Работа стали в сложном напряженном состоянии. Учет сложного напряженного состояния при расчете стальных конструкций.

Такая работа характеризуется наличием двух или трех главных нормальных напряжений , действующих одновременно. Переход в пластическое состояние зависит от знака и соотношения значений действующих напряжений:

1)  - одновременное растяжение, переход в пластическое состояние при ; 

2) при 3-х-основном растяжении  - хрупкое разрушение;

3) при 3-х – основном сжатии – разрушить металл не удастся;

4) при сжатии в одном направлении и растяжении в другом – сталь становится более пластичной, пластические деформации начинаются при .

Все прочностные характеристики стали определялись при одноосном растяжении стальных образцов.

Так как в реальных конструкциях материал чаще всего находится в сложном напряженном состоянии, установили энергетическую эквивалентность сложного напряженного состояния одноосному. В качестве критерия эквивалентности используют потенциальную энергию, накапливаемую в материале при его деформировании внешними воздействиями.

Из энергетической эквивалентности сложного напряженного состояния одноосному имеем:

,

где - приведенное напряжение, соответствующее приведению к некоторому состоянию с одноосным напряжением σ.

Если , то это выражение представляет собой условие перехода из упругого состояния в пластическое.

Различные случаи условия пластичности в двутавровых балках:

1) (пределу текучести)- в стенках балок вблизи приложенной поперечной нагрузки, . Остальными напряжениями пренебрегаем.

2)  (пределу текучести) - в местах, удаленных от места приложения нагрузки, локальные напряжения равны нулю.

3)  (пределу текучести) - при чистом сдвиге, когда только .

Отсюда .

В соответствии с этим выражением в СНиПе принято соотношение между расчетным сопротивлением сдвигу R_s и растяжению R_y: .

Условие прочности при чистом сдвиге ,

где R_s – расчетное сопротивление материала сдвигу.