Рис 7 19 Потеря устойчивости стенкой балки от действия местного давления

отсека больше его расчетной высоты, то М и Q следует вычислять для более напряжен ного участка с длиной, равной высоте отсека (см рис 7 18, в)

2 Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости при наличии местного напряжения ОыФО В этом случае проверку устойчивости стенки балки следует производить при условий, если Я,ст>2,5. Сама проверка производится по формуле (7 47)

У(а!ар + а„ Ом кр) + (т/ткр) < у (-

В ней значения нормальных а, касательных т и касательных критических Ткр напряжений, а также коэффициента условий работы у определяют так же, как в формуле (7 46), а местное напряжение ом - по формуле (7 31). Потеря устойчивости от действия местных напряжении весьма похожа на потерю устойчивости от действия нормальных напря жений (рис 7 19) Их критические значения сильно зависят от расстоя ния между ребрами жесткости и отношения между ними, потому СНиП рассматривает три возможных случая определения критических нормальных и местных напряжений

а) при частом расположении ребер жесткости, при а гоО,8 стенка между ребрами может вып>чнваться только по одной полуволне (см рис. 7.19). В этом случае значение Окр определяют по формуле (7.45), так же как и при отсутствии местных напряжений Критическое напряжение потери устойчивости от действия местных напряжений определяют по формуле

%.p-i?/ (7-48)

где Xa=(altct)VRIE, ci - коэффициент принимаемый по табл 75 в зависимости от б, определяемого по формуле (7 44), н отношения alhg Для балок на высокопрочных болтах принимают 6=10,

б) при более редком расположении ребер жесткости при a/ho>0,H и отношении Ом/ст больше значений, указанных в табл 7 6, выпучивание стенки балки может произойти по одной полуволне по длине пластинки, так же как и при a/ho<0,8, но критические нормальные напряжения Окр будут больше, чем при отсутствии местных напряжений, так как потерю устойчивости стенки будут в большей мере определять местные напряжения. В этом случае критические напряжения определяются

(7.49)

где С2 - коэффициент, определяемый по табл 7 7.

Критические местные напряжения определяют по формуле (7 48), в которой при a/ho>2 следует принимать a = 2ho,

в) при редком расположении ребер жесткости при a/ho>0,8 и отношении Ом/а не более значений, указанных в табл 7 6, выпучивание стенки балки может произойти по двум полуволнам по длине пластинки.

Таблица 7.5. Значения коэффициента с, для стенок балок

Рис. 7 20. Схема балки, укрепленной основными поперечными и одним продольным ребрами жесткости

У - поперечные 2 - продольные ребра жесткости 3 - пластинка у сжатого пояса, 4 - пластинка у растянутого пояса

В ЭТОМ случае ст„р определяют по \б,йми1: формуле (7.45), а о„кр -по формуле (7.48), но с подстановкой а/2 вместо а в формулу (7.48) и табл. 7.5. Во всех случаях Ткр следует вычислять по действительным размерам отсека.

3. Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных поперечными и одним продольным ребрами жесткости. В балках большой высоты с тонкой стенкой при соотношении Хст5,5 для обеспечения устойчивости стенки рационально помимо поперечных ребер жесткости ставить продольное ребро, опирающееся на поперечные и располагаемое на расстоянии /ii=;= (0,2...0,3)/io от сжатой кромки отсека (рис. 7.20). Наличие продольного ребра, разбивающего стенку по высоте на две части, устойчивость которых проверяется раздель- ,, . , но, существенно улучшает устойчивость

стенки за счет уменьшения гибкости ее отдельных частей. Это ребро, так же как и ребра поперечные, может состоять из одного или двух ребер, располагаемых по обе стороны стенки. Продольное ребро ставят обычно в средних отсеках балки, в зоне больших значений изгибающих моментов и соответственно больших норма тьных напряжений. Размеры ребер назначают такими, как и в балках без продольного ребра, но при этом их моменты инерции должны быть для поперечных ребер /р ЗМст для продольного ребра при /ii io==0,3 /р пр l.S/io/;. . Продольное ребро делит стенку на верхнюю и нижнюю пластинки, устойчивость которых проверяют раздельно.

Верхняя пластинка, имеющая размер по высоте (0,2-0,3)Ло и расположенная между сжатым поясом и продольным ребром, находится в условиях неравномерного сжатия, очень неблагоприятных для местной устойчивости (см. табл. 7.3), но благодаря малой высоте имеет малую гибкость стенки и за счет этого достаточно большие критические напряжения.

Проверка устойчивости этой пластины производится по формуле

<7/<7кр 1 -f Ом/стм.кр + (т Тьр i)2 < у, (7 50)

где СТ, Стм, т и у определяются так же, как в формуле (7 47), ткр i определяют по формуле (7 40) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки

При отсутствии местных напряжений Ом -О критические нормальные напряжения определяют по формуле

4,76 R

гдеХ,= (Й,/г„)У RIE.

При действии местных напряжений на сжатый пояс балки ОмФО критические напряжения определяют:

1,19г5 R

(Тмьг 1 = (1.24 + 0,47б1Х1)ф -

(7.52)

(7,53)

где (il-l/ll) Hi=a/fti: Ха= (ajtct) V RIE Если (j,i> 2, то при вычислении Сткр i и Омкр 1 следует принимать a=2h\. -

Таблица 7.6 Предельные значения ома для стенок балок

Нижняя пластинка, имеющая размер по высоте (0,8-QJ)ho, расположена между продольным ребром и растянутым поясом. Эпюра нормальных напряжений в ней соответствует изгибу с растяжением, а местные напряжения составляют лишь 40 % от напряжений, действующих на верхний пояс балки, за счет распределения их верхней пластиной на большую длину вдоль балки. Уменьшенная высота пластины, по сравнению с полной высотой стенки балки, увеличенная зона растягивающих напряжений и у.меньшенные местные напряжения создают благоприятные условия для ее местной устойчивости. Проверка этой пластины производится по формуле

<кр.2

(7.54)

(7.55)

Ом кр 2 - следует определять по формуле (7.48) и табл. 7.5 при 6=0,8, заменяя значение a/ha значением a/{ha~ht); Ткр 2 -следует определять по формуле (7.40) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластины: ам2=0,4ом при приложении нагрузки к сжатому поясу, ам2=Ом при приложении нагрузки к растянутому поясу.

При наличии часто расположенных местных нагрузок на сжатый пояс балки, а также при необеспечении местной устойчивости верхней пластины сварной балки, имеющей продольное ребро жесткости, возможно укрепление сжатой зоны стенки балки постановкой коротких промежуточных вертикальных ребер жесткости, привариваемых к продольному ребру (рис. 7.21). В этом случае при проверке верхней сжатой пластинки расстояние а заменяют на расстояние между осями соседних ребер (ai) и все расчеты устойчивости для верхней и нижней пластин производятся по тем же формулам, что и для балок без коротких ребер.

Проверка устойчивости стенок балок асимметричного сечения имеет свои особенности и производится по СНиП.

пример 7.6. Требуется проверить местную устойчивость сжатого пояса и стенки сварной балки прим. 7.4.

I. Проверка устойчивости сжатого пояса производится в месте максимальны. нормальных напряжений в нем - в середине пролета балки, где возможны пластические

Таблица 7.7. Значения коэффициента Cj для стеиок