Нормативні та розрахункові опори матеріалів.

Основними характеристиками опору сталі силовим впливам є нормативні опори. Вони позначаються літерою “ R ” з індексом “ n ” – R_n. Індекс “ n ” 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 s_у, оскільки при його досягненні в елементах починають розвиватися значні пластичні деформації, що недопустимо, а стиснуті елементи починають втрачати стійкість. Він позначається R_уп (“ у ” – за межею текучості; “ n ” – нормативне значення).

Для конструкцій, експлуатація яких можлива і після досягнення матеріалом межі текучості (трубопроводи та 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 (тимчасового опору) s_u. Він позначається R_un (“ u ” – за тимчасовим опором; “ n ” – нормативне значення).

Таким чином, встановлені два види нормативних опорів:

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

R_un – нормативний опір сталі розтягу, стиску, згину за межею міцності (тимчасовим опором); .

Міцнісні характеристики матеріалів, з яких виготовлені конструкції, можуть відрізнятися від встановлених нормами проектування. З чим це пов’язано? 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. Вплив цих факторів на зниження несучої здатності конструкцій враховується коефіцієнтом надійності за матеріалом g_m. Коефіцієнт враховує можливу мінливість міцнісних характеристик металу, а також відмінність роботи металу в реальних конструкціях від роботи зразків, випробуваних в лабораторних умовах. g_m>1 і встановлюється за СНиП “Стальные конструкции”.

Характеристика, отримана діленням нормативного опору на g_m, називається розрахунковим опором. В позначенні розрахункового опору індекс “ n ” опускається:

– розрахунковий опір сталі розтягу, стиску, згину за межею текучості;

– розрахунковий опір сталі розтягу, стиску, згину за межею міцності (тимчасовим опором).

Числові значення розрахункових опорів розтягу, стиску та згину для різних марок сталі, різних товщин та видів прокату приведені в СНиП ІІ-23-81* “Стальные конструкции” (табл.51^*). Для інших напружених станів розрахункові опори вираховуються за спеціальними формулами, також приведеними в СНиП.