Тема 1. Основи розрахунку будівельних конструкцій. Навантаження і впливи. Коефіцієнти надійності

Основними характеристиками опору сталі силовим впливам є нормативні опори. Вони позначаються літерою “R” з індексом “n” – R_n. Тут індекс “n” за аналогією з нормативними навантаженнями означає “нормативне” значення опору.

За нормативні значення опору сталі приймають найменші (браковочні) значення, отримані при випробуваннях на розрив великої кількості стандартних зразків, вирізаних з партії прокату, і забезпечені з імовірністю 0,95 (тобто в 5 випадках із ста значення опору допускається меншим, ніж нормативне значення). Отримані таким чином механічні характеристики називаються нормативними опорами.

За нормативний опір розтягу, стиску, згину стального прокату приймають, як правило, найменше (браковочне) значення межі текучості σ_у, оскільки при його досягненні в елементах починають розвиватися значні пластичні деформації, що недопустимо, а стиснуті елементи починають втрачати стійкість. Він позначається R_yn (“у” – за межею текучості; “n” – нормативне значення).

Для конструкцій, експлуатація яких можлива і після досягнення матеріалом межі текучості (трубопроводи та ін. ємкості, які працюють на розтяг під дією внутрішнього тиску), тобто в тих випадках, коли за характером роботи конструкцій несуча здатність визначається міцністю, а не пластичністю, за нормативний опір приймають найменше (браковочне) значення межі міцності σ_u (або тимчасового опору).

Він позначається R_un (“u” – за тимчасовим опором; “n” – нормативне значення).

Таким чином, встановлені два види нормативних опорів сталі:

R_yn – нормативний опір сталі розтягу, стиску, згину за межею текучості; R_yn=σ_у;

R_un – те ж за тимчасовим опором; R_un=σ_u.

Значення механічних властивостей металів перевіряються на металургійних заводах вибірковими випробуваннями. Механічні властивості контролюються на малих зразках при короткочасному одноосному розтязі. Фактично ж метал працює тривалий час, в крупнорозмірних конструкціях, в складному напруженому стані. Можливе попадання в конструкції матеріалу з властивостями, нижчими за встановлені в стандартах і т.д. Вплив цих факторів на зниження несучої здатності конструкцій враховується коефіцієнтом надійності за матеріалом m. Коефіцієнт враховує можливу мінливість міцнісних характеристик металу, а також відмінність роботи металу в реальних конструкціях від роботи зразків, випробуваних в лабораторних умовах. γ_m>1 і встановлюється за відповідним нормативним документом (ДБН Сталеві конструкції, Бетонні і залізобетонні конструкції, тощо).

Числові значення розрахункових опорів розтягу, стиску та згину для різних класів, марок матеріалів приведені у відповідних нормативних документах.