2015-02-14
16986
Общая устойчивость балки считается обеспеченной при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также, если соблюдается условие: отношение расчетной длины участка балки lef между связями, препятствующими поперечным смещениям сжатого пояса балки, к его ширине bf не превышает критическое значение, определяемое по формуле
где lef = 3 м – расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений, равное шагу балок настила a 1.
Проверяем:
Общая устойчивость балки обеспечена.
В случае невыполнения условий необходимо проверить устойчивость балки по формуле:
где φb – коэффициент устойчивости при изгибе
Wc – момент сопротивления сечения относительно оси x-x, вычисленный для сжатого пояса;
gс = 0,95 – коэффициент условий работы при расчетах на общую устойчивость при jb < 1
|
Проверка прочности и прогиба балки. Проверка прочности сводится к проверке наибольших нормальных, касательных напряжений, их совместного действия и при упругопластической работе материала балки к устойчивой работе стенки в области пластических деформаций по формуле: В разрезных балках места наибольших нормальных и касательных напряжений обычно не совпадают, их проверяют раздельно по формулам Однако по всей длине балки (за исключением особых сечений, в которых М или Q равны нулю) изгибающие моменты и поперечная сила действуют совместно. Поэтому в дополнение к раздельным проверкам или внутренних рисок поясных заклепок или болтов по высоте. > < Приведенные напряжения определяют по формуле Если эта проверка не выполняется, то стенку балки необходимо укрепить ребром жесткости, верхний конец которого пригоняется к нагруженному поясу балки. Это ребро через свой пригранный торец воспринимает сосредоточенное давление и прикрепленное к стенке балки сварными швами или заклепками плавно распределяет его на всю вы соту стенки балки. При наличии таких ребер стенки балок на действие местных напряжений не проверяют прогиб балок определяют от действия нормативной нагрузки методами строительной механики; прогиб не должен превышать значений, указанных в СНиП. Прогиб составных балок можно не проверять, если фактическая высота балки больше минимальной |
(1) где 
— расчетные нормальные и касательные напряжения в краевом участке стенки балки на уровне поясных швов (или заклепок). По формуле (1) проверяют переход материала в данной точке в пластичное состояние от совместного действия нормальных и касательных напряжений. При опирании на верхний пояс балки конструкции, передающей неподвижную сосредоточенную нагрузку, необходима дополнительная проверка стенки балки на местные сминающие стенку напряжения (рис. 7.15):Поняттие о местной устойчивости элементов стальных балок. Обеспечение местной устойчивости элементов составных балок. Укрепление балок ребрами жесткости.
Стальные балки, особенно составные, выполняются из нескольких относительно тонких пластинок, соединенных в единое целое уже при прокате с помощью сварки или болтов. При загружении отдельные зоны сечения могут оказаться сжатыми и выпучиться из плоскости пластинки. Это явление называется потерей местной устойчивости.
Потерявшие местную устойчивость зоны перестают воспринимать приходящуюся на них долю нагрузки и перераспределяют ее на сохранившие местную устойчивость участки сечения. Кроме того, потеря местной устойчивости носит случайный характер, делает сечение несимметричным, может вызывать косой изгиб вместо плоского и закручивание. Перегрузка и ухудшение условий работы сечения быстро приводят к потере общей устойчивости и разрушению конструкций.
Сжатие в поясе балки создается нормальными напряжениями 
в стенке – нормальными касательными 
местными (от сосредоточенной нагрузки) напряжениями 
Обозначим соответствующие критические напряжения, способные, действуя отдельно, вызвать потерю местной устойчивости 
. Условия сохранения местной устойчивости будут иметь вид
, 
, 
. Потеря местной устойчивости не опасна, если критические напряжения будут выше соответствующих расчетных сопротивлений:
, 
, 
,
так как вначале будут достигнуты расчетные сопротивления и исчерпана прочность.
Местные критические напряжения все зависят от гибкости пластинки (размер/толщина) в степени – 2. Повышение местных критических напряжений требует увеличения толщины пластинок. Это и есть первый способ обеспечения местной устойчивости элементов балок.
Вторым способом повышения местной устойчивости является введение в конструкцию балок элементов, направленных перпендикулярно к самой большой пластине балки – стенке. Эти элементы, связанные со стенкой и называемые ребрами жесткости, делят стенку на отдельные отсеки, стесняют ее поперечные деформации, улучшают условия закрепления и местную устойчивость. Система ребер жесткости балки приведена на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Ребра жесткости составных стальных балок: 1 – горизонтальные;
2 – дополнительные; 3 – основные поперечные; 4 – опорные
Горизонтальные ребра жесткости обеспечивают местную устойчивость сжатой зоны стенки; дополнительные – ставятся под местные нагрузки; основные поперечные, – кроме того, обеспечивают местную устойчивость стенки от действия касательных напряжений. Опорные ребра жесткости передают опорную реакцию на всю высоту балки. В местах постановки дополнительных, основных поперечных и опорных ребер жесткости местные напряжения от сосредоточенных нагрузок 
не учитываются.
ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ. Классификация. Устойчивость сжатых элементов.
Колоннами называют элементы конструктивных комплексов, передающие нагрузку от вышележащих конструкций на фундаменты и работающие при этом на сжатие. В их состав входят оголовок, стержень, база. Оголовок воспринимает нагрузку от вышележащих конструкций и распределяет ее по сечению стержня.
Стержень передает нагрузку на базу. База распределяет нагрузку на необходимую площадь фундамента и позволяет прикрепить колонну к нему.
Концы колонн могут быть закреплены жестко, шарнирно или быть свободны. Крепление базы к массивному фундаменту осуществляется с помощью анкерных болтов.
Стержни колонн могут быть прокатными и составными. Прокатные стержни центрально-сжатых стальных колонн могут выполняться из двутавров обыкновенных и с параллельными гранями полок типов Б, Ш, К и труб. Обыкновенные двутавры, а такжетипы Б и Ш имеют небольшой радиус инерции относительно оси у и ограниченнуюплощадь поперечного сечения, что сужает область их применения. В двутаврах типа К этинедостатки в значительной мере устранены, тем не менее их размеры и сеченияограничены стандартом, и сечение это неравноустойчивое в разных направлениях.
По геометрическим характеристикам трубчатое сечение близко к идеалу при равных расчетных длинах в разных направлениях, но примыкание балок к колоннам сбоку усложняет конструкцию. Составные сечения стержней центрально-сжатых колонн могут сплошными и сквозными.
В сквозных стержнях колонн связь между отдельными частями сечения – ветвями – осуществляется в отдельных точках, с использованием раскосной или безраскосной решеток. Сквозные сечения позволяют при небольшой площади иметь большие его габариты и значительные радиусы инерции. Жесткость связей в отдельных точках меньше, чем сплошной связи.
