KONSTRUKCJE STALOWE STR037

37

4.2. Klasyfikacja przekrojów

4.2.1. Zasady ogólne

Określenie nośności obliczeniowej przekroju oraz wybór metody analizy konstrukcji (sposobu, w jaki będą wyznaczone siły wewnętrzne) są uwarunkowane stopniem odporności zastosowanych kształtowników na zjawisko miejscowej utraty stateczności.

Syntetycznym wskaźnikiem pozwalającym ocenić ten stopień odporności, zarówno w stanie sprężystym, jak i plastycznym, jest podział na klasy przekroju. Klasyfikacja ta wprowadza podział na cztery typy klas przekrojów, odmiennie zachowujących się pod wpływem naprężeń ściskających. Naprężenia ściskające muszą występować przynajmniej w części przekroju poprzecznego elementu.

Norma [51] wyróżnia cztery klasy przekrojów.

•    Klasa 1. - przekroje, które osiągają nośność przegubu plastycznego i wykazują przy tym zdolność do obrotu niezbędną do plastycznej redystrybucji momentów zginających.

•    Klasa 2. - przekroje, które osiągają nośność przegubu plastycznego, lecz wskutek niestatecz-ności miejscowej (w stanie plastycznym) wykazują ograniczoną zdolność do obrotu.

•    Klasa 3. - przekroje, które wykazują nośność nie mniejszą, niż to wynika z początku uplastycznienia strefy ściskanej, lecz wskutek niestateczności miejscowej (w stanie sprężysto--plastycznym) nie osiągają nośności przegubu plastycznego.

•    Klasa 4. - przekroje, które wskutek niestateczności miejscowej (w stanie nadkrytycznym) wykazują nośność mniejszą niż to wynika z początku uplastycznienia strefy ściskanej.

Zachowanie się przekrojów różnych klas z punktu widzenia nośności przekroju poprzecznego elementu pokazano na rys. 4.4.

Rys. 4.4. Nośność przekroju przy zginaniu w zależności od klasy przekroju: M_el - nośność sprężysta, M_p, - nośność plastyczna

Z definicji przedstawionych klas przekroju można wysnuć również wnioski co do wyboru metody analizy konstrukcji. Analiza sprężysta jest dozwolona dla wszystkich elementów, niezależnie od klasy ich przekroju, natomiast analiza plastyczna jest dozwolona tylko dla elementów klasy 1. Tylko one charakteryzują się wystarczającą zdolnością do obrotu, pozwalającą na zaistnienie plastycznej redystrybucji momentów zginających. Bardziej szczegółowo zagadnienie to omówiono w pkt 4.3.

Wyznaczenie klasy przekroju elementu jest uzależnione od następujących czynników: smukło-ści ścianek w elemencie (charakteryzowanej stosunkiem ich szerokości do grubości c/t), granicy plastyczności stali, z której wykonany jest rozpatrywany kształtownik i rozkładu naprężeń ściskających. W wypadku elementów, w których nie występują naprężenia ściskające, wyznaczanie klasy przekroju jest zbędne.