Проверка общей и местной устойчивости главной балки

Потеря общей устойчивости (изгиб и кручение в горизонтальной плоскости) балки может наступить тогда, когда сжатый пояс балки не раскреплен в боковом направлении и напряжения достигли критического значения (). Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле [4]

 

, (4.22)

 

где - следует определять для сжатого пояса.

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии для определения коэффициента необходимо вычислить коэффициент j₁ по формуле [4]

 

, (4.23)

 

где значения следует принимать по таблицам 4.3 и 4.4 в зависимости от характера нагрузки и параметра , который должен вычисляться по формулам для сварных двутавров, составленных из трех листов:

, (4.24)

 

где ;

- расстояние между осями поясов.

Значение коэффициента в формуле (4.22) необходимо принимать:

при ;

при >0,85 , но не более 1,0.

За расчетную длину балки следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений.

Проверки устойчивости балок по формуле (4.22) не требуется, если на балку передается статическая равномерно распределенная нагрузка от жесткого

настила, который опирается на верхний сжатый пояс и жестко с ним связан, или если отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса .

не превышает значений, определяемых по формуле [5]:

 

, (4.25)

 

где - толщина сжатого пояса.

Потеря местной устойчивости (местное выпучивание) может произойти в стенке или поясе балки под действием нормальных (сжимающих) или касательных напряжений.

Местная устойчивость пояса уже проверялась ранее по формулам (4.15) и (4.16). Проверку устойчивости стенки выполняют с учетом значений условной ее предельной гибкости и наличия местной нагрузки на пояс балки в следующем порядке: сначала определяют необходимость постановки ребер жесткости по формуле [4]:

 

. (4.26)

Если значение условной гибкости превышает 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки, то стенку балки следует укреплять поперечными ребрами жесткости [1]. При этом расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать . В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части должна быть для симметричного парного ребра не менее мм; толщина ребра должна быть не менее . Кроме того, в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Длина зоны использования пластических деформаций в стенке определяется по формуле [4]

 

, (4.27)

 

где с ₁- коэффициент, учитывающий влияние пластичности при одновременном действии и ; принимается предварительно с ₁ = 1,1.

Расчет опорного ребра

Конец балки в месте опирания ее на опору (колонну) укрепляют опорными ребрами; при этом считается, что вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости. Ребра жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляют к стенке балки сварными швами, а торец ребер жесткости либо плотно пригоняют к нижнему поясу балки, либо строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну. Для правильной передачи давления на колонну центр опорной поверхности ребра необходимо совмещать с осью полки колонны (рисунок 4.2). Торцевые сечения опорных ребер должны проверяться на смятие при и сжатие при .

Из условия смятия торцевой поверхности ребра при , площадь смятия опорного ребра

Рисунок 4.2 - К расчету опорной части балки

 

, (4.28)

где - расчетное сопротивление стали смятию [1];

(4.29)

Из условия сжатия при . По конструктивным соображениям t_h выступающая вниз часть опорного ребра (рисунок 4.2) обычно принимается равной 16 - 20 мм.

Проверка опорной части балки как условной центрально сжатой стойки на устойчивость ,

где .

Значение определяют по [4], ( - коэффициент продольного изгиба ребра).

Проверка на срез сварных швов прикрепления опорного ребра к стенке:

при срезе по металлу шва

 

; (4.30)

 

при срезе по металлу границы сплавления

 

. (4.31)

 

Здесь предполагается, что длина шва , иначе в формулы следует подставить длину шва.

Проверка выполнения конструктивных ограничений:

 

; . (4.32)

 

Опирания и сопряжения балок