Проверка местной устойчивости стенки

Потерей местной устойчивости стенки или пояса называют местное выпучивание отдельных элементов конструкций под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений.

Местная устойчивость сжатого пояса обычно обеспечивается при подборе сечения составной балки.

Стенка балки подвергается воздействию нормальных и касательных напряжений. Для повышения устойчивости стенки её укрепляют специальными рёбрами жёсткости, которые располагают с двух сторон стенки нормально к поверхности выпучивания листа. Увеличение толщины стенки экономически не выгодно, поскольку оно ведёт к перерасходу материала. Рёбра жёсткости разбивают стенку на ряд отсеков (панелей), которые теряют устойчивость независимо один от другого. Согласно СНиП II-23−81* стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значения условий гибкости стенки:

— лw = (hef / tw) v (Ry / E)? 3,2.

Расстояние между поперечными ребрами жесткости — а1 (рис. 5), должно отвечать следующему условию:

a1? 2 hef прилw? 3,2.

a1? 2,5hef прилw? 3,2.

Рис. 5. Ребра жесткости

Рёбра жёсткости принимаются парными, симметричными по обе стороны стенки. Ширину выступающей части ребра bh для парных симметричных поперечных ребер жесткости определяют по формуле:

bh = hef / 30 + 40 мм=0,09 мм;

Толщину ребра ts вычисляют по формуле:

ts = 2 bh Чv (Ry / E)=7мм.

Размеры рёбер жёсткости согласовываются с сортаментом на полосовую сталь (приложение А).

По условиям транспортировки балки пролетом более 9 метров разбиваются на отправочные марки, которые в последующем стыкуются на монтаже. Поэтому при расстановке поперечных рёбер жесткости необходимо следить, чтобы ближайшее от монтажного стыка ребро находилось на расстоянии не менее 500 миллиметров.

Ребра устанавливают на равном расстоянии друг от друга, но из-за выполнения выше названного условия приопорные отсеки часто назначают длиной меньшей, чем 2hef .

Наметив расстановку рёбер жёсткости проверяют местную устойчивость стенки по формуле:

? [(у / уcr + уloc / уloc, cr)2 + (ф / фcr)2]? гc ,.

где у и ф — нормальные и касательные напряжения определяют по разъяснениям к формуле ;

Значения критических напряжений уcr и уloc, cr определяют:

а) При а1 / hef? 0,8 по формуле:

уcr = (CcrЧRу) /(-л2w)=461 ,.

где Ccr — коэффициент, принимаемый в зависимости от значения у, учитывающего степень упругого защемления стенки в поясах (таблица 2.1).

у = вЧ (bf / hef) Ч (tf / tw)3 =1,9,.

где в= 0,8 — коэффициент для всех балок, кроме подкрановых;

bf и tf — соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки.

уloc, cr = (C1 ЧRу) /(-л2w)=329,.

где С1 — коэффициент, принимаемый по таблице 2.2 в зависимости от отношения а1 / hef и значений у;

• -л2w = (a1 /tw)Ч Rу / E =122;
• б) при a1 / hef > 0,8 и отношении уloc / у больше значений, указанных в таблице 2.3.

уcr = (С2 · Ry) / -лw2 =461,9,.

где С2 принимают по таблице 2.4.;

уloc, cr — принимают по формуле ;

в) при a1 / hef > 0,8 и отношении уloc /у не более значений, указанных в таблице 2.3;

уcr — принимать по формуле ;

уloc, cr — по формуле, но с постановкой (a1 / 2) вместо a1 в формулу длялa и в таблице 2.2.

Критическое касательное напряжение определяют по формуле:

фcr = 10,3Ч (1 + (0,76 / м2)) Ч (Rs / -лw2)=6 ,.

где м — отношение большей стороны (а или hef) к меньшей d, (практически отношение a1 / hef).

Таблица 2.1. Значения Сcr, при у равном.

Таблица 2.2. Значения С1 для сварных балок при a1 / hef, равном.

Таблица 2.3. Предельные значения уloc / у, при a1 / hef, равном.

Таблица 2.4. Значения С2, при a1 / hef, равном.