Пред-х сост-й

Расчет обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкций, подбор сечений и проверка допустимости напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений.

В зависимости от способа учета изменчивости указанных параметров развивалась методика расчета металлических конструкций. В настоящее время оптимальной считается методика предельных состо­яний, отличающаяся как простотой использования, так и научной обосно­ванностью.

Пре­дельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удов­летворять эксплуатационным требованиям. В соответствии с характером предъявляемых к конструкции требований различают первое и второе предельные состояния. Первая группа 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 (механизм), качественное изме­нение конфигурации, чрезмерное развитие пластических деформаций.

Вторая группа предельных состояний характеризуется затруднением нор­мальной эксплуатации сооружений или снижением долговечности вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок опор, углов пово­рота, колебаний, трещин и т.п.).

Первое предельное состояние. Расчетные формулы для подбора сечений и проверки несущей способности конструкций по первому предельному состоянию получаются из основного неравенства

N≤S,

N – предельное наибольшее усилие в конструкции, вызываемое внешними воздействиями;

S – предельная наименьшая несущая способность конструкции, зависящая от прочности материала, размеров поперечного сечения и условий ее работы.

В течение всего срока эксплуатации конструкции внешние воздействия могут изменяться в широких пределах. В соответствии с этим в нормах проектирования различают расчетные (наибольшие) величины воздействий F и нормативные Fн (нор­мального режима эксплуатации). Эти величины связаны между собой с помощью коэффициента надежности по нагрузке γ_f, т.е. F = Fн γ_f.

Нормативные нагрузки определяются по СНиП "Нагрузки и воздействия".

Нормативные нагрузки от технологического оборудования, транспортных средств, различных механизмов определяются по их паспортным данным. Атмосферные же нагрузки от ветра и снега обусловлены сложными природ­ными явлениями. Для подобных нагрузок в нормах устанавливаются услов­ные величины.

Расчетная нагрузка определяется путем статистической обработки резуль­татов длительных натурных наблюдений за изменчивостью реальной нагрузки. По данным наблюдений строятся полигоны распределения нагрузок. По которой, при помощи математических расчетов и определяются расчётная нагрузка.

В методике предельных состояний это учитывается коэффициентом со­четаний ψ < 1, на который следует умножать каждую из суммируемых нагрузок. Согласно СНиП значения коэффициентов сочетаний колеблются от 1 до 0,6 и менее для особых случаев.

С этой целью в методику предельных состояний введен коэффициент надежности по ответственности γ_п. Для первого из указанных классов сооружений по согласованию с заказчиком f n задается в пределах от 0,95 до 1,2, для третьего — в пределах 0,8—0,95, для прочих сооружений (класс II) - 0,95.

По аналогии с предыдущим вводятся понятия нормативного сопротивления материала Rn и расчетного сопротивления R, связанные между собой с помощью коэффициента надежности по материалу соотно­шением R = Rn/ γ _m

Для обеспечения надежности конструкций по первому предельному состоянию (несущей способности) ус­танавливается расчетное сопротивление с увеличенной обеспеченностью (примерно 0,999), определяемое на основании статистической обработки мно­гочисленных опытных данных различных производителей металлопродукции в течение длительного времени.

Для их учета в методике предельных состояний вводится коэффициент условия работы γ_с, на который, как правило, умножается расчетное сопротивление стали. Значения этого коэффициента изменяются приблизительно от 0,7 до 1,2. Величина γc < 1 учитывает неблагоприятные, a γ с > 1 — благоприятные условия работы конструкции. Обычно ко­эффициенты условий работы устанавливаются для отдельных конструктивных элементов, узлов их сопряжений, средств соединений (болты, сварные швы и т.д.). Итак, окончательно неравенство первого предельного состояния (1) мо­жет быть записано в следующем виде:

А – геометрическая хар-ка поперечного сечения.

Второе предельное состояние ограничивает максимальные переме­щения конструкций в условиях нор­мальной эксплуатации, т.е. переме­щения определяются от нормативных нагрузок. Неравенство второго предельного состояния имеет вид:

δ_i – число влияния, т.е. перемещение конструкции от единичного воздействия;

Δ – предельная величина перемещения, определяющая возможность нормальной эксплуатации.

Дата добавления: 2015-09-06