Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

ПО разрудпающим пагрузкам, основаны на нрименоннн обобщенного (недпффере)щированного) коэффициента запаса прочности, покры-ваюи,его собой все пе учитываемые расчетом факторы, влияюпиe на прочность конструкции. Нетрудно показать, что такой обобщенный коэффициент запаса, не характеризующий истинного состояния конструкции в момент ее разрушения, не может служить нра1П1льныл1 критерием прочности конструкции. Этот коэффициент не дает действительного представления о запасе прочности конструкции, и его введение в расчет в ряде случаев предполагает невозмож1гое сочетание нагрузок, далеко не всегда способствующее увеличению наделаюсти соорулчения.

Действите:гьно, умножая собственный вес конструкции на коэф-фицпе}1т запаса прочности, мы вводим в расчет нереальпую фиктивную нагрузку, так как очевидно, что фактически собственный вес конструкции может отличаться от расчетного пе более чем на 10- 15%.

Коэффициенты запаса прочности норшгруются незавпспмо от характера и природы каждой нагрузки и доляшы покрыть возможные увеличения расчетной эксплуатационной нагрузки, усилия от неучитываедшх воздействий (усадка, температура и т. п.) и воз-молаюе отклонение элементов конструкций от расчотнмх размеров.

Таким образом, все неблагоприятные и не учитываемые расчето.м обстоятельства оцениваются одним общим коэффициентом запаса прочности, который отнюдь не может слулшть достоверным критерием надежности кодгструкции.

Значительный прогресс расчета был достиптут путем расчленения общего коэффициента запаса прочности на частш.ге коэффип;иенты запаса (по отнопгению к нагрузке, к материалу и т. п.) и установления их величин для разных случаев путем правильной оценки п исследования этих коэффициентов.

Осповныо положения метода расчета по предельным состояниям заключаются в следующем.

Под предельным понимается такое состояние конструкции, яри котором ее дальнейшая нормальная эксплуатация невозможна.

Различаются три вида предельных состоядтий:

а) первое предельное состояние - по несущей способности (прочности и устойчивости конструкций, усталости материала), при достижении которого конструкция теряет способность сопротивляться внешнилг воздействиям или получает такие остаточнт>1е деформации, которые не допускают ее дальнейшую эксплуатацию;

4) второе предельное состояние - по развитию чрезмерных деформаций от статических и динамических дгагрузок, при достижении которого в конструкции, сохраняющей прочность и устойчивость, появляются деформации пли колебания, исключающие возможность дальнейшей ее эксплуатации;

в) третье предельное состояние - по образованию или раскрытию трещин, при дости/кении которого трещины в конструкции, сохраняющей прочность и устойчивость, появляются и раскрываются до такой величины, при которой да.[ьл[ейн1ая эксплуатация становится невозможной вследствие потери трсбуелгой водопенро}1и-цаедюсти, опасности коррозии или повреждения отделочного слоя.

Исходной идеей и конечной целью расчета по дгетоду предельных состояний является получепие надлежаи1,ей гарантии в том, что за время эксплуатации сооружения пе наступит нп одно из недопустимых предельных состояний как для конструкции в н;елом, так и для отдельных ее элементов.

Возможность достижения того или иного нредельного состояния конструкции зависит от многих факторов, из которых важнейшими являются:

а) внешние нагрузки и другие воздействия;

б) качество и механические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция;

в) общие условия работы конструкции, условия ее изготовлелшя и т. и.

Такпдг образом рассматриваемый метод расчета дол/кеп основываться на анализе процесса перехода конструкции в предельное состояние с учетом всех факторов, оказывающих влияние па ее несущую способность.

Остановимся прежде всего на таком факторе, как качество и механические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция.

Опыт показывает, что механические свойства материалов (например прочность) не отличаются постоянством. В действительности эти свойства характеризуются определенной изменчивостью, или, как говорят, рассеянием показателей прочности.

Так, например, для стали марки Ст.З при браковочном пределе текучести 2400 кГIcm фактический предел текучести колеблется в пределах 2100-3500 кГ/см и более.

Иа основании эксноримептальных данных в зависимости от показателей прочности материалов пордгадщ устанавливаются со-отвотствуюп1,не нордгативные сонротивлеттия .материала силовым воздействияд!, которые згазначаются с учетод! рассеяния ноказателей прочности.

При установлеттии расчетом предельного состояния учитываются воздюнчные отклонения показателей прочности Д1атериала от нормативных значений, характеризуемые коэффициентом однородности к (величина, всегда меньшая единицы). Уд1ножив нормативное сопротивле1Н1о дгатериала 7?" на коэффициент однородности к, получим нижний продол сонротивле}1ия материала; эта величина kR = R называется расчетныдг сопротивлеппед!.

В общем с:гучае пап-мсньшая несущая способноси! попструкцпн может быть представлена п с.тедующелг ппде:

Ф{кХ;КК---> S), (1.1)

где S - геометрические характеристики кодгструкпии;

/?2 и т. д. - нормативные сопротивления материалов, из которглх изготовлена конструкция; А-, ко и т. д. - соответствующие им коэфф1Н];ие1гтьт однородности.

Устанавливаются понятия нормативных нагрузок п коэфф1Н1;иеп-тов передрузкп, характеризующих изменчивость нагрузки.

Иорл1атпвныл1П нагрузкадн! называются устаповлогные нормами наибо.тьшие величиди.г внешних воздействии, допускаемые при пор-малыго11 эксплуатации сооружения.

Ьолффнциентг.т, учитывающие изменчивость нагрузок, в результате которой возникает возможность превъпненпя дедютвительпыми )1агрузка.ми велпчшг нормативных нагрузок, называются коэффициентами перегрузки. Коэффициенты перегрузки зависят только от вида надрузки. Влзшнио же динамического воздействия нагрузки на сооружение, а таклчС плановое увеличение нагрузок в период его экснлуатацпп должны учитываться независимо от коэффициента перегрузки.

Произведения порматн)И1Ых нагрузок на коэффициенты неро-груз);и называются расчетныли! нагрузками.

В расчете но методу лдредельных состояний, помимо коэффищген-тов однородност)! и перегруз]<и, вводится еще коэффициент условий работы конструкций, учитывающий особенности работы конструкци!! или их элементов: агрессивная среда, К0]це1гграция напряжений в соединениях, возможность хрупкого разрушения и т. д.

Помимо неречислеппых факторов, на несущую способность конструкции влияют так/ке неодпород1гость качества изготовления };01гструкции, отклонения от производственных допуске!! и т. д. Все эти факторы в конечном счете поглощаются коэффициенто.м однородности материала, который назначается с некоторым запасо.м.

Для конструкций из любого материала расчет по перволгу предельному состоянию (несущей способности) следует производить по форддуле:

/гЛ " =s а) {т; kRl; кД1Л), (1. 2)

где Ф - функция, соответствующая роду усилия (сжатие,

растянч-ение, изгиб и т. п.); N" - усилие (изгибающи)! дтометгт) от нордгативных irarpy-зок;

п - коэффициент ncperpy3iai; ki, к и т. д. - коэффициент однородности материалов;