Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, не подкрепленных ребрами жесткости

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 38Следующая ⇒

8.44 Расчет по устойчивости полок и стенок прокатных и. составных сварных центрально- и виецентрснно сжатых, а также сжато-изгибаемых и изгибаемых элементов постоянного поперечного сечения, не подкрепленных ребрами жесткости (рисунок 8.1), следует выполнять по теории призматических складчатых оболочек.

Рисунок 8.1 - Схемы расчетных сечений элементов, не подкрепленных ребрами жесткости

8.45 Устойчивость полок и стенок элементов, не подкрепленных ребрами жесткости, при среднем касательном напряжении, не превышающем 0,2σ _x, допускается обеспечивать назначением отношения высоты стенки (h, h_w) или ширины полки (b_f, b_h,) к толщине (t, t_w, t_f, t_h) не более (здесь α - коэффициент, σ _x, σ _{x , cr , ef} приведенное критическое напряжение).

Коэффициент α следует определять:

для пластинок шириной b_h, h, опертых по одной стороне (рисунок 8.1, б - e), - по формуле

(8.55)

для пластинок шириной h_w, b_f, опертых по двум сторонам (рисунок 8.1, a, б, г), - по формуле

(8.56)

В формулах (8.55) и (8.56):

- коэффициент защемления пластинки, определяемый по формулам таблицы 8.22;

ξ - коэффициент, определяемый (для сечений брутто) по формуле

(8.57)

где σ _х, - максимальное и минимальное продольные нормальные напряжения по продольным границам пластинки, положительные при сжатии, определяемые по формулам (8.4) - (8.25) при невыгодном для устойчивости пластинки загружении, при этом коэффициенты æ, æ _x, æ _y, ψ, ψ _x, ψ _y, следует принимать равными 1,0.

Таблица 8.22

Тип сечения элемента	Коэффициент защемления пластинки
стенка	полка – для углового сечения при bh / h
	0,067	0,5
Коробчатое (рисунок 4.1, а)
Двутавровое (рисунок 4.1, б)
Тавровое (рисунок 4.1, в)
Швеллерное (рисунок 4.1, г)
Угловое для полки высотой h (рисунок 4.1, д)
Крестовое (рисунок 4.1, е)
Обозначении, принятые в таблице 8.22: Примечания 1 При Отрицательном значении знаменателя в формулах таблицы 8.22, а также при равенстве его нулю следует принимать . 2 Для углового сечения с отношением bh / h. не указанным в таблице 8.22. значение , следует определять по интерполяции, при этом для bh / h = 1 значение следует принимать рапным 100.

Приведенное критическое напряжение σ _{х , cr , еf} для пластинки следует определять но формулам таблицы 8.23 в зависимости от критических напряжений σ _{х , cr , еf} за которые следует принимать действующие напряжения σ _x / m (здесь m - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 8.15).

Таблица 8.23

Класс прочности стали	Значения σ x , cr, МПа	Формулы для определения σ х , cr , еf или его значения. МПа
С235	До 176	1,111σ x , cr
Свыше 176 до 205
Свыше 205
С325 - С345	До 186	1,111σ x , cr
Свыше 186 до 284
Свыше 284
С390	До 206	1,111σ x , cr
Свыше 206 до 343
Свыше 343

Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости

8.46 Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости, следует выполнять по теории призматических складчатых оболочек, укрепленных поперечными диафрагмами.

Допускается выполнять расчет по устойчивости пластинок, полок и стенок указанных элементов согласно приложению X.

8.47 Устойчивость пластинок ортотропных плит допускается обеспечивать назначением отношения их толщины к ширине в соответствии с 8.45, при этом:

для полосовых продольных ребер коэффициент α следует определять по формуле (8.55) при коэффициенте защемления и свесе полки тавра b_h, (рисунок 8.2, а), равном 0,5 h_w, при ξ_{2 th} ≥ h_w или ξ_{1 th} при ξ_{2 th} < h_w;

для участка листа ортотропной плиты между соседними продольными полосовыми ребрами коэффициент α следует определять по формуле (8.56) при коэффициенте защемления , высоте стенки h_w, равной расстоянию между продольными ребрами, и свесе полки b_h, равном высоте продольного ребра (рисунок 8.2, б), но не более ξ_{1 th}; здесь ξ₁ и ξ₂ - коэффициенты, определяемые по 8.55.

Рисунок 8.2 - Схемы расчетных сечений пластинок ортотропных плит. Расчетные длины

8.48 Расчетные длины l_ef элементов главных ферм, за исключением элементов перекрестной решетки, следует принимать по таблице 8.24.

Таблица 8.24

8.49 Расчетную длину l_ef элемента, по длине которого действуют разные сжимающие усилия N ₁ и N ₂ (причем N ₁ > N ₂), из плоскости фермы (с треугольной решеткой со шпренгелем или полураскосной и т.д.) следует вычислять по формуле

(8.58)

где l ₁ - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы.

Расчет по устойчивости в этом случае следует выполнять на усилие N ₁.

Применение формулы (8.58) допускается при растягивающей силе N ₂, в этом случае значение N ₂ следует принимать со знаком «минус», а l_ef > 0,5 l ₁.

8.50 Расчетные длины l_ef элементов перекрестной решетки главной фермы следует принимать:

в плоскости фермы - равными 0,8 l, где l - расстояние от центра узла фермы до точки их пересечения;

из плоскости фермы:

для сжатых элементов - по таблице 8.25;

для растянутых элементов - равными полной геометрической длине элемента (l_ef = l ₁, где l ₁ см. таблицу 8.24).

Таблица 8.25

8.51 При проверке общей устойчивости балки расчетную длину сжатого пояса следует принимать равной:

расстоянию между узлами фермы продольных связей - при наличии продольных связей в зоне верхних и нижних поясов и поперечных связей в опорных сечениях;

расстоянию между фермами поперечных связей - при наличии продольных связей только в зоне растянутых поясов, при этом фермы поперечных связей должны быть центрированы с узлами продольных связей, а гибкость поясов указанных ферм не должна превышать 100.

пролету балки - при отсутствии в пролете продольных и поперечных связей;

расстоянию от конца консоли до ближайшей плоскости поперечных связей за опорным сечением консоли - при монтаже пролетного строения внавес или продольной надвижкой.

8.52 Расчетную длину l_ef сжатого пояса главной балки или фермы «открытого» пролетного строения, не имеющего продольных связей по этому поясу, следует определять, как правило, из расчета по устойчивости стержня на упругих опорах сжатого переменной по длине продольной силой.

Допускается определять указанную расчетную длину по формуле

где l - длина пояса, равная расчетному пролету для балок и ферм с параллельными поясами, полной длине пояса для балок с криволинейным верхним поясом и ферм с полигональным верхним поясом;

μ - коэффициент расчетной длины.

Коэффициент расчетной длины μ для поясов балок и ферм с параллельными поясами, а также для фермы с полигональным или балки с криволинейным верхним поясом следует определять по таблице 8.26, при этом наибольшее перемещение 5 следует принимать для рамы, расположенной посредине пролета.

Таблица 8.26

ξ	Коэффициент μ	ξ	Коэффициент μ
	0,696		0,268
	0,524		0,246
	0,443		0,225
	0,396		0,204
	0,353		0,174
	0,321	Св. 1000
	0,290
Обозначения, принятые в таблице 8.26: где d - расстояние между рамами, закрепляющими пояс от поперечных горизонтальных перемещений; δ - наибольшее горизонтальное перемещение узла-рамы (исключая опорные рамы) от силы F = 1; Im - среднее (по длине пролета) значение момента инерции сжатого пояса балки (фермы) относительно вертикальной оси. Примечания 1 Если полученная по данным таблицы 8.26 расчетная длина lef < l,3 d. то се определяют из расчета по устойчивости стержня на упругих опорах. 2 Для промежуточных значений ξ, коэффициент μ определяют по линейной интерполяции.

8.53 Расчет арок по устойчивости выполняется с учетом совместной работы арок и элементов проезжей части и поддерживающих ее элементов.

При проверке общей устойчивости арки сплошного постоянного сечения допускается определять расчетную длину l_еf в ее плоскости по формуле

(8.60)

где l - длина пролета арки;

α = f / l - коэффициент (здесь f - стрела подъема арки);

ξ - коэффициент, принимаемый по таблице 8.27.

Значение ξ для двухшарнирной арки переменного сечения при изменении ее момента инерции в пределах ± 10 % среднего его значения по длине пролета допускается определять по поз. 4 таблицы 8.27, принимая при этом EI_bog в четверти пролета.

Во всех случаях расчетная длина l_еf арки в ее плоскости должна быть не менее расстояния между узлами прикрепления стоек или подвесок.

Таблица 8.27

Тип арки	Коэффициент ξ
1 Двухшарнирная, с ездой понизу с гибкой затяжкой*, соединенной с аркой подвесками	ξ = 2ξ1
2 Бесшарнирная	ξ = 2ξ1 + αξ2
3 Трехшарнирная	Меньшее из ξ = ξ1 и ξ = ξ2
4 Двухшарнирная с неразрезной балкой жесткости, соединенной с аркой стойками	ξ = ξ1 + (0,95 + 0,7α2) βξ2
Обозначения, принятые в таблице 8.27: ξ1, ξ2 - коэффициенты, принимаемые по таблице 8.28; α - см. формулу (8.60); Ibat и Ibog - моменты инерции сечений соответственно балки жесткости и арки. * При отношении жесткостей затяжки и арки, большем 0.8. расчетная длина арки определяется как для двухшарнирной арки с неразрезной балкой жесткости, соединенной с аркой стойками.

Таблица 8.28

8.54 Расчетную длину l_еf элементов продольных и поперечных связей с любой решеткой, кроме крестовой, следует принимать равной:

в плоскости связей - расстоянию l ₂ между центрами прикреплений элементов связей к главным фермам или балкам, а также балкам проезжей части;

из плоскости связей - расстоянию l ₃ между точками пересечения оси элемента связей с осями крайних рядов болтов прикрепления фасонок связей к главным фермам или балкам, а также балкам проезжей части.

Расчетную длину l_еf перекрещивающихся элементов связей следует принимать:

в плоскости связей - равной расстоянию от центра прикрепления элемента связей к главной ферме или балке, а также балке проезжей части - до точки пересечения осей связей;

из плоскости связей: для растянутых элементов - равной l ₃, для сжатых элементов - по таблице 8.25 принимая при этом за l расстояние от точки пересечения оси элемента связей с осью крайнего ряда болтов прикрепления фасонок связей до точки пересечения осей элементов связей, за l ₁ - расстояние l ₃.

Для элементов связей с любой решеткой, кроме крестовой, из одиночных уголков расчетную длину l_ef следует принимать равной расстоянию l между крайними болтами прикреплений их концов. При крестовой решетке связей l_еf = 0,6 l. Радиус инерции сечений следует принимать минимальным (i = i _min).

8.55 В сплошностенчатых балках расчетную длину l_ef опорных стоек, состоящих из одного или нескольких опорных ребер жесткости и примыкающих к ним участков стенки, следует определять по формуле

где μ - коэффициент расчетной длины;

1_c - длина опорной стойки балки, равная расстоянию от верха дом кратной балки до верхнего пояса или до ближайшего узла поперечных связей.

Коэффициент расчетной длины μ опорной стойки следует определять по формуле

(8.62)

здесь

где I_c - момент инерции сечения опорной стойки относительно оси, совпадающей с плоскостью стенки;

I_r, l_r - соответственно момент инерции сечения и длина распорки поперечных связей; в «открытых» пролетных строениях в формуле (8.62) следует принимать n = 0.

При определении площади, момента инерции и радиуса инерции опорной стойки с одним ребром жесткости в состав ее сечения следует включать кроме опорного ребра жесткости примыкающие к нему участки стенки шириной b ₁ = ξ₁ t (здесь t - толщина сечения, ξ₁ - коэффициент, принимаемый по таблице 8.29).

Таблица 8.30