В зависимости от их происхождения напряжения подразделяют на:
- основные;
- дополнительные;
- местные;
- начальные (остаточные).
Основные напряжения – это напряжения от действия нагрузок и воздействий, возникающие в элементах конструкций.
Основные напряжения уравновешивают внешние воздействия.
По ним судят о несущей способности конструкций. Основные напряжения определяют в зависимости от усилий методами сопротивления материалов или методами строительной механики для принятой идеализированной схемы расчета.
Дополнительные напряжения возникают в результате неточности принятой идеализированной расчетной схемы (шарнирный узел в балке). При пластичном материале они не оказывают существенного влияния на несущую способность конструкции.
В местах действия дополнительных напряжений сталь перенапрягается и переходит в пластичное состояние. При наступлении пластичного состояния дополнительные напряжения как бы срезаются.
Дополнительные напряжения определяют методами строительной механики.
Местные напряжения могут возникнуть:
- в результате внешних местных воздействий (сосредоточенные нагрузки, опорные реакции (рис. 4.10).);
- в местах резкого изменения формы сечения, где имеет место концентрация напряжений.
К местным напряжениям от внешних воздействий относят напряжения в местах приложения сосредоточенных нагрузок или в местах крепления вспомогательных элементов (рис. 4.10). Местные напряжения этого вида могут привести к развитию больших по величине пластических деформаций или к более ранней потере устойчивости. Их обязательно учитывают при расчете конструкций.
Местные напряжения от концентрации напряжений при нормальной температуре и статических воздействиях практически не оказывают влияние на несущую способность конструкций, применяемых в строительстве. Поэтому в расчетах эти напряжения не учитывают.
При пониженных температурах и при динамических нагрузках концентрация напряжений может привести к хрупкому разрушению. Это обстоятельство следует учитывать при выборе марки стали для конструкции.
Начальные (остаточные) напряжения – напряжения, которые образовались при изготовлении элемента (прокатке, сварке ). Иногда их называют собственными.
Начальные напряжения имеются в ненагруженном элементе. Иначе их называют – внутренние, собственные, остаточные.
Начальные напряжения уравновешены, т.к. их эпюры двузначны. Начальные напряжения, складываясь с напряжениями от внешней нагрузки, приводят к тому, что результирующие напряжения, в материале существенно отличаются от напряжений определяемых расчетом. Однако в расчетах конструкций начальные напряжения, как правило, не учитывают.
При оценке надежности конструкций начальными напряжениями пренебрегать нельзя.
Борьбу с остаточными напряжениями и деформациями ведут рядом конструктивно-технологических мероприятий [8].
В некоторых случаях остаточные напряжения и деформации можно использовать в качестве предварительного напряжения элементов конструкций.
