Теория местных напряжений

Теория местных напряжений дает возможность оценить напряженное состояние тонкостенного стержня с одно- и двухсвязным поперечным сечением со степенью точности, соответствующей представлениям теории упругости, а именно учесть влияние силовых и конструктивных концентраторов напряжений. Формальные расчеты местных напряжений при наличии табулированных функций влияния не представляют каких-либо затруднений. На базе этой теории в последнее десятилетие были проведены экспериментальные и теоретические исследования целого ряда практических вопросов по оценке прочности и надежности металлических несущих конструкций из тонкостенных стержней. Следует отметить, что СНиП П-24-81, в отличие от всех предыдущих норм, ввел для некоторых случаев расчета подкрановых балок учет всех трех компонент местных напряжений, образующихся за счет силового концентратора (сосредоточенная сила). Правда, форма введения этого учета содержит некоторые неточности, о чем будет сказано ниже, но тем не менее этот директивный документ признает необходимость такого учета.

Можно показать, что хотя в некоторых случаях учет местных напряжений и приводит к повышению уровня расчетных напряжений и тем самым, казалось бы, снижает экономичность конструкций, в действительности же он повышает ее надежность, способствует увеличению долговечности, что в целом обеспечивает, в частности, и экономический эффект. Поэтому указанное выше введение учета местных напряжений в СНиП является вполне своевременным. Применение в расчетах прочности критерия пластических ограниченных деформаций в значительной степени снимает утяжеление металлических конструкций от учета местных напряжений.

Анализ работы подкрановых балок показывает, что при обычном расчете их на прочность по упругой стадии в действительности в верхних областях их стенок практически всегда возникают зоны пластических деформаций, которые, естественно, оказывают влияние на прочность при переменном загружении. Это не только в балках с количеством циклов нагружений 210 и выше, а для подкрановых балок вообще. При этом необходимо обратить внимание на следующее: согласно СНиП П-24-81, при расчете стенок балок на прочность только одно местное напряжение у принимается по его теоретическому значению. Это довольно умозрительно и не соответствует теории, причем не идет, как правило, в запас прочности и в этом первая неточность СНиП.

Сопоставление расчетов по СНиП и по предлагаемой методике показывает, что нормы занижают прочность стенки до 20%. Эта же особенность распределения нормальных и касательных усилий по кромке стенки позволяет уточнить и расчеты поясных соединений при подвижных и сосредоточенных нагрузках. Экономический эффект от предлагаемого уточнения расчета зависит от относительной мощности пояса и схемы нагрузки. Он изменяется в пределах 8-17%.

Первоисточник публикуемых материалов сайт korneich.ru, надежный строительный интернет-портал.

Интересные статьи по материалам сайта: Поворот возводимых конструкций