Класифікація підсилювальних елементів в залежності від умов їх роботи та критерії за якими перевіряють міцність підсилених елементів.

В зависимости от условий работы усиливаемые элементы конструкции разделены на четыре класса, отличающиеся нормой допустимых предельных пластических деформаций:

I. Сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях эксплуатации (подкрановые балки для кранов режима работы 7К, 8К, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузки от подвижных составов). Расчеты прочности элементов условно выполняются в предположении упругой работы стали.

II. Элементы конструкций, непосредственно воспринимающие подвижные, динамические или вибрационные нагрузки и не входящие в группу 1. Норма предельных пластических деформаций e_p,lim = 0,001.

III. Элементы конструкций, работающих при статических нагрузках, кроме элементов, относящихся к классу IV, e_p,lim = 0,002.

IV. Элементы конструкций, работающие при статических нагрузках и удовлетворяющие требованиям пп. 5.19-5.21, 7.1-7.24 СНиП II-23-81* по обеспечению общей и местной устойчивости при развитых пластических деформациях, e_p,lim = 0,004

Проверку прочности элементов в зависимости от их класса по п. 4.8 осуществляют:

для элементов I, II и III классов - по критерию краевой текучести. В случае усиления под нагрузкой указанный критерий является чисто условным, ибо начальные и сварочные деформации неизбежно обусловливают упругопластическую работу усиленных элементов. Фактически рассматриваемый критерий обеспечивает ограничение уровня пластических деформаций нормой, указанной в п. 4.8;

для элементов IV класса - по критерию развитых пластических деформаций. Оценка прочности осуществляется исходя из оценки несущей способности усиленных сечений по критерию пластического шарнира, но с введением специальных понижающих коэффициентов g_N и g_M гарантирующих ограничение уровня пластических деформаций нормой e_p,lim = 0,004; g_N и g_M принимаются в зависимости от схемы усиления, соотношения прочностных характеристик материалов, уровня и условий нагружения усиливаемого элемента.

- Проверка прочности элементов по критерию краевой текучести выполняется по формулам: центрально-растянутые или сжатые симметрично усиленные элементы

, (38)

где g_N - коэффициент, учитывающий уровень и знак начальной осевой силы; для растянутых и сжатых элементов, усиленных без использования сварки g_N= 0,95; для сжатых элементов, усиленных с помощью сварки, - g_N = 0,95 - 0,25b₀;

изгибаемые элементы

; (39)

сжато- и растянуто-изогнутые элементы

. (40)

В формулах (39) и (40) для элементов 1 класса принимается g_M= 0,95; для элементов II и III классов - g_M= 1. При N /(A_nR_y0) ³ 0,6 значения g_M принимаются равными g_N.

Проверка прочности центрально-растянутых или сжатых несимметрично усиленных элементов осуществляется по формуле (40), при этом изгибающие моменты подсчитываются относительно осей х и у усиленного сечения.

- Проверка прочности элементов по критерию развитых пластических деформаций выполняется по формулам:

центрально-растянутые или сжатые симметрично усиленные элементы

; (41)

изгибаемые элементы

, (42)

где с_t - поправочный коэффициент, учитывающий влияние поперечных сил и определяемый для двутавровых сечений по формуле

-сжато- и растянуто-изогнутые элементы

, (43)

где п принимается по табл. 66 СНиП II-23-81* в зависимости от формы усиленного сечения.

[ N ] определяется по формуле

, (44)

где a = R_yi/R_yo; g_N = 0,95 - для растянутых элементов или сжатых элементов, усиленных без использования сварки; g_N = 0,95 - 0,1(a + b - 1) - для сжатых элементов, усиленных с помощью сварки.

[ M ] определяется по формуле

, (45)

где - площадь нетто сжатой зоны сечения усиливаемого элемента; А_0p - то же, растянутой зоны; А_rc, А_rp - площади нетто элементов усиления, расположенных соответственно со стороны сжатой и растянутой зон сечения (рис. 18, а). Для несимметричных односторонних схем усиления (например, по схеме рис. 3, и) со стороны сжатых или растянутых волокон принимается соответственно А_rp = 0 или А_rс = 0; у_oc, у_op, у_rc, у_rp - абсолютные величины расстояний от центров тяжести сжатых и растянутых площадей до центральной оси усиливаемого сечения (рис. 18,б).

Коэффициент g_M в формуле (45) следует принимать:

при симметричном двустороннем усилении элементов симметричного сечения g_M=0,95;

при несимметричном двустороннем или одностороннем усилении элементов со стороны растянутых волокон g_M = 0,95 - 0,2b₀(a - 1);

при одностороннем усилении элементов со стороны сжатых волокон g_M = 0,95 -0,lx x(a + b₀ - 1).

Использование формулы (43) допустимо при t £0,5 R _so в противном случае проверка прочности при сжатии-растяжении с изгибом выполняется по формуле (40).

-Проверку прочности изгибаемых и сжато- или растянуто-изогнутых элементов по касательным, местным и приведенным напряжениям производят обычным способом но указаниям разд. 5 СНиП II-23-81* с учетом изменившихся геометрических характеристик сечения.