Проверка и обеспечение общей устойчивости балки

Общую устойчивость составных балок проверяют по формуле ,

Общую устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный.

Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балок

Местное выпучивание отдельных элементов конструкций под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений называется потерей местной устойчивости.

В балках потерять устойчивость могут сжатый пояс от действия нормальных напряжений и стенка от действия касательные или нормальных напряжений, а также и от их совместного действия.

Устойчивость сжатого пояса. Сжатый пояс представляет собой длинную пластинку, шарнирно прикрепленную своей длинной стороной к стенке балки и нагруженную равномерно распределенным по сечению пластины нормальным напряжением, действующим вдоль длинной стороны пластины.

Критическое напряжение потери устойчивости:

Приравнивая =R и производя преобразования, получаем: /

При работе пояса с учетом развития пластических деформаций устойчивость пояса ухудшается и свес пояса должен быть:

а при толстой стенке, наибольшее значение свеса пояса следует принимать:

где h₀ - расчетная высота балки; t_ст - толщина стенки балки.

В случае недонапряжения балки предельное значение b_св/t_п может быть увеличено умножением на , но не более чем на 25%.

Устойчивость стенки. Стенка представляет собой длинную тонкую пластину, испытывающую действие касательных и нормальных напряжений, которые могут вызвать потерю ее устойчивости. Но устойчивости стенки обычно добиваются не увеличением ее толщины (из-за больших размеров стенки этот путь привел бы к большому перерасходу материала), а укреплением ее специальными ребрами жесткости, расположенными нормально к поверхности выпучивания листа и увеличивающими жесткость стенки.

Потеря устойчивости стенки от действия касательных напряжений.

Вблизи от опоры балки стенка подвергаются воздействию значительных касательных напряжений, под влиянием которых она перекашивается и по направлению траекторий главных сжимающих напряжений сжимается.

Для балки, стенка которой не укреплена ребрами жесткости, критическое касательное напряжение, полученное с учетом упругого защемления стенки в поясах, выражается формулой:

Потеря устойчивости стенки балок симметричного сечения от дейст­вия нормальных напряжений. Ближе к середине балки влияние каса­тельных напряжений на стенку незначительно, здесь стенка подверга­ется главным образом воздействию нормальных напряжений от изгиба балки, которые могут вызвать потерю ее устойчивости. Значение критических нормальных напряжений зависит от закона распределения приложенных к кромкам прямоугольной пла­стинки-стенки нормальных напряжений, характеризуемого коэффициентом ; степени защемления стенки в поясах балки, харак­теризуемой коэффициентом ; случайных искривлений стенки

где наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки; - краевое напряжение на противоположной стороне стенки, взятое со своим знаком.

Так им об разом, только при соотношениях размеров стенки h₀/t_cr 5,5 потеря устойчивости от действия одних нормальных напря­жений становится возможной.

17. Балки с перфорированной стенкой*

Одним из прогрессивных направлений повышения эффективности двутавровых профилей проката является создание балок с перфориро­ванной стенкой (рис. 7.38). Такие балки образуются путем разрезки стенки двутавра по зигзагообразной линии с последующей раздвижкой и сваркой встык частей двутавров по выступам стенки. Бистальные балки. Мест­ная устойчивость элементов балки из высокопрочной стали относитель­но менее благоприятна по сравнению с устойчивостью этих же элементов, выполненных из обычной малоуглеродистой стали. Поэтому часто целесообразно использовать балки из двух марок стали различ­ной прочности —бистальные, в которых сталь повышенной прочности применяется только в наиболее напряженных участках поясов балок, а вся стенка и пояса — вблизи опор балки, т. е. участки балки, испыты­вающие меньшие нормальные напряжения, выполняются из стали мало­углеродистой.Работа такой балки отличается от работы обычных балок тем, что при действии расчетной нагрузки в крайних участках стенки, примыка­ющих к поясам из высокопрочной стали, может возникнуть текучесть материала стенки.

Дата добавления: 2015-09-01