Расчёты на прочность при растяжении и сжатии

Расчёты на прочность производятся на основе определённых методов, позволяющих сформулировать условия прочности элементов конструкций при различных воздействиях.

Нормативные значения нагрузок характеризуют их действие на конструкцию при нормальных условиях её эксплуатации. Это собственный вес конструкции, атмосферные воздействия снега, ветра, вес технологического оборудования, людей и т.п. Нормативные значения нагрузок приведены в строительных нормах и правилах (СНиП).

Расчётные значения нагрузок P_р определяются путём умножения нормативных значений P_н на коэффициенты надёжности по нагрузке g_f :

Значения коэффициентов надёжности по нагрузке устанавливаются нормами проектирования с учётом различных факторов в пределах от 1,05 до 1,4.

В качестве основного параметра, характеризующего сопротивление материала конструкции различным воздействиям, принимается нормативное сопротивление R_н , соответствующее значению предела текучести для пластичных материалов или временного сопротивления для хрупких материалов. Последние определяются с помощью механических испытаний.

При оценке прочности элементов конструкций величина нормативного сопротивления материала должна быть уменьшена за счёт различных неблагоприятных факторов (например, ухудшения качества материала). Для этого вводится расчётное сопротивление, которое определяется по формуле:

,

(3.26)

где g_m - коэффициент надёжности по материалу, изменяющийся в различных пределах в зависимости от физико-механических свойств материала. Например, для стали он изменяется в пределах от 1,025 до 1,15.

Величины нормативных и расчётных сопротивлений и значения коэффициентов g_f , g_m и g_c приведены в соответствующих разделах строительных норм и правил (СНиП).

Условие прочности стержня при растяжении и сжатии согласно методу предельных состояний имеет следующий вид:

,

(3.27)

где N - продольная сила в стержне, вычисленная от действия расчётных нагрузок и F - площадь поперечного сечения стержня.

Условие (3.27) обычно ставится для сечения стержня, в котором действуют наибольшие нормальные напряжения. С помощью условия прочности (3.27) можно выполнить подбор сечения стержня, то есть определить размеры поперечного сечения или установить номер прокатного профиля по сортаменту, а также определить грузоподъёмность стержня или стержневой системы. Подбор сечения стержня выполняется по формуле

.

(3.28)

Сопротивление материала различным воздействиям характеризуется допускаемым напряжением [s] , которое определяется по формулам :

для хрупких материалов

;

(3.29)

для пластичных материалов

,

(3.30)

где n_ви n_т - коэффициенты запаса прочности по отношению к временному сопротивлению s_в и пределу текучести s_т. Коэффициенты запаса принимаются с учетом целого ряда факторов, таких, как физико-механические свойства материала, условия работы конструкции, характер действия нагрузок и т.п.

Величины допускаемых напряжений [s] для различных материалов приведены в соответствующих нормативных документах.

Условие прочности стержня при растяжении и сжатии по методу допускаемых напряжений имеет следующий вид:

.

(3.31)

С помощью условия (3.31) можно также решать задачи подбора сечения стержня и определения грузоподъемности.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: