Напряженный член
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
Натянутые элементы — это элементы конструкции, которые подвергаются осевым растягивающим усилиям . Примерами натяжных элементов являются крепления зданий и мостов , элементы ферм и тросы в подвесных крыш системах .
Расчет
[ редактировать ]В растянутом элементе, нагруженном в осевом направлении, напряжение определяется выражением:
Ф = П/А
где P — величина нагрузки, а A — площадь поперечного сечения.
Напряжение, заданное этим уравнением, является точным, если учесть, что поперечное сечение не примыкает к точке приложения нагрузки и не имеет отверстий для болтов или других разрывов. Например, дана пластина 8 x 11,5, которая используется в качестве растягивающего элемента (сечение aa) и соединяется с косынкой двумя болтами диаметром 7/8 дюйма (сечение bb):
Площадь сечения a – a (общая площадь элемента) равна 8 x ½ = 4 дюйма. 2
Однако площадь на участке b – b (чистая площадь) равна (8 – 2 x 7/8) x ½ = 3,12. in2
зная, что большее напряжение находится на участке b - b из-за его меньшей площади.
Дизайн
[ редактировать ]При проектировании растянутых элементов важно проанализировать, как элемент выйдет из строя как при текучести (чрезмерной деформации), так и при разрушении, которые считаются предельными состояниями. Предельное состояние, обеспечивающее наименьшую расчетную прочность, считается управляющим предельным состоянием. Это также предотвращает разрушение конструкции.
Используя стандарты Американского института стальных конструкций , предельную нагрузку на конструкцию можно рассчитать по одной из следующих комбинаций:
1,4 Д
1,2 Д + 1,6 Л + 0,5 (Л р или С)
1,2 Д + 1,6 (Л р или С) + (0,5 Л или 0,8 Вт)
1,2 Д + 1,6 Вт + 0,5 Л + 0,5 (Л р или С)
0,9 Д + 1,6 Вт
Л= 14
- D… — собственная нагрузка или вес самой конструкции.
- L… — временная нагрузка, которая различается для разных конструкций.
- S… — снеговая нагрузка
- W… — ветровая нагрузка
Центральная проблема проектирования элемента — найти поперечное сечение, для которого требуемая прочность не превышает располагаемую прочность:
P u < ¢ P n , где P u — сумма учтенных нагрузок.
чтобы предотвратить уступку
0,90 F y A g > P u
во избежание перелома,
0,75 F u A e > P u
следовательно, при проектировании необходимо учитывать нагрузки, приложенные к этому элементу, расчетные силы, действующие на этот элемент (M u , P u и V u ), а также точку, в которой этот элемент может выйти из строя.