29 Обеспечение местной устойчивости сварных балок

Местное выпучивание отдельных элементов конструкций под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений называется потерей местной устойчивости.

В балках потерять устойчивость могут сжатый пояс от действия нормальных напряжений и стенка от действия касательных или нормальных напряжений, а также и от их совместного действия. Потеря устойчивости одним из элементов балки полностью или частично выводит его из работы, рабочее сечение балки уменьшается, часто становится несимметричным, центр изгиба смещается, и это может привести к преждевременной потере несущей способности всей балки.

Элементы балки могут потерять устойчивость, только если действующие в балке напряжения или их совместное воздействие больше критических напряжений потери устойчивости. Поэтому нежелательно, чтобы σ_кр были меньше расчетных значений материала по прочности и потеря устойчивости происходила раньше потери несущей способности балки по прочности, так как при этом недоиспользовалась бы прочность материала, что неэкономично.

Устойчивость сжатого пояса. Специальные конструктивные мероприятия по обеспечению увеличения ширины свеса нецелесообразны.

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, 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.

Ребро в средней третьей части пролета главной балки устанавливается под каждой вышеуложенной балкой, а также под ближайшей к опоре балкой. В крайних третях гл балки ребра жесткости ставятся под прокатными балками с шагом a≤h_ω. Размеры ребра жесткости принимаются по сортаменту на полосовую сталь, при этом ширина ребра жесткости b_s не должна превышать b_f/2.

30 Подбор сечения прокатных балок

Максимальный изгибающий момент в балке:

М_мах = ql²/8 , где l – длина балки, q – расчетная нагрузка на балку

Требуемый момент сопротивления:

W_тр = M_max/ γ_cR_y, где γ_c-коэфф. условия работы, R_y-расчётное сопротивление стали

Выбираем двутавр по W>W_red => номер двутавра, швеллера или др.

1. Проверка прочности принятого сечения не производится, т.к. W_x>W_тр.

2. Производим проверку жесткости (прогиба): f/l = (5q^н*l³)/(384EJ_x)≤ [f/l]

[f/l] – относительная предельная деформация, Е – модуль упругости стали

3.проверка на выносливость: σ_max≤αR_yγ_y, где α-коэфф., учитывающий количество циклов загружения, R_y-расчётное сопротивление усталости, γ_y-коэфф., учитывающий вид нагруженного состояния.

4.Проверка на прочность с учётом хрупкого разрушения σ_max≤βR_u/γ_u, σ_max-наибольшее растягивающее напряжение, β-коэфф., зависящий от t эксплуатации и вида концентрата напряжений.