а — сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу;
б — то же, к растянутому поясу
Таблица 23
|
δ |
Значения c1 для сварных балок при а / hef, равном |
||||||||
|
|
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
1 2 4 6 10 30 |
11,5 12,0 12,3 12,4 12,4 12,5 |
12,4 13,0 13,3 13,5 13,6 13,7 |
14,8 16,1 16,6 16,8 16,9 17,0 |
18,0 20,4 21,6 22,1 22,5 22,9 |
22,1 25,7 28,1 29,1 30,0 31,0 |
27,1 32,1 36,3 38,3 39,7 41,6 |
32,6 39,2 45,2 48,7 51,0 53,8 |
38,9 46,5 54,9 59,4 63,3 68,2 |
45,6 55,7 65,1 70,4 76,5 83,6 |
Таблица
|
/ hef |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
c1 |
13,7 |
15,9 |
20,8 |
28,4 |
38,7 |
51,0 |
64,2 |
79,8 |
94,9 |
Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только ??loc и ?? при определении коэффициента ?? по формуле (81) за bf и tf следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;
б) при а / hef > 0,8 и отношении ??loc / ?? больше значений, указанных в табл. 24,
??сr - по формуле
,(85)
где с2 - коэффициент, определяемый по табл. 25;
??loc,cr - по формуле (84), в которой при а / hef > 2 следует принимать = 2 hef;
в) при / hef > 0,8 и отношении ??loc,cr / ?? не более значений, указанных в табл. 24:
??сr - по формуле (79);
??loc,cr - по формуле (84), но с подстановкой 0,5 а вместо а при вычислении в формуле (84) и в табл. 23.
Во всех случаях ??cr следует вычислять по действительным размерам отсека.
7.7. В стенке балки симметричного сечения, укрепленной кроме поперечных основных ребер одним продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии h1 от расчетной (сжатой) границы отсека (рис. 14), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:
а) пластинку 3, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле
?? / ??cr1 + ??loc / ??loc,cr1 + (?? / ??cr1)2 ?? ??c , (86)
Рис. 14. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами и продольным ребром жесткости
а — сосредоточенная нагрузка F приложенак сжатому поясу;
б—то же, к растянутому;
1 — поперечное основное ребро жест кости;
2 — продольное ребро жесткости;
3 — пластинка у сжатого пояса;
4 — пластинка у растянутого пояса
Таблица 24
|
Балки |
δ |
Предельные значения σloc / σ при а / hef, равном |
|||||||
|
|
|
0,8 |
0,9 |
1.0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
Сварные |
1 2 4 6 10 30 |
0 0 0 0 0 0 |
0,146 0,109 0,072 0,066 0,059 0,047 |
0,183 0,169 0,129 0,127 0,122 0,112 |
0,267 0,277 0,281 0,288 0,296 0,300 |
0,359 0,406 0,479 0,536 0,574 0,633 |
0,445 0,543 0,711 0,874 1,002 1,283 |
0,540 0,652 0,930 1,192 1,539 2,249 |
0,618 0,799 1,132 1,468 2,154 3,939 |
|
На высокопрочных болтах |
- |
0 |
0,121 |
0,184 |
0,378 |
0,643 |
1,131 |
1,614 |
2,347 |
Таблица 25
|
/ hef |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
C2 |
По табл. 21, т. е. с2 = сcr |
37,0 |
39,2 |
45,2 |
52,8 |
62,0 |
72,6 |
84,7 |
где ??c следует принимать по табл. 6 настоящих норм, а ??, ??loc и ?? — определять согласно требованиям п. 7.2.
Значения ??cr1 и ?? loc,cr1 следует определять по формулам:
При?? loc = 0 (87)
Где
при ??loc ?? 0 и ??1 = / h1 ?? 2
(88)
??loc,cr1 = (1,24 + 0,476??1) ??,(89)
где(90)
Если а / h1 > 2, то при вычислении ?? cr1 и ?? loc,cr1 следует принимать а = 2 h 1; ??cr1 необходимо определять по формуле (80) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;
б) пластинку 4, расположенную между продоль
ным ребром и растянутым поясом, — по формуле
(91)
где(92)
?? loc,cr2 - следует определять по формуле (84) и табл. 23 при ?? = 0,8, заменяя значение отношения а / hef значением а / (hef - h1);
??cr2 - следует определять по формуле (80) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;
?? loc2 = 0,4?? loc - при приложении нагрузки к сжатому поясу (рис. 14, а);
?? loc2 = ?? loc - при приложении нагрузки к растянутому поясу (рис. 14, б).
Коэффициент ??с следует определять по табл. 6 настоящих норм.
7.8. При укреплении пластинки 3 дополнительными короткими поперечными ребрами их следует доводить до продольного ребра (рис. 15).
В этом случае расчет пластинки 3 следует выполнять по формулам (86) — (90), в которых величину а следует заменять величиной а 1, где а1 — расстояние между осями соседних коротких ребер (рис. 15) ; расчет пластинки 4 следует выполнять согласно требованиям п. 7.7, б.
Рис. 15. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1), продольным ребром жесткости (2), разделяющим отсек стенки на пластинку (3) у сжатого пояса и пластинку (4) у растянутого пояса, а также короткими ребрами жесткости (5)
7.9. Расчет на устойчивость стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым поясом) следует выполнять по формулам п.п. 7.4, 7.6—7.8 с учетом следующих изменений:
для стенок, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, в формулах (79) и (85) и табл. 25 значение hef следует принимать равным удвоенному расстоянию от нейтральной оси до расчетной (сжатой) границы отсека. При / hef > 0,8 и ?? loc ?? 0 следует выполнять оба расчета, указанные в пп. 7.6,б и 7.6, в, независимо от значения ?? loc / ??;
для стенок, укрепленных поперечными ребрами и одним продольным ребром, расположенным в сжатой зоне:
а) в формулы (87), (88) и (91) вместо h1 / hef следует подставлять
б) в формулу (92) вместо (0,5 – h1 / hef) следует подставлять
Здесь
где ?? t — краевое растягивающее напряжение (со знаком „минус") у расчетной границы отсека.
В случае развитого растянутого (ненагруженного) пояса расчет на устойчивость при одновременном действии напряжений ?? и ?? следует производить по формуле (115).
7.10. Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значения условной гибкости стенки балки w превышают 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки и 2,2 - при наличии подвижной нагрузки на поясе балки.
Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2hef при > 3,2 и 2,5 hef при ?? 3,2.
Допускается превышать указанные выше расстояния между ребрами до значения 3hef при условии, что стенка балки удовлетворяет проверкам по пп. 7.4. 7.6 - 7.9 и общая устойчивость балки обеспечена выполнением требований п. 5.16 а или 5.16 б , причем значения ??ef / b для сжатого пояса не должны превышать значений, определяемых по формулам табл. 8 для нагрузки, приложенной к верхнему поясу.
В местах приложения больших неподвижных сосредоточенных грузов и на опорах следует устанавливать поперечные ребра.
В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части bh должна быть для парного симметричного ребра не менее hef / 30 + , для одностороннего ребра - не менее hef / 24+ ; толщина ребра ts должна быть не менее 2bh .
Стенки балок допускается укреплять односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером. Момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не меньше, чем для парного симметричного ребра.
7.11. При укреплении стенки одним продольным ребром необходимые моменты инерции Js сечений ребер жесткости следует определять:
для поперечных ребер — по формуле
Js = 3hef t3 ;(93)
для продольного ребра — по формулам табл. 26 с учетом его предельных значений.
Таблица 26
|
h1 / hef |
Необходимый момент инерции сечения продольного ребра Jsl |
Предельные значения |
|
|
|
|
минимальные Jsl,min |
максимальные Jsl,max |
|
0,20 0,25 0,30 |
(2,5 - 0,5 а / hef) а 2 t3 / hef (1,5 - 0,4 а / hef) а 2 t3 / hef 1,5 hef t3 |
1,5 hef t3 1,5 hef t3 - |
7 hef t3 3,5 hef t3 - |
|
Примечание. При вычислении Jsl для промежуточных значений h1 / hef 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 tс 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. ) — расчетного сопротивления прокатной стали смятию Rp при ?? 1,5 t и сжатию Ry при ?? 1,5 t; во втором случае (рис. 16,б) —смятию Rp.
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 tс 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: hw, bw, tw и f - высота волны гофров.
7.15. Расчет на устойчивость гофрированных стенок балок следует выполнять с учетом указанных ниже компонентов напряженного состояния:
- ??ху, max - максимальное касательное напряжение в стенке балки от расчетной нагрузки, вычисляемое по формуле
??х у, max = ,
где Q max - максимальная поперечная сила в балке;
- ?? w c = 0,9 - коэффициент условий работы поперечно-гофрированной стенки на срез;
- ?? loc - локальное напряжение в поперечно-гофрированной стенке под сосредоточенной нагрузкой (приложенной к сжатому или растянутому поясу; ?? 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 (?? loc = 0) следует вычислять по формуле
??х у, max / ?? р, cr ?? ?? c ,
где ?? 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
?? р, cr = ,
где - условную гибкость панели гофра следует вычислять по формуле
