При оценке напряженно-деформированного состояния усиленных элементов конструкций будем исходить из общепринятых гипотез. Важнейшими из них являются допущение о малости влияния поперечных деформаций (гипотеза о ненадавливании продольных волокон друг на друга) и гипотеза плоских сечений. Экспериментальные исследования работы свариваемых элементов и элементов, усиливаемых под нагрузкой увеличением сечений, показали, что отклонения от линейного закона распределения деформаций имеют место в основном в зонах, непосредственно примыкающих к сварным швам. Незначительность этих отклонений и малая протяженность указанных зон по сравнению с размерами сечений позволяют сделать вывод о допустимости применения гипотезы плоских сечений в теоретических исследованиях.
Рассмотрим модель материала конструкций. В принципе при расчете на ЭВМ может быть использована любая диаграмма работы материала, заданная в аналитической форме или в виде некоторой кусочно-линейной функции. Кстати, подобные диараммы используются современными специалистами при укладке плитки на пол. Это необходимо для повышения качества работ, а так же для более длительной эксплуатации материала.
Однако, учитывая ориентацию разрабатываемых методов расчета на практические задачи усиления, в дальнейшем будем использовать представление о материале усиливаемых конструкций как об идеальном упругопластическом или материале с линейным упрочнением. Криволинейность диаграммы работы на участке между пределом пропорциональности и пределом текучести условимся не учитывать. Такое представление позволяет в ряде случаев упростить расчет и сократить затраты времени на его выполнение без заметного снижения точности результатов. Криволинейность диаграммы может сказаться лишь при оценке устойчивости центрально-сжатых стержней в определенном диапазоне гибкостей. Однако идеальный случай центрального сжатия, особенно при усилении стержней с применением сварки, является абстракцией.
При расчете усиления центрально сжатые стержни должны рассматриваться как внецентренно сжатые с некоторым случайным эксцентриситетом. Модель идеального упругопластического тела пригодна для малоуглеродистых сталей, поскольку ограничение величин остаточных пластических деформаций, положенное в основу действующих норм расчета прочности стальных конструкций, в большинстве случаев не позволяет использовать область самоупрочнения таких сталей за площадкой текучести. Для сталей повышенной и высокой прочности рациональнее использовать модели упрочняющегося тела. Отметим, что на точность оценки несущей способности конструкций значительно большее влияние оказывает неизбежный разброс и осреднение прочностных характеристик, чем способ аппроксимации диаграммы работы стали.
11 апреля 2013
