momenty odporu. Praktické výpočty dotvarovania pravouhlého rezu

Výpočet je založený na deformačnej krivke (obr. 28), čo je závislosť zistená z ťahových experimentov. konštrukčných ocelí má táto závislosť rovnakú formu v tlaku.

Na výpočet sa zvyčajne používa schematizovaný deformačný diagram znázornený na obr. 29. Prvá priamka zodpovedá pružným deformáciám, druhá priamka prechádza príslušnými bodmi

Ryža. 28. Diagram deformácie

medza klzu a pevnosť v ťahu. Uhol sklonu je oveľa menší ako uhol a a pre výpočet je druhá priamka niekedy znázornená ako vodorovná čiara, ako je znázornené na obr. 30 (krivka deformácie bez kalenia).

Nakoniec, ak sa zvažujú významné plastické deformácie, potom časti kriviek zodpovedajúce elastickej deformácii môžu byť v praktických výpočtoch zanedbané. Potom majú schematizované deformačné krivky tvar znázornený na obr. 31

Rozloženie ohybových napätí pri pružno-plastických deformáciách. Na zjednodušenie problému uvažujme pravouhlú tyč a predpokladajme, že deformačná krivka nemá žiadne spevnenie (pozri obr. 30).

Ryža. 29. Schematizovaná deformačná krivka

Ryža. 30. Krivka deformácie bez kalenia

Ak je ohybový moment taký, že najväčšie ohybové napätie (obr. 32), potom tyč pracuje v oblasti elastickej deformácie

Pri ďalšom zvyšovaní ohybového momentu dochádza v krajných vláknach tyče k plastickým deformáciám. Nech pri danej hodnote pokrývajú plastické deformácie oblasť od do . V tejto oblasti . Pri napätiach sa mení lineárne

Od stavu rovnováhy, momentu vnútorných síl

Ryža. 31. Krivka deformácie pri veľkých plastických deformáciách

Ryža. 32. (pozri sken) Ohýbanie pravouhlej tyče v elastoplastickom štádiu

Ak materiál zostal elastický pri akomkoľvek namáhaní, potom maximálne napätie

by prekročila medzu klzu materiálu.

Napätia pri ideálnej elasticite materiálu sú znázornené na obr. 32. Pri zohľadnení plastickej deformácie sa redukujú napätia, ktoré presahujú medzu klzu pre dokonale elastické teleso. Ak sa diagramy rozloženia napätí pre skutočný materiál a pre ideálne elastický materiál navzájom porovnajú (pri rovnakých zaťaženiach), potom po odstránení vonkajšieho zaťaženia vznikajú v tele zvyškové napätia, ktorých diagram je rozdiel medzi diagramami uvedených napätí. V miestach najväčšieho namáhania sú zvyškové napätia opačného znamienka ako napätia v prevádzkových podmienkach.

Konečný plastický moment. Zo vzorca (51) vyplýva, že pri

celý úsek tyče je v oblasti plastickej deformácie.

Ohybový moment, pri ktorom dochádza k plastickým deformáciám vo všetkých bodoch rezu, sa nazýva medzný plastický moment. Rozloženie ohybových napätí po priereze je v tomto prípade znázornené na obr. 33.

V oblasti napätia v oblasti kompresie. Pretože z rovnovážneho stavu neutrálna čiara rozdeľuje rez na dve rovnaké (ploché) časti.

Pre pravouhlý prierez je medzný plastický moment

Ryža. 33. Rozloženie napätia pri pôsobení limitujúceho plastického momentu

ohybový moment, pri ktorom dochádza k plastickej deformácii iba vo vonkajších vláknach,

Pomer plastového momentu odporu k obvyklému (elastickému) momentu odporu pre pravouhlý prierez

Pre I-profil pri ohybe v rovine najväčšej tuhosti je tento pomer pre tenkostennú rúru -1,3; pre pevný kruhový prierez 1.7.

Vo všeobecnom prípade možno hodnotu pri ohybe v rovine symetrie rezu určiť nasledujúcim spôsobom (obr. 34); rozdeľte úsek čiarou na dve rovnako veľké (podľa plochy) časti. Ak sa do tej doby označí vzdialenosť medzi ťažiskami týchto častí

kde je plocha prierezu; - vzdialenosť od ťažiska ktorejkoľvek polovice úseku k ťažisku celého úseku (bod O sa nachádza v rovnakej vzdialenosti od bodov

  • Druhy výroby ocele používané v kovových konštrukciách
  • Rozvrh pre oceľové konštrukcie
  • Otázka 5. Vplyv rôznych faktorov na vlastnosti ocele.
  • Otázka 6. Typy defektov v kryštálovej mriežke a mechanizmus deštrukcie ocele. Práca z ocele s nerovnomerným rozložením napätí. Práca z ocele s nerovnomerným rozložením napätia.
  • Otázka 7. Zliatiny hliníka a ich zloženie, vlastnosti a vlastnosti práce
  • Skupiny medzných stavov
  • Výpočet konštrukcií pre medzné stavy a jeho porovnanie s výpočtom pre dovolené napätia
  • Otázka 9. Zaťaženia pôsobiace na konštrukciu. Druhy záťaže. Regulačné a projektové zaťaženia.
  • Otázka 10. Konečný odpor materiálu. Normatívne a konštrukčné napätie. Koeficienty spoľahlivosti.
  • Otázka 11. Druhy napätí a ich zohľadnenie pri výpočte konštrukčných prvkov. Základné, dodatočné, lokálne, počiatočné napätia. Druhy napätí a ich zohľadnenie pri výpočte konštrukčných prvkov
  • Otázka 12. Výpočet práce a pevnosti centrálne napínaných a centrálne stláčaných prvkov. Ťahová práca z ocele
  • Oceľová práca v tlaku
  • Otázka 13. Práca ocele v zložitom stave napätia. Účtovanie komplexného napäťového stavu pri výpočte oceľových konštrukcií. Práca ocele v zložitom stave napätia
  • Otázka 14. Pružno-plastické práce z ocele pri ohýbaní. plastický pánt. Základy výpočtu ohybových prvkov. Elasticko-plastické práce z ocele pri ohýbaní. plastický pánt
  • Otázka 15. Práca tyčí v krútení.
  • Otázka 16. Stabilita prvkov kovových konštrukcií. Strata stability centrálne stlačených tyčí. Stabilita prvkov kovových konštrukcií
  • Strata stability centrálne stlačených tyčí
  • Otázka 17. Strata stability excentricky stlačených a stlačených ohnutých tyčí. Strata stability excentricky stlačených tyčí
  • Otázka 18
  • Otázka 19
  • Otázka 20. Oceľové práce pri opakovanom zaťažení. Sila únavy a vibrácií.
  • Otázka 21
  • Otázka 22. Zváranie. Klasifikácia zvárania. Štruktúra zvaru. Zvarové trhliny. Tepelná trieda zvárania.
  • Otázka 23. Typy zvarových spojov a švov.
  • Otázka 24. Výpočet tupých a kútových zvarov. Výpočet tupých zvarov.
  • Výpočet kútových zvarov
  • Kútové zvary príruby
  • Predné kútové zvary
  • Otázka 25. Konštrukčné požiadavky na zvarové spoje.
  • Otázka 26. Hlavné chyby zvarov a typy kontroly kvality.
  • Otázka 27. Typy skrutiek používaných v kovových konštrukciách. Skrutkové spoje. Nitové spoje. Skrutkové spoje
  • Hrubé, normálne presné skrutky
  • Presné skrutky
  • Skrutky s vysokou pevnosťou
  • Kotevné skrutky
  • Nitové spoje
  • Otázka 28
  • Výpočet skrutiek a nitov pre strih.
  • Výpočet skrutkových a nitovaných spojov pre zrútenie.
  • Výpočet skrutiek a nitov na napätie
  • Výpočet vysokopevnostných skrutiek.
  • Otázka 29. Výpočet trecích spojov na skrutkách s vysokou pevnosťou.
  • Otázka 30
  • Otázka 31 Typy trámov a článkov trámov. Nosníky a trámové konštrukcie
  • trámové klietky
  • Otázka 32. Oceľové obloženia trámových klietok. Základy výpočtu a návrhu. Výpočet valivých nosníkov. Plochý oceľový nosník Cage Deck
  • Výpočet valcovaného nosníka
  • Otázka 33 Rozloženie časti lúča. Zmena časti lúča pozdĺž dĺžky. Kontrola pevnosti lúča. Výpočet delených kompozitných nosníkov
  • Predbežný výber časti lúča.
  • Rozloženie sekcie lúča
  • Kontrola pevnosti lúča
  • Zmena úseku pozdĺž dĺžky lúča
  • Otázka 34. Kontrola celkovej stability nosníka. Kontrola lokálnej stability pásov a stojiny nosníka od pôsobenia normálových a šmykových napätí. Kontrola celkovej stability nosníka
  • Kontrola lokálnej stability tetivy stlačeného nosníka
  • Kontrola lokálnej stability stojiny nosníka
  • Otázka 35 Výpočet referenčnej hrany. Výpočet montážneho spoja na vysokopevnostných skrutkách. Výpočet pásových švov.
  • Podpora výpočtu rebier
  • Výpočet montážneho spoja na vysokopevnostných skrutkách
  • Otázka 36. Centrálne stlačené pevné stĺpy. Typy sekcií. Výpočet a návrh masívnej stĺpovej tyče. Plné stĺpy Typy tyčí
  • Výpočet stĺpcového stĺpca
  • Otázka 37 Typy sekcií. Typy mriežok. Vplyv roštov na stabilitu tyče priechodného stĺpa. Priechodné stĺpy Typy sekcií a pripojenia vetiev priechodných stĺpov.
  • Priechodná stĺpová tyč s lamelami v dvoch rovinách.
  • Tyč priechodného stĺpa so vzperami v dvoch rovinách.
  • Otázka 38 Priechodná stĺpová tyč s lamelami v dvoch rovinách.
  • Tyč priechodného stĺpa so vzperami v dvoch rovinách.
  • Otázka 39
  • Otázka 40 Výpočet základne centrálne stlačeného stĺpa
  • Otázka 41 Návrh a výpočet hlavy centrálne stláčaných pevných a priechodných stĺpov. Návrh a výpočet hlavy stĺpa
  • Otázka 42. Farmy. Klasifikácia farmy. Usporiadanie farmy. Farmárske prvky. Typy tyčových profilov pre ľahké a ťažké väzníky.
  • Klasifikácia krovu
  • Usporiadanie krovu
  • Otázka 43 Stanovenie zaťažení. Stanovenie síl v priehradových prútoch. Odhadované dĺžky priehradových prútov. Zabezpečenie celkovej stability krovov v náterovom systéme. Výber typu sekcie tyče.
  • Výpočet farmy
  • Stanovenie síl v priehradových prútoch.
  • Odhadované dĺžky priehradových prútov
  • Zabezpečenie celkovej stability krovov v chodníkovom systéme
  • Výber typu sekcie
  • Otázka 14. Pružno-plastické práce z ocele pri ohýbaní. plastický pánt. Základy výpočtu ohybových prvkov. Elasticko-plastické práce z ocele pri ohýbaní. plastický pánt

    Ohybové napätie v pružnom štádiu je rozdelené v priereze podľa lineárneho zákona. Napätia v extrémnych vláknach pre symetrický úsek sú určené vzorcom:

    Kde M - ohybový moment;

    W - modul sekcie.

    So zvyšujúcim sa zaťažením (alebo ohybovým momentom M) napätia sa zvýšia a dosiahne sa medza klzu R yn.

    Vzhľadom na to, že medzu klzu dosiahli len krajné vlákna profilu a menej namáhané vlákna s nimi spojené môžu ešte pracovať, nie je vyčerpaná únosnosť prvku. S ďalším zvýšením ohybového momentu sa vlákna prierezu predĺžia, avšak napätia nemôžu byť väčšie ako R yn . Limitný diagram bude taký, v ktorom je horná časť rezu k neutrálnej osi rovnomerne stlačená napätím R yn . V tomto prípade je nosnosť prvku vyčerpaná a môže sa otáčať okolo neutrálnej osi bez zvýšenia zaťaženia; tvorené plastický pánt.

    V mieste plastového závesu dochádza k veľkému nárastu deformácií, nosník dostane uhol lomu, ale nezrúti sa. Zvyčajne nosník stráca buď celkovú stabilitu, alebo lokálnu stabilitu jednotlivých častí. Limitný moment zodpovedajúci závesu plasticity je

    kde W pl \u003d 2S - plastický moment odporu

    S je statický moment polovice rezu okolo osi, prechádzajúcej ťažiskom.

    Plastický moment odporu, a teda medzný moment zodpovedajúci plastickému závesu, je väčší ako pružný. Normy umožňujú brať do úvahy vývoj plastických deformácií pre delené valcované nosníky, fixované z vybočenia a nesúce statické zaťaženie. Hodnota plastických momentov odporu je akceptovaná: pre valivé I-nosníky a kanály:

    W pl \u003d 1,12 W - pri ohýbaní v rovine steny

    W pl \u003d 1,2 W - pri ohýbaní rovnobežne s policami.

    Pre nosníky s obdĺžnikovým prierezom W pl \u003d 1,5 W.

    Podľa konštrukčných noriem sa pri zváraných nosníkoch konštantného prierezu s pomerom šírky presahu stlačeného pásu k hrúbke pásu a výške steny môže brať do úvahy vývoj plastických deformácií. na jeho hrúbku.

    V miestach najväčších ohybových momentov sú najväčšie šmykové napätia neprijateľné; musia spĺňať podmienku:

    Ak je zóna čisté ohýbanie má veľký rozsah, zodpovedajúci moment odporu, aby sa predišlo nadmerným deformáciám, sa rovná 0,5 (W yn + W pl).

    V spojitých nosníkoch sa ako medzný stav berie vytvorenie závesov plasticity, ale za podmienky, že si systém zachová svoju nemennosť. Normy umožňujú pri výpočte spojitých nosníkov (valcovaných a zváraných) určiť návrhové ohybové momenty na základe vyrovnania podperných a rozpätových momentov (za predpokladu, že susedné rozpätia sa nelíšia o viac ako 20 %).

    Vo všetkých prípadoch, keď sa návrhové momenty berú za predpokladu vývoja plastických deformácií (zarovnanie momentov), ​​by sa mala skúška pevnosti vykonať podľa pružného momentu odporu podľa vzorca:

    Pri výpočte nosníkov vyrobených z hliníkových zliatin sa neberie do úvahy vývoj plastických deformácií. Plastické deformácie prenikajú nielen do najviac namáhaného úseku nosníka v mieste najväčšieho ohybového momentu, ale šíria sa aj po dĺžke nosníka. Zvyčajne sa v ohybových prvkoch okrem normálových napätí od ohybového momentu vyskytuje aj šmykové napätie od priečnej sily. Preto by mala byť podmienka začiatku prechodu kovu do plastického stavu v tomto prípade určená zníženým napätím  che d:

    Ako už bolo uvedené, začiatok plynulosti v krajných vláknach (vlákna) úseku ešte nevyčerpáva únosnosť ohýbaného prvku. Pri kombinovanom pôsobení  a  je medzná únosnosť približne o 15 % vyššia ako pri elastickej práci a podmienka na vytvorenie plastového závesu je zapísaná ako:

    Zároveň by to tak malo byť.

    "
  • Ohybové napätie v pružnom štádiu je rozdelené v priereze podľa lineárneho zákona. Napätia v extrémnych vláknach pre symetrický úsek sú určené vzorcom:

    Kde M - ohybový moment;

    W- modul sekcie.

    So zvyšujúcim sa zaťažením (alebo ohybovým momentom M) napätia sa zvýšia a dosiahne sa medza klzu R yn.

    Vzhľadom na to, že medzu klzu dosiahli len krajné vlákna profilu a menej namáhané vlákna s nimi spojené môžu ešte pracovať, nie je vyčerpaná únosnosť prvku. S ďalším zvýšením ohybového momentu sa vlákna prierezu predĺžia, avšak napätia nemôžu byť väčšie ako R yn . Limitný diagram bude taký, v ktorom vrchná časťúsek k neutrálnej osi je rovnomerne stlačený napätím R yn . V tomto prípade je nosnosť prvku vyčerpaná a môže sa otáčať okolo neutrálnej osi bez zvýšenia zaťaženia; tvorené plastický pánt.

    V mieste plastového závesu dochádza k veľkému nárastu deformácií, nosník dostane uhol lomu, ale nezrúti sa. Zvyčajne nosník stráca buď celkovú stabilitu, alebo lokálnu stabilitu jednotlivých častí. Limitný moment zodpovedajúci závesu plasticity je

    kde W pl \u003d 2S - plastický moment odporu

    S je statický moment polovice rezu okolo osi, prechádzajúcej ťažiskom.

    Plastický moment odporu, a teda medzný moment zodpovedajúci plastickému závesu, je väčší ako pružný. Normy umožňujú brať do úvahy vývoj plastických deformácií pre delené valcované nosníky, fixované z vybočenia a nesúce statické zaťaženie. Hodnota plastických momentov odporu je akceptovaná: pre valivé I-nosníky a kanály:

    W pl \u003d 1,12 W - pri ohýbaní v rovine steny

    W pl \u003d 1,2 W - pri ohýbaní rovnobežne s policami.

    Pre nosníky s obdĺžnikovým prierezom W pl \u003d 1,5 W.

    Podľa konštrukčných noriem sa pri zváraných nosníkoch s konštantným prierezom s pomerom šírky presahu stlačeného pásu k hrúbke pásu a výške steny môže brať do úvahy vývoj plastických deformácií. na jeho hrúbku.



    V miestach najväčších ohybových momentov sú najväčšie šmykové napätia neprijateľné; musia spĺňať podmienku:

    Ak má oblasť čistého ohybu veľký rozsah, zodpovedajúci moment odporu, aby sa predišlo nadmerným deformáciám, sa rovná 0,5 (W yn + W pl).

    V spojitých nosníkoch sa ako medzný stav berie vytvorenie závesov plasticity, ale za podmienky, že si systém zachová svoju nemennosť. Normy umožňujú pri výpočte spojitých nosníkov (valcovaných a zváraných) určiť návrhové ohybové momenty na základe vyrovnania podperných a rozpätových momentov (za predpokladu, že susedné rozpätia sa nelíšia o viac ako 20 %).

    Vo všetkých prípadoch, keď sa návrhové momenty berú za predpokladu vývoja plastických deformácií (zarovnanie momentov), ​​by sa mala skúška pevnosti vykonať podľa pružného momentu odporu podľa vzorca:

    Pri výpočte nosníkov vyrobených z hliníkových zliatin sa neberie do úvahy vývoj plastických deformácií. Plastické deformácie prenikajú nielen do najviac namáhaného úseku nosníka v mieste najväčšieho ohybového momentu, ale šíria sa aj po dĺžke nosníka. Zvyčajne sa v ohybových prvkoch okrem normálových napätí od ohybového momentu vyskytuje aj šmykové napätie od priečnej sily. Preto by mala byť podmienka začiatku prechodu kovu do plastického stavu v tomto prípade určená zníženým napätím s che d:

    .

    Ako už bolo uvedené, začiatok plynulosti v krajných vláknach (vlákna) úseku ešte nevyčerpáva únosnosť ohýbaného prvku. Pri spoločnom pôsobení s a t je konečná únosnosť približne o 15% vyššia ako pri elastickej práci a podmienka na vytvorenie plastového závesu je napísaná ako:

    ,

    Zároveň by to tak malo byť.

    2.5. Metóda zníženia medzného momentu odporu, aby sa zohľadnil vplyv šmykovej sily v nosníkoch strednej dĺžky

    Počet výpočtových prípadov, v ktorých je plastifikácia prierezu jednofaktorová (čisto ohyb alebo čisto šmyk), je teda obmedzený a použitie implicitných rovníc limitnej plochy sťažuje získanie analytických riešení. Ako ich však možno získať?

    V stavebnej mechanike lode je známa technika zníženie, podľa ktorého sa zvažovanie pôsobenia v reze lúča napätí určitého typu, ako aj skutočnosti výskytu prieťažnosti alebo lokálneho vybočenia v prvkoch prierezu, vykonáva zmenou geometrických charakteristík. úseku a pokračuje vo výpočte v rámci pôvodnej metódy (viď., napríklad zníženie výpočtu celkovej pevnosti lode). Ako je uvedené v časti 2.4, pre špecifické typy sekcií je celkom možné posúdiť prevahu jedného alebo druhého typu plastového mechanizmu nad ostatnými možnými a pochopiť, ktorý faktor by sa mal považovať za zníženie.

    Takže ak je mechanizmus ohybu a šmyku viac ohybový, potom je možné vziať do úvahy vplyv strihovej sily zmena (zníženie) ohybového momentu odporu, teda neuplatňujeme rovnicu medznej plochy, ale naďalej považujeme plastický mechanizmus za jednofaktorový.

    Príklad 1 Štúdium mechanizmov straty únosnosti pevne uloženého nosníka (obr. 2.5.1, a), zaťažené rovnomerne rozloženým zaťažením na úseku symetrickom vzhľadom na stred nosníka 2s.

    Prierez nosníka je asymetrický I-nosník tvorený T-profilom s pripevneným doskovým pásom (obr. 2.5.1, Obr. V, G).

    Obr.2.5.1 Model I-lúč: A– návrhová schéma skúmaného objektu; b - diagram zaťaženia a vnútorné úsilie v medznom stave;
    V- schéma prierezu nosníka vo forme asymetrického I-nosníka:
    1 - voľný pás; 2 - stena; 3 - pripevnený pás; G– rozmery skúšobného úseku

    Prierez je charakterizovaný šiestimi geometrickými rozmermi:

    h- výška steny;

    t- hrúbka steny;

    b f- šírka voľného pásu;

    tf je hrúbka voľného pásu;

    b pp - šírka pripojeného pásu;

    tpp je hrúbka pripevneného pásu.

    Plocha steny ω, voľná plocha pásuS 1 , oblasť pripevneného pásuS 2 a celková plochaFvypočítané podľa závislostí:

    Uvažujme varianty obmedzujúceho plastového mechanizmu, ktoré sa realizujú v závislosti od pomeru L / h. Mnohé výsledky sú v tomto prípade opakovaním materiálu z oddielov 1.1, 2.1 a 2.2.

    Limitný stav plastového mechanizmu otáčania. Predpokladá sa, že v reze pôsobia len normálové napätia. Medzný stav úseku je charakterizovaný podmienkou pre všetky body úseku

    Ohybový moment, ktorého pôsobenie spôsobuje medzný stav rotačného mechanizmu, sa nazýva medzný moment úsekuM T. Jeho hodnota sa určí z dvoch rovníc rovnováhy vonkajších a vnútorných síl v reze

    Z rovnováh rovnováhy vyplýva, že


    Kde F rast - ra stiahnutá časť plochy prierezu;F stlačený je stlačená časť plochy prierezu.

    V medznom stave plastická neutrálna os rezu (NO pl) delí jeho plochu na polovicu. Pre asymetrický profil rozmerov charakteristických pre nosníky stavby lodí je umiestnená plastická neutrálna os (NO pl). atď v skutočnosti na spodnom povrchu pripevneného pásu (pozri obr. 2.5.1) a medzný moment odporu má tvar:

    Limitný stav plastového strižného mechanizmu. Predpokladá sa, že šmykovým deformáciám odoláva len stena a v jej reze pôsobia len tangenciálne napätia. Limitný stav rezu steny je charakterizovaný podmienkou pre všetky body rezu

    Strižná sila, ktorej pôsobenie spôsobuje medzný stav strižného mechanizmu, sa nazýva medzná šmyková sila prierezu.N T . Jeho hodnota sa určí z rovnice rovnováhy vonkajších a vnútorných síl v reze:

    Kde τ T – tangenciálne medze klzu, ktoré sa v súlade s energetickou podmienkou plasticity rovnajú

    Z (2.5.11) dostaneme:

    A nakoniec zvážte použitie redukčnej metódy na odhad medzný stav, charakterizovaný plastickým mechanizmom otáčania s prihliadnutím na vplyv šmyku. Aby sme zohľadnili vplyv šmykovej sily na medzný stav prierezu v ohybe, predpokladáme, že šmyková sila je vnímaná len pri stene. Preto modul plastového prierezuW t = Wf + W ω znížená zmenšením efektívnej plochy stenyW ω :

    Tu


    τ sú pôsobiace šmykové napätia za predpokladu ich uniforma rozvod po výške steny (ktorá sa samozrejme berie približne); φ je redukčný faktor plochy steny.

    Keďže šmykové napätia pri konštantnej šmykovej sile v reze sú nepriamo úmerné ploche prierezu, možno predpokladať, že

    Poďme sa predstaviť je koeficient účinnosti šmykovej plochy a zohľadnite to

    Kde je minimálna hodnota plochy steny.

    Zavádzame aj koeficient

    Potom znížený plastický modul prierez môže byť vyjadrený ako

    A znížený plastický ohybový moment definovaný ako

    Testovacie výpočty vyrobíme pre konkrétnu sekciu (obr. 2.5.1, G) nosníky s dĺžkou 2 m, zaťažené v dĺžke 2s= 0,32 m . Zadaná výška sekcie vám umožňuje počítať lúč (analogicky s doskami strednej hrúbky) lúč « so strednou výškou steny » , t.j. nosníka s výrazným vplyvom na celkový priehyb priečnej šmykovej deformácie. Nazvime taký lúč skrátené (L/h = 5,85).

    Materiál nosníka - oceľ s modulom pružnostiE= 2,06∙10 11 Pa a medze klzu σ t = 320 MPa. Vzdialenosť neutrálnej osi od vlákna pripevneného pásu z0 = 9,72 cm Moment zotrvačnosti prierezu:ja= 22681,2 cm 4. Modul voľného vlákna pásuW s.p = 926,4 cm 3. Modul pripojeného vlákna opaskuW pp = 2334,1 cm 3. Plocha prierezu steny nosníka ω c \u003d 44,46 cm 2. Ohybový moment tekutosti vlákna (elastický stupeň ohybovej deformácie) voľného pásuJa = σ t W cn = 296,45. 103 Nm.

    Vyhodnotenie vplyvu šmykových deformácií na priehyb pre elastický stupeň deformácie nosníka s priemernou výškou prierezu. Pred uvažovaním o medznej rovnováhe odhadnime vplyv šmykových deformácií. Pre uvažovaný prípad koeficient prierezu nosníkak = 1,592, k koeficient zaťaženia nosníkaK= 0,9422, s V tomto prípade je priehyb v šmyku 40 % celej šípky a priehyb v ohybe je 60 %.

    Pod najväčší zaťažením rozumieme zaťaženie tvorby prieťažnosti vlákna pri ohybovej deformácii a zaťaženie dosiahnutia šmykových napätí prieťažnosti pri šmykovej deformácii.

    Najväčšie zaťaženie elastického štádia ohybovej deformácie

    Najvyššie zaťaženie elastického štádia šmykovej deformácie


    Limitná rovnováha skúšobného lúča podľa ohýbacieho mechanizmu. Medzný stav prierezu charakterizovaný plastovým mechanizmom rotácia, Ďalšie. Celkový plastický ohybový moment je definovaný ako

    M t = σ t W T,

    Kde W t je celkový plastický moment odporu, W t = Wf + W ω = S 1 h + ω c h/ 2= ​​​​(12−1,3)1,6∙34,2+44,46∙34,2/2=1346 cm 3 (tu sa predpokladá, že plastická neutrálna os sa nachádza v priesečníku steny a spodného vlákna dosky); Wf = S 1 h- statický moment voľného pásu voči plastickej neutrálnej osi (plastický moment odporu voľného pásu); W ω = ω c h/ 2 - statický moment steny voči plastickej neutrálnej osi (plastický moment odporu steny).

    teda Wf \u003d 586 cm 3, W ω = 760 cm3.

    Limitný moment prierezu nosníka:

    M t = σ t W t = 430∙103 H∙m.

    Zaťaženie zodpovedajúce vzniku medzných ohybových momentov v podperných úsekoch sa rovná

    odkiaľ je jeho výslednica

    Zaťaženie zodpovedajúce vzniku medzných ohybových momentov v podperných úsekoch a v rozpätí (konečné zaťaženie ohýbacieho mechanizmu):

    Limitná rovnováha skúšobného lúča podľa šmykového mechanizmu. Určme medzný stav prierezu charakterizovaného plastovým šmykovým mechanizmom. V stene vznikajú plastické deformácie v dôsledku pôsobenia tangenciálnych napätí a medzná šmyková sila prierezu má tvar:

    Hraničná rovnováha skúšobného lúča z hľadiska ohýbacieho mechanizmu s prihliadnutím na šmyk. Vypočítajme medzný stav úseku charakterizovaného plastickým mechanizmom otáčania, berúc do úvahy šmykový mechanizmus. Pre zohľadnenie vplyvu šmykovej sily na medzný stav prierezu v ohybe sa predpokladá, že šmyková sila je vnímaná len stenou.

    Definujme koeficient k ω podľa (2.5.18):

    Vzťah medzi plastickými ohybovými momentmi v závesoch a vonkajším zaťažením je možné stanoviť na základe K.E.T. Predpokladáme východiskový bod osi X(obr. 2.5.1, b) stredný bod rozpätia, ktorý vám umožňuje určiť uhol zlomu - 2 w/L, Kde w- priehyb v strednej časti. Je zrejmé, že v centrálna časť konečný moment neznížilo.

    Z rovnosti práce vonkajšieho a vnútorného úsilia

    dostaneme:

    Substitúcia v poslednom vyjadrení vzorcov pre momenty M T(2.5.6) a M Tr (2.5.20) dáva:

    Zvažujem to , potom dostaneme kvadratickú rovnicu vzhľadom na medzné zaťaženie Q_u:

    Pre posudzovaný prípad Q_u\u003d 1534 10 3 Ni φ \u003d 0,358.

    Výsledky výpočtu zaťaženia a priehybu pre rôzne štádiá deformácie pomocou modelu nosníka sú uvedené v tabuľke. 2.5.1.

    Ako vidíte, najväčšie medzné zaťaženie ohýbacieho mechanizmu je 1871 kN, potom nasleduje medzné zaťaženie strižného mechanizmu 1643 kN a nakoniec najmenšie medzné zaťaženie kombinovaného ohýbacieho mechanizmu, berúc do úvahy šmyk, je 1 534 kN, čo by sa malo realizovať najprv.

    Získaný výsledok celkom dobre potvrdzuje priama numerická simulácia procesu straty únosnosti skráteného nosníka. Metódy takéhoto modelovania sú nad rámec tohto návodu.

    Tabuľka 2.5.1

    Vplyv typu plastového mechanizmu na limitný SSS

    Priehyb, mm

    Celkom

    z ohýbania

    od strihu

    1371

    2,984

    1,79

    1,194

    164 3

    3,576

    2 , 146

    1, 43

    1196

    2,604

    1 , 562

    1, 042

    1871

    4,074

    2 , 445

    1 , 629

    Konečné zaťaženie ohýbacieho mechanizmu, berúc do úvahy šmyk

    1534

    3,340

    2,004

    1,336

    I b \u003d W c y \u003d 2 100 4,8 3 / 3 \u003d 7372,8 cm 4 alebo b (2 roky) 3 / 12 \u003d 100 (2 4,8) 3 / 12 \u003d cm 7472,8 momentová hodnota znížená sekcia , Potom

    f b \u003d 5 9 400 4 / 384 275000 7372,8 \u003d 1,45 cm.

    Skontrolujeme možné vychýlenie od napätia výstuže.

    modul pružnosti výstuže E a \u003d 2000000 kgf / cm2, (2 10 5 MPa),

    podmienený moment zotrvačnosti výstuže I a \u003d 10,05 2 3,2 2 \u003d 205,8 cm 4, potom

    fa = 5 9 400 4 / 384 2 000 000 160,8 = 7,9 cm

    Je zrejmé, že priehyb nemôže byť odlišný, čo znamená, že v dôsledku deformácie a vyrovnávania napätí v stlačenej zóne sa výška stlačenej zóny zníži. Podrobnosti o určení výšky stlačenej zóny tu nie sú uvedené (kvôli nedostatku miesta), pri y ≈ 3,5 cm bude priehyb približne 3,2 cm, skutočný priehyb však bude iný, po prvé preto, že sme nezobrali berúc do úvahy deformáciu betónu počas a je približná) a po druhé, so znížením výšky stlačenej zóny v betóne sa zvýšia plastické deformácie, čím sa zvýši celkový priehyb. A okrem toho pri dlhodobom zaťažení vedie rozvoj plastických deformácií aj k zníženiu počiatočného modulu pružnosti. Definícia týchto veličín je samostatná téma.

    Takže pre betón triedy B20 s dlhodobým zaťažením sa modul pružnosti môže znížiť o faktor 3,8 (pri obsahu vlhkosti 40-75%). V súlade s tým bude priehyb od stlačenia betónu už 1,45 3,8 = 5,51 cm A tu ani dvojnásobné zvýšenie prierezu výstuže v zóne ťahu veľmi nepomôže - je potrebné zvýšiť výšku nosníka.

    Ale aj keď neberieme do úvahy dobu trvania záťaže, tak 3,2 cm je stále dosť veľký priehyb. Podľa SNiP 2.01.07-85 „Zaťaženie a nárazy“ bude maximálny povolený priehyb podlahových dosiek zo štrukturálnych dôvodov (aby poter nepraskal atď.) l / 150 \u003d 400/150 \u003d 2,67 cm A keďže hrúbka ochrannej betónovej vrstvy zostáva stále neprijateľná, je potrebné z konštrukčných dôvodov zvýšiť výšku dosky aspoň na 11 cm, to však neplatí pre stanovenie momentu odporu.



    Prečítajte si tiež: