Plastic bearing capacity of the steel element cross-sectijn by internal forces combination and restraint = Несуча здатність поперечного перерізу сталевого елемента в пластичній стадії при сполученні внутрішніх зусиль і розкріпленні

Abstract

The article examines the features of determining the bearing capacity of the steel profile cross-section, rolled or composed from three sheets with arbitrary thickness, considering the development of plastic deformations in a complex combination of different power factors that may occur during spatial loss of stability. Based on a new approach to the perception character of internal forces, the goal is to investigate their ability to redistribute between separate linear elements, on which crosssection of the beam is broken. It is proposed to increase the savings of the material by detailing the calculation.

Розглянуто особливості визначення несучої здатності поперечного перерізу сталевого профілю, прокатного чи складеного із трьох листів довільної товщини, з урахуванням розвитку пластичних деформацій при складному поєднанні різних силових факторів. На основі нового підходу до аналізу характеру сприйняття внутрішніх зусиль було поставлено за мету дослідити їх здатність перерозподілятися між окремими лінійними елементами, на які розбивається поперечний переріз балки. Запропоновано збільшити економію матеріалу шляхом деталізації розрахунку. До розрахунків, у процесі виконання яких передбачається поява і потреба врахування додаткових внутрішніх зусиль обмеженого кручення, можна віднести: 1 – звичайний та альтернативний (за теорією другого порядку) розрахунок балок на загальну стійкість; 2 – розрахунок елементів на сумісну дію поперечного згину (в одній або двох площинах) і кручення в результаті ексцентричності прикладення навантаження; 3 – розрахунок балок із викривленнями у площині найменшої жорсткості. У розрахунках за теорією другого порядку, що альтернативно враховують втрату стійкості плоскої форми згину елемента, вводиться еквівалентне початкове згинальне відхилення в площині найменшої жорсткості профілю. Тоді балка починає працювати вже як просторовий елемент, і поряд зі звичайними напруженнями згину в ній виникають додаткові напруження косого згину та кручення. Для збільшення точності розрахунків із застосуванням початкових недосконалостей і наближення їх до дійсних умов роботи конструкції внутрішні зусилля, в тому числі й від закручування, потрібно визначати за цією нелінійною теорією. Вона враховує геометричну нелінійність і являє собою по суті розрахунок за деформованою схемою, в якому рівняння рівноваги записуються для деформованого стану системи. Крім цього, необхідно врахувати жорсткість конструкцій, що дискретно чи континуально розкріплюють стиснутий пояс балки в більшості практичних випадків і зменшують деформації його зміщення.