Методы расчета инженерных конструкций

Методы расчета инженерных конструкций

• Методика расчета инженерного сооружения после определения величины конструкции и характера распределения всех внутренних силовых коэффициентов, расчет прочности инженерного сооружения и надежности всей конструкции и ее отдельных элементов осуществляется с использованием различных методик, основными из которых являются метод расчета допустимых напряжений и метод расчета предельного состояния. Метод допустимых напряжений.

На самом деле, трудно определить, сколько снега выпадает на крышу здания в зимний период, особенно в разные годы, например, практически невозможно определить точное количество внешних нагрузок и прочностных характеристик, поскольку их величина зависит от многих факторов, которые очень трудно учесть. Допустимое напряжение определяется путем деления соответствующих прочностных характеристик материала на

число, большее определенного числа, называемого запасом прочности. Людмила Фирмаль

Коэффициент участия устанавливается (регулируется) специальными нормативными документами. Допустимое напряжение хрупкого материала выражается в единицах прочности на растяжение s RAS и сжатия овсж следующими зависимостями: [А Р]=А Б Р А С/F^и15•[СиДжея]=°б СДЖ/[^г)» Где [or] — допустимое напряжение растяжения; [n]-нормативный коэффициент прочности при растяжении ПА; [osj]-допустимое напряжение сжатия; [P2]-нормативный коэффициент прочности при растяжении. 162 допустимые растягивающие и сжимающие напряжения

пластических материалов считаются одинаковыми и рассчитываются по формуле И p CH<=1P Z1″, где[P3] — нормативный коэффициент запаса, который связан с пределом текучести материала. Выражение допустимого напряжения для пластического материала, обусловленного его пределом текучести, а не его пределом прочности при растяжении, после достижения напряжения структуры, равного пределу текучести, может препятствовать нормальной работе. Расчетная площадь поперечного сечения а от заданной нагрузки и рассчитанная нормальная сила Wmax складываются из того, что

• максимальное напряжение не превышает допустимого значения: ainax-Nshah^L M или максимальной продольной силы. Требуемая площадь поперечного сечения стержня при известной продольной силе от заданной нагрузки и заданном допустимом напряжении обусловлена условием DTR>Afmax/[o]. К недостаткам расчета по методу допустимых напряжений можно отнести то, что единый резервный коэффициент устанавливается только для прочностных характеристик материала. Характер колебаний внешней нагрузки вообще не учитывается, то есть предполагается, что, например,

нагрузка от собственного веса и масса снега будут меняться одинаково. Дело в том, что нагрузка от снега незначительно отличается от веса конструкции, в тех же климатических зонах она широка. Конструкция не учитывает различные условия эксплуатации, такие как дом или мартеновский цех, а также срок службы конструкции. С 1955 года в нашей стране перешли к расчету строительных конструкций по методу предельных состояний. Расчеты по методу допустимых напряжений применяются в машиностроении. Метод предельного состояния.

В разработке новых методов расчета принимали участие известные ученые:11 * Людмила Фирмаль

163А.а.Гвоздев, И. И. Гольденблат, Н.С. Стрелецкий, а также ведущие научно-исследовательские институты: ЦНИИСК, проекталконструкция, Простройпроект и многие другие. В строительном стандартном праве предельное состояние делится на две группы. Первая группа — способность выдерживать (к разрушению) или бездействовать в процессе эксплуатации (вследствие текучести материала, Изменения соединения и других факторов). Вторая группа-по непригодности к нормальной эксплуатации (из-за недопустимых перемещений, колебаний и трещин) (без ограничений). Поэтому расчет методом предельных состояний должен обеспечивать, чтобы ни одно из предельных состояний не возникало в процессе эксплуатации конструкции. В

отличие от метода расчета допустимых напряжений с использованием только общего коэффициента запаса прочности, метод расчета критического состояния накладывает отдельный коэффициент запаса прочности: на прочностные характеристики материала и на прочность конструкции. С введением дифференцирующих коэффициентов запаса можно спроектировать надежную конструкцию, отвечающую реальным условиям эксплуатации с меньшим общим (суммарным) коэффициентом запаса, а затем определить ее эксплуатационные характеристики. При расчете предельного состояния задаются два значения нагрузки:

нормативное и расчетное. Основными характеристиками нагрузки и воздействия являются нормативные значения от веса конструкций, технического оборудования, людей и др. Расчетная нагрузка определяется путем умножения коэффициента перегрузки р на нормативную нагрузку.Раса=/?Ньютон. Коэффициент перегрузки учитывает возможное неблагоприятное отклонение нагрузки от нормативного значения вследствие изменения нагрузки или случайного отклонения от обычных условий эксплуатации, например, в различных связях: n=1,1 для нагрузки собственного веса и n=1,4 для нагрузки снежного покрова. Внешнее сопротивление строительного материала- В64 к внешним воздействиям

характеризуется двумя показателями: нормативной стойкостью и расчетной стойкостью. Основным параметром сопротивления материала внешним воздействиям является нормативное сопротивление/?h устанавливается с учетом условий контроля и статистического изменения сопротивления. Нормативное сопротивление устанавливается соответствующим ГОСТом. Вследствие изменчивости механических свойств материала и испытания образца на прочность и других факторов возможно снижение прочностных характеристик материала. Для обеспечения необходимой надежности конструкции вводится расчетное сопротивление материала. Расчетное сопротивление определяется

путем деления величины стандартного сопротивления на коэффициент надежности материала R=R H / y M. Величина коэффициента надежности материала зависит от физико-механических свойств материала. Например, для стали она колеблется в пределах 1,05-1,15, а для бетона-от 1,3 до 2,5. Кроме того, вводятся следующие коэффициенты. Фактор условий эксплуатации КСС, учитывающий специфические условия эксплуатации:агрессивность окружающей среды, концентрацию напряжений, способ изготовления и др. отношение Dr может быть задано как больше или меньше единицы. Коэффициент надежности yk учитывает ответственность структуры и степень капитализации.

Расчет первой группы предельных состояний из-за потери грузоподъемности осуществляется по расчетной нагрузке и расчетному сопротивлению материала с учетом других коэффициентов. Условия прочности на растяжение (сжатие) записываются следующим образом: A PAIB=M nax / ^n Ry Yc Yft»(17.1), где Lgtak-расчетная сила, возникающая в конструктивном элементе от расчетной внешней нагрузки; AP-площадь поперечного сечения сетчатого элемента; Ry-расчетная сила материала относительно натяжения. Расчет второй группы предельных состояний в связи с их непригодностью для нормальной эксплуатации осуществляется в

соответствии с нормативными нагрузками. Целью расчета является обеспечение нормальной работы технического устройства, ограничение перемещений и колебаний, которые мешают условиям жизни и деятельности людей (например- Лифт 165м) и увеличивать стойкость и представление структуры. Он описывается как жесткое состояние И<ИП Эд, (17.2) где и-оценка движения конструкции;ппред-характеристики допустимых значений и вариаций движения, которые установлены предельными нормами и техническими условиями.

Смотрите также:

Решение задач по технической механике

Равнодействующая плоской системы сил. Теорема Вариньона	Основные типы задач при расчете на прочность
Частные случаи приведения плоской системы сил	Деформации линейные и угловые. Упругость материалов