Влияние пробоин, вмятин и трещин

8.6. Все пробоины, вмятины и трещины, ослабляющие сечение элемента, должны быть учтены при определении расчетных геометрических характеристик рассматриваемого сечения. В каждом ослабленном сечении нужно определять соответствующее положение центра тяжести с учетом дефектов. В расчетную характеристику сечения, ослабленного пробоиной или вмятиной, вводится неповрежденная часть металла, начало которой принимается на расстоянии 3-5 мм от границы погнутых краев пробоины (вмятины).

При наличии трещин с засверленными концами расчетное сечение считают от края отверстия.

При одностороннем ослаблении трещиной или пробоиной сжатого или растянутого стержня с повреждением его края в расчете нужно, кроме ослабления сечения, учитывать эксцентричность передачи усилия на уцелевшую часть сечения. Для этого в формулу (4.1) вводится расчетная площадь, вычисленная для элемента:

сжатого

; (8.7)

растянутого

, (8.8)

где , - площадь, см² и момент сопротивления, см³, уцелевшей части сечения в наиболее ослабленном месте; - расчетная площадь уцелевшей части сечения в наиболее ослабленном месте, см²; - эксцентриситет, равный расстоянию между центрами тяжести полного сечения и уцелевшей части сечения в наиболее ослабленном месте, см; - коэффициент продольного изгиба, определяемый по приложению 8 в зависимости от гибкости элемента (без учета повреждений) и относительного эксцентриситета ( - ядровое расстояние, определяемое без учета повреждения по п. 2.13).

Рис. 8.1. Зоны повреждений в балке со сплошной стенкой

На рис. 8.1 показано деление балки со сплошной стенкой на зоны. Повреждение, расположенное в зоне 1, не оказывает существенного влияния на грузоподъемность пролетного строения, и если в этом случае уголки жесткости не повреждены, можно при расчете это повреждение не учитывать, если повреждение расположено в зоне 2, то балку проверяют по нормальным напряжениям в ослабленном сечении, если в зоне 3 – ослабленное сечение проверяют по касательным напряжениям.

Прочность и выносливость поврежденной балки по нормальным напряжениям в ослабленном сечении проверяется по тем же формулам, что и неповрежденной. В расчет вводится меньшее из значений расчетного момента сопротивления неповрежденной части сечения, подсчитанных дважды, относительно оси, проходящей через центр тяжести:

неповрежденного сечения;

оставшегося после повреждения сечения.

Расчетный момент сопротивления в обоих случаях вычисляется для верхнего и нижнего волокон сечения. Границы неповрежденной части сечения изгибаемой балки устанавливаются так же, как и для элементов сквозных ферм.

Приблизительно допускаемая временная нагрузка, кН/м пути (тс/м пути), при расчете по касательным напряжениям с учетом повреждения, находящегося в зоне 3,

, (8.9)

где R – основное расчетное сопротивление, МПа (тс/см²); - толщина стенки, см; h – полная высота стенки на опоре, см; - высота повреждения стенки, см; l – расчетный пролет балки, м.

Расчет усиленных элементов

8.7. Грузоподъемность элементов пролетных строений, усиленных добавлением металла, определяется в соответствии с указаниями приложения 20.

8.8. Грузоподъемность сжатых элементов, усиленных деревом, определяется по формуле (4.1) на прочность по площади нетто неповрежденной части элемента , а на устойчивость по расчетной площади , см², где - коэффициент продольного изгиба (см. п. 2.13), определенный по условной гибкости ; - площадь брутто поперечного сечения неповрежденной части элемента, см² (см. п. 8.6).

Условная гибкость

,

где l₀ – свободная длина элемента (см. пп. 4.4 – 4.6); r – радиус инерции, см:

;

- приведенный момент инерции брутто поперечного сечения элемента, см⁴:

;

- момент инерции неповрежденной части поперечного сечения металла элемента относительно собственной оси (для элементов с искривлениями больше допускаемых по п. 8.2 – I_бр=0), см⁴; - сумма моментов инерции деревянных элементов относительно собственных осей, см⁴.