2.3. Гарантія неруйнівності

Умова неруйнівності вимагає сполучення крайніх значень кривих і . Однак, оскільки криві k і , точно так само, як криві с та асимптотичні, точне виконання цієї умови неможливе, тому що крайні значення кривих нам невідомі. Таким чином, виконання умови неруйнівності можливе тільки з певною точністю. Для цієї мети приходиться умовно обривати зазначені криві у визначеній точці і сполучати відсічені криві. Мірою точності такого сполучення, очевидно, є відкинуті площі кривих за фактичною точкою перетину або добуток цих площ.

Відкидаючи них, ми приймаємо їх за практичний нуль і цим самим, сполучаючи криві, стверджуємо, що умова неруйнівності практично виконана і наші споруди практично неруйнівні.

Таким чином, добуток відкинутих площ може розглядатися як міра неточності твердження, що споруда неруйнівна, а величина

де – добуток зазначених площ – розглядатися як міра точності твердження, що споруда неруйнівна.

Тому ця величина (31) названа М.С. Стрілецьким величиною гарантії неруйнівності споруди. Він підкреслює, що величина гарантії неруйнівності є зовсім умовною величиною, зв'язаної з виконанням умови неруйнівності (рис. 2.1).

Ще у 1938 р. М.С. Стрілецький вперше визначив чисельні значення гарантії неруйнівності. Розглядалися сталеві ферми під холодну залізобетонну покрівлю для Московської області. Ураховувалися статистичні дані щодо навантажень від снігу і вітру за 35 років (1985…1930 рр.). Був виконаний аналіз наступних варіантів конструкцій.

1. Ферми із сталі Ст0 з допустимим напруженням = 1200 кгс/см² і статистичними характеристиками =2420 кгс/см² і =150 кгс/см²;

2. Ферми із сталі Ст3 з допустимим напруженням = 1400 кгс/см² і статистичними характеристиками =2700 кгс/см² і =148 кгс/см².

Для ферм 1-го варіанта площі хвостових частин кривих (рис. 2.1) склали , що дало величину гарантії неруйнівності Г=1-5,5·10^-8. Для 2-го варіанту получилось відповідно , Г=1-8,5·10^-8. Отже, сталеві ферми, розраховані по нормам 1934 р, мали дуже високі величини гарантії неруйнівності.

2.4. Науковий подвиг м.С.Стрілецького

Обчислені в умовах норм 1934 р. на підставі кривих розподілу навантажень і межі текучості величини гарантії неруйнівності для металевих конструкцій давали значення, що знаходилися далеко у межах асимптотичної частини кривої гарантії неруйнівності. Звідси, якщо вважати вихідні дані правильними, можна було прийти до висновку, що існують об'єктивні передумови про можливість підвищення напружень, що допускаються для металевих конструкцій у порівнянні з нормами 1934 р. Безсумнівно, наявні дослідні дані не були вичерпними, а служили тільки первинним матеріалом, що розкривав загальну картину явища. Однак і цей матеріал показував, що значення величин гарантії неруйнівності при нормах 1934 р. виявлялися досить близькими до одиниці. Це обставина, очевидно, повинна була залишитися в силі і при зміні відправних даних, оскільки на асимптотичній частини кривій навіть значні зміни аргументу позначаються досить мало.

В розпал Великої Вітчизняної війни в 1942 р. зазначені міркування були обґрунтовані М.С. Стрілецьким і враховані Наркомстроем, в результаті чого напруження, що допускаються, для сталевих конструкцій, були підвищені на і прийняті для конструкцій зі сталі Ос рівними (на 15 %!), а для конструкцій зі сталі 3 рівними (на 12,5 %!) при збереженні без зміни механічних характеристик сталей (нормована найменша границя текучості для сталі Ос і для сталі 3 ). Це був справжній подвиг М.С. Стрілецького і тріумф науково-технічної думки, коли «на кінчику пера» було досягнуто таке суттєве підвищення розрахункової міцності сталі, особливо необхідне під час війни.

Ці зміни зменшували коефіцієнт запасу з 1,58 до 1,36 (при дії основних навантажень). Незважаючи на досить малу величину коефіцієнта запасу, що була рекордною, таке підвищення напружень, очевидно, виявилося можливим, як показав відповідний аналіз. Величина гарантії незруйновності при коефіцієнті запасу 1,36 склала, за різними оцінками, ; ; 1- 5·10^-6. Усі величини Г залишилися досить близькими до одиниці, вони для металевих конструкцій легкого типу лише на мільйонні частки менше одиниці.