KONSTRUKCJE STALOWE STR034

4. ANALIZA KONSTRUKCJI

4.1. Metody analizy - krótka charakterystyka

Podstawą metod analizy konstrukcji stalowych jest zachowanie się materiału konstrukcyjnego pod obciążeniem, czyli właściwości mechaniczne stali. Są one charakteryzowane zależnością a-e rozciąganego statycznie pręta stalowego. Na rysunku 4.1 przedstawiono wykres rozciągania prętów ze stali o wyraźnej granicy plastyczności. Charakterystycznymi punktami tego wykresu są: granica plastyczności f_y określona jako wartość minimalna (w sensie probabilistycznym) górnej granicy plastyczności R^,, granica wytrzymałości f_u odniesiona do wytrzymałości minimalnej R_m, a także granica wydłużalności = As,65 odpowiadająca chwili zerwania pręta.

W przybliżeniu można przyjąć, że rozciąganie próbek cechuje się:

•    fazą sprężystą - od 0 do granicy plastyczności f_y,

•    fazą plastyczną - duży przyrost odkształceń przy braku przyrostu naprężeń,

•    fazą wzmocnienia - do granicy wytrzymałości f_u,

•    fazą zniszczenia - kończącą się rozerwaniem pręta.

W fazie pierwszej przyjmuje się, na ogół, linową zależność naprężenia od odkształcenia: cr = Es. Gatunki stali omówiono szczegółowo w rozdz. 3. skryptu, a ich charakterystyki materiałowe w pkt 3.3; podstawowe informacje podano w rozdz. 3. normy [51], a szersze omówienia między innymi w pracy [60].

l

f.

i:

Rys. 4.1. Wykres o-e stali z wyraźną granicą plastyczności

Na potrzeby analizy przyjmuje się uproszczone modele zachowania się stali (rys. 4.2). W szczególnych przypadkach (np. zawansowana analiza MES) model zachowania się stali może być bardziej precyzyjnie dostosowany do stali, która ma być zastosowana w analizowanej konstrukcji, na przykład model realistyczny otrzymany w wyniku zmodyfikowania uzyskanej podczas badań doświadczalnych zależności naprężenie-odkształcenie (patrz pkt C.6 załącznika C normy [53]).

■*—jjct

Niezależnie od przedstawionych właściwości mechanicznych stali obrazujących przebieg rozciągania, na sposób i zakres analizy konstrukcji istotnie wpływa również zachowanie się przekroju elementu ściskanego lub zginanego. Kształt i proporcje przekroju poprzecznego prętów, a przede