Работа стали при изгибе

В изгибаемом элементе (балке) нормальные напря­жения распределяются по сечению неравномерно (как известно, в стадии упругой работы — по линейному зако­ну): максимальные напряжения будут в фибровых (крайних) волокнах, по нейтральной оси они равны ну­лю.

При увеличении нагрузки на балку напряжения бу­дут также увеличиваться и в крайних волокнах достиг­нут предела текучести. Однако несущая способность элемента при этом не будет исчерпана, так как во всех остальных волокнах напряжения будут мень­ше предела текучести. Если изгибающий момент будет продолжать увеличиваться, напряжения в крайних волок­нах вследствие развития пластических деформаций оста­нутся равными пределу текучести, а дополнительный момент будет вос­приниматься менее напряженными волокнами, располо­женными ближе к нейтральной оси. Наконец, наступит время, когда напряжения по всему сечению балки будут равными пределу текучести — образу­ется так называемый шарнир пластичности и балка превратится в статически изменяемую систему. Несущая способность балки полностью ис­черпана.

 

Работа стали при повторной нагрузке

Сооружение или отдельные его элементы могут ис­пытывать как постоянные, так и переменные нагрузки, меняющиеся от нуля до определенного значения, или знапопеременные, вызывающие поочередно то сжатие, то растяжение. При таком характере работы прочность ста­ли в зависимости от числа колебаний (циклов) снижа­ется.

При непрерывной повторной нагрузке с числом цик­лов в несколько миллионов раз разрушение стали проис­ходит при напряжении, меньшем предела прочности и даже предела текучести. Это напряжение называется пределом. В случае концентрации напряжений вибрационная прочность может стать еще более низкой. Явление снижения прочности при непрерывной повторной нагрузке называют усталостью металла.

При расчете конструкций, воспринимающих повтор­ные нагрузки, расчетное сопротивление уменьшают ум­ножением на коэффициент у, определяемый в соответст­вии с указаниями СНиП II-§.3-72.