Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости

4.46. 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 обязательному приложению 16*.

4.47*. Устойчивость пластинок ортотропных плит допускается обеспечивать назначением отношения их толщины к ширине в соответствии с п. 4.45*, при этом:

для полосовых продольных ребер коэффициент a следует определять по формуле (180) при коэффициенте защемления n_s и свесе полки тавра b_h (черт. 12, а), равном 0,5 h_w при r₂ t_h ³ h_w или r₁ t_h при r₂ t_h < h_w;

для участка листа ортотропной плиты между соседними продольными полосовыми ребрами коэффициент a следует определять по формуле (181) при коэффициенте защемления , высоте стенки h_w, равной расстоянию между продольными ребрами, и свесе полки b_h, равном высоте продольного ребра (черт. 12, б), но не более x₁t_h; здесь x₁ и x₂ - коэффициенты, определяемые по п. 4.55*.

Черт. 12. Схемы расчетных сечений пластинок ортотропных плит

Расчетные длины

4.48. Расчетные длины l_ef элементов главных ферм, за исключением элементов перекрестной решетки, следует принимать по табл. 69.

Таблица 69

Направление продольного изгиба	Расчетная длина lef
поясов	опорных раскосов и опорных стоек*	прочих элементов решетки
1. В плоскости фермы	l	l	0,8 l
2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы)	l1	l1	l1

В табл. 69 обозначено:

l - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

l₁ - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы.

___________

* Расчетную длину опорных раскосов и опорных стоек у промежуточных опор неразрезных пролетных строений следует принимать как для прочих элементов решетки.

4.49. Расчетную длину l_ef элемента, по длине которого действуют разные сжимающие усилия N₁ и N₂ (причем N₁ > N₂), из плоскости фермы (с треугольной решеткой со шпренгелем или полураскосной и т.п.) следует вычислять по формуле

, (182)

где l₁ - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы.

Расчет по устойчивости в этом случае следует выполнять на усилие N₁.

Применение формулы (182) допускается при растягивающей силе N₂, в этом случае значение N₂ следует принимать со знаком «минус», а l_ef ³ 0,5 l₁.

4.50. 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 табл. 70;

для растянутых элементов - равными полной геометрической длине элемента (l_ef = l₁, где l₁ см. табл. 69).

Таблица 70

Конструкция узла пересечения элементов решетки	Расчетная длина lef из плоскости фермы при поддерживающем элементе
растянутом	неработающем	сжатом
Оба элемента не прерываются	l	0,7 l1	l1
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:
рассматриваемый элемент не прерывается	0,7 l1	l1	1,4 l1
рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой	0,7 l1	-	-

4.51. 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.

4.52. 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

l_ef = m l, (183)

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;

m - коэффициент расчетной длины.

Коэффициент расчетной длины m для поясов балок и ферм с параллельными поясами, а также для фермы с полигональным или балки с криволинейным верхним поясом следует определять по табл. 71, при этом наибольшее перемещение d следует принимать для рамы, расположенной посредине пролета.

Таблица 71

x	Коэффициент m
	0,696
	0,524
	0,443
	0,396
	0,353
	0,321
	0,290
	0,268
	0,246
	0,225
	0,204
	0,174
Св. 1000	0,174

В табл. 71 обозначено:

,

где d - расстояние между рамами, закрепляющими пояс от поперечных горизонтальных перемещений;

d - наибольшее горизонтальное перемещение узла рамы (исключая опорные рамы) от силы F = 1;

l_m - среднее (по длине пролета) значение момента инерции сжатого пояса балки (фермы) относительно вертикальной оси.

Примечания: 1. Если полученная по данным табл. 71 расчетная длина l_ef < 1,3d, то ее следует определять из расчета по устойчивости стержня на упругих опорах.

2. Для промежуточных значений x коэффициент m следует определять по линейной интерполяции.

4.53*. Расчет арок по устойчивости выполняется на ЭВМ 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_ef в ее плоскости по формуле

, (184)

где l - длина пролета арки;

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

x - коэффициент, принимаемый по табл. 72.

Значение x для двухшарнирной арки переменного сечения при изменении ее момента инерции в пределах ±10 % среднего его значения по длине пролета допускается определять по поз. 4 табл. 72, принимая при этом Еl_bog в четверти пролета.

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

Таблица 72

Тип арки	Коэффициент x
1. Двухшарнирная с ездой понизу с гибкой затяжкой*, соединенной с аркой подвесками	x = 2x1
2. Бесшарнирная	x = 2x1 + ax1
3. Трехшарнирная	Меньшее из x = x1 и x = x2
4. Двухшарнирная с неразрезной балкой жесткости, соединенной с аркой стойками	x = x1 + (0,95 + 0,7a^2)b x1

В табл. 72 обозначено:

x₁, x₂ - коэффициенты, принимаемые по табл. 73*;

a - см. формулу (184);

; здесь I_bal и I_bog - 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 73*

a	Коэффициенты	a	Коэффициенты
x1	x2	x1	x2
0,1	28,5	22,5	0,5	36,8	44,0
0,2	45,4	39,6	0,6	30,5	-
0,3	46,5	47,3	0,8	20,0	-
0,4	43,9	49,2	1,0	14,1	-

Примечание. Для промежуточных значений a коэффициенты x₁ и x₂ следует определять по линейной интерполяции.

4.54. Расчетную длину l_ef элементов продольных и поперечных связей с любой решеткой, кроме крестовой, следует принимать равной:

в плоскости связей - расстоянию l₂ между центрами прикреплений элементов связей к главным фермам или балкам, а также балкам проезжей части;

из плоскости связей - расстоянию l₃ 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_ef 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 l₃; для сжатых элементов - по табл. 70, 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 l₁ - расстояние l₃.

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_ef = 0,6 l. Радиус инерции сечений следует принимать минимальный (i = i_min).

4.55*. 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

l_ef = m l_c, (185)

где m - коэффициент расчетной длины;

l_c - длина опорной стойки балки, равная расстоянию от верха домкратной балки до верхнего пояса или до ближайшего узла поперечных связей.

Коэффициент расчетной длины m опорной стойки следует определять по формуле

; (186)

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 (186) 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 b₁ = z₁t (здесь t - толщина сечения, z₁ - коэффициент, принимаемый по табл. 74*).

Таблица 74*

Марка стали	Значение коэффициента z1
16Д
15ХСНД
10ХСНД, 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс	11,5

Таблица 75*

Марка стали	Значение коэффициента z2
16Д
15ХСНД
10ХСНД, 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс

При определении площади, момента инерции и радиуса инерции опорной стойки с несколькими ребрами жесткости при расстояниях между ними b₂ = z₂t (здесь z₂ - коэффициент, принимаемый по табл. 75*) в состав ее сечения следует включать все указанные ребра жесткости, участки стенки между ними, а также примыкающие с внешней стороны к крайним ребрам жесткости участки стенки шириной b₁ = z₁t, где z₁ следует принимать по табл. 74*.