Влияние различных факторов на свойства стали и сплавов. Работа стали под нагрузкой.

Старение. Старению способствуют – механические воздействия, особенно пластические деформации (механическое старение), температурные колебания, (температурное старение). При температуре 150-200ºС старение резко возрастает.

Наклеп. Повторные загружения в пределах упругих деформаций (до предела упругости) не изменяют вида диаграммы работы стали, нагружение и разгрузка будут происходить по одной линии

а – в пределах упругих деформаций; б – с перерывом (после «отдыха»);в – без перерыва

Если образец загрузить до пластического состояния и затем снять нагрузку, то появятся остаточные деформации εост. При повторном нагружении образца после некоторого «отдыха» материал работает упруго до уровня предыдущего загружения. Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называется наклепом. При наклепе искажается атомная решетка и увеличивается плотность дислокаций. Пластичность стали снижается, повышается опасность хрупкого разрушения, что неблагоприятно сказывается на работе строительных конструкций.

Наклеп возникает в процессе изготовления конструкций при холодной гибки элементов, пробивке отверстий, резке ножницами.

Влияние температуры. Механические свойства стали при нагревании ее до температуры t = 200-250˚С практически не меняются.

При температуре 250-300˚С прочность стали повышается, но снижается пластичность. Сталь становится более хрупкой.

Нагрев свыше 400˚С приводит к резкому падению предела текучести и временного сопротивления, при t = 600-650ºС наступает температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность.

При отрицательных температурах прочность стали возрастает, временное сопротивление и предел текучести сближаются, ударная вязкость падает и сталь становится хрупкой.

Склонность стали к хрупкому разрушению при низких температурах зависит от величины зерна (мелкозернистые стали лучше сопротивляются хрупкому разрушению и имеют более низкий порог хладноломкости), наличия вредных примесей (фосфор, сера, азот, водород), толщины проката (масштабный фактор).

Наиболее склонны к хрупкому разрушению кипящие стали.

Основы расчета металлических конструкций по методу предельных состояний. Группы ПС и их последствия. Цель расчета. Связь методики расчета по предельным состояниям с методикой расчета по допускаемым напряжениям.

Норм нагр соотв норм режиму эксплуатации. Расч - мех нагр, к-е могут возникать за все время эксплуат(опред умнож нормат нагр на коэф надежн по нагр(ϒf), величина к-й зависит от природы нагр) Для собств веса Ме к-ий ϒf=1,25

Сочетания нагр: а)основн-> пост(Рd)+длит(Pl)+кратковрем(Pt) Cm=Pd+Pl*ψl1+Pl2* ψl2+…+Pt1 ψt1+..

Ψ-коэф сочетания;

б)особые: Сs=Cm+Ps(особая)- Все кратковрем нагр учит с с коэф 0,8, а особ нагр учит полностью.

Особенности условий работы констр учит коэф условий работы (ϒс), на к-й умнож расч сопр. Степень ответствен соор - коэф надежн по ответств (ϒn), расч сопр делит на этот коэф.

3гр отв: 1 Особо ответсв соор ϒn=1,1(1,2)(атомн эл ст); 2.ϒn=1(большинст соор), 3.ϒn=0,8(врем соор)

Пред сост - сост, за к-м конст-ия перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям.

2 гр пред сост:

1)состояния, за к-ми эксплуатация констр становится невозм или в следств ее разрушения или потери устойчив или превращ ее в измен сист (S-расч усилие<=[Ф]-мах усилие) Это разрушение любовго вида (вязкое, хрупкое, усталостное), потеря общей устойчивости, потеря устойчивости положения. Расчет производят с учетом самых неблагоприятных условий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.

где А – геометрическая характеристика поперечного сечения (площадь, момент сопротивления и тд)

2)такие состояния,за к-ми эксплуатац констр-ии затруднена из-за развития big деформ. Это недопустимые осадки опор, деформации, повороты, колебания.

 

-коэф надежности по ответственности

-коэф надежности по нагрузке

-коэф надежности по материалу

-коэф условий работы

Цель расчета: не допустить с определенной обеспеченностью наступление ПС.

Связь методики расчета по предельным состояниям с методикой расчета по допускаемым напряжениям:

Допускаемое напряжение – отношение нормативного предела текучести к коэффициенту запаса

Приемы расчета одинаковы, но по МПС напряжения в конструкции получены от расчетных нагрузок (с учетом коэффициентов перегрузки), и эти напряжения сравнены с расчетным сопротивлением, умноженным на коэффициент условий работы, а во втором случае — напряжения получены от нормативных нагрузок и сравнены с допускаемым напряжением.