Первое предельное состояние по прочности
Следует подчеркнуть существенную особенность определения усилий, состоящую в том, что расчетные сопротивления бетона берутся без коэффициента однородности. В связи с этим учет неоднородности бетона по величине расчетного сопротивления значительно уменьшает предельные усилия.
Наконец, предельным можно полагать то состояние стержня, при котором он выдерживает наибольшую силу безотносительно к его деформациям. Тогда несущая способность стержня будет характеризоваться силой, соответствующей наибольшей величине сжимающей силы.
Теперь видно, что прочность трубобетонного стержня можно характеризовать четырьмя различными силами в зависимости от того состояния стержня, которое принимается за предельное. Силы мало отличаются по величине и, учитывая разнообразие размеров и материалов стержней, по-видимому, могут быть равны друг другу.
Найдем теоретическое значение несущей способности стержня. Для этого предположим известным условие прочности бетона для случая неравномерного всестороннего сжатия при непропорциональном загружении.
Пренебрегем радиальными напряжениями и учитываем, что труба работает в условиях сложного загружения (растяжение-сжатие).
Условие совместности деформаций ядра и трубы записываем с учетом отношения площадей поперечных сечений трубы.
Продольная сила, действующая на стержень в целом, находится как сумма продольных сил ядра и трубы.
Таким образом, продольная сила будет наибольшей не всегда.
Если считать материал трубы имеющим протяженную площадку текучести, то продольные напряжения в трубе отсутствуют, когда поперечные напряжения достигают предела текучести.