4. Расчетное усилие. Расчетное сопротивление материала.

Расчетное усилие вычисляется от суммы всех нагрузок

, (2.2)

где – нормативные усилия;

– коэффициент надежности по нагрузке, который учитывает возможность отклонения фактических нагрузок от их нормативных значений.

Расчетные усилия в курсе сопротивления материалов принято называть внутренними силовыми факторами или интегральными характеристиками напряжений. Они возникают в сечениях отдельных элементов строительных конструкций и зависят от характера и величины внешних нагрузок и воздействий. Если внешние силы сжимают или растягивают строительный элемент, то в его поперечных сечениях возникают продольные силы, если изгибают, то в поперечных сечениях необходимо искать изгибающий момент. Для определения нормативных усилий, как правило, используют метод сечений, подробно рассмотренный в курсе сопротивления материалов.

Несущая способность элементов строительных конструкций зависит от прочностных характеристик применяемых материалов и от выбранных размеров и формы поперечных сечений, т.е. от геометрических характеристик. В общем виде несущая способность конструкции может быть выражена в виде функции

, (2.3)

где – расчетное сопротивление материала;

– геометрические характеристики поперечных сечений (площадь при растяжении или сжатии, момент сопротивления при изгибе).

Студентам, изучившим курс сопротивления материалов, будет понятен такой пример оценки несущей способности элементов строительных конструкций

, (2.4)

где - максимальные нормальные напряжения в поперечном сечении стержня при растяжении сжатии или

- максимальные нормальные напряжения при изгибе стержня.

В этих выражениях продольная сила и изгибающий момент это внутренние силы, возникающие в поперечных сечениях стержней и зависящие от величины и характера приложения внешних нагрузок и воздействий. Они также являются интегральными характеристиками напряжений в поперечных сечениях стержней. Площадь поперечного сечения стержня и момент сопротивления это геометрические характеристики, которые зависят формы и размеров поперечного сечения стержня. Для простых сечений геометрические характеристики вычисляются по известным формулам, либо выбираются по таблицам для стандартных прокатных профилей.

При расчете строительных конструкций необходимо отличать нормативное сопротивление материалов и расчетное сопротивление материалов . Нормативное сопротивление материала отражает его механические свойства и, в первую очередь, зависит от технологии и качества производства материала. Строительные нормы устанавливают порядок назначения нормативного сопротивления на партию произведенного материала с учетом статистического характера его контроля и отбраковки. За нормативное сопротивление стали, например, принимаются предел текучести _т или предел прочности _, установленные соответствующими стандартами.