Как найти расчетное сопротивление стали

Расчетное сопротивление стали — это важный параметр, который определяет способность материала сопротивляться деформации и разрушению при механических нагрузках. Оно рассчитывается на основе характеристик конкретного типа стали и может быть выражено в различных единицах измерения, например, в мегапаскалях или килограммах на квадратный миллиметр.

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Другие статьи

Один из вопросов,
возникающих при расчете конструкций —
какую характеристику материала принять
в качестве предельного сопротивления?
Большинство строительных сталей имеют
площадку текучести, поэтому если мы
доведем напряжения до временного
сопротивления, то наша конструкция
получит столь большие перемещения, что
задолго до этого придется прекратить
ее эксплуатацию. Поэтому за предельное
сопротивление материала для сталей,
имеющих площадку текучести, принимают,
как правило, значение предела текучести.
По существу это означает, что, ограничив
работу стали пределом текучести, мы тем
самым не допускаем развития чрезмерных
пластических деформаций. В том случае,
если работа конструкции допустима при
развитии значительных пластических
деформаций (например, трубопроводы), за
предельное сопротивление материала
может быть принято значение временного
сопротивления.

Значения предела
текучести и временного сопротивления,
установленные в нормах, называют
соответственно нормативным сопротивлением
по пределу текучести R_ynи нормативным
сопротивлением по временному сопротивлению
R_un. Эти значения соответствуют
минимальным браковочным характеристикам,
предусмотренным государственными
стандартами и техническими условиями.

Свойства стали
обладают определенной изменчивостью
и, как это мы сделали для нагрузок, для
нормативных сопротивлений также можно
определить их обеспеченность. Согласно
многочисленным статистическим
исследованиям, для большинства
строительных сталей обеспеченность
нормативных сопротивлений составляет
0,95.0,99, что соответствует требованиям
основных положений по расчету.

Хотя обеспеченность
нормативных сопротивлений высока,
существует, пусть и небольшая, вероятность,
что в конструкцию попадет металл с более
низкими характеристиками, тем более
что контроль качества стали проводят
выборочным методом. Кроме того, прокат
часто поставляют с минусовыми допусками
и геометрические характеристики сечений
могут быть меньше номинальных. Имеются
и различия в работе стали в образцах,
на которых проводятся испытания, и в
конструкции. Влияние этих факторов на
снижение несущей способности конструкций
учитывают коэффициентом надежности по
материалу γ_m. Значения γ_m,
установлены на основании статистической
обработки результатов заводских
испытаний образцов и анализа условий
контроля качества металлопроката.

При поставке
сталей по ГОСТ 27772-88 для всех сталей
кроме С590 и С590К γ_m=1,025. При поставке
стали по ГОСТ 370-93 и ГОСТ 19281-89 (с
изменениями), а также для сталей С590 и
С590К по ГОСТ 27772-88 γ_m=l,05.

Основной
расчетной характеристикой стали является
расчетное сопротивление, определяемое
делением нормативного сопротивления
на коэффициент надежности по материалу:
R_y= R_yn/ γ_m; R_u= R_un/
γ_m. (3.8)

При расчете
конструкций с использованием расчетного
сопротивления, установленного по
временному сопротивлению, учитывают
повышенную опасность такого состояния
путем введения дополнительного
коэффициента надежности γ_u=1,3.

Рассмотренные
нормативные и расчетные сопротивления
относятся к работе стали на растяжение,
сжатие, изгиб, т.е. при действии нормальных
напряжений. При срезе расчетные
сопротивления R_s, определяют путем
умножения расчетного сопротивления
растяжению R_yна коэффициент
перехода 0,58, т.е. R_s=0,58R_y. При
σ_x= σ_y= 0 условие перехода в
пластическое состояние σ_eƒ= √
3τ²= σ_y/ √ 3.

При сжатии
торцевой поверхности в случае плотной
пригонки (строжка или фрезеровка торца)
материал в зоне контакта работает в
условиях всестороннего обжатия и
расчетное сопротивление может быть
повышено. Согласно нормам, R_p= R_u.

При расчете
проката на растяжение в направлении,
перпендикулярном плоскости проката (г
— направлении), учитывая пониженные
прочностные и пластические свойства
стали в этом направлении, а также
возможность расслоя, расчетное
сопротивление R_th= 0,5R_u, т.е.
меньше, чем при работе в плоскости
проката.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Металлические конструкции рассчитывают на все виды сило­вых воздействий по методу предельных состояний. Сечения по ме­тоду предельных состояний выбираются минимально необходимы­ми при воздействии на них максимально возможной силы в самых неблагоприятных условиях работы.

При расчете конструкций по первой группе предельных состояний (по несущей способности) условие прочности с учетом коэффи­циентов надежности в общем виде можно представить функцией

где ∑N_nγ_fγ_lc — расчетное усилие, полученное от различных на­грузок со своими коэффициентами надежности по нагрузкам и со­четаний; Ф — функция несущей способности; S — геометрические характеристики сечения. Смысл этой формулы состоит в том, что наибольшее внешнее расчетное усилие не должно превышать наи­меньшую несущую способность.

За нормативное сопротивление металла R_yn как правило, при­нимают наименьшее значение предела текучести, гарантированное соответствующими ГОСТами и ТУ, т. е. R_yn = σ_y.

Для хрупких металлов, а также в тех случаях, когда эксплуата­ция конструкций, работающих на растяжение, возможна и после достижения металлом предела текучести, за величину нормативно­го сопротивления R_un принимают наименьшее значение временно­го сопротивления на разрыв (предел прочности), т. е. R_un = σ_u. Рас­четное сопротивление R_y или R_u (по пределу текучести или по вре­менному сопротивлению) определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу γ_m> 1. Для различных марок сталей значение γ_m меняется от 1,025 до 1,15.

Особенности работы сооружений, элементов и их соединений, не отражаемые в расчетах прямым путем, учитывают коэффициен­тами условий работы γ_c, который вводится, например, при расчете балок, сжатых элементов решетчатых конструкций, гидротехничес­ких сооружений. Некоторые значения γ_c приведены ниже.

Элементы конструкций………….γ_c

Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий под различными залами при весе

перекрытий, равном или большем полезной нагрузки………….0,9

Колонны общественных зданий и опор водонапорных башен………….0,95

Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из уголков сварных ферм покрытий и перекрытий (например, стропильных и аналогичных им ферм) при гибкости λ > 60………….0,8

Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость………….0,95

Затяжки, тяги, оттяжки, подвески, выполненные из прокатной стали………….0,9

Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков только меньшей полкой), за исключением сжатых элементов решетки пространственных решетчатых конструкций и плоских ферм из одиночных уголков 0,75

Примечания. 1. Коэффициенты условий работы при расчете одновременно учитывать не следует. 2. Коэффициенты условий работы при расчете соединений рассматриваемых элементов учитывать не следует.

В гидротехнических сооружениях коэффициенты условий работы отражают приведение теоретических расчетов в соответствии с действительными условиями работа конструкций, учитывают возможные отступления действительной конструкции от спроектированной (в пределах допусков, определяемых ТУ на изготовление и монтаж механи­ческого оборудования и стальных конструкций гидротехнических со­оружений). Кроме того, этот коэффициент учитывает возможность появления не предусмотренных расчетом различных неблагоприятных условий работы конструкции и условность расчетной схемы. Для боль­шинства затворов принимают коэффициент условий работы γ_c = 0,72.

Для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность по временному сопротивлению, следует дополнительно учитывать ко­эффициент надежности γ_u = 1,3.

Расчетные сопротивления для проектирования стальных кон­струкций зданий и сооружений, изготовляемых из проката и труб, для различных видов напряженных состояний определяют по сле­дующим формулам:

• при работе на растяжение, сжатие и’изгиб по пределу текучес­ти R_y=R_yn/γ_m;
• то же, по временному сопротивлению R_u=R_un/γ_m;
• при сдвиге R_s = 0,58R_y;
• при смятии торцевой поверхности (при наличии пригонки) R_p=R_un/γ_m.

С учетом коэффициентов надежности по материалу, временно­му сопротивлению, условий работы, по назначению окончательная формула расчетного сопротивления имеет вид:

R_u=R_unγ_c / γ_mγ_uγ_n

В таблице ниже приведены расчетные сопротивления некоторых ма­рок строительных сталей.

Нормативные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе проката для стальных конструкций зданий и сооружений

Расчетное сопротивление стального проката согласно СП 16.13330.2011:

Расчетное сопротивление стали С235 при толщине до 8 мм равно 230 МПа

 Расчетное сопротивление стали С245 при толщине до 20 мм равно 240 МПа

Расчетное сопротивление стали С255 при толщине до 20 мм равно 240 МПа

Расчетное сопротивление стали С345 при толщине до 20 мм равно 320 МПа

Узнать расчетное сопротивление стали стальных труб

Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового проката

вернуться в раздел РАСЧЕТЫ КМ И КЖ

Расчетные сопротивления листового проката и труб

Таблица В.5 — Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката

Таблица В.6 — Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе труб