Μεταλλικές Κατασκευές Ι

Μέσω του συγκεκριμένου μαθήματος αποκτώνται οι βασικές εκείνες γνώσεις που απαιτούνται για τον υπολογισμό σε επίπεδο διατομής και επίπεδο μέλους χαλύβδινων κατασκευών και απλών συνδέσεων αυτών υπό στατική φόρτιση. Δίδονται παραδείγματα απλών φορέων από πλευράς γεωμετρίας, συνδεσμολογίας και φορτίσεων και προσφέρονται απλές εφαρμογές σχετιζόμενες με ουσιώδεις ελέγχους σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 3.

Στόχοι Μαθήματος

Οι μαθησιακοί στόχοι είναι ταυτόσιμοι με το αντικείμενο του μαθήματος

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Τεχνική Μηχανική Ι, ΙΙ, ΙΙΙ Στατική Ι, ΙΙ

Περιεχόμενα

Εισαγωγή – Πεδίο Εφαρμογής Χαλύβδινων Κατασκευών (Παρουσίαση – ενδεικτικές φωτογραφίες). Δομικός Χάλυβας (Μηχανικές Ιδιότητες, Τρόποι Παραγωγής, Βιομηχανικής Κατεργασίας και Διαμόρφωσης πρότυπων διατομών και ελασμάτων – Γραμμή Παραγωγής). Ποιότητες Ευρωπαϊκών Χαλύβων – Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Δομικού Χάλυβα – Χρήση Διατομών Διπλού Ταυ και περιοχές εφαρμογής τους.   Μόρφωση Μονώροφων Βιομηχανικών Υποστέγων (Βασικά Στοιχεία Φέροντος Οργανισμού, Συνδεσμολογία και μορφές σύνδεσης μελών, Εδράσεις, Λεπτομέρειες, Μηχανισμοί Παραλαβής Φορτίων).   Θεσμικό Πλαίσιο μελέτης και εκτέλεσης έργων από Δομικό Χάλυβα – Κανονισμοί και Φιλοσοφία Ελέγχων Επάρκειας – Ευρωκώδικας 3 (ΕΚ3). Οριακές καταστάσεις σχεδιασμού, επί μέρους συντελεστές ασφαλείας δράσεων και υλικού. Είδη δράσεων, συνδυασμοί δράσεων. Εφελκυόμενα μέλη και παραδείγματα στις κατασκευές. Έλεγχος ορθών τάσεων. Αντοχή εφελκυόμενων μελών κατά ΕΚ3, έλεγχος επάρκειας και ολκιμότητας. Απομειωμένες διατομές λόγω οπών κοχλιών και λεπτομέρειες υπολογισμού. Γωνιακά συνδεόμενα στο ένα σκέλος.   Απλές διατεμνόμενες κοχλιώσεις. Τύποι κοχλιών και εξαρτημάτων. Γεωμετρία κοχλία. Τύποι οπών. Ποιότητα χάλυβα κοχλιών. Μηχανισμοί λειτουργίας και αστοχίας απλού διατεμνόμενου κοχλία. Αντοχή κορμού κοχλία σε διάτμηση και σε σύνθλιψη άντυγας οπής κατά ΕΚ3. Κοχλιώσεις μεγάλου μήκους. Έλεγχος ολκιμότητας κατά ΕΑΚ. Παραδείγματα – Εφαρμογές.   Μέλη υπό εγκάρσια φορτία και παραδείγματα μελών στις κατασκευές από χάλυβα. Ένταση λόγω εγκαρσίων φορτίων. Παράδειγμα καμπτόμενου προβόλου (παραμόρφωση, κατανομή ορθών και διατμητικών τάσεων). Κάμψη μέλους διατομής διπλού ταυ περί τον ισχυρό άξονα, κατανομή ορθών και διατμητικών τάσεων σε διατομή διπλού ταυ καμπτόμενη περί τον ισχυρό της άξονα.. Εξιδανίκευση της συμπεριφοράς του χάλυβα. Διατομή υπό καθαρή κάμψη – Ελαστική Συμπεριφορά - Βέλτιστες διατομές για καθαρή κάμψη – Ελαστικός έλεγχος επάρκειας. Κατανομή διατμητικών τάσεων σε ορθογωνική διατομή και διατομή διπλού ταυ – Επιφάνεια διάτμησης. Σύνθετη καταπόνηση – Κριτήριο von Mises. Διατομή υπό καθαρή διάτμηση. Διατομή υπό κάμψη και διάτμηση. Έλεγχος βέλους καμπτόμενης δοκού κατά ΕΚ3. Διατομή υπό καθαρή κάμψη – Ελαστοπλαστική Συμπεριφορά.  Διάγραμμα ροπών – καμπυλοτήτων, η έννοια της πλαστικής άρθρωσης. Πλαστικός έλεγχος επάρκειας.     Η έννοια του λυγισμού. Προϋποθέσεις εμφάνισης λυγισμού. Η έννοια του τοπικού λυγισμού σε καμπτόμενα και θλιβόμενα μέλη. Αστοχία από τοπικό λυγισμό. Κατάταξη των διατομών σύμφωνα με το ΕΚ3. Έλεγχος αντοχής καμπτόμενης διατομής κατά ΕΚ3. Έλεγχος αντοχής σε τέμνουσα κατά ΕΚ3. Έλεγχος αντοχής σε ροπή και τέμνουσα κατά ΕΚ3. Κάμψη μέλους διατομής διπλού ταυ περί τον ασθενή άξονα – κατανομή ορθών και διατμητικών τάσεων. Διατομή υπό διαξονική κάμψη – ελαστικός και πλαστικός έλεγχος επάρκειας – Κέντρο διάτμησης – Θέση ουδέτερου άξονα.       Παραδείγματα και εφαρμογές για την ύλη που διδάχτηκε στην 5η και 6η εβδομάδα. Πρότυπες ασκήσεις.   ΜΕΛΗ ΥΠΟ ΣΥΝΘΕΤΗ ΕΝΤΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (Αλληλεπίδραση ροπών περί τους δύο άξονες, τεμνουσών δυνάμεων και εφελκυστικής αξονικής δύναμης). Ελαστικός και πλαστικός έλεγχος ορθογωνικής διατομής, Διατάξεις ΕΚ3. Παραδείγματα και εφαρμογές.   Μέλη υπό αξονική θλίψη. Λυγισμός (τοπικός – καμπτικός). Κρίσιμα φορτία. Καμπύλη Euler. Αλληλεπίδραση λυγισμού – διαρροής με ή χωρίς την παρουσία αρχικών ατελειών. Κανονιστικές καμπύλες λυγισμού. Επιλογή καμπύλης λυγισμού. Έλεγχος μέλους υπό θλίψη κατά ΕΚ3. Προστασία από τοπικό λυγισμό. Επιρροή συνοριακών συνθηκών. Συντελεστές ισοδύναμου μήκους λυγισμού στύλων με συνήθεις στηρίξεις. Διάκριση πλαισίων σε μεταθετά και αμετάθετα – Πλευρικές Εξασφαλίσεις. Παραδείγματα και εφαρμογές.   Παραδείγματα και εφαρμογές για την ύλη που διδάχτηκε στην 10η εβδομάδα – Πρότυπες ασκήσεις.     Συγκολλητές συνδέσεις. Γεωμετρία και διαστάσεις (αναλώσιμα και τύποι συγκολλήσεων. Συγκολλήσεις με υποθέματα). Αντοχή σχεδιασμού εξωραφής – εναλλακτικές μέθοδοι, ραφών διακένου, εσωραφών και ραφών οπής-σχισμής, συνδέσεις σε μη ενισχυμένα πέλματα, γωνιακά συνδεόμενα στο ένα σκέλος, μακρές συνδέσεις. Διατάξεις ΕΚ3. Παραδείγματα και εφαρμογές.   Επαναληπτικές ασκήσεις