Обеспечение местной устойчивости элементов сечения центрально сжатой колонны

У тонкостенных стержней, особенно небольшой гибкости, стенка или полка могут потерять устойчивость раньше, чем происходит потеря устойчивости стержня в целом. Потеря устойчивости каким-либо элементом сечения стержня и выход его из работы резко ослабляют стержень, часто делая недеформированную, часть сечения несимметричной; центр изгиба при этом перемещается, стержень начинает закручиваться и быстро теряет устойчивость.

Потеря устойчивости может произойти от воздействия нормальных, равномерно распределенных по сечению напряжений, нормальных неравномерно распределенных напряжений, касательных напряжений и от совместного воздействия нормальных и касательных напряжений. Потеря устойчивости может происходить как при упругой, так и при упругопластической работе элемента. При решении задачи о местной устойчивости считают, что отдельные элементы, составляющие стержень, работают как пластинки, сочлененные между собой шарнирно, упруго или жестко.

Критическую силу потери устойчивости находят из условия равенства работы внешних сил и напряжений, возникающих в пластине при данной форме деформации. Критическая сила зависит от упругих свойств материала, размеров пластины - ширины, длины, толщины и условий закрепления ее по краям. При большом числе волн критическая сила потери местной устойчивости при упругой работе материала:0 N/A_ht+-yM_x/I_xnm+-xM_y/I_ynm <Rγ Соответственно критические напряжения: σ_кр=N_кр/A= π²EI_min/l₀²A= π²EI_min²/l₀²= π²E/(l₀/i_min)²= π²E/λ², где I min=(i min)^1/2/ A – площадь поперечного сечения без учета ослабления отверстиями для заклепок и болтов; λ = l 0/ i min– гибкость стержня, равная отношению расчетной длины стержня к радиусу инерции его сечения; i 0= μ – расчетная длина стержня; μ – коэффициент приведения полной длины стержня L к расчетной, принимаемые в зависимости от условий закрепления стержня и его нагружения.

94. Сопротивление дерева растяжению и сжатию вдоль волокон и изгибу. По данным многочисленных машинных испытаний предел прочности древесины на растяжение вдоль волокон даже для одной и той же породы леса колеблется в больших пределах. Так, например, для обычной сосны он составляет от 700 до 1000 кг/см2. Из сосны ни в коем случае не рекомендуется изготавливать дома из бруса при растяжении деформации возрастают пропорционально напряжениям почти до момента разрушения.

Разрушение древесины при сжатии происходит вследствие местного продольного изгиба волокон и вдавливания твердых волокон в более мягкие (весенние) и сопровождается образованием складок.

При дальнейшем росте нагрузки пропорциональность увеличения напряжений сжатия в крайних волокнах нарушается, поскольку в них начинаются пластические деформации и краевые напряжения в сжатой зоне возрастают медленнее. При сжатии поперек волокон дерево подвергается сильному уплотнению при значительных деформациях, вызываемых уменьшением сечения полостей клеток.

Если внешняя сжимающая нагрузка приложена не ко всей поверхности образца, а только к части ее длины, то она воспринимается не только волокнами древесины, расположенными непосредственно под грузом, но и частично смежными волокнами, уменьшая таким образом деформации