Напряженное состояние конструкций обусловлено различными факторами.
В завиимости от происхождеия, напряжения можно разделить на четыре вида:
1) Основные
2) Дополнительные
3) Местные
4) Начальные
Теперь подробнее о каждом из видов:
1) Основные напряжения
Это напряжения, возникающие непосредственно от действия нагрузок.
Это напряжения, уравновешивающие внешние воздействия и определяющие несущую способность конструкций
Эти напряжения определяют методами сопротивления материалов по усилиям, которые устанавливают расчетом идеализированной расчетной схемы по правилам строительной механики.
2) Дополнительные напряжения
Это напряжения, возникающие от неучтенных в идеализированной схеме факторов (связей, создающих защемление в узлах, неразрезности в соединениях элементов и т.п.)
Значения таких напряжений во многих случаях поддаются определению, но их, как правило, не учитывают в расчете. Основанием для этого служит возможность перераспределения и снижения напряжений за счет развития пластических деформаций с образованием пластических шарниров, что приближает работу конструкции к принятой расчетной схеме. Кроме того, часто такие напряжения имеют обратный знак по отношению к несущим элементам и несколько разгружают несущий элемент.
3) Местные напряжения
Это напряжения, возникающие в элементах конструкций либо от местных воздействий (сосредоточенных нагрузок, опорных реакций, подвижных грузов), либо в местах резких изменений формы, где развивается концентрация напряжений вследствие искажения силового потока.
Местные напряжения первого вида обычно учитывают в расчете, чтобы избежать чрезмерного развития пластических деформаций, появления трещин или потери устойчивости тонкостенных элементов.
Второй вид местных напряжений в форме их концентрации при нормальной температуре и статических воздействиях практически не оказывает влияния на несущую способность конструкций и ими можно пренебречь.
Однако, при действии пониженных температур, а также при динамических воздействиях концентрация напряжений может привести к хрупкому разрушению.
Это явление следует учитывать при проектировании надлежащим выбором марки стали и конструктивной формы.
Концентрация напряжений приводит к снижению вибрационной прочности.
4) Начальные напряжения
Это напряжения, возникающие в результате неравномерного остывания после прокатки, при сварке или в результате предшествующей работе элемента в пластическом состоянии.
Эти напряжения в соответствии с их природой можно называть также внутренними, собственными или остаточными.
Начальные напряжения всегда уравновешены, поэтому эпюры их двузначны.
Сочетание напряжений от внешних сил с начальными приводит к тому, что результирующие напряжения существенно отличаются от расчетных.
Такие напряжения не представляют угрозы прочности, если их линейные поля совпадают по направлению с полями основных напряжений.
Так как начальные напряжения самоуравновешены, то, суммируясь с основными напряжениями, они в одних точках ускоряют, а в других - замедляют развитие пластических деформаций. Тем не менее ими нельзя пренебрегать при оценке устойчивости и деформативности. Если образуются поля плоского или объемного напряженных состояний, то возникает опасность хрупкого разрушения.
Остаточные напряжения можно учитывать в расчетах конструкций путем суммирования условных деформаций с деформациями от внешней нагрузки.
