Проверка местной устойчивости элементов балки

Местная устойчивость сжатого пояса балки считается обеспеченной, если соблюдается условие:

(7.36)

Устойчивость стенки балки не требуется проверять, если условная гибкость стенки не превышает: 3,5 - при отсутствии местных напряжений (в случае, когда под каждой балкой настила конструктивно установлено ребро жесткости); 2,5 - при наличии местных напряжений в балках с двухсторонними поясными швами.

При этом, если условная гибкость стенки превышает величины: 3,2 - при отсутствии местной нагрузки и 2,2 - при наличии местной нагрузки, то стенку балки необходимо укреплять поперечными ребрами жесткости. Расстояние между ребрами не должно превышать 2h_lf при >3,2 и 2,5 h_lf при >3,2.

Поперечные ребра устанавливаются так же в местах приложения больших сосредоточенных нагрузок и на опорах. Ширина выступающей части парного симметричного ребра b_h должна быть не менее h_lf/30 + 40 мм, а толщина ребра (рис. 12).

Рис. 12. Вид ребра жесткости и размеры отсека, ограниченного ребрами

Ширину и толщину ребра окончательно назначают в соответствии с сортаментом на полосовую сталь (табл.3 прил.2). Ребра приваривают к стенке и полкам сплошными двухсторонними швами минимальной толщины (см. табл.2 приложения 5).

При больших условных гибкостях стенки >3,5 (2,5) необходимы постановка ребер жесткости и проверка расчетом отдельных отсеков стенки балки.

В учебных целях устойчивость стенки балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости, проверяется для одного отсека (где изменяется сечение поясов).

При отсутствии местного напряжения (под вспомогательными балками или балками настила стоят ребра жесткости) - по формуле

, (7.37)

где нормальные напряжения , касательные напряжения ; s и t вычисляют по средним значениям изгибающего момента и поперечной силы для наиболее напряженного участка с длиной, равной расчетной высоте отсека.

Критические нормальные напряжения

(7.38)

Критические касательные напряжения

, (7.39)

где ; d - меньшая из сторон отсека (h_w или а); m - отношение большей стороны отсека к меньшей; с_сr - коэффициент, принимаемый по таблице приложения 4 в зависимости от коэффициента d, учитывающего степень защемления стенки в поясах:

где b - коэффициент, принимаемый равным бесконечности - при непрерывном опирании жестких плит на верхний сжатый пояс; в прочих случаях b=0,8. При наличии местного напряжения (под вспомогательными балками нет ребер жесткости) по формуле

(7.40)

При а/h_w>0,8 различают два случая для определения s_cr и s_1ос .

1 случай. s_1ос/s больше значений, указанных в таблице приложения 4. В этом случае критическое нормальное напряжение s_с2=сR_y/w², критическое местное напряжение , причем если а/h>2, следует принимать а=2h_f, с₁ и с₂ - коэффициенты принимаются по таблице приложения 4.

2 случай. s_1ос/s меньше значений, указанных в таблице приложения 4. В этом случае принимается ;

но с подстановкой, а/2 вместо а, как в формулу, так и в таблицу приложения 4.

При а/h_lf£0,8 принимается

; .

Во всех случаях t_сr следует вычислять по действительным размерам отсека.

Если условная приведенная гибкость стенки >5,1 и высота балки превышает 2 м, то для обеспечения местной устойчивости стенки балки наряду с основными поперечными ребрами необходимы продольные и короткие поперечные ребра жесткости, расположенные в сжатой зоне стенки.

Расчетные формулы проверки местной устойчивости стенки, укрепленной короткими и продольными ребрами, приведены в нормах проектирования [1].