Активный раздаточный материал

Глоссарий

№	На русском языке	На казахском языке	На английском языке

Задание на СРС

Конструкционная древесина.

1. Круглые и пиленые лесоматериалы

2. Строение, пороки и качество древесины.

3. Строительная фанера. 2 [13-19,22,23], 3[27-32], 6[4-8].

Задание на СРСП

Расчет деревянных центрально-нагруженных элементов.

1.Работа и расчет прочности растянутых элементов. 2[45-47], 3[59-61], 6[9-11].

2.Работа и расчет прочности сжатых элементов с учетом устойчивости. 2 [47-51], 3 [59-61], 6 [9-11].

Список литературы

Основная литература:

1. Байков В.Н., Стронгин С.Г. Строительные конструкции.-2-е изд. перераб.-М.: Стройиздат, 1980-364 с.

2. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс..- М.: Высшая школа,1990-574 с.

3. Арленинов Д.К., Буслаев Ю.Н., Игнатьев В.П.,Романов П.Г., Чахов Д.К. Конструкции из дерева и пластмасс.- М.:Издательство АСВ, 2002- 276 с.

Дополнительная литература:

4. Васильев А.А. Металлические конструкции. – 3-е изд.,перераб. и доп. - М.:Стройиздат, 1979 – 472 с.

5. СНиП II-23-81^*. Стальные конструкции.- М.,1991-94 с.

6. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. -М.,1982-65 с.

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет общего строительства
Дисциплина «Строительные конструкции I» 2 кредита Лекция №11 «Работа материалов металлических конструкций».	3 курс 5 семестр 2012-13 уч.год
Лектор: ассоц. проф.Базаров Р.Б., ассис.проф. Ажгалиева Б.А.

Краткое содержание лекции

Работа стали. Сталь образуется из феррита и перлита. Зерна перлита значительно прочнее феррита. Работу малоуглеродистой стали Ст3 при растяжении (в зависимости от ее структуры) можно представить в виде диаграммызависимости между напряжением s = F / A и относительным удлинением ä = (∆ l / l₀) · 100%, где F - нагрузка; А - первоначальная площадь поперечного сечения образца; l₀ – первоначальная длина рабочей части образца; Dl - удлинения рабочей части образца.

Рис. 11.1 Диаграмма растяжения стали:

1) сталь обычной прочности; 2) сталь повышенной прочности; 3) сталь высокой прочности

Рассматривая диаграмму s - e, следует отметить, что основными характерными показателями работы стали на растяжение являются предел текучести s_у, характеризующий начало развития больших деформаций, временное сопротивление s_u, отвечающее предельной нагрузке, воспринимаемой элементом, и относительное остаточное удлинение, характеризующее пластические свойства материала. Показатели этих трех характеристик устанавливаются в ГОСТах на сталь.

Отношение s_у / s_u характеризует резерв прочности стали, поскольку рабочее напряжение в элементах металлических конструкций обычно не превышает предела текучести.

У углеродистой стали марки Ст3 резерв прочности от предела текучести до временного сопротивления довольно большой s_у / s_u ≈ 0,6, что дает возможность в широких пределах использовать пластические свойства стали. У высокопрочной стали s_у близко подходит к s_u (s_у / s_u = 0,8…0,9), что ограничивает использование работы материала в упругопластической стадии.

В упругой области для всех прокатных сталей модуль упругости Е = 2,06 ∙ 10⁵МПа = 2,06 · 10⁴ кН / смª. При напряжениях от s_р до s_у модуль упругости уменьшается. Пластические деформации и переход в стадию самоупрочнения и разрыв стали при одноосном равномерно распределенном напряжении происходят путем сдвига. По направлению действия максимальных касательных напряжений образуются плоскости интенсивного течения металла. При двухосном нагружении переход металла в пластическое состояние зависит от знака и соотношения величин действующих напряжений. Так, при однозначном двухосном простом нагружении (когда нагрузка в обоих направлениях нарастает одинаково) и равномерном распределении напряжений по сечению пластическое течение идет путем сдвига по наклонным плоскостям при таких же напряжениях, что и при одноосном нагружении. Если напряжения имеют разные знаки (в одном направлении сжимающие, в другом растягивающие), то пластические течения происходят при напряжениях меньших, чем при одноосном. При неравномерном распределении напряжений общему сдвигу одной части изделия по другой препятствуют упругие зоны. Поэтому в части сечения, затронутой текучестью, пластическое течение идет в стесненных условиях, что приводит к повышению значения s_у.

Унифицированная диаграмма упругопластической работы строительных сталей. Диаграммы работы разных сталей при растяжении существенно различаются по значениям параметров. Если же построить эти диаграммы в относительных координатах s ¤ s₀₂ и e / e₀₂, где s₀₂ и e₀₂ соответственно предел текучести и относительные деформации в начале площадки текучести, то различия будут достаточно малы, что позволяет использовать такую диаграмму как унифицированную. С целью упрощения расчетных предпосылок при работе конструкций в упругопластической области диаграмму работы стали без большой погрешности с некоторым запасом можно заменить идеализированной диаграммой упругопластического тела. При описании работы сталей с выраженной площадкой текучести

Рис. 11.2. Унификация диаграмм работы стали

используют диаграмму Прандтля, рассматривая материал совершенно упругим до предела текучести и совершенно пластичным после него. При отсутствии площадки текучести можно использовать диаграмму с линейным упрочнением. В этом случае до предела текучести сталь работает с начальным модулем упругости Е = tga, а при напряжениях s > s_у - с модулем Е₁ = tgj. Численные методы расчета позволяют использовать менее грубые предпосылки, учитывающие криволинейную диаграмму работы стали. Связь между напряжениями и деформациями на криволинейном участке диаграммы, например, в точке ÓсÓ, может быть представлена с помощью секущего модуля Е_s = tgb, а если интерес представляют приращения напряжений и деформаций, то при их описании используют касательный модуль Е_t = ds / de = tgg. При теоретических построениях на основе криволинейной диаграммы обычно используют безразмерные характеристики, т.е. принимают за основу унифицированную диаграмму работы стали.

Из диаграммы растяжения видно, что малоуглеродистая сталь до предела пропорциональности почти совершенно упруга; ее модуль упругости постоянен и очень велик (Е = 2,06 × 10⁵ МПа). После упругой работы и небольшого переходного участка наступает пластическое течение. На протяжении площадки текучести сталь почти совершенно пластична, т.е. модуль пластичности Е_n » 0. Такие стали без большой погрешности можно уподобить идеально упругопластическому телу, которое совершенно упруго до предела текучести и совершенно пластично после него (диаграмма Прандтля). Такое уподобление значительно упрощает расчет и расширяет пределы анализа работы стали. Средний модуль пластических деформаций сталей, не имеющих площадки текучести, Е_pl» 1% от модуля упругости. Это дает возможность пренебречь им и принимать его = 0, т.е. и к таким сталям можно применить диаграмму Прандтля.

Контрольные вопросы:

1. Чем определяется работа углеродистой стали под нагрузкой?

2. Начертите диаграмму растяжения стали обычной, повышенной и высокой прочности.

3. Чем характеризуется упругая стадия работы стали?

4. Чем характеризуется упругопластическая стадия работы стали?

5. Как повлияет содержание углерода на свойства сталей?

6. Основные характерные показатели работы стали при растяжении?

7. Начертите унифицированную диаграмму упругопластической работы сталей.

8. В каких случаях можно использовать диаграмму Прандтля?

Дата добавления: 2014-01-03