Требования к металлоконструкциям

СНиП II- 23-81 - под предельными состояниями понимается состояние при которых конструкция не удовлетворят заданным при эксплуатации или возведении требованиям в соответствии с назначением и ответственностью сооружения.

На 2 группы предельные состояния:

1. По потере несущей способности (исчерпанием прочности, устойчивости, выносливости) и не пригодности к эксплуатации

2. По не пригодности к нормальной эксплуатации

Под нормальной понимается эксплуатация осуществляемая в соответствии с заданными технологическими или бытовыми условиями.

К 1-й группе относят:

· Общая потеря устойчивости формы

· Потеря устойчивости положения

· Крупная, вязкая,, усталостная и иного вида разрешения

· Разрушение под совместным воздействии силовых факторов и не благоприятных влияний внешней среды

· Качественное изменение конфигурации

· Резонансные колебания, приводящие к нарушению эксплуатации

· Состояние, приводящее к прекращению эксплуатации в следствии текучести материала, сдвигов соединения, трещин

Ко 2-й группе предельного состояния относятся затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговечность вследствие появления недопустимых деформаций (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний, трещин.

Расчет по предельному состоянию должен гарантировать не допущения любых из предельного состояния. Поэтому, силовые факторы, воздействующие на конструкции или сооружения должны быть ниже предельных величин ограничивающих возможность их эксплуатации N?S.

N - усилие рассчитываемой элементе конструкции N f(F,q…)

S - предельное усилие которое может выдержать рассчитываемый элемент конструкции (свойство металла и размера)

Устанавливаются нормальные нагрузки допускаемые при эксплуатации называется нормативным.

Наибольшая нагрузка, которая может случайно появиться за время существования конструкции называется расчетной.

Расчетная нагрузка принимается равной.

- коэффициент надежности на нагрузке.

Учитывает возможную изменчивость нагрузки в неблагоприятную строку (в>или<).

Не учитывает динамический характер нагрузки, перспективность увеличения нагрузки, Зависит только от вида нагрузки.

- коэффициент надежности. Учитывает степень капитальности и ответственности здания и сооружения.

- коэффициент сочетания, учитывает неблагоприятное состоянии нагрузок и воздействий:

S=A*Ry

Наименьшее возможное значение нормативного сопротивления называется расчетным. Расчетные сопротивления:

R_yn - браковочное значение предела текучести.

R_un - браковочное значение предела прочности; - коэффициент надёжности по материалу (учитывает возможность изменчивости мех. св-в; минусовые допуски при прокатке. Коэффициент условия работы:

При расчете по временному сопротивлению:

2. Группа предельного состояния характеризует появление недопустимых перемещений или прогибов, требует надлежащей жесткости конструкции, чтобы в условиях нормальной эксплуатации перемещения не превышали предельных величин установленных нормами. - учитывает случайное превышение нагрузки над нормативным, которые не могут многократно повторятся.

Поэтому расчет по 2 группе предельного состояния производится по нормативным, а не по расчетным нагрузкам. Это приводит к излишнему запасу прочности.

11. Классификация нормативных и расчетных нагрузок

При расчете конструкций нормативные и расчетные нагрузки принимаются по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.

К постоянным нагрузкам следует относить:

- собственный вес частей конструкций и сооружений;

- вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление;

- сохраняющиеся в конструкции или основании усилия от предварительного напряжения.

Временные нагрузки:

а) длительные:

- вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;

- вес стационарного оборудования;

- давление газов, жидкостей и сыпучих тел, избыточное давление и разрежение воздуха;

- нагрузки на перекрытия складируемых материалов;

- температурные технологические воздействия от технологического оборудования;

- вес отложения производственной пыли;

- нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия и т.д.

б) кратковременные:

- нагрузки от оборудования, возникающие в пуско - остановочном, переходном и испытательном режимах;

- вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования;

- нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования;

- снеговые нагрузки;

- ветровые нагрузки;

- гололедные нагрузки.

в) особые:

- сейсмические воздействия;

- взрывные воздействия;

- нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

- воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районе горных выработок и в карстовых.

Расчетные нагрузки получаются умножением нормативной нагрузки на соответствующий этой нагрузке коэффициент надежности по нагрузке.

12. Нормативные и расчетные сопротивления. Коэффициенты условий работы и надежности по назначению

Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления Rтн Rвн устанавливаемые нормами проектирования строительных конструкций.

Механические свойства материалов изменчивы, поэтому нормативные сопротивления устанавливают на основе статистической обработки показателей механических свойств материалов, выпускаемых нашей промышленностью. Значения нормативных сопротивлений устанавливают такими, чтобы обеспеченность их составляла не менее 0,95.

Значение нормативного сопротивления стали равно значению контрольной или браковочной характеристики, устанавливаемой соответствующими государственными стандартами и имеет обеспеченность не менее 0,95.

Для углеродистой стали и стали повышенной прочности и алюминиевых сплавов за основную характеристику нормативного сопротивления принято значение предела текучести, поскольку при напряжениях, равных пределу текучести, в растянутых, изгибаемых и других элементах начинают развиваться пластические деформации, а сжатые элементы начинают терять устойчивость.

Однако в случае, когда переход материала в пластическое состояние выражен нечетко (нет площадки текучести), как, например, в тросах, или когда значения показателей текучести близко подходят к временному сопротивлению (стали высокой прочности), а также в случаях, когда по характеру работы конструкций несущая способность определяется прочностью, а не пластичностью, за нормативное сопротивление принимают значение временного сопротивления. Таким образом, установлены два вида нормативных сопротивлений - по пределу текучести Rтн и временному сопротивлению Rвн.

Расчетные сопротивления материала.

Расчетные сопротивления материала R и Rв определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу:

R=Rt/Ym, Re=Rt/Ym

Коэффициент надежности по материалам Ym. Значение механических свойств металлов проверяется на металлургических заводах выборочными испытаниями. Механические свойства металлов контролируют на малых образцах при кратковременном одноосном растяжении, фактически же металл работает длительное время в большеразмерных конструкциях при сложном напряженном состоянии. В прокатных профилях могут быть минусовые допуски. Возможно попадание в конструкции материала со свойствами ниже установленных в ГОСТе. Влияние этих факторов на снижение несущей способности конструкций учитывают коэффициентом надежности по материалам.

Коэффициент надежности по материалу учитывает возможные неблагоприятные отклонения значений какой либо характеристики материала (в частности прочности) от ее нормативного значения. На этот коэффициент делятся нормативные значения характеристики для получения ее расчетного значения. Значение коэффициента надежности по материалу, как и нормативные значения соответствующих характеристик, устанавливают специалисты в области использования материалов в строительных конструкциях, исследуя свойства материалов, условия их производства и анализ статистических данных о характеристиках.

Коэффициент надежности по нагрузке (_f) учитывает возможные неблагоприятные отклонения значения воздействия от его нормативного значения. На этот коэффициент умножается нормативное значение воздействия для получения его расчетного значения. Значения этих коэффициентов, как и нормативные значения воздействий, устанавливают специалисты в области воздействий, исследуя природу воздействий и анализируя статистические данные о них.

Коэффициент ответственности учитывает ответственность сооружения и влияние на требуемый уровень надежности. Этот коэффициент вводится в главное неравенство, которое является основным требованием метода предельных состояний (частных коэффициентов), т.е. требованием, заключающимся в том, что усилие в элементе конструкции или расчетная нагрузка на всю конструкцию, полученная с учетом всех остальных частных коэффициентов, были бы не больше несущей способности элемента или конструкции, которая также получена с учетом соответствующих частных коэффициентов. На этот коэффициент можно либо умножать левую часть неравенства, либо делить его правую часть. Таким образом, он является обобщающим коэффициентом. Его значения в принципе должны устанавливать специалисты в области надежности строительных конструкций из решения оптимизационной задачи.

Коэффициент условий работы первого вида (_c) отражает факторы, которые для упрощения расчетной модели не учитываются прямым путем. Он может вводиться в расчет для упрощенного приближенного учета ползучести, пластических свойств материала, влияния податливости опор и в любых других случаях упрощения статических и динамических расчетов (так называемые коэффициенты свободной длины, коэффициенты динамики и т.п.). Коэффициент условий работы второго вида учитывает факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологического воздействия и т.п. Значения коэффициентов условия работы второго вида устанавливают по результатам исследований реальных условий, в которых находится конструкция в процессе эксплуатации, влияния этих условий на несущую способность конструкции и сравнения реальных условий с принятыми в нормативном документе.

Величина «K» - представляет собой общий, одинаковый для всех нагрузок коэффициент запаса; частное от деления нормативного предела текучести на общий коэффициент запаса называется допускаемым напряжением []и, следовательно:

=R_ync/_mnf=R_yn/K=[]

13. Условие пластичности. Совместное действие нормальных и касательных напряжений

Условие пластичности. Установлено, что при:

После упругой работы и небольшого переходного участка наступает пластическое течение, что на диаграмме отмечается протяжённой площадкой текучести. В целях упрощения расчётных предпосылок при работе конструкции в упруго - пластической стадии диаграмма работы стали уподоблена работе идеального упругого тела, которое совершенно упруго до предела текучести и совершенно пластично после него (рис., диаграмма Прандтля).

При одноосном напряжённом состоянии переход в пластическую стадию происходит при достижении нормальным напряжением предела текучести. При многоосном напряжённом состоянии переход в пластическую стадию зависит не от одного напряжения, а от функции напряжений, характеризующих условия пластичности. Работе стали и алюминиевых сплавов наиболее близки третья и четвертая теории прочности. В СНиП принята четвертая, энергетическая теория прочности. По этой теории пластичность наступает тогда, когда работа изменения формы тела достигает наибольшей величины. На основе четвертой теории прочности, одноосное приведённое напряжение, эквивалентное по переходу материала в пластическое состояние, данному сложному напряжённому состоянию, определяется в главных напряжениях, а также может быть выражено в нормальных и касательных напряжениях, где :

Отсюда при изгибе (вдали от точек приложения нагрузки) _x0 и _xy0. При простом сдвиге _x=0:

2. Совместное действие нормальных и касательных напряжений.

При совместном действии изгибающего момента и поперечной силы условие образования шарнира пластичности определяется некоторой функцией, имеющей достаточно громоздкие вычисления. Поэтому для упрощения расчета, с достаточной точностью вычислений (с небольшим запасом), согласно СНиП II-23-81*, распространение пластических деформаций по стенке учитывают эквивалентным повышение расчетного сопротивления на 15%. В общем случае приведенные напряжения в стенке балок при действии нормальных напряжений в двух направлениях и и касательных напряжений проверяют по формуле:

При этом каждое из напряжений не должно превышать расчетного сопротивления, т.е.:

;

;

.

Где:

Это - нормальное напряжение, параллельное оси балки; - напряжения, в местах приложения сосредоточенных нагрузок к верхнему поясу, и в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости;

Это - касательное напряжение; - толщина стенки; - статический момент отсеченной части.

Для разрезных балок дальнейшее увеличение нагрузки невозможно, т.к. наступает предельное состояние первой группы (по несущей способности и непригодности к эксплуатации) вследствие чрезмерного развития пластических деформаций. Для неразрезных балок образование шарнира пластичности приводит к перераспределению моментов и понижению степени статической неопределимости конструкции.

14. Расчет центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов

Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой , следует выполнять по формуле:

Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле:

Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой , следует выполнять по формуле:

Значения следует определять по СНиП в зависимости от гибкости .

15. Расчет изгибаемых элементов в упругой стадии работы материала

Расчет на прочность элементов (кроме балок с гибкой стенкой, с перфорированной стенкой и подкрановых балок), изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

Значения касательных напряжений в сечениях элементов:

При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения следует умножать на коэффициент , определяемый по формуле:

Где - шаг отверстий; - диаметр отверстия.

Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, местное напряжение по формуле:

=

Где - расчетное значение нагрузки (силы);

- условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий отпирания;

Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле:

Где - следует определять для сжатого пояса;

- следует определять согласно СНиП.

Устойчивость балок не следует проверять:

- при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (железобетонные плиты, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.);

- при отношении расчетной длины балки к ширине сжатого пояса , не превышающим значений, определяемых табличными формулами СНиП.

16. Переход материала в упруго - пластическую стадию при сдвиге. Шарнир пластичности

После исчерпания упругой работы в сплошных изгибаемых элементах, выполненных из пластичных сталей, пластические деформации распространяются в глубь сечения (рис.) и в предельном состоянии пронизывают все сечение, образуя так называемый «шарнир пластичности».

При развитии пластических деформаций прогибы так же быстро растут, а при образовании шарнира пластичности прогибы растут беспредельно. Эпюра напряжений такого состояния имеет вид двух прямоугольников. Предельный момент внутренних сил определяется:

С учётом развития пластических деформаций условие прочности имеет вид:

Где:

W_pl=C₁W_x

Или:

.

17.Расчет на прочность внецентренно нагруженных стержней

Проверка на прочность.

Внецентренно нагруженные элементы из стали. R_yn >530 МПа (с 590,R_yn =540МПа),

А также элементов подвергнутых непосредственно воздушным динамическим нагрузкам. Следует рассчитывать с учетом развития плостических деформаций. Также, как и в изгибаемых элементах возможно образование шарнира пластичности.

Формула проверки устойчивости внецентренно сжатого стержня будет:

N / (Aц_e ) R_y г_c

Для обеспечения устойчивости внецентренно сжатых (сжато-изогнутых) стержней целесообразно с целью экономии металла развивать сечение в направлении эксцентриситета. При этом возрастает опасность потери устойчивости стержня в перпендикулярном направлении - относительно оси “y” . В связи с этим в формулу проверки устойчивости относительно оси “y” вводится пониженный коэффициент с:

N / cц_yA г_cR_y

Где:

С = N_cr . M / N_cr = ц_y M / ц_y;

ц_y.N_cr -соответственно коэффициент устойчивости и критическая сила при центральном сжатии; N_cr.M. ц_y.M - критическая сила и соответствующий коэффициент устойчивости центрального сжатия относительно оси “y” при наличии момента в перпендикулярной плоскости. Коэффициент “c” зависит от относительного эксцентриситета m_x=e/с_x.формы поперечного сечения стержня и гибкости лy.

18. Расчет внецентренно сжатых элементов на устойчивость

Проверка устойчивости внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов. При приложении сжимающей силы с эксцентрицитетом стержень работает как внецентренно сжатый. При одновременном приложении продольной осевой силы и поперечной нагрузки, вызывающей изгиб, стержень будет сжато-изгибаемым. Хотя в том и в другом случае по сечению развиваются напряжения одинакового вида, вызванные продольной силой и моментом, работа стержня в этих случаях несколько отличается главным образом в предельном состоянии при малых гиб-костях. Однако в целях упрощения практических методов расчета (в небольшой запас) сжато-изгибаемые стержни при рассмотрении критического состояния потери устойчивости приравниваются к внецентренно сжатым, имеющим эксцентриситет.

Потеря устойчивости может произойти от воздействия нормальных, равномерно распределенных по сечению напряжений (стенки и полки центрально сжатых и полки изгибаемых элементов), нормальных неравномерно распределенных напряжений (стенки внецентренно сжатых стержней и изгибаемых элементов), касательных напряжений (стенки изгибаемых элементов) и от совместного воздействия нормальных и касательных напряжений.

Потеря устойчивости может происходить как при упругой, так и при упругопластической работе элемента.

При решении задачи о местной устойчивости считают, что отдельные элементы, составляющие стержень, работают как пластинки, сочлененные между собой шарнирно, упруго или жестко.

Критическую силу потери устойчивости находят из условия равенства работы внешних сил и напряжений, возникающих в пластине при данной форме деформации. Критическая сила зависит от упругих свойств материала, размеров пластины - ширины, длины (расстояния между окаймлениями пластины), толщины и условий закрепления ее по краям. Длинная пластинка, закрепленная только по продольным краям, теряет устойчивость по волнообразной поверхности. Длина волны зависит от силовых воздействий и характера закрепления пластины, в частности при равномерном распределении напряжений длина волны равна ширине пластины.

19. Понятие местной устойчивости пластинки

Устойчивость стенки. Стенка представляет собой длинную тонкую пластину, испытывающую действие касательных и нормальных напряжений, которые могут вызвать потерю ее устойчивости. Но устойчивости стенки обычно добиваются не увеличением ее толщины (из-за больших размеров стенки этот путь привел бы к большому перерасходу материала), а укреплением ее специальными ребрами жесткости, расположенными нормально к поверхности выпучивания листа и увеличивающими жесткость стенки.

Ребра жесткости делят стенку на отсеки (панели), которые могут потерять устойчивость независимо один от другого. Рассмотрим отдельно потерю устойчивости стенки от действия касательных и нормальных напряжений.

Потеря устойчивости стенки от действия касательных напряжений.

Вблизи от опоры балки стенка подвергаются воздействию значительных касательных напряжений, под влиянием которых она перекашивается и по направлению траекторий главных сжимающих напряжений сжимается. Под влиянием сжатия стенка может выпучиваться, образуя волны, наклоненные к оси балки под углом, близким к 45°.

Потеря местной устойчивости поясом балки:

Для балки, стенка которой не укреплена ребрами жесткости, критическое касательное напряжение, полученное с учетом упругого защемления стенки в поясах.

Длина области учета пластических деформаций в стенке балки может быть определена из равенства моментов, могущих быть воспринятыми балкой при ее работе с учетом пластических деформаций и при упругой работе стенки по всей ее высоте.

Ребра жесткости следует приваривать в стенке сплошными односторонними швами минимальной толщины, не доводя их на 40-50 мм до поясных швов с целью уменьшения воздействия зон термического влияния швов.

Рисунок:

Укрепление стенки балки поперечными ребрами жесткости, пересекающими возможные волны выпучивания стенки, увеличивает критическое касательное напряжение.

20. Местная устойчивость сжатого пояса балки

Сжатый пояс представляет собой длинную пластинку, шарнирно прикрепленную своей длинной стороной к стенке балки и нагруженную равномерно распределенным по сечению пластины нормальным напряжением, действующим вдоль длинной стороны пластины.

Потеря устойчивости такой пластины происходит путем волнообразного выпучивания ее краев.

Шарнирное закрепление пояса стенкой принимается в запас прочности потому, что гибкая стенка не способна оказать сильное противодействие повороту пояса при потере устойчивости его свободных краев.

Для обеспечения устойчивости пояса при его упругой работе необходимо соблюдать отношение свеса пояса к его толщине.

В случае недонапряжения балки предельное значение может быть увеличено умножением на , но не более чем на 25%.

Рекомендуемые из условия устойчивости размеры пояса для малоуглеродистых сталей близки к рекомендуемым размерам из условия его равномерной работы по ширине, потому специальные конструктивные мероприятия по обеспечению увеличения ширины свеса нецелесообразны.

21. Потеря и проверка устойчивости стенки балки от действия касательных напряжений

Стенка балки подвержена воздействиям значительных касательных напряжений, под действием которых она перекашивается, находясь вблизи от опоры балки и по направлению траекторий главных сжимающих на­пряжений сжимается.

Из-за сжатия стенка может выпучиваться, образуя волны, наклоненные к оси балки под углом, близким к 45°.

Для балки, стенка которой не укреплена ребрами жесткости, критическое касательное напряжение, выражается формулой:

фкр= 12,5(100д/h0)ІкН/смІ. (1)

Из равенства фкр = фтек ? 0,6утек получаем предельное отношение h0/д < 90 для стали класса С 38/23, при котором потеря устойчивости стенки произойти не может.

Рис. 1 - Потеря местной устойчивости стенкой балки от действия касательных напряжений:

а - действие касательных напряжений;

б - траектории действия главных напряжений;

в - места определения напряжений для проверки устойчивости стенки

По нормам укреплять стенку балки поперечными ребрами жесткости необходимо при отсутствует местная нагрузка при:

h0/д > 100v21/R; (2)

Действия местной нагрузки на пояс балки при:

h0/д > 70v21/R, (3)

Где R является расчетным сопротивлением стали. Ребра жесткости принимают парными, симметричными по обе стороны стенки. Ширина выступающей части парного симметричного ребра bp должна быть не менее hст/30+40 мм, а толщина ребра - не менее 1/15 bp. Укреплением стенок балок поперечными ребрами жесткости, которые пересекают возможные волны выпучивания стенки, увеличивается критическое касательное напряжение, определяемое формулой:

фкр = (12,5 + 9,5/мІ)(1000д/d)ІkH/смІ, (4)

Где м - отношение большей стороны а и h0 (рис. 1, в) к меньшей d; д - толщина стенки. Постановка поперечных ребер жесткости на максимально допустимых нормами расстояниях бмакс = 2hо, т. е. м = 2, увеличивает касательное напряжение, а соотношение высоты к толщине стенки, при котором не опасна потеря устойчивости, 6утек = 102 (для С 38/23). Учитывая некоторое защемляющее влияние ребер жесткости и вводя некоторые упрощения, нормы разрешают не проверять устойчивость стенки балки с поперечными ребрами жесткости при соотношениях:

ho/д ? 110v21/R, (5)

А при местном давлении между ребрами жесткости (ум не равно 0) - при соотношениях:

h0/д ? 80v21/R. (6)

При определении значения h0/д в клепаных балках расчетную высоту стенки ho принимают равной расстоянию между внутренними рисками поясных уголков.

22. Потеря и проверка устойчивости стенки балки от действия нормальных напряжений

Влияние касательного напряжения на стенку уменьшается с приближением к середине балки. Именно здесь стенка подвергается воздействиям нормальных напряжений от изгиба балки, которые вызывают потерю ее устойчивости.

С потерей устойчивости стенки от действия нормальных напряжений справляются с помощью продольных ребер жесткости, которые пересекают волны выпучивания и увеличивают критические напряжения. Значения критических нормальных напряжений зависят от закона распределения приложенных к кромкам прямоугольной пластинки-стенки нормальных напряжений, характеризуемого коэффициентом б:

б =(умакс - умин) / умакс (1)

Где умакс является наибольшим сжимающим напряжением у расчетной границы стенки; умин - краевым напряжением на противоположной стороне стенки.

Влияние «полноты» эпюры сжимающих напряжений, выражаемое коэффициентом б, можно увидеть по коэффициенту k в формуле:

укр = Nкр/ад = с1р2E/12(1 - м2)·(д/a)2 = k(100д/a)2, (2)

Степень упругого защемления стенки в поясах учитывается коэффициентом н:

н = c(bп/h0)(дп/д)і (3)

Где bп и дп - ширина и толщина сжатого пояса балки;

с - коэффициент, принимаемый для всех балок (кроме подкрановых) равным: при непрерывном опирании на сжатый пояс жестких плит с = ?, в прочих случаях с = 0,8. В результате критическое нормальное напряжение в стенке (кН/см2) определяется по формуле:

укр = 10k0(1000д/h0)2 (4)

Где kо - для изгибаемых сварных симметричных балок, когда б = 2 (без продольных ребер жесткости) принимается по табл. 2 в зависимости от н. Для клепаных балок при любых значениях н коэффициент k0 = 7. Приравнивая критическое нормальное напряжение пределу текучести, получим отношение высоты к толщине стенки, благодаря которому потерять устойчивость стенки от действия только нормальных напряжений (чистый изгиб балки) не опасно. Принимая для сварной балки б = 2 и k0 = 6,3 (минимальное защемление стенки в поясах), будем иметь для стали класса С 38/23:

h0/д = 100 v6,3 ·10/24 = 162.(5)

Таким образом, только при соотношениях размеров стенки h0/д ? 160v21/R потеря устойчивости от действия одних нормальных напряжений становится возможной. Стенки таких балок наряду с поперечными ребрами жесткости рекомендуется укреплять доверительными продольными ребрами жесткости, располагая их в сжатой зоне стенки.

23. Потеря и проверка устойчивости стенки балки от совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений

Нормальные и касательные напряжения в балках зачастую действуют одновременно, и поэтому потерять устойчивость можно от их совместного действия. И тогда, критическое напряжение уменьшается при совместном действии нормальных и касательных напряжений, в отличие от действия одного из напряжений. Ниже приведены случаи проверки устойчивости стенок балок. Нахождение устойчивости стенок балок симметричного сечения, которые зафиксированы поперечными ребрами жесткости при наличии местного напряжения (дм не равно 0).

В этом случае проверку устойчивости стенки балки нужно проводить, если существует условие, которое определяется формулой:

h0/д ? 80v21/R. (1)

Сама же проверка происходит по формуле:

v(у/у0 + ум/ум,0)2 + (ф/ф0)2 ? m, (2)

Где m - коэффициент условий работы; для подкрановых балок он равен 0,9, для прочих балок - 1.

К нормальным и касательным напряжениям у и ф и критического касательного напряжения ф0 значения подбираются по формуле: