9.5 Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых элементов сплошного сечения

9.5.1 Устойчивость стенок балок 1-го класса считают обеспеченной, если выполнены требования 9.2.1, 9.3.1-9.3.3, 9.4.1-9.4.5 и условная гибкость стенки (рисунок 5) не превышает значений:

3,5 - при отсутствии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами;

3,2 - то же, в балках с односторонними поясными швами;

2,5 - при действии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

При этом устанавливают поперечные (и опорные) ребра жесткости согласно требованиям 9.5.9, 9.5.11 и 9.5.12 настоящего Свода правил.

9.5.2 Проверку устойчивости стенок балок 1-го класса выполняют с учетом наибольшего сжимающего напряжения у расчетной границы стенки, принимаемого со знаком "плюс", среднего касательного напряжения и местного напряжения в стенке под сосредоточенной нагрузкой.

Напряжения и вычисляют по формулам:

; (71)

, (72)

ãäå и - средние значения изгибающего момента и поперечной силы соответственно в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты , то значения и вычисляют как средние для более напряженного участка с длиной, равной ; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения вычисляют на участке отсека с одним знаком усилия или (здесь - расстояние между осями поперечных ребер жесткости);

- расчетная высота стенки, принимаемая согласно требованиям 8.3.1;

- полная высота стенки.

Местное напряжение в стенке под сосредоточенной нагрузкой определяют согласно 9.2.2 и 9.3.3.

В отсеках балки, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно учитывают только и или и .

9.5.3 Устойчивость стенок балок 1-го класса симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при условной гибкости стенки считают обеспеченной, если выполнено условие

. (73)

В формуле (73) обозначено:

, , - напряжения, определяемые согласно требованиям 9.5.2;

- критическое напряжение, вычисляемое по формуле

, (74)

ãäå - коэффициент, определяемый согласно 9.5.4-9.5.6;

- критическое напряжение, вычисляемое по формуле

, (75)

ãäå è - коэффициенты, определяемые согласно 9.5.5;

- критическое напряжение, вычисляемое по формуле

, (76)

здесь - отношение большей стороны отсека стенки к меньшей;

;

- меньшая из сторон отсека стенки ( или ).

9.5.4 Для балок по 9.5.3 при =0 коэффициент в формуле (74) определяют по таблице 11 в зависимости от вида поясных соединений и значения коэффициента , вычисляемого по формуле

, (77)

где - коэффициент, принимаемый по таблице 12;

, - ширина и толщина сжатого пояса балки.

Таблица 11

#G0Поясные соединения балок		Значение при , равном
	0,8		1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	30,0
Сварные	30,0		31,5	33,3	34,6	34,8	35,1	35,5
Фрикционные		35,2

Таблица 12

#G0Балки	Условия работы сжатого пояса
Крановых путей	Крановые рельсы не приварены	2,0
	Крановые рельсы приварены
Прочие	При непрерывном опирании плит
	В прочих случаях	0,8
Примечание - Для отсеков балок крановых путей, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, следует принимать =0,8.

9.5.5 Для балок по 9.5.3 при (рисунок 8) значение определяют по формуле (75),

где - коэффициент, принимаемый по таблице 13 в зависимости от отношения , значения (здесь значение следует определять согласно требованиям 9.2.2);

- коэффициент, принимаемый по таблице 14 в зависимости от отношения и значения , вычисляемого по формуле (77); для балок с фрикционными поясными соединениями принимают =10.

- при приложении сосредоточенной нагрузки к сжатому поясу; á - то же, к растянутому поясу

Рисунок 8 - Схема участка балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости

Таблица 13

	#G0Значения коэффициента при , равном
	0,50	0,60	0,67	0,80	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
0,10	56,7	46,6	41,8	34,9	28,5	24,5	21,7	19,5	17,7	16,2
0,15	38,9	31,3	27,9	23,0	18,6	16,2	14,6	13,6	12,7	12,0
0,20	33,9	26,7	23,5	19,2	15,4	13,3	12,1	11,3	10,7	10,2
0,25	30,6	24,9	20,3	16,2	12,9	11,1	10,0	9,4	9,0	8,7
0,30	28,9	21,6	18,5	14,5	11,3	9,6	8,7	8,1	7,8	7,6
0,35	28,0	20,6	17,4	13,4	10,2	8,6	7,7	7,2	6,9	6,7
0,40	27,4	20,0	16,8	12,7	9,5	7,9	7,0	6,6	6,3	6,1

Таблица 14

	#G0Значения коэффициента при , равном
	0,50	0,60	0,67	0,80	1,00	1,20	1,40	1,60
1	1,56	1,56	1,56	1,56	1,56	1,56	1,56	1,56
2	1,64	1,64	1,64	1,67	1,76	1,82	1,84	1,85
4	1,66	1,67	1,69	1,75	1,88	2,01	2,09	2,12
6	1,67	1,68	1,70	1,77	1,92	2,08	2,19	2,26
10	1,68	1,69	1,71	1,78	1,96	2,14	2,28	2,38
30	1,68	1,70	1,72	1,80	1,99	2,20	2,38	2,52

При проверку стенки по формуле (73) следует выполнять в зависимости от значения :

а) при отношении значение определяют по формуле (74) с учетом требований 9.5.4.

Если сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, то при проверке стенки с учетом только и (рисунок 8, á) при определении коэффициента по формуле (77) значения и принимают для растянутого пояса;

б) при отношении проверку по формуле (73) выполняют дважды:

при значении , вычисленном по формуле (74) с учетом требований 9.5.4, и при таком значении , для вычисления которого по формуле (75) при определении коэффициентов и вместо размера необходимо принять ïðè è ïðè >1,33;

при значениях и , вычисленных при фактическом значении (если >2, в расчете принимают =2); при этом коэффициент в формуле (74) определяют по таблице 15.

Таблица 15

#G0Значения при или , равном
0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	>2,0
По таблице 11	37,0	39,2	45,2	52,8	62,0	72,6	84,7

Значение во всех случаях вычисляют по фактическим размерам отсека.

9.5.6 Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, считают обеспеченной, если условие (73) будет выполнено с учетом следующих изменений:

при определении значений в формулах (74) и (77) вместо значения принимают удвоенную высоту сжатой зоны стенки ;

ïðè и следует выполнять две проверки, указанные в 9.5.5, принимая при определении по таблице 15 и - по формуле (74).

Значения и определяют по фактическим размерам отсека стенки.

9.5.7 Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым растянутым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при одновременном действии напряжений и и отсутствии напряжений считают обеспеченной, если выполнено условие

, (78)

ãäå ; ; .

Здесь è - сжимающее и растягивающее напряжения у расчетных границ стенки, принимаемые соответственно со знаком "плюс" и "минус" и определяемые по формуле (71);

и - касательные напряжения, определяемые соответственно по формулам (72) и (76);

- коэффициент, определяемый по таблице 16 в зависимости от .

Таблица 16

#G0	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
	10,2	12,7	15,5	20,0	25,0	30,0

9.5.8 Устойчивость стенок балок 2-го и 3-го классов из однородной стали и бистальных при отсутствии местного напряжения ( =0) и с соблюдением требований 8.3.1, 9.2.3 и 9.2.8 считают обеспеченной при выполнении условий:

а) для двоякосимметричного двутаврового и коробчатого сечений

, (79)

где определяют по данным таблицы 17 (значение принимают равным ),

б) для балок асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами,

(80)

где , - напряжения в сжатом и растянутом поясах соответственно; если èëè , то принимают соответственно èëè .

Таблица 17

	#G0Значения при , равном
	2,2	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
0	0,240	0,239	0,235	0,226	0,213	0,195	0,173	0,153
0,5	0,203	0,202	0,197	0,189	0,176	0,158	0,136	0,116
0,6	0,186	0,185	0,181	0,172	0,159	0,141	0,119	0,099
0,7	0,167	0,166	0,162	0,152	0,140	0,122	0,100	0,080
0,8	0,144	0,143	0,139	0,130	0,117	0,099	0,077	0,057
0,9	0,119	0,118	0,114	0,105	0,092	0,074	0,052	0,032

В выражении (80) высоту сжатой зоны стенки определяют по формуле

. (81)

Значения и определяют в одном сечении балки.

9.5.9 Стенки балок укрепляют поперечными ребрами жесткости:

в балках 1-го класса - если значение условной гибкости стенки превышает 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки на поясе балки либо 2,2 - при наличии такой нагрузки;

в балках 2-го и 3-го классов - при любых значениях условной гибкости на участках длины балки, где учитываются пластические деформации, а на остальных участках - как в балках 1-го класса.

Расстояние между поперечными ребрами, как правило, не должно превышать ïðè è - ïðè .

Для балок 1-го класса допускается превышать эти расстояния до значения при условии, что устойчивость балки и стенки обеспечена выполнением требований 9.4.4а или 9.4.4б, если не превышает значений, определяемых по формуле (64).

Поперечные ребра жесткости, как правило, устанавливают в местах приложения неподвижных сосредоточенных нагрузок и на опорах балок.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части должна быть для парного ребра не менее ( ) мм, для одностороннего - не менее ( ) мм; толщина ребра должна быть не менее .

При укреплении стенки односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером, момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не менее чем для парного ребра.

9.5.10 Поперечное ребро жесткости, расположенное в месте приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу, проверяют расчетом на устойчивость: двустороннее ребро - как центрально-сжатую стойку, а одностороннее - как стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. При этом в расчетное сечение стойки включают сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной с каждой стороны ребра, а расчетную длину принимают равной высоте стенки .

9.5.11 Если устойчивость стенок балок 1-го класса при действии нормальных напряжений от изгиба не обеспечена, а также при значениях условной гибкости стенки (где - напряжение в сжатом поясе балки) стенки таких балок допускается укреплять продольным ребром жесткости, устанавливаемым дополнительно к поперечным ребрам согласно приложению Н, в котором даны требования и для установки промежуточных поперечных ребер жесткости.

9.5.12 При значениях условной гибкости стенки балки симметричного двутаврового сечения допускается проектировать как балки 2-го класса с гибкими (неустойчивыми) стенками согласно приложению Л.

9.5.13 Участок стенки балки над опорой рассчитывают на устойчивость при центральном сжатии из плоскости балки как стойку, нагруженную опорной реакцией.

При укреплении стенки балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части (как правило, не менее ) в расчетное сечение этой стойки включают сечение опорных ребер и полосы стенки шириной не более с каждой стороны ребра (здесь - ширина нижнего пояса балки).

Толщина опорного ребра жесткости должна быть не менее , где - ширина выступающей части.

Расчетную длину стойки принимают равной высоте стенки балки .

Нижние торцы опорных ребер (рисунок 9) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии опорной реакции не должны превышать расчетного сопротивления стали: в первом случае (рисунок 9, ) - смятию при и сжатию при ; во втором случае (рисунок 9, á) - смятию .

- в торце с применением строжки; á - удаленного от торца с плотной пригонкой

или приваркой к нижнему поясу

Рисунок 9 - Схема устройства опорного ребра жесткости

Сварные швы, прикрепляющие опорное ребро к нижнему поясу балки, рассчитывают на воздействие опорной реакции.

При отсутствии опорных ребер жесткости (в прокатных балках) сечением стойки является полоса стенки шириной, равной длине участка опирания балки.

9.5.14 Устойчивость сжатых поясов считают обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса или поясного листа балок 1-го класса, а также бистальных 2-го класса при выполнении требований 8.3.6, 9.2.1 и 9.2.8 не превышает предельных значений , определяемых по формулам:

для неокаймленного свеса двутаврового сечения

; (82)

для поясного листа коробчатого сечения

. (83)

Здесь - напряжение в сжатом поясе, определяемое по формулам:

для однородного сечения

èëè ;

для бистального сечения

èëè ,

ãäå - значения из таблицы 17 при =0; åñëè , то следует принимать .

9.5.15 Устойчивость сжатых поясов считают обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса или поясного листа балок 2-го и 3-го классов из однородной стали при выполнении требований 8.3.6, 9.2.3 и 9.5.8 не превышает предельных значений , определяемых при по формулам:

для неокаймленного свеса двутаврового сечения

; (84)

для поясного листа коробчатого сечения

. (85)

9.5.16 В случае окаймления свеса ребром (рисунок 5), имеющим размер и толщину , значения , определяемые по формулам (82) и (84), допускается увеличивать в 1,5 раза.