Расчет внецентренно - сжатых элементов

При расчете таких элементов необходимо обеспечить их несущую способность, потеря которой возможна как вследствие потери прочности, так и за счет потерн устойчивости (в носкости действия изгибающего момента или из его плоскости).

Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/кв.см), не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, при и 0,1 следует выполнять по формуле

где и - абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающих моментов при наиболее неблагоприятном их сочетании;

и - коэффициенты, принимаемые по прил. 5 СНиII-23-81*.

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

В формуле коэффициент следует определять:

а) для сплошностенчатых стержней по табл. 74 СНиII-23-81*в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета определяемого по формуле

где - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по табл. 73; СНиII-23-81*.

- относительный эксцентриситет (здесь - эксцентриситет; - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна);

б) для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, по табл. 75 СНиII-23-81*.в зависимости от условной приведенной гибкости ( по табл. 7 СНиП II-23-81*.) и относительного эксцентриситета определяемого по формуле

где - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

При вычислении эксцентриситета значения и следует принимать согласно требованиям п. 5.29 СНиП II-23-81*.

Расчет на устойчивость не требуется для сплошностенчатых стержней при 20 и для сквозных стержней при 20, в этих случаях расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

где - коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.31 СНиП II-23-81*;

- коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3 СНиП II-23-81*.

Коэффициент в формуле следует определять:

при значениях относительного эксцентриситета по формуле

где и - коэффициенты, принимаемые по табл. 10 СНиП II-23-81*.

Контрольные вопросы

1. Как производится расчет центрально-сжатых.

2. Приведите расчет общей устойчивости центрально-сжатых элементов (понятие плоскости наименьшей жесткости).

3. Какова последовательность расчета центрально-сжатых элементов.

4. Как выполняется расчет внецентренно-сжатых элементов.

5. Приведите расчет прочности изгибаемых элементов.

6. Как учитываются пластические деформации при изгибе?

7. Как определяется общая устойчивость балки при изгибе?

8. Как рассчитывают деформации при изгибе?

Соединения в металлических конструкциях

В металлических конструкциях используют следующие виды соединений: сварные, болтовые, заклепочные и клееболтовые.

Сварные соединения

Сварка в строительстве

Особая роль в развитии и совершенствовании сварочных процессов и оборудования «надлежит отечественным ученым. Еще в 1802 г. академик В.В.Петров впервые зажег электрическую дугу и доказал возможность использования ее для плавки металла.

Практическое применение электрической дуги для сварки осуществил русский инженер Н. Н. Бернадос в 1882 г.: для сварки он использовал угольный электрод, разработал способы электрической контактной сварки, сварки в струе газа, а также автоматы для дуговой сварки.

В 1888 году инженер Н.Г. Славянов предложил способ дуговой сварки металлическим электродом (который применяется и сейчас) и впервые ввел в практику дуговую сварку под слоем флюса (флюс - сыпучее вещество, под слоем которого горит дуга, он препятствует возникновению воздуха к расплавленном металлу и легирует металл шва).

В 1940 году под руководством академика Е.О. Патона был разработан новый высокопроизводительный способ автоматической дуговой сварки под слоем флюса, применяемый и до настоящего времени. Большая работа по изучению и развитию автоматической сварки под слоем флюса и нового способа - электрошлаковой сварки - производится институтом - электросварки им. Е.О. Патона, где впервые была создана теория сварки, разработаны флюсы и современные сварочные аппараты. В настоящее время этот институт проводит большую работу по усовершенствованию и повышению уровня методов сварки.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений за счет установления межатомных связей между свариваемыми частями при местном

 

или общем нагреве или пластическом деформировании. При обычной температуре атомы металлов и сплавов прочно закреплены в узлах кристаллической решетки, поэтому диффузия их незначительна, Сварка в холодном состоянии требует больших усилий (давления), поэтому таким способом сваривают высокопластнчные материалы (медь, алюминий и др.).

В строительстве используют следующие виды сварки:

а) дуговая открытой дугой, дуговая под слоем флюса и в защитном газе, электрошлаковая, газовая,

б) контактная,

в) холодная, ультразвуковая.

Преимущества электросварки:

1. Экономия стали за счет отказа то дополнительных элементов.

2. Сварные конструкции позволяют использовать полностью сечения элемента вработе.

3. Возможность производить непроницаемые для жидкостей и газов конструкции,

4. Возможность изготавливать конструкции любой формы

Недостатки электросварки:

1. Дня электросварки необходимы высококвалифицированные исполнители.

2. Возникают большие сварочные напряжения и деформации.

3. Сварка при низких температурах требует особой инженерной подготовки (предварительный подогрев), устройство тепляков и др.

4. Сварные соединения чувствительны к динамическим нагрузкам.

5. При сварке высокоуглеродистых сталей возможны трещины, необходимы дополнительные мероприятия.

6. Зона сварных швов более чувствительна к агрессивной среде.

Виды сварки

Ручная электросварка. Схема ручной электросварки и схема строения электрической показана на рис.5.1.

Качество и производительность такой сварки во многом зависят от квалификации сварщика, от условий, в которых она выполняется. При ручной сварке, применяемой чаще при монтаже конструкций, сила тока 300...400А. Для сварки толстых элементов (более 6 мм) сварной шов выполняется за несколько проходов. Начало и конец сварки - места возможных дефектов.

ё создания продольной сжимающей силы применяют гидравлические или пневматические системы, для получения плотных соединений вместо электродов ставят ролики (колесики), т.е. получается шовная сварка.

Газовая сварка - применяется для сварки тонкого металла толщиной до 2...3 мм (резервуаров, коробов). При толщине металлов до 2 мм сварку можно выполнять без присадочного металла - проволоки (для этого необходимо отогнуть металл), при толщине металлов более 2 мм необходим присадочный металл. Газовая сварка осуществляется горелкой, к которой подходят 2 шланга. По одному шлангу поступает кислород (баллон синего цвета), по другому - горючий газ (чаще всего ацетилен), поставляемый в баллонах, часто используют ацетиленовые генераторы, работающие на карбиде кальция. Все генераторы должны иметь водяной затвор (приспособление, предотвращающее возгорание ацетилена в емкости генератора).