Szójegyzék. A szerkezeti elemekre ható külső terhelések osztályozása
A határállapot módszerben minden terhelést a hatásuk valószínűségétől függően osztályoznak normatív és kiszámított.
Az ütés alapján a terheléseket felosztják állandó és ideiglenes. Ez utóbbi lehet hosszú távú és rövid távú kitettség.
Ezenkívül vannak terhelések, amelyeket a kategóriához rendelnek speciális terhelésekés hatások.
Állandó terhelések- a tartó- és elzáró szerkezetek saját tömege, talajnyomás, előfeszítés.
Ideiglenes hosszú távú terhelések- a helyhez kötött technológiai berendezések súlya, a tárolóhelyeken tárolt anyagok tömege, a gázok, folyadékok és ömlesztett anyagok nyomása a tartályokban stb.
Rövid távú terhelések- normál terhelés hóból, szélből, mobil emelő- és szállítóberendezésekből, emberek, állatok tömegeiből stb.
Különleges terhelések- szeizmikus hatások, robbanásveszélyes hatások. A szerkezetek telepítésekor felmerülő terhelések. A technológiai berendezések meghibásodásával összefüggő terhelések, a talajszerkezet változásaiból eredő alapozásbeli deformációkhoz kapcsolódó hatások (süllyedő talajok, talajlakódás a karsztterületeken és a föld alatti munkálatok felett).
Néha létezik a "hasznos teher" kifejezés. Hasznos terheléseknek nevezzük, amelyek észlelése a szerkezetek szerves célja, például az emberek súlya a gyaloghídhoz. Ezek lehetnek ideiglenesek és állandóak is, például egy monumentális kiállítási szerkezet súlya állandó terhelés a talapzaton. Az alapozás esetében az összes fedő szerkezet súlya is a hasznos terhet jelenti.
Ha egy szerkezetre többféle terhelés hat, akkor a benne lévő erőket a legkedvezőtlenebb kombinációkhoz hasonlóan határozzák meg a kombinációs együtthatókkal.
Az SNiP 2.01.07-85 „Terhelések és hatások” megkülönböztethetők:
alapvető kombinációkállandó és ideiglenes terhelésekből áll;
speciális kombinációkállandó, ideiglenes és az egyik különleges terhelésből áll.
A fő kombinációval, beleértve egy élő terhelést, a kombinációs arány. Nagyobb ideiglenes terhelés esetén az utóbbiakat megszorozzák a kombinációs tényezővel.
Speciális kombinációkban az élő terheléseket a kombinációs tényezővel, a speciális terhelést pedig a tényezővel veszik figyelembe. Minden típusú kombinációban az állandó terhelésnek együtthatója van.
betöltött elemeket
A fémszerkezetek tervezésénél a komplex feszültségállapotot a tervezési ellenálláson keresztül veszik figyelembe, amelyet az egytengelyű terhelés alatt álló fémminták vizsgálatai alapján állapítanak meg. A valódi szerkezetekben azonban az anyag általában összetett, többkomponensű, feszített állapotban van. E tekintetben meg kell állapítani egy szabályt a komplex stresszállapot és az egytengelyű egyenértékűségére.
Az egyenértékűség kritériumaként szokás az anyagban felhalmozott potenciális energiát felhasználni, amikor azt külső hatások deformálják.
Az elemzés megkönnyítése érdekében a deformációs energia ábrázolható az A térfogat megváltoztatásával és az A test alakjának megváltoztatásával kapcsolatos munkák összegeként. Az első nem haladja meg a rugalmas munkavégzés alatt végzett összes munka 13% -át, és az átlagos normál feszültségtől függ.
1 - 2υ
A o = ---------- (Ơ Χ + Ơ Y + Ơ Ζ) 2(2.3.)
A második munka az anyagcserékkel foglalkozik:
A f = ------- [(Ơ Χ 2 + Ơ Υ 2 + Ơ z 2-(Ơ x Ơ y + Ơ y Ơ z + Ơ z Ơ x) + 3 (τ xy 2 + τ yz 2 + τ zx 2)] (2.4.)
Ismeretes, hogy az építőacélok és alumíniumötvözetek kristályszerkezetének megsemmisülése az anyag nyírási jelenségeivel (diszlokációk mozgása stb.) Jár.
Az alakítási munka (2.4.) Változatlan, ezért ia = Ơ egytengelyű stresszállapot esetén А 1 = [(1 +) / 3Е] Ơ 2
Ezt az értéket a (2.4) kifejezéssel egyenlővé téve és a négyzetgyököt kivonva a következőket kapjuk:
Ơ pr = = Ơ(2.5)
Ez a kapcsolat létrehozza az összetett stresszállapot és az egytengelyes energia egyenértékűségét. A jobb oldali kifejezést néha hívják csökkentett feszültség Ơ pr, ami azt jelenti, hogy egyállapotú, egytengelyű stresszes állapotba csökken Ơ .
Ha a fémben megengedett legnagyobb feszültséget (tervezési ellenállás) a szabványos minta folyáshatárának megfelelően állítják be Ơ T, akkor a (2.5) kifejezés formát ölt Ơ pr = Ơ Tés képviseli a plaszticitás feltételét komplex feszültségállapotban, azaz az anyag rugalmas állapotból műanyagba való átmenetének feltétele.
Az I-gerendák falain keresztirányú terhelés alkalmazása mellett
Ơ x 0. 0 y 0. τ xy 0... a többi feszültségkomponens elhanyagolható. Ekkor a plaszticitás feltétele ölt testet
Ơ pr = = Ơ T (2.6)
A terhelés helyétől távolabbi helyeken a helyi feszültséget is el lehet hanyagolni. Ơ y = 0, akkor a plaszticitási feltétel még egyszerűbb lesz: Ơ pr = = Ơ T .
Egyszerű nyírással, minden feszültségkomponensből
τ xy 0... azután Ơ pr = = Ơ T... Innen
τ xy = Ơ T / = 0,58 Ơ T (2.7)
Az SNiP ezen kifejezésével összhangban a tervezett nyíró- és szakítószilárdság közötti arány elfogadott,
hol van a számított nyírási ellenállás; - hozampont.
A központilag feszített elem és a központilag összenyomott elem terhelés alatti viselkedése, feltéve, hogy biztosított a stabilitása, teljes mértékben megfelel az anyag egyszerű feszítés-összenyomás alatt végzett munkájának (1.1. b).
Feltételezzük, hogy ezen elemek keresztmetszetében a feszültségek egyenletesen oszlanak el. Az ilyen elemek teherbírásának biztosítása érdekében szükséges, hogy a tervezési terhelésekből származó feszültségek a legkisebb területű szakaszon ne lépjék túl a tervezési ellenállást.
Ekkor az első határállapot (2.2) egyenlőtlensége lesz
hol van az elemekben a hosszirányú erő; - az elem nettó keresztmetszeti területe; - tervezési ellenállás, egyenlő, ha a műanyag deformációk kialakulása nem megengedett az elemben; ha megengedhetőek a plasztikai deformációk, akkor ez megegyezik a két érték közül a legnagyobb értékkel és (itt és az anyag tervezési ellenállása a folyáshatár és a végső szilárdság tekintetében); - az anyag megbízhatósági együtthatója a szerkezet végső ellenállásának kiszámításakor; - a munkakörülmények együtthatója.
A második korlátozó állapot szerinti ellenőrzés a rúd nyúlásának (rövidülésének) korlátozására korlátozódik a szabványos terhelésektől
N n l / (E A) ∆ (2.9)
hol van a rúd hosszirányú ereje a szabványos terhelésekből; - a rúd számított hossza, egyenlő a terhelés rúdra ható pontjai közötti távolsággal; - rugalmassági modulus; - a rúd bruttó keresztmetszeti területe; - a nyúlás (rövidülés) határértéke.
Elhatározta például, hogy házat csinál magának. Önállóan, tervező építészek bevonása nélkül. És valamikor, általában szinte azonnal szükségessé válik a ház súlyának kiszámítása. És itt kezdődik a kérdések sora: mi a hóterhelés értéke, milyen terhelést kell elviselnie a padlónak, milyen együtthatót kell használni a faelemek kiszámításakor. Mielőtt azonban konkrét számokat adna meg, meg kell értenie, hogy mi a kapcsolat a terhelésnek való kitettség időtartama és értéke között.
A terheket általában állandó és ideiglenesekre osztják. Az ideiglenes viszont hosszú, rövid távú és pillanatnyi. Egy felkészületlen olvasónak biztosan felmerül a kérdése: valójában mi a különbség a terhelés osztályozásában? Vegyük például a padlóterhelést. Az SNiP 150 kgf szabványos értéket ír elő négyzetméterenként. A dokumentum figyelmes elolvasása után könnyen észrevehető, hogy 150 kgf / m² (teljes standard érték) kerül felhasználásra a terhelés "rövid távú" besorolásakor, de ha "hosszú távúnak" minősítjük, akkor a padlón csak 30 kgf / m²! Miért történik? A válasz a valószínűségelmélet mélységeiben rejlik, de az egyszerűség kedvéért egy példával magyarázom. Képzeld el a helyiséged súlyát. Lehet, hogy öntöttvas aknák gyűjtője kutakból, de statisztikailag, ha több ezer szobát veszünk figyelembe különböző emberekből, akkor átlagosan az emberek egy fél négyzetméternyi tárgyra korlátozódnak egy 17 m²-es szobában. Fél tonna nem elég egy szobához! De ha elosztjuk a terhelést a területtel, akkor csak 30 kg / m² -t kapunk. Az adat statisztikailag megerősített és rögzített SNiP -ben. Most képzeld el, hogy te (80 kg súlyú) belépsz a szobába, leülsz egy székre (20 kg), és a feleséged (50 kg) az öledben ül. Kiderül, hogy 150 kg terhelés viszonylag kis területen hat. Természetesen ilyen párhuzamosan bármikor mozoghat a lakásban, vagy egyszerűen egyedül mérheti le mind a 150 kg -ot, de nem ülhet 10 évig nyugodtan. Ez azt jelenti, hogy ebből a 150 kg -os terhelésből minden alkalommal más helyen hoz létre, míg egy másik helyen ez nem. Azok. hosszú távon nem lépi túl az átlagos 500 kg -ot 17 m² -en, vagy 30 kg / m² -en, de rövid távon 150 kg / m² terhelést hozhat létre. És ha egy 150 kg -os trambulinon ugrál, akkor ez már "azonnali" terhelés lesz, és a számítása az egyéni jellemzőkön alapul, mert egyszerűen nincs statisztika az ilyen esetekre.
Tehát egy kicsit kitaláltuk a különbséget a kifejezések között, most a kérdéshez: mi a különbség számunkra, mint tervezőknek? Ha évtizedekig kis tömeggel nyomkodja a táblát, akkor is hajlik, és ha jobban megnyomja, majd elengedi, a tábla visszatér eredeti állapotába. Ezt a hatást veszik figyelembe a fa szilárdságának kiszámításakor a terhelési osztályok hozzárendelésével.
A cikkhez szükséges összes információ innen származik SNiP 2.01.07-85 "Terhelések és hatások"... Mivel a faházépítés támogatója vagyok, utalni fogok a 2017 -re érvényes terhelési besorolás különleges esetére is, valamint megemlítem az Eurocode EN 1991 -et.
A terhelések osztályozása az SNiP 2.01.07-85 szerint
A terhelés időtartamától függően különbséget kell tenni az állandó és az ideiglenes terhelések között.
Állandó terhelések
a szerkezetek részeinek súlya, beleértve a teherhordó és a környező épületszerkezetek súlyát;
a talajok súlya és nyomása (töltések, töltések), kőzetnyomás;
hidrosztatikus nyomás;
A szerkezetben vagy az alapzatban maradó előfeszítő erőket is figyelembe kell venni a számítások során, mint állandó terhelésekből származó erőket.
Ideiglenes terhelések
Az ideiglenes terheléseket további három osztályra osztják:
1. Hosszú távú terhelések
0,3 - a III hórégió esetében,
0,5 - a IV régió esetében;
0,6 - V és VI régiók esetében;
a berendezések ideiglenes válaszfalainak, alátéteinek és lábazatának súlya;
a helyhez kötött berendezések tömege: szerszámgépek, készülékek, motorok, tartályok, csővezetékek szerelvényekkel, tartóelemekkel és szigeteléssel, szalagos szállítószalagok, állandó emelőgépek köteleikkel és vezetőikkel, valamint a berendezést töltő folyadékok és szilárd anyagok tömege;
gázok, folyadékok és ömlesztett szilárd anyagok nyomása a tartályokban és csővezetékekben, túlnyomás és a bányák szellőzése során fellépő levegő ritkítása;
a raktárakban, hűtőszekrényekben, magtárakban, könyvtárakban, archívumokban és hasonló helyiségekben tárolt anyagokból és állványberendezésekből származó padlóterhelés;
a helyhez kötött berendezések hőmérsékleti technológiai hatásai;
a vízréteg súlya vízzel töltött lapos felületeken;
az ipari porlerakódások súlya, ha azok felhalmozódását megfelelő intézkedések nem zárják ki;
terhelés az emberektől csökkentett standard értékekkel;
csökkentett standard értékű hóterhelés, amelyet úgy határozunk meg, hogy megszorozzuk a teljes szabványértéket egy tényezővel:
klimatikus hőmérsékleti hatások csökkentett standard értékekkel;
az alap deformációi által okozott hatások, amelyek nem járnak a talaj szerkezetének radikális változásával, valamint a permafrost talajok kiolvadása;
a nedvességváltozás, az anyag zsugorodása és kúszása következtében fellépő hatások.
2. Rövid távú terhelések
a berendezés terhelései, amelyek az indítási, átmeneti és teszt üzemmódokban, valamint az átrendezésük vagy cseréjük során keletkeznek;
az emberek súlya, javítóanyagok a berendezések karbantartása és javítása területén;
terhelés az emberektől, állatok, felszerelések lakó-, köz- és mezőgazdasági épületek emeletén teljes irányértékekkel;
a mobil emelő- és szállítóberendezésekből származó terhelések (targoncák, elektromos autók, targoncák, tológépek, valamint a teljes szabványértékű híd- és felsődaruk);
teljes értékű hóterhelés;
éghajlati hőmérsékleti hatások teljes értékkel;
szélterhelés;
jégterhelés.
3. Különleges terhelések
szeizmikus hatások;
robbanásveszélyes hatások;
a technológiai folyamat hirtelen zavarai, átmeneti meghibásodása vagy a berendezés meghibásodása által okozott terhelések;
az alap deformációi által okozott hatások, amelyek a talaj szerkezetének radikális megváltozásával járnak (a süllyesztett talajok áztatásakor) vagy annak süllyedésével a bányaművek területén és a karsztban.
A fent említett névleges terheléseket a táblázat tartalmazza:
A dokumentum 2011 -es frissített változatában az egyenletesen elosztott terhelések csökkentett szabványos értékeit úgy határozzák meg, hogy megszorozzák teljes szabványértéküket 0,35 együtthatóval.
Ezt a besorolást elég régóta elfogadták, és már a „posztszovjet mérnök” fejében is gyökeret vert. Azonban fokozatosan, egész Európát követve áttérünk az úgynevezett eurokódokra.
A terhelések osztályozása az Eurocode EN 1991 szerint
Az Eurocode szerint minden kicsit változatosabb és bonyolultabb. Minden számított intézkedést az EN 1991 vonatkozó záradékaival összhangban kell végrehajtani:
EN 1991-1-1 Fajsúly, állandó és ideiglenes terhelés
EN 1991-1-3 Hóterhelés
EN 1991-1-4 A szél hatása
EN 1991-1-5 Hőmérséklet hatások
EN 1991-1-6 Hatások az építési munkák során
EN 1991-1-7 Különleges hatások
A TKP EN 1990 szerint a hatások mérlegelésekor a következő osztályozást alkalmazzák:
állandó hatások G... Például a saját súly, a helyhez kötött berendezések, a belső válaszfalak, a burkolatok és a zsugorodás és / vagy leülepedés okozta közvetett hatások;
cselekvési változók Q... Például alkalmazott teher, szél-, hó- és hőterhelés;
speciális effektusok A... Például robbanások és ütések okozta terhelések.
Ha állandó expozíció esetén minden többé -kevésbé világos (csak az anyag térfogatát vesszük, és megszorozzuk az anyag átlagos sűrűségével, és így tovább a ház szerkezetének minden anyagánál), akkor a változó hatások magyarázatot igényel. Nem fogok figyelembe venni konkrét hatásokat a magánépítéssel összefüggésben.
Az Eurocode szerint a hatások nagyságát a szerkezet 6.1. Táblázat szerinti felhasználási kategóriái jellemzik:
A rendelkezésre bocsátott információk ellenére az Eurocode magában foglalja a nemzeti mellékletek használatát az Eurocode minden egyes szakaszához külön -külön az Eurocode -ot használó országokban. Ezek az alkalmazások figyelembe veszik az egyes országok eltérő éghajlati, geológiai, történelmi és egyéb sajátosságait, ugyanakkor lehetővé teszik az egységes szabályok és szabványok betartását a szerkezetek kiszámításakor. Van egy nemzeti melléklet az EN1991-1-1 Eurocode-hoz, és a terhelési értékeket tekintve teljesen és teljes mértékben az SNiP 2.01.07-85-re vonatkozik, amelyet a cikk első részében vizsgálunk.
A terhelések osztályozása a fa szerkezetek tervezésekor az Eurokód EN1995-1-1 szerint
2017 -re Fehéroroszország rendelkezik az Eurocode -on alapuló dokumentummal TCP EN 1995-1-1-2009 "Fa szerkezetek tervezése"... Mivel a dokumentum az Eurokódokra vonatkozik, az EN 1991 szerinti korábbi besorolás teljes mértékben alkalmazható a fa szerkezetekre, de további pontosítással rendelkezik. Például az erő és a használhatóság kiszámításakor feltétlenül figyelembe kell venni a terhelés időtartamát és a nedvesség hatását!
A terhelések időtartamának osztályaira jellemző, hogy a szerkezet működése során egy bizonyos időtartam alatt állandó terhelés hat. Változó expozíció esetén a megfelelő osztályt a tipikus terhelésváltozás és az idő közötti kölcsönhatás értékelése alapján határozzák meg.
Ez az Eurocode által ajánlott általános besorolás, de az Eurocode -ok felépítése, mint már említettem, magában foglalja az egyes országokban egyedileg kifejlesztett nemzeti alkalmazások használatát, és természetesen ez az alkalmazás Fehéroroszország számára is elérhető. Kissé lerövidíti az időtartam besorolását:
Ez a besorolás kellően korrelál az SNiP 2.01.07-85 szerinti osztályozással.
Miért kell mindezt tudnunk?
Hatás a fa szilárdságára
Egy faház és bármely eleme tervezésével és számításával összefüggésben a terhelések osztályozása a felhasználási osztállyal együtt fontos, és több mint kétszeresére (!) Megváltoztathatja a fa számított szilárdságát. Például a fa szilárdságának minden számított értékét-többek között-megszorozzuk az úgynevezett kmod módosítási tényezővel:
Amint az a táblázatból is látható, a terhelési időtartam osztályától és az üzemeltetési körülményektől függően ugyanaz az I. osztályú tábla képes ellenállni a terhelésnek, például 16,8 MPa összenyomódás rövid távú expozíció esetén fűtött helyiségben és csak 9,1 MPa állandó terhelés mellett az ötödik üzemi körülmények között.
Hatás a kompozit megerősítés szilárdságára
Az alapok és vasbeton gerendák tervezésekor néha kompozit megerősítést alkalmaznak. És ha a terhek hatásának időtartama nem befolyásolja jelentősen az acél megerősítést, akkor az összetettnél minden nagyon más. Az automatikus sebességváltó terhelési időtartamának befolyásolási együtthatóit az SP63,13330 L függeléke tartalmazza:
A fenti táblában megadott szakítószilárdság kiszámításának képletében van egy yf együttható - ez az anyag megbízhatósági együtthatója, amelyet a második csoport 1 -es korlátállapotai szerinti számításkor és a az első csoportba - 1,5. Például a szabadban lévő gerendában az üvegszálas megerősítés erőssége 800 * 0,7 * 1/1 = 560 MPa lehet, de folyamatos terhelés mellett 800 * 0,7 * 0,3 / 1 = 168 MPa.
Hatás az elosztott terhelés értékére
Az SNiP 2.01.07-85 szerint a lakó-, köz- és mezőgazdasági épületek padlóin lévő emberektől, állatoktól, berendezésektől származó terheléseket csökkentett szabványos értékkel veszik, ha ezeket a terheléseket hosszú távúnak minősítjük. Ha rövid távúnak minősítjük őket, akkor elfogadjuk a terhelések teljes standard értékeit. Az ilyen különbségeket a valószínűség elmélete képezi, és matematikailag kiszámítják, de a szabályrendszerben kész válaszok és ajánlások formájában mutatják be. Ugyanez a besorolás befolyásolja a hóterhelést, de a hóterhelést egy másik cikkben fogom megvizsgálni.
Mit kell számolni?
Már egy kicsit rendeztük a terhelések besorolását, és rájöttünk, hogy a padlón és a hóterhelésen jelentkező terhelések átmeneti terhelésekre vonatkoznak, ugyanakkor jelenthetnek hosszú távú és rövid távú terheket is. Sőt, értékük jelentősen eltérhet attól függően, hogy melyik osztályba soroljuk őket. Valóban függ a vágyunktól egy ilyen fontos kérdésben? Természetesen nem!
A TKP EN 1995-1-1-2009 "Faszerkezetek tervezése" a következő előírást tartalmazza: ha a terheléskombináció olyan tevékenységekből áll, amelyek a terhelés különböző időtartamának osztályaihoz tartoznak, akkor a módosítási tényezők értékét kell használni, amely rövidebb időtartamú hatásnak felel meg, például az önsúly és a rövid távú terhelés kombinációjára a rövid távú terhelésnek megfelelő együttható értékét alkalmazzák.
Az SP 22.13330.2011 "Épületek és szerkezetek alapjai" című dokumentumban a jelzés a következő: padlóterhelés és hóterhelés, amely az SP 20.13330 szerint hosszú és rövid távra egyaránt vonatkozhat az alapok kiszámításakor. teherbírása, rövid távúnak tekinthetők, és deformációk alapján történő számításkor-hosszú távúnak. A mobil anyagmozgató berendezésekből származó terhek mindkét esetben rövid távúnak minősülnek.
Az alkalmazás jellege szerint: összpontosított és elosztott.
A cselekvések időbeli időtartama szerint: változók és állandók.
Az akció jellege szerint: statikus és dinamikus.
Állandó terhelés:
Az épületek és szerkezetek egy részének súlya, beleértve a teherhordó és a környező épületszerkezetek súlyát;
Talaj súlya és nyomása, kőzetnyomás;
Az előfeszítés hatása a szerkezetekben;
Ideiglenes terhelések: Az ideiglenes válaszfalak súlya; Helyhez kötött berendezés súlya: gépek, készülékek; Terhelések lakó- és középületek emeletein, csökkentett szabványos értékekkel; Raktárak, hűtőszekrények, magtárak, levéltárak, könyvtárak, melléképületek és lakóépületek lakószintjein terhelések; Csökkentett tervezési értékű hóterhelés;
Rövid távú terhelések : Lakó- és középületek padlóterhelései teljes szabványértékekkel; Hóterhelés teljes tervezési értékkel; Mobil emelő- és szállítóberendezésekből származó terhek (híd- és felemelt daruk, telfelek, rakodók); A szerkezetek gyártásából, szállításából és felállításából, a berendezések beszerelése és átrendezése során felmerülő terhek, valamint az építkezésen ideiglenesen tárolt termékek és anyagok súlyából származó terhek; Berendezések terhelései indítási, átmeneti és teszt üzemmódokban; Szélterhelés; Hőmérséklet és éghajlati hatások;
Különleges terhelések: Szeizmikus és robbanásveszélyes hatások; A technológiai folyamat hirtelen megszakítása, átmeneti meghibásodás vagy berendezéshiba okozta terhelések; Az egyenetlen deformációk hatása, a talaj szerkezetének megváltozásával együtt;
A központilag összenyomott oszlopok munkája terhelés alatt és a teherbírás tervezésének előfeltételei. Középen összenyomott oszlopok (állványok) kiszámítása.
Középen tömörítve az elemeket hívják, amelyekre a terhelés a szakasz súlypontja mentén hat (a szimmetrikus metszetű oszlopokban a szakasz súlypontja egybeesik a geometriai középponttal). A központilag összenyomott oszlopok feszültség-húzódási állapota és megsemmisülésük jellege számos tényezőtől függ: az anyagtól, a keresztmetszet méretétől és alakjától, hosszától, a végek rögzítési módjától. Hosszirányú vagy keresztirányú hajlítás esetén az elem megsemmisül, mert a szélső szálak feszültségei elérik a határértékeket, és az anyag összeomlik. Minden összenyomott elem bizonyos fokig kihajlik; megnyilvánulása rugalmasságuktól és az összenyomott elem anyagától függ. Az acél- és faoszlopok általában kis keresztmetszetűek és rugalmasabbak, míg a vasbeton és kőoszlopok nagyobb keresztmetszettel rendelkeznek, és ezért kevésbé rugalmasak. A szabványok figyelembe veszik a kihajlás biztonságos értékeit - ez az oszlopok kiszámításának alapja.
Fizetés:
Az oszlop tervezési elrendezésének kiválasztása;
Az SNiP vagy a referenciakönyv szerint megtaláljuk a tervezési ellenállást: R y = 24,5 Kn
Keresse meg a keresztmetszeti területet: A
Határozza meg a kihajlási együtthatót
Határozza meg a rúd számított hosszát: L ef = µ * L 0
A választék szerint meghatározzuk a szakasz tehetetlenségi nyomatékait a fő központi tengelyekhez képest: J x, cm 4; J y, cm 4
Keresse meg a gyűrődés minimális sugarát: i min = √ J min / √A
Határozza meg a rúd rugalmasságát: λ = μ * L 0 / i min
A kihajlási tényezőt (φ) a rugalmasság függvényében határozzák meg;
A teherbírást a megengedett nyomóerő értéke határozza meg.
Az ellenálló anyagok külső erőit felosztják aktívés vadászgép(kötési reakciók). Terhelések Aktív külső erők.
Betöltési módszerek szerint
Alkalmazási módszer szerint Betöltés vannak terjedelmes(saját súly, tehetetlenségi erők), amelyek a térfogat és a felület minden végtelen legkisebb elemére hatnak. Felületi terhelések-re vannak felosztva koncentrált terhelésekés elosztott terhelések.
Elosztott terhelések nyomás jellemzi - a normál mentén a felületi elemre ható erő aránya ennek az elemnek a területéhez, és a Nemzetközi Egységrendszerben (SI) paszkálban, megapaszkálban fejezik ki (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa) stb., És a műszaki rendszerben - négyzetmilliméteres erő kilogrammban stb. (kgf / mm2, kgf / cm2).
A sopromatban gyakran figyelembe veszik felületi terhelések elosztva a szerkezeti elem hosszában. Az ilyen terheléseket az intenzitás jellemzi, általában q -val jelölve, és newton per méter (N / m, kN / m), vagy méter / méter (kgf / m, kgf / cm), stb.
A terhelések az idők során bekövetkező változások természeténél fogva
Az időbeli változás jellege szerint megkülönböztetnek statikus terhelések- lassan növekszik a nulláról a végső értékre, és nem változik a jövőben; és dinamikus terhelések nagy tehetetlenségi erőket okozva.
28. Dinamikus, ciklikus terhelés, az állóképességi határ fogalma.
A dinamikus terhelés olyan terhelés, amelyet az érintett test részecskéinek vagy a vele érintkező részek gyorsulása kísér. Dinamikus terhelés akkor következik be, amikor gyorsan növekvő erőket alkalmaznak, vagy a vizsgált test gyorsított mozgása esetén. Mindezekben az esetekben figyelembe kell venni a tehetetlenségi erőket és a rendszer tömegeinek ebből eredő mozgását. Ezenkívül a dinamikus terhelések sokk- és újraváltozó terhelésekre oszthatók.
Sokkterhelés (ütés) - olyan terhelés, amelynél a testrészecskék gyorsulása élesen megváltoztatja értéküket nagyon rövid idő alatt (hirtelen terhelés). Ne feledje, hogy bár az ütés a dinamikus terhelési típusokhoz tartozik, az ütközés kiszámításakor számos esetben a tehetetlenségi erőket figyelmen kívül hagyják.
Ismétlődő változó (ciklikus) terhelés - terhelések, amelyek nagyságrendben (és esetleg előjelben) változnak.
A ciklikus terhelés az anyag mechanikai és fizikai tulajdonságainak megváltozása az időben ciklikusan változó feszültségek és nyúlások hatására.
Kitartáshatár(is határ fáradtság) - az erőtudományokban: az anyag egyik szilárdsági jellemzője, amely jellemzi kitartás, azaz az anyagban ciklikus feszültségeket okozó terhelések észlelésének képessége.
29. Az anyagok fáradtságának fogalma, a fáradási töréssel szembeni ellenállást befolyásoló tényezők.
Anyag fáradtság- az anyagtudományban - a károsodás fokozatos felhalmozódásának folyamata változó (gyakran ciklikus) feszültségek hatására, ami tulajdonságainak megváltozásához, repedések kialakulásához, fejlődéséhez és megsemmisítéséhez vezet anyag a meghatározott időre.
A stressz koncentráció hatása
Az alkatrész keresztirányú méreteinek, lyukak, hornyok, hornyok, menetek stb. Éles megváltozásának helyén, amint azt a 2.7.1. Pont mutatja, a feszültségek helyi növekedése következik be, ami jelentősen csökkenti a tartóssághatárt a sima hengeres példányok. Ezt a csökkenést a számítások bevezetésével veszik figyelembe hatékony stresszkoncentrációs tényező, amely egy szimmetrikus ciklusú sima minta állóképességi határának és az azonos méretű, de egy vagy másik feszültségkoncentrátorral rendelkező minta tartóssági határának arányát jelenti:
.
2.8.3.2. Az alkatrész méreteinek hatása
Kísérletileg megállapították, hogy a vizsgálati minta méretének növekedésével a kitartás határa csökken ( skála hatás)... Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a méret növekedésével nő az anyagok szerkezetének inhomogenitásának valószínűsége és belső hibái (üregek, gázzárványok), valamint az a tény, hogy a kis méretű példányok gyártása során felületi réteg viszonylag nagyobb mélységben edzett (edzett), mint a mintákban. nagy méretek.
Az alkatrészek méreteinek a tartóssági határértékre gyakorolt hatását figyelembe veszi az együttható ( skála tényező), amely egy adott méretű rész állóképességi határának és egy hasonló méretű, kis méretű laboratóriumi minta tartóssági határának aránya:
.
2.8.3.3. A felület állapotának hatása
A vágószerszámnyomok, éles kockázatok, karcolások a fáradási mikrorepedések forrása, ami az anyag tartóssági határának csökkenéséhez vezet.
A felszíni állapotnak a szimmetrikus ciklusban az állóképességi határra gyakorolt hatását az jellemzi együttható felületminőség, amely egy adott felületkezelésű alkatrész tartóssági határának és egy gondosan csiszolt minta tartóssági határának aránya:
.
2.8.3.4. A felületi keményedés hatása
A felületi keményítés különféle módszerei (mechanikai edzés, kémiai hő- és hőkezelés) jelentősen növelhetik a felületminőségi együttható értékét (akár 1,5 ... 2,0 és többször is a keményedés nélküli alkatrészek 0,6 ... 0,8 -szorosa helyett). Ezt a számítások során egy együttható bevezetésével veszik figyelembe.
2.8.3.5. A ciklus aszimmetriájának hatása
Az alkatrészek kimerültségét hosszú távú váltakozó feszültségek okozzák. De, amint a kísérletek kimutatták, az anyag szilárdsági tulajdonságainak növekedésével nő az érzékenységük a ciklus aszimmetriájával szemben, azaz a ciklus állandó összetevője "hozzájárul" a fáradási erő csökkentéséhez. Ezt a tényezőt az együttható figyelembe veszi.
A külső erők (terhelések) ellenállásának osztályozása
Az ellenálló anyagok külső erőit felosztják aktívés vadászgép(kötési reakciók). Terhelések Aktív külső erők.
Betöltési módszerek szerint
Alkalmazási módszer szerint Betöltés vannak terjedelmes(saját súly, tehetetlenségi erők), amelyek a térfogat és a felület minden végtelen legkisebb elemére hatnak. Felületi terhelések-re vannak felosztva koncentrált terhelésekés elosztott terhelések.
Elosztott terhelések nyomás jellemzi - a normál mentén a felületi elemre ható erő aránya ennek az elemnek a területéhez, és a Nemzetközi Egységrendszerben (SI) paszkálban, megapaszkálban fejezik ki (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa) stb., És a műszaki rendszerben - négyzetmilliméteres erő kilogrammban stb. (kgf / mm2, kgf / cm2).
A sopromatban gyakran figyelembe veszik felületi terhelések elosztva a szerkezeti elem hosszában. Az ilyen terheléseket az intenzitás jellemzi, általában q -val jelölve, és newton per méter (N / m, kN / m), vagy méter / méter (kgf / m, kgf / cm), stb.
A terhelések az idők során bekövetkező változások természeténél fogva
Az időbeli változás jellege szerint megkülönböztetnek statikus terhelések- lassan növekszik a nulláról a végső értékre, és nem változik a jövőben; és dinamikus terhelések nagy tehetetlenségi erőket okozva.
Az ellenállás feltételezése
A Sopromat Sopromat feltételezései
Az erő-, merevség- és stabilitási elemzés elméletének felépítésekor az anyagok tulajdonságaival és a test deformációjával kapcsolatos feltételezések születnek.
Anyagi tulajdonság feltételezések
Először fontolja meg az anyag tulajdonságaival kapcsolatos feltételezések:
feltételezés 1: az anyagot homogénnek tekintik (fizikai és mechanikai tulajdonságai minden ponton azonosak;
feltételezés 2: az anyag teljesen kitölti a test teljes térfogatát, üregek nélkül (a test folyamatos közegnek minősül). Ez a feltevés lehetővé teszi a differenciál- és integrálszámítás módszereinek alkalmazását a test stressz-deformációs állapotának vizsgálatában, amelyek megkövetelik a funkció folytonosságát a test térfogatának minden pontján;
feltételezés 3: az anyag izotróp, vagyis fizikai és mechanikai tulajdonságai minden ponton azonosak minden irányban. Anizotróp anyagok - amelyek fizikai és mechanikai tulajdonságai az iránytól függően változnak (például fa);
feltételezés 4: az anyag tökéletesen rugalmas (a teher eltávolítása után minden deformáció teljesen eltűnik).
Deformációs feltételezések
Most nézzük a főbbet testdeformációs feltételezések.
feltételezés 1: a deformációk kicsinek számítanak. Ebből a feltevésből következik, hogy az egyensúlyi egyenletek összeállításakor, valamint a belső erők meghatározásakor figyelmen kívül lehet hagyni a test deformációját. Ezt a feltételezést néha a kezdeti méretek elvének is nevezik. Vegyünk például egy rudat, amelynek egyik vége falba van ágyazva, és a szabad végén koncentrált erővel terhelik (1.1. Ábra).
A tömítés nyomatéka, amelyet a megfelelő egyensúlyi egyenletből az elméleti mechanika módszerével határoznak meg, egyenlő :. A rúd egyenes vonalú helyzete azonban nem az egyensúlyi helyzete. Az erő (P) hatására a rúd meghajlik, és a terhelés pontja függőlegesen és vízszintesen is eltolódik. Ha feljegyezzük a rúd egyensúlyi egyenletét a deformált (hajlított) állapotra, akkor a beágyazásban fellépő valódi pillanat egyenlő lesz: . Feltételezve, hogy a deformációk kicsiek, feltételezzük, hogy az elmozdulás (w) elhanyagolható a rúd (l) hosszához képest, azaz . A feltételezés nem minden anyag esetében lehetséges.
feltételezés 2: a test pontjainak elmozdulása arányos az ezeket az elmozdulásokat okozó terhelésekkel (a test lineárisan deformálható). Lineárisan deformálható szerkezetek esetében az erők hatásának függetlensége ( szuperpozíció elve): egy erőcsoport fellépésének eredménye nem függ a szerkezet általuk betöltött sorrendjétől, és egyenlő az egyes erők hatásának eredményeinek összegével. Ez az elv azon a feltételezésen is alapul, hogy a be- és kirakodási folyamatok visszafordíthatók.
