3. Расчетные характеристики материалов и соединений общие положения
3.1.Основной интегральной характеристикой сопротивления стали деформированию при действии нагрузки является экспериментально получаемая зависимость между напряжением=N/Aи относительным удлинением=l/l- диаграмма работы (деформирования) стали при одноосном растяжении (гдеN- растягивающая сила;А- площадь сечения образца;l- расчетная длина образца).
Значение напряжения, соответствующего наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца, называется временным сопротивлением u. При значениях напряжений, равных физическому (для сталей с явно выраженной площадкой текучести) или условному пределу текучести (рис. 2), работа стали сопровождается соответственно текучестью или развитием значительных упругопластических деформаций без ее разрушения.
Рис. 2. Диаграммы работы стали
1 - при наличии явно выраженной площадки текучести; 2 - при отсутствии площадки текучести
Таким образом, основными параметрами для оценки работы стали при действии нагрузки являются значения временного сопротивления uи предела текучестиу, устанавливаемые в государственных общесоюзных стандартах и технических условиях на поставку металлопроката.
3.2 (3.1).Значения временного сопротивленияuи предела текучестиудля металлопроката, выпускаемого металлургической промышленностью, имеют некоторый разброс. С учетом случайной изменчивости этих характеристик в СНиПII-23-81* установлены значения нормативных сопротивлений соответственно по временному сопротивлениюRun=u(b) и по пределу текучестиRyn = у(Т), обеспеченность которых при поставке металлопроката по государственным общесоюзным стандартам и техническим условиям составляет, как правило, не менее 0,95, что соответствует требованиям [2].
3.3 (3.2).Возможные отклонения сопротивлений сталей в неблагоприятную сторону от их нормативных значений согласно [2] учтены с помощью коэффициентов надежности по материалуm,которые установлены в СНиПII-23-81* в зависимости от обеспеченности нормативных сопротивлений, гарантируемой методами контроля качества металлопроката на металлургических предприятиях.
Чем выше обеспеченность нормативных сопротивлений поставляемого проката, тем более низкими приняты коэффициенты надежности по материалу (см. табл. 2 СНиП II-23-81*).
Расчетные сопротивления стального проката
3.4 (3.1).Значения основных расчетных сопротивлений определены делением значенийRunиRуnна коэффициент надежности по материалу -m> 1,0:
Ru = Run/m; Ry = Ryn/m, (5)
где Ru —расчетное сопротивление по временному сопротивлению;
Ry —расчетное сопротивление по пределу текучести.
Значения коэффициента надежности по материалу mв формулах (5) приняты одинаковыми при определенииRunиRуn.
3.5.Расчетные сопротивления проката для различных видов напряженных состояний приведены в табл. 1* СНиПII-23-81* в соответствии с государственными общесоюзными стандартами с использованием коэффициентов перехода от основных расчетных сопротивлений. Хотя механические свойства проката вдоль и поперек направления прокатки несколько отличаются, расчетные сопротивления в СНиПII-23-81* приняты одинаковыми независимо от направления прокатки.
3.6.Расчетные сопротивления прокатаRthпри растяжении в направлении толщины следует определять по формуле
Rth = 0,5 Run/m. (6)
Развернутая формула для определения величины Rthбудет иметь вид
.
(7)
Значение коэффициента снижения прочности проката на растяжение в направлении толщины листа thпрактически не зависит от марки стали и толщины листа в пределах до 60 мм и равно 0,72. При этом обеспеченность нормативного сопротивления на растяжение в направлении толщиныthRun на основании статистических данных принята 0,95.
Неоднородность прочностных свойств проката по толщине существенно выше, чем в плоскости листа. С учетом этого коэффициент надежности по материалу при растяжении в направлении толщины листа принят mth= 1,1m.
Формула (7) предусматривает расчет на прочность по временному сопротивлению, т. е. предельным состоянием является разрушение. Для предотвращения разрушения в формулу (7) введен коэффициент надежности u= 1,3.
После подстановки числовых значений коэффициентов th,mth,u в формулу (7) расчетное сопротивлениеRthприводится к виду (6).
При расчете проката по Rthкоэффициент надежностиu,определяемый в соответствии с разд. 4* СНиПII-23-81*, учитывать не следует.
3.7.В изгибаемых элементах конструкций (типа пластин, плит, фланцев) малой высоты сопротивление проката переходу в упругопластическое состояние из-за наличия больших градиентов напряжений существенно превышает расчетные сопротивленияRy,приведенные в СНиПII-23-81*.
В связи с этим в СНиП II-23-81* предусмотрена возможность учета повышенных значений сопротивления металла при определении высоты сечения (толщины) элементов конструкций типа опорных плит введением для них коэффициентов условий работыс > 1 (см. п. 5.46).