Стальные конструкции нормы проектирования

0,20

0,25

0,30

(2,5 - 0,5 а / h_ef) а ² t³ / h_ef

(1,5 - 0,4 а / h_ef) а ² t³ / h_ef

1,5 h_ef t³

1,5 h_ef t³

1,5 h_ef t³

-

7 h_ef t³

3,5 h_ef t³

-

Примечание. При вычислении J_sl для промежуточных значений h₁ / h_ef допускается линейная интерполяция.

При расположении продольного и поперечных ребер с одной стороны стенки моменты инерции сечений каждого из них вычисляются относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки.

Минимальные размеры выступающей части поперечных и продольных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям п. 7.10.

7.12. Участок стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольный изгиб из плоскости как стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной 0,65 t с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.

Нижние торцы опорных ребер (рис. 16) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии опорной реакции не должны превышать: в первом случае (рис. 16, a) — расчетного сопротивления прокатной стали смятию R_p при £ 1,5 t и сжатию R_y при > 1,5 t; во втором случае (рис. 16,б) —смятию R_p.

В случае приварки опорного ребра к нижнему поясу балки сварные швы должны быть рассчитаны на воздействие опорной реакции.

7.13. Одностороннее ребро жесткости, расположенное в месте приложения к верхнему поясу сосредоточенной нагрузки, следует рассчитывать как стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. В расчетное сечение этой стойки необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной 0,65 t с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.

Рис. 16. Схема устройства опорного ребра жесткости

а—в торце с применением строжки;

б - удаленного от торца с плотной пригонкой или приваркой к нижнему поясу

Гофрированные стенки балок 7.14. Стенки балок для повышения их устойчивости и снижения металлоемкости следует выполнять из гофрированной стали с поперечным расположением гофров по отношению к продольной оси балок (Рис. 17).

Прямоугольные отсеки гофрированной стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними вершинами гофров, следует рассчитывать на местную устойчивость. При этом расчетными параметрами проверяемой пластинки являются:

а - шаг гофров;

R = 5 t _w - радиус закругления;

b _w – ширина панели гофра;

h _ef – расчетная высота стенки (см. рис.11), равная в сварных балках с гофрированной стенкой полной высоте стенки - h _w;

t _w - толщина гофрированной стенки.

Прямоугольные отсеки гофрированной стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости (промежуточными или концевыми), следует рассчитывать на общую устойчивость. При этом расчетными параметрами проверяемой пластинки являются: h_w, b_w, t_w и f - высота волны гофров.

7.15. Расчет на устойчивость гофрированных стенок балок следует выполнять с учетом указанных ниже компонентов напряженного состояния:

- t_{ху, max} - максимальное касательное напряжение в стенке балки от расчетной нагрузки, вычисляемое по формуле

t_{х у, max} = ,

где Q _max - максимальная поперечная сила в балке;

- g _{w c} = 0,9 - коэффициент условий работы поперечно-гофрированной стенки на срез;

- s _loc - локальное напряжение в поперечно-гофрированной стенке под сосредоточенной нагрузкой (приложенной к сжатому или растянутому поясу; s _loc определяется согласно требованиям п. 5.13 настоящих норм.

7.16. Расчет на местную устойчивость панели гофра стенок балок симметричного сечения при отсутствии локального напряжения (s _loc = 0) следует вычислять по формуле

t_{х у, max} / t _{р, cr} £ g _c ,

где t _{р, cr} - критические касательные напряжения местной потери устойчивости панели гофра. Для гофров с треугольным очертанием направляющей критические касательные напряжения местной потери устойчивости панели гофра следует определять по формуле

t _{р, cr} = ,

где - условную гибкость панели гофра следует вычислять по формуле

= ,

С _{р, cr} - коэффициент, принимаемый по табл.27 в зависимости от отношения высоты стенки и ширины панели гофра (h _w / b _w):

Таблица 27

h _w / b _w

1

2

3

5

¥

С _{p, cr}

9,34

6,47

6,04

5,71

5,34

Рис. 17. Схема балки с гафрированной стенкой

7.17. Расчет на общую устойчивость поперечно-гофрированной стенки балок симметричного сечения при отсутствии локального напряжения (s _loc = 0 ) следует вычислять по формуле

t_{х у, max} / t_{o, cr} £ g _c , (98)

где t_{х у, max} – то же, что и в формуле (95);

t_{o, cr} - критические касательные напряжения общей потери устойчивости гофрированной стенки.

Для гофров с треугольным очертанием направляющей критические касательные напряжения общей потери устойчивости гофрированной стенки следует определять по формуле

t _{o, cr} = , (99)

где - условную гибкость поперечно-гофрированной стенки следует вычислять по формуле

= , (100)

С _{o, cr} - коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения параметров гофров (b _w и f ) по формуле

С _{о, cr} = 5,34 + (5,5 b ² – 0,6) (101)

Здесь b = h _w / b _w - отношение высоты гофрированной стенки к ширине панели гофра;

g = 0,91 (f / t _w) ² - отношение погонной жесткости гофрированной стенки с гофрами треугольного очертания к цилиндрической жесткости плоской стенки той же толщины.

При g > 4(7b ² – 5) значения коэффициента С_о,cr не зависит от g и проверку устойчивости гофрированной стенки следует выполнять только по формуле (95).

7.18. Расчет на местную устойчивость панели гофра гофрированных стенок балок симметричного сечения при наличии локального напряжения (s_loc ¹ 0) следует выполнять по формуле

£ g _с , (102)

где s_loc и t_{ху, max} - определять согласно требованиям п. 7.15;

t _{р, cr} - критические касательные напряжения местной потери устойчивости панели гофра, вычисленные по формуле (96);

s _{loc, cr} - критические локальные (нормальные) напряжения гофрированной стенки при действии сосредоточенной нагрузки; s _{loc, cr} следует определять по формуле

s _{loc, cr} = , (103)

где - то же, что и в формуле (97);

С ₁ - коэффициент, принимаемый для сварных балок с гофрированной стенкой по табл. 28, в зависимости от отношения b _w / h _w и значения d, вычисленного по формуле

d = , (104)

где b _f и t _f - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки.

7.19. Расчет на общую устойчивость поперечно - гофрированной стенки балок симметричного сечения при наличии локального напряжения (s _loc ¹ 0 ) следует вычислять по формуле

£ g _с , (105)

где s _loc и t _{ху, max} - определять согласно требованиям п. 7.15;

t_{o, cr} - критические касательные напряжения общей потери устойчивости гофрированной стенки, вычисленные по формуле (99);

s _{y, cr} - критические нормальные напряжения общей потери устойчивости гофрированной стенки, рассчитанной на продольный изгиб из плоскости, как условной стойки нагруженной сосредоточенной силой F; s _{y, cr} следует определять по формуле

s _{y, cr} = j R _y £ s _{loc, cr} , (106)

где j - коэффициент, определяемый по табл. 72 для гибкости условной стойки, вычисленной по формуле l = 2,5 h _w / f .

В случаях, когда s _{y, cr} > s _{loc, cr} при проверке общей устойчивости гофрированной стенки по формуле (105), следует принимать s _{loc, cr} вместо s _{y, cr}.

Таблица 28

d

Значения С ₁ для балок с гофрированными стенками при b _w / h _w равном

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

1

7,73

8,50

9,34

10,30

11,30

2

7,67

8,50

9,50

10,60

11,80

4

7,57

8,50

9,53

10,70

12,00

³6

7,69

8,67

9,77

11,02

12,40

7.20. При проверке устойчивости гофрированной стенки по формулам (102) и (105) должны соблюдаться условия

1. Отношение действующих локальных напряжений (s _loc) к критическим напряжениям местной потери устойчивости панели гофра (s _{loc, cr}) не должно превышать величины, вычисленной по формуле

s _loc / s _{loc, cr} £ 0,75 g _с , (107)

где g _с - следует принимать по табл.6 настоящих норм.

2. Величина эксцентриситета, с которым передается сосредоточенная нагрузка от вышележащего элемента, относительно продольной оси балки не должна превышать 0,25 f.

7.21. Гофрированные стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если в местах приложения больших неподвижных сосредоточенных грузов не обеспечивается их устойчивость при проверке по формулам (102) и (105). Ширину и толщину поперечных ребер жесткости следует назначать в соответствии с требованиями п. 7.10 настоящих норм.

7.22. Участок гофрированной стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать и конструировать в соответствии с п.7.12 настоящих норм.

Стенки центрально, внецентренно- сжатых и сжато-изгибаемых элементов 7.23. Отношение расчетной высоты стенки к толщине h_ef / t в центрально-сжатых (m=0), а также во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах по рис. 18 (m > 0), кроме случаев, указанных в п. 7.24, как правило, не должно превышать значений , где значения следует определять по табл. 29.

Рис.18.Схема внецентренно-сжатых элементов двутаврового и коробчатого сечений

Таблица 29

Относительный эксцентриситет

Сечение элемента

Значения и

Формулы для определения

m = 0

Двутавровое

< 2,0

³ 2,0

=1,30 + 0,15

= 1,20 + 0,35 , но не более 2,3

Коробчатое,

швеллерное

прокатное

< 1,0

³ 1,0

= 1,2

= 1,0 + 0,2 , но не более 1,6

Швеллерное,

кроме прокатного

< 0,8

³ 0,8

= 1,0

= 0,85 + 0,19 , но не более 1,6

m ³ 1,0

Двутавровое,

коробчатое

₁ < 2,0

₁ ³ 2,0

= 1,30 + 0,15

= 1,20 + 0,35 , но не более 3,1

Обозначения, принятые в табл. 29:

- условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии;

₁ - условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость в плоскости действия момента.

Примечания: 1. К коробчатым относятся замкнутые прямоугольные профили (составные, гнутые прямоугольные и квадратные).

2. В коробчатом сечении при m > 0 значение следует определять для стенки, параллельной плоскости изгибающего момента.

3. При значениях 0 < m < 1,0 значение , следует определять линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при m = 0 и m = 1,0.