Металлические конструкции и сплавы
Учет влияния прогиба внецентренно сжатых элементов (колонны, стены, элементы ферм) и косвенного армирования. Область применения металлических конструкций, их достоинства и недостатки. Строительные стали и алюминиевые сплавы как конструктивные материалы.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.06.2015 |
Размер файла | 20,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Учет влияния прогиба внецентренно сжатых элементов. Учет влияния косвенного армирования.
Внецентренно сжатые элементы (колонны, стены, элементы ферм) - это элементы, в которых расчетные продольные сжимающие силы приложены с начальным эксцентриситетом по отношению к вертикальной оси элемента или на которые одновременно действуют осевая продольная сила и изгибающий момент ;
Учет влияния прогиба элемента
Если внецентренно сжатый элемент обладает гибкостью и для прямоугольных сечений , то под действием продольной силы элемент изгибается, при этом начальный эксцентриситет увеличивается до величины и снижается за счет продольного изгиба его несущая способность, т.к. изгибающий момент увеличивается до значения
.
Следовательно, коэффициент учитывает влияние на несущую способность элемента продольного изгиба.
Коэффициент определяется по формуле
,
где - внешняя продольная сила,
- условная критическая сила по Эйлеру, определяется по эмпирической формуле для любых видов сечений.
Если будет иметь место потеря устойчивости формы (предельное состояние первой группы); в этом случае следует увеличить на модуль габариты сечения элемента.
Принимается 1…2,5; не рекомендуется принимать, т.к. в этом случае резко снижается несущая способность элемента вследствие чрезмерного прогиба. сплав прогиб армирование металлический
Если по расчету получено , следует увеличить габариты сечения или изменить статическую схему, т.е. условия закрепления, что изменит следовательно, изменится и уменьшится величина .
Учет влияния косвенного армирования
Эффект косвенного армирования (эффект «обоймы») проявляется при малой гибкости сжатых элементов: при армировании сетками и - при спиральном и кольцевом армировании. Эффект косвенного армирования учитывается введением в уравнение прочности площадь бетона , ограниченная контуром спиралей, колец или сеток и приведенного сопротивления бетона сжатию , последнее собственно и есть учет эффекта «обоймы».
2. Область применения металлических конструкций. Достоинства и недостатки стальных и алюминиевых конструкций
Основные области применения стальных конструкций:
- каркасы одноэтажных промышленных зданий;
- каркасы высотных гражданских и многоэтажных производственных зданий;
- покрытия большепролетных зданий (гаражи, ангары, рынки, спорт. сооружения, ТЦ);
- специальные сооружения (мачты и башни радиосвязи и телевидения, эстакады, бункеры)
Достоинства стальных конструкций заключаются в следующем:
- надежность работы, высокая однородность механич. свойств стали и ее способность воспринимать статич. и динамич. нагрузки;
- высокая прочность, воспр. большие нагрузки при небольших сечениях элементов;
- относительная легкость, высокий коэффициент конструктивного качества;
- высокая сборность, что обеспечивается соединением элементов с помощью болтов;
- разборность, легкая заменяемость элементов и их усиление;
- индустриальность- изготовления на заводах без значительных затрат ручного труда;
- газо- и водонепроницаемость, обусловленные большой плотностью стали.
Недостатки стальных конструкций:
- подверженность коррозии под воздействием влаги, газов и солей (появление ржавчины), требующая специальных методов защиты и ограничивающая область применения;
- малая огнестойкость; при температуре выше 500°С сталь теряет несущую способность,
- сравнительно высокая стоимость.
Алюминиевые конструкции могут применяться практически во всех областях строительства наряду со стальными за исключением тяжело нагруженных каркасов промышленных зданий. Но высокая стоимость алюминиевых сплавов и некоторые их особенности (низкая огнестойкость) делают применение алюминиевых конструкций эффективным там, где проявляются их отличительные положительные свойства: эстетичность, легкость, большая надежность при низких температурах, отсутствие искрообразования при ударе и др.
Сюда входят:
- каркасы и покрытия общественных и промышленных зданий;
- листовые конструкции резервуаров, силосов - для хранения зерна, жидкостей;
- кровельные и стеновые панели промышленных и общественных зданий;
- архитектурно-строительные детали фасадов и интерьеров, каркасы витражей, оконные переплеты.
Основные достоинства алюминиевых конструкций: легкость, самый высоким коэффициент конструкт. качества из всех традиционных строй. мат; алюминиевые конструкции легче подобных стальных в 2-2,5 раза; высокая стойкость против коррозии; повышенная надежность работы при низких температурах и сейсмостойкость; отсутствие искрообразования при ударе; получение разнообразных форм поперечного сечения элементов конструкций
Недостатки алюминиевых конструкций: малая огнестойкость; повышенная температурная деформативность; высокая стоимость материала.
3. Строительные стали и алюминиевые сплавы как конструктивные материалы, их классификация, физико-механические свойства
Основные материалы для металлических строительных конструкций: стали обыкновенного качества (прокатная сталь, стальное литье) и алюминиевые сплавы. Для несущих конструкций применяется преимущественно прокатная сталь.
Требования к строительным сталям и алюминиевым сплавам:- высокая прочность;- упругость;- пластичность;- свариваемость;- долговечность в условиях агрессивных и негативных сред, высоких и низких температур и др. воздействий.
Сталь - сплав железа с углеродом (содержание которого 1,2%) и незначительным количеством примесей (которые попадают из руды и образуются в процессе выплавки) и легирующих добавок (которые вводятся для улучшения свойств стали).
Стали подразделяются на углеродистые и легированные.
Сталь получают на основе чугуна - первичный продукт доменной переработки природных железных руд.
Алюминиевые сплавы: 90…95% чистого алюминия и спецдобавки, повышающие прочность и замедляющие его окисляемость. Алюминий - самый распространенный на земле металл (8,1% земной коры), но получение конструктивного алюминия дорого. Основа - бокситы с содержанием 40…60% глинозема. Способ получения алюминия - электролиз глинозема.
Углеродистая сталь в зависимости от содержания углерода подразделяется на:
- малоуглеродистую - 0,09-0,22% углерода (применяется в строительстве);
- среднеуглеродистую - 0,23-0,5% углерода (применяется в машиностроении);
- высокоуглеродистую (инструментальную) - 0,51-1,2% углерода.
В строительных конструкциях, в основном, применяют малоуглеродистую сталь, которая обладает большой пластичностью и хорошей свариваемостью.
Легированные стали тоже делятся на три группы в зависимости от суммарного содержания легирующих добавок: низколегированные (до 2,5 %); среднелегированные (2,6-10%); высоколегированные (более 10%).
В стальных конструкциях применяют низколегированную сталь.
Механические свойства металлов. К основным характеристикам металлов относятся следующие:
Пределом пропорциональности называют наибольшее напряжение, при котором остается справедливым закон Гука: , где - модуль упругости. Модуль упругости сталей примерно в три раза больше, чем алюминиевых сплавов.
Предел упругости - наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций, т.е. при снятии нагрузки образец полностью восстанавливает первоначальный размер.
Предел текучести - напряжение, при котором начинают развиваться пластические деформации, а на диаграмме появляется площадка текучести.
Пределом прочности , или временным сопротивлением, называют напряжение, при котором образец, пройдя стадию самоупрочнения, начинает разрушаться.
Относительное удлинение при разрыве характеризует пластичность металла- свойство стали получать остаточные деформации после снятия нагрузки.
Хрупкость - способность материала (металла) разрушаться при очень малых деформациях (склонность к хрупкому разрушению - способность разрушаться при малых деформациях в пределах упругой работы).
В зависимости от механических свойств стали условно делят на три группы:
- обычной прочности (малоуглеродистые стали);
- повышенной прочности (низколегированные, среднелегированные стали);
- высокой прочности (низколегированные, среднелегированные стали плюс термическое упрочнение стали).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование механических конструкций. Рассмотрение плоских ферм и плоских конструкций. Анализ значений реакций в зависимости от углов конструкции, вычисление внешних и внутренних связей. Зависимость реакций механической конструкции от опорных реакций.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.01.2013Классификация электротехнических материалов. Энергетические уровни. Проводники. Диэлектрические материалы. Энергетическое отличие металлических проводников от полупроводников и диэлектриков. Полупроводниковые материалы. Магнитные материалы и магнетизм.
реферат [1022,4 K], добавлен 15.04.2008Магниевые сплавы в атомной энергетике. Алюминий и его свойства. Применение алюминиевых сплавов в реакторостроении. Магний и его свойства. Роль защитной оболочки, предохраняющей урановый металлический сердечник от коррозионного воздействия теплоносителя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 04.12.2013Составляющие тока заряжения. Способ осуществления выборки. Виды импульсных методов. Нормальная импульсная вольтамперометрия: влияние адсорбции, достоинства и недостатки, используемые приборы и материалы, отличительные черты от дифференциально-импульсной.
контрольная работа [387,9 K], добавлен 07.06.2011Назначение, конструкция и принцип действия вакуумного выключателя ВВТЭ-10-10/630У2. Свойства и характеристики электротехнических материалов применяемых для изготовления аппарата. Преимущества вакуумных выключателей. Получение, марки и сплавы меди.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 25.05.2012Градирни для охлаждения воды: назначение и область применения. Конструктивные решения, исключающие опасность обмерзания. Классификация градирен по способу подачи воздуха. Особенности конструкций и процесса охлаждения эжекционных градирен, виды тяги.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 25.11.2015Роль и значение трансформатора, его конструктивные части и принцип действия. Характеристика трансформатора тока типа ТФН, электротехнические материалы, применяемые для его изготовления. Свойства меди и электротехнической стали, трансформаторная бумага.
реферат [222,2 K], добавлен 29.03.2012История открытия, физические и химические свойства. Поведение титана и его сплавов в различных агрессивных средах. Основные диаграммы состояния. Перспективы применения в медицине. Биологически и механически совместимые имплантаты из никелида титана.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.01.2015Принцип действия и конструктивные особенности пружинной конструкции. Составление и сборка уравнений равновесия элементов и узлов. Проведение замены локальных перемещений глобальными. Исключение и решение уравнений связей. Подстановка данных и проверка.
контрольная работа [759,9 K], добавлен 25.05.2015Компьютерное исследование поведения ультратонких пленок аргона, сжатых между алмазными поверхностями с периодическим атомарным рельефом. Его сравнение с поведением ультратонких пленок воды и аргона, заключенных между гладкими и шероховатыми пластинами.
дипломная работа [6,5 M], добавлен 27.03.2012Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: наружной стены, чердачного перекрытия, пола, дверей и окон. Коэффициент теплопередачи железобетонной пустой плиты перекрытия. Теплопотери через ограждающие конструкции. Расчет нагревательных приборов.
курсовая работа [238,4 K], добавлен 13.06.2012Трековые мембраны, их свойства, определение, получение, применение. Наноразмерные материалы: наноструктуры, нанопроволоки и нанотрубки. Матричный синтез, микроскопия. Получение наноструктур из ферромагнитных материалов, микроскопия металлических реплик.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 29.06.2012Строение металла. Макроструктура и микроструктура металла. Механические свойства металла. Процесс деформации. Разрушение металла. Ударная вязкость стали. Конструкционные стали. Высокопрочные и среднепрочные материалы.
реферат [27,9 K], добавлен 24.01.2007Основные характеристики и энергетические показатели внедрения дроссельного пуска в электропривод компрессорной станции животноводческих ферм АОЗТ "Детскосельский" Ленинградской области. Расчет и подбор электрооборудования, электроснабжение конструкции.
дипломная работа [5,1 M], добавлен 18.11.2013Особенности построения электропитающих сетей предприятий. Конструктивные элементы воздушных линий: опоры, провода, изоляторы. Типы конструкций опор: промежуточные, анкерные. Расположение проводов на опорах. Свойства проводов и их механическая прочность.
презентация [2,1 M], добавлен 30.10.2013Понятие сплавов как сложных веществ, получаемых сплавлением или спеканием двух или нескольких веществ, называемых компонентами. Сплавы в жидком и твердом состоянии. Структурные составляющие сплавов. Особенности состояния железоуглеродистых сплавов.
презентация [1,2 M], добавлен 02.05.2016Схема червячной передачи, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Достоинства и недостатки червячных передач. Материалы для изготовления зубчатых венцов. Схема установки инструмента при нарезании. Таблицы для расчёта передач.
презентация [946,3 K], добавлен 18.04.2014Исследование изменения окружных и меридиональных напряжений по высоте цилиндрическо-конического резервуара. Определение толщины стенок конструкции. Подбор болтов, крепящих крышку резервуара. Расчет усилия в стержнях опорных ферм методом вырезания узлов.
курсовая работа [557,1 K], добавлен 12.12.2011Принцип работы инверторного источника питания сварочной дуги, его достоинства и недостатки, схемы и конструкции. Эффективность эксплуатации инверторных источников питания с точки зрения энергосбережения. Элементная база выпрямителей с инвертором.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 28.11.2014Биогаз как газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Процесс производства биогаза, его достоинства и недостатки. Принцип работы биогазовой установки. Проблемы и перспективы использования альтернативных источников энергии в Украине.
реферат [401,5 K], добавлен 04.04.2013