Металеві конструкції

НОРМАТИВНІ ТА РОЗРАХУНКОВІ ОПОРИ. КОЕФІЦІЄНТИ БЕЗПЕКИ ЩОДО МАТЕРІАЛУ

Основними показниками опору металу силовим впливам є нормативні опори Ryn та Run, встанов­лені відповідно до межі текучості, чи умовної межі текучості, та межі міцності. Ці значення регламентуються нормами проектування (див. табл. 1 додатка 6) з урахуванням статистичної мінливості опорів та умов контролю таким чином, щоб їхня забезпеченість становила не менше 0,95 (рис. 3.1). Оскільки за державними стандартами контрольні чи бракувальні характеристики мета­лу мають рівну або вищу забезпеченість (0,95... 0,995), то для металевих конструкцій значення нормативних опорів матеріалів дорівнюють їм.

Значення нормативного опору приймають за межею текучості чи межею міцності залежно від характеру роботи конструкції і властивостей ста­лі. У більшості випадків гіри обчисленнях вико­ристовують нормативний опір за межею теку­чості, оскільки при перевищенні напруженнями межі текучості в елементах, що згинаються чи розтягуються, розвиваються пластичні деформа­ції і спостерігаються великі переміщення, а стис­нені елементи втрачають стійкість. У випадках, коли застосовуються пластичні сплави і згідно з характером роботи конструкції допускаються значні деформації, а несуча здатність визнача­ється міцністю (наприклад, відтяжки, більшість тросових конструкцій, деякі конструкції з висо­коміцних сталей), нормативний опір приймають за межею міцності.

Оскільки механічні властивості металів пере­віряються на металургійних заводах шляхом вибіркових випробувань, у конструкції може по­трапити метал з властивостями, нижчими за встановлені державним стандартом. Окрім цього, механічні властивості металу контролюють при осьовому розтягові на невеликих зразках пра­вильної форми. Насправді метал працює у вели­корозмірних конструкціях, найчастіше при склад­них напружених станах, металовироби можугь мати також від'ємні допуски до розмірів. Вплив цих факторів на зниження несучої здатності кон­струкцій враховується коефіцієнтом надійності за матеріалом ут. Розрахунковий опір визначають шляхом ділення на нього нормативного опору:

Я! У =-Ч = — • (3.2)

Ут Ут

Значення у„, залежить від статистичних даних про однорідність металу. Наприклад, для вугле­цевих сталей, які масово випускають тривалий час за добре опрацьованою технологією (ТУ 14- 1-3023-80), його значення найменші: ут = 1,025, а для відносно нової сталі 12 ГН2МФАЮ (ТУ 14- 1-11772-76) — уп = 1,15.

Приймаючи числові значення нормативних Щ/п' Run і розрахункових Ry, Ru опорів та кое­фіцієнтів надійності за матеріалом, необхідно ке­руватися відповідними нормами (наприклад, для сталі — СНиГІ 11-23-81*). Зазначені опори слу­жать для оцінки міцності елементів конструкцій на дію розтягу, стиску, згину. Водночас при роботі матеріалу на зсув, зминання, розтяг у напрямку товщини прокату міцність матеріалу інша. Тому нормативними документами встановлені розра­хункові опори також і для різних напружених станів: Rs. — зсув, Rp — зминання торцевої по­верхні, Rth — розтяг поперек товщини прокату та ініпі.