Перевірка місцевої стійкості елементів балки

Місцеве випучування окремих елементів під дією стискуючих нормальних та дотичних напружень називається втратою місцевої стійкості.

В балках втратити стійкість можуть стиснутий пояс і стінка (від дії нормальних та дотичних напружень та їх сумісної дії).

Втрата стійкості будь-якого елемента балки може привести до втрати несучої здатності всієї балки, так як робочий переріз зменшується, стає несиметричним, центр згину зміщується.

Перевірку стійкості стиснутого пояса балки від дії нормальних напружень виконують за формулою:

, але не більш ніж (34)

де в_зв – звіс пояса;

t_n – товщина пояса.

Стінка балки має вигляд тонкої довгої пластини, що знаходиться під дією нормальних та дотичних напружень, що може викликати втрату стійкості стінки, але збільшувати товщину стінки економічно недоцільно, її стійкість збільшують постановкою вертикальних та горизонтальних ребер жорсткості, розташованих нормально до поверхні листа.

Ребра жорсткості ділять стінку на відсіки, які можуть втратити стійкість незалежно один від одного.

Згідно [1] стінку необхідно укріплювати ребрами жорстокості, якщо:

(35)

де (36)

В зоні урахування пластичних деформацій в стінці балки ребро жорсткості ставиться під кожним зосередженим вантажем, довжина цієї зони визначається за формулою:

(37)

Максимальна відстань між поперечними ребрами жорсткості:

, при

, при

Ребра жорсткості, як правило, розташовують з однієї сторони балки, шириною не менш ніж , товщина ребер .

Ребра приварюють до стінки суцільними односторонніми швами мінімальної довжини, не доводячи їх до поясних швів на 40-50 мм.

Поперечні ребра жорсткості збільшують критичні дотичні напруження, які знаходимо за формулою:

, де (38)

μ; – відношення більшої сторони перевіряє мого відсіка стінки до меншої;

;

d – менша з сторін перевіряє мого відсіка стінки.

Стінка може втратити стійкість від дії нормальних, дотичних, місцевих напружень або від їх сумісної дії.

Перевірку сумісної дії напружень виконують в першому від опори відсіці стінки, під першою від опори насилу за формулою:

(39)

де - дійсні нормальні напруження;

- дійсні середні дотичні напруження;

(40)

де F – зосереджене навантаження на стиснутий пояс балки;

(в – ширина пояса балки настила, t_f – товщина верхнього пояса головної балки) – умовна довжина розподілення навантаження F.

Критичні нормальні напруження за формулою:

(41)

при (α – ширина перевіряє мого відсіка);

де С_сr – коефіцієнт за [1] таблиця 21 (див. додаток 4 табл. 3), в залежності від коефіцієнта защемлення стінки:

(42)

де β=0,8;

в_f, t_f – відповідно ширина та товщина стиснутого пояса балки

при та відношенні більше значення, визначеного за [1] табл. 24 (див. додаток 4, табл. 4).

Критичні нормальні напруження визначають за формулою:

(43)

де С₂ – коефіцієнт за [1] табл. 25 (див. додаток 4, табл. 5);

Місцеві критичні нормальні напруження визначають за формулою:

(44)

де С₁ – коефіцієнт за [1] табл. 23 (див. додаток 4, табл. 6);

(при , замість а в формулу підставляють 0,5а, та при знаходженні С₁ в табл. 23).