3.9. Проверка общей устойчивости главной балки

Для рабочих площадок промышленных зданий чаще всего используются пониженное сопряжение балок или сопряжение в одном уровне, при которых передача нагрузки на главные балки происходит не только через другие балки , но и непосредственно через настил, непрерывно опирающийся на верхний сжатый пояс балки и удерживающий балку от потери устойчивости. Таким образом, проверки общей устойчивости балки не требуется, что соответствует требованиям норм п.5.16^* [4].

3.10. Проверка местной устойчивости стенки, конструирование ребер жесткости главной балки

Местное выпучивание элементов конструкции под действием сжимающих, нормальных или касательных напряжений, или при их совместном действии, называется потерей местной устойчивости.

В главных балках местную устойчивость могут потерять верхний сжатый пояс, от действия нормальных напряжений, и стенка, от действия нормальных и касательных напряжений. Местная потеря устойчивости элементов конструкции может повлечь за собой потерю несущей способности всей балки, поэтому расчеты на местную устойчивость относятся к расчетам по первой группе предельных состояний.

Устойчивость сжатого пояса обеспечена выбранными ранее размерами: b_f и t_f (п. 3.5,в).

При выполнении условия (3.14) устойчивость стенки балки будет обеспечена без продольных ребер жесткости.

При укреплении стенки балки с двусторонними поясными швами и поперечными ребрами жесткости проверки местной устойчивости балки не требуется , если выполняется условие

, (3.40)

где h_ef = h_w, t = t_w.

Схема балки с поперечными ребрами жесткости представлена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Отправочная единица главной балки с поперечными ребрами жесткости

Расстояния между поперечными ребрами зависят от условной гибкости стенки и установлены нормами (см. п. 7.10 [4]).

а <2 h_ef, при > 3.2;

а <2.5h_ef, при ≤ 3.2.

Ребра жесткости необходимо приваривать к стенке сплошными швами минимальной толщины. Чтобы швы, прикрепляющие ребра жесткости к балке, не пересекались с поясными и с целью уменьшения воздействия зон термического влияния сварных швов в ребрах жесткости устраиваются скосы с размерами катетов 40 х 50 мм.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами жесткости, размеры ребер назначаются исходя из следующих рекомендаций:

ширина ребра - b_h > h_ef /30+40, мм;

толщина ребра - t_s > 2b_h , мм.

Если > 3.5, то необходимо выполнить проверку устойчивости стенки балки.

Проверка выполняется для отсека (участка стенки между двумя соседними ребрами жесткости), в котором стенка испытывает одновременное воздействие нормальных и касательных напряжений.

При отсутствии местных напряжений в стенке, которые могут появиться, например, при опирании балок на верхний пояс главной балки (этажное сопряжение) проверку устойчивости выполняют по формуле:

, (3.41)

где и- соответственно нормальное и касательное напряжения, действующие в рассматриваемом сечении отсека, определяемые по формулам:

;, (3.42)

и - критические значения нормальных и касательных напряжений, вычисляемые по формулам:

;. (3.43)

Коэффициент с_cr следует принимать по СНиП [4] для сварных балок по табл. 21, предварительно определив коэффициент по формуле:

(3.44)

где h_ef = h_w; t = t_w; b_f и t_f - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки, (табл.22 [4]).

В формуле (3.43) , гдеd - меньшая из сторон отсека;

(a или h); - отношение большей стороны пластинки к меньшей.

Если условие (3.41) не выполняется, необходимо, либо уменьшить размер отсека, поставив дополнительные ребра жесткости, либо повысить жесткость стенки, увеличив ее толщину.