перегрузки сыпучих материалов); телевизионные башни; вытяжные башни; опоры линий электропередач.
«+»: высокая надежность (хар-ки стали соответст представлениям об упругом и упругопласт мат-ле, к-й положен в основу расчета), легкость, сравнительная простота возведения констр-ии, индустриальность (изгот на заводах), возможность повторного использования, непроницаемость, ремонтнопригодность
«-»: подверженность коррозии, малая огнестойкость.
Классиф.: 1.по хим сост: сталь->Fe+C(углер) С учелич С ухудш пласт св-ва Ме.
-Низкоуглерод ст(0,09-0,22%)–в стр-ве;
-Среднеугл(0,22-0,5%)-машиностр;
-высокоуг(0,5-1,2%)-инстр.

2.По составу: -обычная (Fe+C);
 -низколегированная (повыш прочн) (Fe+C+Cr;Ni;Cu;Mn;V);
- высок прочн (доб термообрабат).

3.По величине предела текучести: -обычная <=2900кг/см2;
 - повыш прочн 2900<бт<=4000;
-высокопрочная >4000.

4.По степнени раскисления: -кипящая-КП(чтоб не кипело, добавл спец добавки против пузырей);
-полуспокойная-ПС;
-спокойная-СП(дорогая)

 5.по условиям поставки: -гр А-гарантир-ся мех св-ва;
-Б-хим состав;
-В-хим сост и мех св-ва.

Металлы обладают не только большой прочностью, но и высокой плотностью. - При высоких температурах (для стали -600…300 0C) металл теряет свою несущую способность.

Сталь можно закаливать, ковать, прокатывать; она имеет высокую прочность и значительную пластичность, хорошо обрабатывается. В расплавленном состоянии сталь обладает достаточной текучесть для получения отливок. Сталь с малым содержанием углерода (такую сталь раньше ошибочно называли железом) мягкая, не закаливается, обладает высокой пластичностью, хорошо сваривается, легко куется и прокатывается в горячем и холодном состоянии.
Один и тот же материал может разрушаться хрупко и пластично (вязко) в зависимости от условий работы (вид напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, температура эксплуатации).

Хрупкое разрушение происходит путем отрыва, без заметных деформаций, внезапно. Пластическое разрушение является результатом сдвига, сопровождается значительными деформациями, которые могут быть своевременно обнаружены, и поэтому менее опасно

1.Обычная сталь, 2.повыш пр,3.высок

0-А:мат-л работает упруго по з-ну Гука.

А-Б: отсутвствует пропорциональность м/у деформациями и напряж

Б-С: площадка текучести. Увелич деформ без увелич напряж

С-Д: стадия самоупрочнения. (упругопласт)

т.Д: мах напряж

Д-Е:Стадия разрушения.(появляется шейка)

б0,2-напряж,к-е соотв-ет остаточной деформации 0,2(тк нет площ текуч)

Резерв прочности стали: бт/бвр=0,6(обычн), б0,2/бвр=0,7(повыш), б0,2/бвр=0,8…0,83(высок)

Хрупкость хар-ся разрушением при малых деформ.

Хрупкому разрушению спос-ет: концентрация напряж; динамич нагр; пониж t-ры; сложное напряженное сост-е, препятствующее развитию пластич деформ. Склонность к хрупкому разрушению хар-ся ударной вязкостью. Уд вязкость= работа разрушения образца/площадь ослабления попер сеч=дж/см2