Элемент, подверженный растяжению или сжатию

При центральном растяжении или сжатии элемента силой N напряжения в упругом состоянии принимаются равномерно распределенными по сечению. При постоянном значении предела текучести по всему сечению предельное состояние по несущей способности наступит, когда напряжения достигнут предела текучести. При этом продольная сила определяется по формуле

Произведение в правой части назовем несущей способностью сечения при растяжении или сжатии и обозначим Npl; тогда

Часто предел текучести не одинаков по площади поперечного сечения элемента конструкции. Испытания показали, что такое явление наблюдается в прокатных двутавровых балках и листовом прокате. Обычно при проектировании это не учитывают. Поэтому разные пределы текучести будем учитывать только в тех случаях, когда составное сечение элемента конструкции выполнено из сталей с разными характеристиками прочности.
Для стержня двутаврового сечения по рис. 2.1 предел текучести стенки примем равным σfl,s, поясов σfl,P=0,85 fl,s. При нагружении растягивающей силой

появляется текучесть в поясах. Соответствующая относительная деформация определяется по формуле

Дальнейшее увеличение продольной силы воспринимает только стенка. Наибольшее значение этого увеличения

а соответствующая относительная деформация

Суммарная продольная сила

Суммарная продольная деформация

На рис. 2.1 показаны зависимости между силой N и относительной деформацией ε для двутаврового сечения при одинаковых и разных значениях предела текучести поясов и стенки (при Fp/Fs=1,0) .
В некоторых случаях все элементы двутаврового сечения имеют разные пределы текучести, т.е. σfl,s>σfl,2>σfl,1. До достижения напряжения σ=σfl,1 элемент конструкции работает упруго. После появления текучести в поясе I изменяется рабочая площадь сечения, которая становится равной площади пояса 2 и стенки.
При дальнейшем увеличении нагрузки элемент начинает работать на внецентреннее растяжение с неравномерным распределением напряжений.
При нагружении сжатием сечение должно отвечать требованиям условия (2.1) и при этом иметь такие размеры, чтобы была обеспечена местная устойчивость.
В практических расчетах, согласно ЧСН 73 1401, вместо предела текучести принимается расчетное сопротивление R и требуется выполнение условия