Расчет изгибаемых элементов.

Расчет конструкции обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкции, подбор сечений и проверка напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений с целью не допустить ни одного из предельных состояний.

Согласно Своду правил элементы конструкций подразделяются на три класса в зависимости от напряженно-деформированного состояния расчетного сечения (табл. 3.1):

Классы напряженных состояний сечений при изгибе

1-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором напряжения в сечении не превышают расчетное сопротивление стали σ ≤ Ry (упругая работа сечения);

2-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором в одной части сечения σ < Ry, а в другой σ = Ry  (упруго-пластическая работа сечения);

3-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором по всей площади сечения σ = Ry (пластификация всего сечения, условный пластический шарнир).

Класс напряженного состояния сечения при проектировании следует назначать в зависимости от допустимых пластических деформаций, целесообразных размеров сечения элемента в целом, толщины стенок и поясных листов. Следует учитывать назначение конструкции, характер нагрузок и воздействий, опасность хрупкого разрушения, агрессивность среды, конструктивные ограничения, степень огнестойкости и другие факторы.

Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения выполняют по формулам:

– при действии момента в одной из главных плоскостей         ,

где    Mmax – максимальныq изгибающий момент от расчетной нагрузки;

Wn,min – момент сопротивления ослабленного сечения;

– при действии в сечении поперечной силы

где    Q – максимальная поперечная сила от расчетной нагрузки;

I – момент инерции сечения;

S – статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

tw – толщина стенки.

При изгибе в двух главных плоскостях проверку сечения проводят по формуле

где    Mx и My  –моменты относительно осей соотвественно x-x и y-y;

Ix,n и Iy,n – моменты инерции относительно главных осей ослабленного сечения;

x и y – координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.