В зависимости от механических свойств, вида и толщины проката, а также степени использования работы материала конструкционные стали подразделяют на 21 группу (табл. 51 и 52 СНиП П-23-81). Для упрощения в учебных целях можно пользоваться расчетными характеристиками по сокращенным табл. 2, 3.

Для растяжения, сжатия и изгиба при работе в упругой стадии расчетное сопротивление определяется по пределу текучести материала по формуле(3)

таблица 2. нормативные и расчетные сопротивления проката для стальных конструкции, подверженных растяжению, сжатию и изгибу

Нормативные сопротивления, МПа

Расчетные сопротивления, МПа

по пределу текучее-ти Ryn

по временному сопротивлению

Ran

по пределу текучести Ry

по временному сопротивлению

- 500

Важными механическими свойствами строительных сталей являются явления наклепа, старения, неравномерного распределения напряжений и усталости. Наклеп— это увеличение области упругой работы стали oadm>Ryn путем предшествующего растяжения выше предела текучести (рис. 9). При повторном нагружении стали она начинает работать упруго до допускаемого напряжения Gadm, однако при этом значительно повышается ее хрупкость.

таблица 3. расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков

Сдвиг R МПа

Смятие, МПа

Диаметральное сжатие, катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) RC(J

торцевой поверхности (при наличии пригонки)

местное в цилиндрических шариирах (цапфах) при плотном касашш R^

Рис. 9. Диаграммы растяжения стали при наклепе а —диаграмма высокопрочной стали; б — диаграмма мягкой стали, растянутой до пластического состояния (пунктирная линия) и после снятия нагрузки и повторного за-гружения (сплошная линия); в — диаграмма стали при разгрузке, соответствующей предельной области пластической работы

В результате деформационного и термического старения сталь изменяет свои свойства во времени, улучшая, подобно наклепу, упругие свойства и снижая пластичность. Наибольшей опасности разрушения металлические конструкции подвергаются тогда, когда в рабочих сечениях появляются какие-либо ослабления в виде отверстий, выточек и надрезов (рис. 10).

В зависимости от вида ослабления у их краев возникают повышенные напряжения (концентрация напряжений), превышающие нормальные напряжения а в неослабленных сечениях в 2 и 3 раза. При расчетах это явление необходимо учитывать в случае применения низколегированных сталей. В мягких углеродистых сталях они не так опасны, так как в расчетной стадии напряжения выравниваются.

Наиболее опасным воздействием на металл оказывается явление усталости — разрушение металла под воздействием многократно повторяющейся, особенно знакопеременной, нагрузки. Опасность эта объясняется еще и тем, что разрушение конструкции, как правило, мгновенно, хрупко.

Сопротивление конструкции усталостным разрушениям называется выносливостью. При проектировании конструкций, работающих при динамических и знакопеременных нагрузках, нормы предусматривают снижение расчетных сопротивлений, сокращение объемов применения сварных конструкций и соединений с концентраторами напряжений.


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒