Устойчивость стенки не требуется проверять , если выполняются соотношения
‑
при отсутствии местных
напряжений и
‑
если есть местные напряжения.
При этом следует ставить поперечные ребра жесткости.
В других случаях следует проверять отсеки на устойчивость .
В отсеке , расположенном посредине балки, действуют большие нормальные и небольшие касательные напряжения (что обусловлено изгибающими моментами, близкими к максимальным, и небольшими поперечными силами).
Поскольку стенка частично
защемлена в полках, то критические
напряжения
зависят не только от приведенной гибкости
,
но и от размеров полок, что учитывается
коэффициентом
.
Значения критических нормальных напряжений
,
где
принимается по таблице 21 СНиП в зависимости
от значения коэффициента
,
‑ ширина и толщина сжатого пояса;
‑ коэффициент, который зависит от
условий работы сжатого пояса и может
быть равным или
при закреплении непрерывными жесткими
плитами, или 0,8 в других случаях.
Значения
изменяются от 30 до 35,5.
Условие проверки устойчивости стенки при действии нормальных напряжений
.
В приопорных отсеках действуют
большие касательные напряжения
.
Значения критических касательных напряжений определяются по формуле
,
где
‑
отношение большей стороны отсека к
меньшей;
;
‑
меньшая сторона отсека (
или
).
Условие , когда устойчивость обеспечена
.
Если в отсеке одновременно действуют как изгибающие моменты, так и поперечные силы, то проверка устойчивости имеет вид
.
При нагружении сжатого пояса
балки сосредоточенными силами на границе
стенки появляются местные напряжения
,
которые ухудшают устойчивость отсека.
Тогда проверка выполняется по формуле
.
Потеря устойчивости от
действия местных напряжений похожа на
действие нормальних напряжений. Значения
критических напряжений при наличии
местной нагрузки зависят от расстояния
между ребрами жесткости и соотношения
при
,
где
.
зависит от
,
,
значения
.
В случаях, когда условия устойчивости
стенки от нормальных напряжений не
удовлетворяются, необходимо предусмотреть
продольное ребро в зоне возможной
потери устойчивости стенкою. Пластинки,
на которые делит продольное ребро отсек,
рассчитываются раздельно по требованиям
п.7.7-7.8 СНиП.
Соотношения размеров сечения прокатных балок такое, что не требуется проверять устойчивость сжатой полки или стенки. Исключением для стенки – это возможные большие значения местных напряжений. Иногда это требует постановки под эти нагрузки ребер жесткости.
6.3. Фермы
-
Область применения и компоновка
Фермы по сравнению со сплошными балками экономичны по затрате металла, им легко придают любые очертания, требуемые условиями технологии, работы под нагрузкой или архитектуры, они относительно просты в изготовлении, их применяют при самых разнообразных нагрузках; в зависимости от назначения им придают самую разнообразную конструктивную форму - от легких прутковых конструкций до тяжелых
ферм, стержни которых могут компоноваться из нескольких элементов крупных профилей или листов.
Стальные фермы широко применяются в покрытиях промышленных и гражданских зданий, ангаров, вокзалов, в большепролетных мостах и т.п. Наибольшее распространение здесь имеют разрезные балочные фермы как самые простые в изготовлении и монтаже. Неразрезные и консольные системы ферм рациональны при большой собственной массе конструкций. Кроме того, неразрезные фермы можно применять исходя из требований эксплуатации, так как они обладают большей жесткостью и могут иметь меньшую высоту. Эксплуатационные или архитектурные требования могут обусловить применение арочных или рамных ферм.
Промежуточными между фермой и балкой являются комбинированные системы, состоящие из балки усиленной либо снизу подвешенной цепью (шпренгельная балка) или сквозной фермой, либо сверху аркой или фермой. Комбинированные системы просты в изготовлении и рациональны в тяжелых конструкциях, а также в конструкциях с подвижной нагрузкой. Возможность использования в комбинированных системах дешевых прокатных балок благоприятно сказывается на стоимости и трудоемкости изготовления этих систем.
В фермах подвижных крановых и мостовых конструкций и покрытий больших пролетов, где уменьшение веса конструкций дает большой экономический эффект, возможно применение алюминиевых сплавов.
Эффективность ферм и комбинированных систем можно значительно повысить, создав в них предварительное напряжение.
Компоновку конструкций ферм рассмотрим на примере стропильных ферм, наиболее широко применяемых в промышленном и гражданском строительстве, и легких мостовых ферм.
При компоновке таких ферм решаются следующие вопросы: выбор очертания ферм, определение генеральных размеров ферм (пролета и высоты), выбор системы решеток и панелей фермы, обеспечение устойчивости ферм, компоновка связей; устройство строительного подъема; унификация и модулирование геометрических размеров ферм.