Дәріс тақырыбы. Металл конструкциялар элементтерiнiң есебi

Металл конструкциялар есептерінің негіздері.

Есептік кедергілер

Қ ұ рылыс конструкцияларын есептеудегi мақ сат - материалдың аз шығ ынына сә йкес керектi берiктiгi қ амтамасыз етiлген конструкциялар жасау.

Қ ұ рылыстық металл конструкцияларын шектiк жағ дайлар бойынша есептейдi.

Шектiк жағ дайдар дегенiмiз - конструкциялардын пайдаланылу (тұ тынылу) мү мкiндiктерiн жоюы немесе олардың жауапкершiлiкке сай талаптарды қ анағ аттандырмауы.

Жобалау талаптары бойынша шектiк жағ дайлардың екi тобы тағ айындалғ ан:

1 топ - конструкцияның кө тергiштiк қ абiлетiн жоғ алтуы жә не оның пайдалануғ а тiптен жарамсыздығ ы (iстен шығ уы).

2 топ - конструкцияның толық тай жұ мыс iстеуге қ абiлетiнiң жойылуы.

Жү ктемелер мен ә серлер. Мө лшерлiк жү ктемелер. Жү ктемелер бірігулері.Конструкцияны толық тұ тынуғ а мү мкiндiк беретiн кү штер деп мө лшерлiк деп аталады. Олардың мә ндерi «Қ ұ рылыс мө лшерлерi мен ережелерi» бойынша тағ айындалады.

Мө лшерлiк кү штер шамаларының келең сiз жақ қ а ө згеруi (ө суi) кенеттен ең ү лкен есептік кү штердi тудырады.

Есептеу кү штерi

(13.1)

формуласымен анық талады, мұ ндағ ы - кү штер бойынша сенiмдiлiк коэффициентi, олардың мә ндерi Қ МжЕ-те келтiрiледi.

Жү ктеменiң ә сер ету уақ ытының ұ зақ тығ ына қ арай тұ рақ ты ә сер ететiн жә не уақ ытша деп бө лiнедi. Уақ ытша ә сер ететiн жү ктемелер ұ зақ, қ ысқ а ә сер ететiн жә не ерекше болып бө лiнедi.

Конструкцияғ а бiр мезгiлде бiрнеше кү штер ә сер етулерi мү мкiн. Егер конструкцияғ а бiрнеше уақ ытша кү штер ә сер ететiн болса, онда олардың бә рi бiрдей бiр мезгiлде ең ү лкен мә ндерiне жетпейдi.

Ал егер конструкциялар есебiнде олардың бә рiн бiрдей есепке кiргiзбей, тек бiрнешеуiнiң бiрiгуiн есепке алсақ, ол конструкцияның берiктiк қ орын арттырады.

Сондық тан конструкциялар есептерiн жү ргiзгенде оларды кү штердің бірігу тiркестерi бойынша қ арастырады: негiзгi бiрiгулер ү шін бірігу коэффициенті ; ерекше бiрiгулерде - .

Мө лшерлік жә не есептік кедергілер. Конструкцияның кө тергiштiк қ абiлетiн жоюы кезiнде оның кедергiсi шектiк мө лшерге - (ақ қ ыштық шегi жә не уақ ытша кедергi) жетедi. Кедергiнiң шектiк мө лшерiн мө лшерлiк кедергi деп атайды.

Материал кедергiсiнiң ең аз мө лшерiн есептiк кедергi деп атайды да, ол

(13.2)

формуласымен анық талады, мұ ндағ ы - материал бойынша сенiмдiлiк коэффициентi.

Материал бойынша сенiмдiлiк коэффициентi оның қ асиеттерiнiң ө згерiсiн есепке алады, оның мә ндерi: - алюминий қ орытпалары ү шiн, - болат ү шiн.

Конструкцияның жауапкершiлiгiн жә не оның жұ мыс iстеу жағ дайларын - жә не коэффициентерi арқ ылы есепке алады. Металл конструкциялары ү шiн .

Есептеу негiздерi. Шектiк жағ дайдың 1 тобы бойынша есеп кү штер ә сер ететiн бү кiл металл конструкциялары ү шiн жү ргiзiледi.

Берiктiк есебi негiзiне алынатын негiзгi шарт - егер конструкция кө лденең қ имасындағ ы ең ү лкен кернеу есептiк кедергiден аспаса, онда конструкция қ ирамайды:

, (13.3)

мұ ндағ ы - есептiк кедергi; - жұ мыс жағ дайын ескеретiн коэффициент; - конструкцияның тағ айындалуы бойынша сенiмдiлiк коэффициентi; - созылу немесе сығ ылу кезiндегi бойлық кү ш; - иiлу моментi; - конструкция кө лденең қ имасының ауданы; - иiлу кезiндегi кедергi моментi.

Мұ ндай шарт конструкцияның кө тергiштiк қ абiлетiнiң жойылмауын қ амтамасыз етедi. Кө тергiштiк қ абiлетiнiң жойылуы қ ираудан басқ а конструкцияның орнық тылығ ын жоюынан, шаршауынан болады. Бұ л шарттың орындалуы барысында оның тек ғ ана орындалуын қ амтамасыз етпей, ондағ ы кернеу есептеу кедергiсiне жуық болуына ұ мтылу керек, ол материал шығ ынын болғ ызбайды жә не экономды конструкция алуғ а мү мкiндiк бередi.

Орнық тылық есебiнде орындалатын шарт:

; (13.4)

мұ ндағ ы - элементтi жұ мыс iстеуiне байланысты алынатын кернеудi

тө мендету коэффициентi.

Ол орталық тан сығ ылуда бойлық иiлу коэффициентi - , орталық тан тыс сығ ылуда - , арқ алық тың жалпы орнық тылығ ы есебiнде - деп белгiленедi.

Шыдамдылық есебiнiң шарты:

; (13.5)

мұ ндағ ы - динамикалық кү штердiң тү рлерi мен таралуларына байланысты динамикалық коэффициент; - жү ктелу айналымын (цикл) есепке алатын коэффициент; - конструкцияның кернеулiк жағ дайы мен ассиммертия циклiне байланысты алынатын коэффициент; - шаршаудың есептiк кедергiсi.

Шектiк жағ дайдың екiншi тобы бойынша конструкциядағ ы деформацияны (майысуды, бұ рылу бұ рышын) жә не тербелiстi шектеу керек:

; (13.6) мұ ндағ ы - есеп бойынша анық талатын салыстырмалы майысу; - норма бойынша анық талғ ан мү мкiн болатын шектi майысу; - конструкция ұ зындығ ы.

Кернеулiк жағ дайлардың басқ а тү рлерi есебiнде тө мендегі есептiк кедергiлер қ олданылады:

- кесілу есебiнде - ;

- жергiлiктi шаншылуда - ;

- сыртқ ы беттiк жаншылуда .

Жалпы жә не жергiлiктi орнық тылық. Кө пшiлiк металл конструкциялары ү шiн ө те маң ызды фактор - орнық тылық, ө йткенi сығ ылғ ан элементтер кө тергiштiк қ абiлеттерiн қ ираудан емес, орнық тылығ ын жоғ алтудан жояды жә не де қ ирау кезiндегiден де ө те аз кү штерде жояды.

Тә жiрибе металл конструкциялардағ ы кенеттен болатын қ ирау олардың орнық тылығ ын тү гелдей жоғ алтуымен қ атар, кейбiр жеке элементтерiнiң орнық тылығ ын жоғ алтуынан да болатынын кө рсеттi. Сө йтiп, орнық тылық ты жоғ алтудың 2 тү рi - жалпы жә не жергiлiктi орнық тылық ты жоғ алту болады (48-сурет).

Жалпы орнық тылық ты жоғ алту дегенiмiз, кү штердiң шектi мә ндерiнен асқ ан уақ ытта конструкцияның алғ ашқ ы пiшiнiн жоғ алтып, оның майысуы немесе айналып майысуы. Есеп (13.4) формуласы бойынша жү ргiзiледi. Жергiлiктi орнық тылық ты жоғ алту дегенiмiз - конструкция тү гелдей ө зiнiң алғ ашқ ы пiшiнiн сақ тағ анмен, оның кейбiр сығ ылғ ан элементтерi (қ абық шаларының) ө здерiнiң пішіндерін жойып, майысып, деформацияғ а ұ шырауы. Жергiлiктi орнық тылық ты жоғ алту жалпы орнық тылық ты жоғ алтуғ а ә келiп соғ ады. Металл конструкцияларының ә рбiр элементi бө лек-бө лек пластинкалардан тұ ратын болғ андық тан, жергiлiктi орнық тылық шарты мына тө мендегі тү рде жазылады.

. (13.7)

Мұ нда мә нi мө лшерлерде берiледi жә не ол пластинка тү рiне, болат маркасына, элемент иiлгiштiгiне байланысты.