Прочности конструкций

В настоящее время в строительстве используются два основных метода оценки прочности конструкций:

а) По допускаемым напряжениям

Условие прочности конструкции в этом методе имеет вид

.

Здесь - максимальное нормальное напряжение (при одноосном напряженном состоянии), если напряженное состояние конструкции является сложным, то вместо напряжения берется максимальное эквивалентное напряжение, определяемое по какой-либо теории прочности; - допускаемое напряжение, определяемое по формуле

,

где - опасное напряжение: для хрупких материалов (кирпич, бетон, чугун, высокоуглеродистые стали) ( - предел прочности материала); для пластичных материалов (малоуглеродистая сталь, цветные металлы и некоторые их сплавы) ( - предел текучести материала); - нормативный коэффициент запаса, регламентируемый строительными нормами и правилами.

Данный метод, как видно из представленного выше, не допускает появление в конструкции пластических деформаций (в случае пластичного материала) и ведет к неоправданному перерасходу материала. Особенно это можно отнести к расчету статически неопределимых систем, где появление пластических деформаций в каком-либо одном и даже нескольких элементах конструкции еще не означает разрушения всей конструкции, поскольку в ней имеются лишние связи. определимых системукций.

а) По предельному равновесию

Условие прочности конструкции в этом случае имеет вид

,

где - эксплуатационная нагрузка (в случае действия системы сил под понимается параметр нагрузки, пропорционально которому меняются все силы системы); - предельная нагрузка (параметр нагрузки), при которой конструкция находится в состоянии предельного равновесия (при происходит быстрый рост перемещений - потеря несущей способности конструкции); - нормативный коэффициент запаса, выбираемый, как и прежде.

Расчет методом предельного равновесия рекомендуется для статически неопределимых конструкций, изготовленных из пластичных материалов, в которых возможно появление пластических деформаций. Основная задача при расчете конструкций по данному методу состоит в определении предельной нагрузки . Однако следует заметить, что определение с использованием реальной диаграммы представляет весьма трудоемкую и сложную задачу. Такая задача, как правило, решается методом шагового нагружения с отслеживанием и на каждом шаге нагружения. С целью приближенного определения нижней границы в стержневых системах, можно использовать идеальную упруго-пластическую диаграмму (рис. 3.1), состоящую из двух участков: идеально упругого, на котором выполняется закон Гука, и идеально пластичного, на котором .