Проверка устойчивости стенок и поясов.

Расчетные размеры проверяемых на устойчивость стенок и поясных листов (полок) двутаврового составного сечения (рисунок 21) следует принимать согласно рис. 21 [18]

Рисунок 21

Устойчивость стенок внецентренно-сжатых элементов следует считать обеспеченной, если условная гибкость стенки   не превышает значений предельной условной гибкости , определяемых по формулам таблицы 16.

Таблица 16

 

Тип сече-ния	Схема сечения и эксцентриситет	Условия применения формул		Предельная условная гибкость стенки
1		для двутавра		(47)
				(48)
2				(49)

   

Обозначения, принятые в таблице 16 :

 ‒ условная гибкость стержня в плоскости действия момента;

‒ коэффициент, определяемый по таблице 17 в зависимости от α;

(здесь  ‒ наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком " плюс" и вычисленное без учета коэффициентов  ;

− соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки;

 (здесь  ‒ среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении).

Примечания

1. Для сечений типа I при значениях   или  значения  следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными согласно таблицы 18 и по формулам (47) (48) соответственно.

2. Для сечения типа 2 при  значения  следует определять дважды: согласно таблицы 18 и с использованием формул (47) (48); при  ‒ линейной интерполяцией между значениями  , вычисленными при .

Таблица 17

Таблица 18

Сечение	Условная гибкость элемента	Предельная условная гибкость стенки
	≤ 2	(50)
	> 2	(51)
Обозначения, принятые в таблице 18:  ‒ условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии. Примечание Знак " ≤ " в формуле означает, что значение  в случае его превышения при расчете по формуле следует принимать равным указанному в правой части.

 

При выполнении условия   предельную условную гибкость , вычисленную по формулам (47) и (48) таблицы 16, допускается увеличивать путем определения ее по формуле

(52)

где  и ‒ значения , вычисленные по формулам (47) (48) и (49) таблицы 16.

При выполнении условия  значение следует принимать равным  .

Стенки внецентренно-сжатых колонн сплошного сечения при   следует, как правило, укреплять поперечными ребрами жесткости с шагом от до ; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части  должна быть для парного симметричного ребра не менее  мм, для одностороннего ребра ‒ не менее мм; толщина ребра

Толщина стенки из условия местной устойчивости получается достаточно большой, что делает сечение неэкономичным. В ряде случаев целесообразно уменьшить толщину стенки и обеспечить ее устойчивость постановкой продольных ребер жесткости, расположенных с одной (рисунок 22) или двух сторон (рисунок 23).

Рисунок 22	Рисунок 23

 

Продольные ребра включаются в расчетное сечение колонны.

При укреплении стенки внецентренно-сжатого элемента продольным ребром жесткости с моментом инерции , расположенным посередине стенки, наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рассматривать как самостоятельную пластинку и проверять по формулам таблицы 16.

Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать как для поперечных ребер (см. выше).

Постановка продольных ребер жесткости значительно увеличивает трудоемкость изготовления колонны и целесообразна только при большой (свыше 1000 мм) ее ширины.

Поэтому, в случаях, когда фактическое значение условной гибкости стенки  превышает предельное значение , вычисленное для сечений типа I по формулам таблицы 16, а для сечения 2 с учетом примечания 2 таблицы 16 (при ), допускается проверку устойчивости стержня по формуле (39), а также при  по формуле (42) выполнять с учетом расчетной уменьшенной площади . В этом случае неустойчивую часть стенки считают выключившейся из работы (рисунок 24 ).

Рисунок  24

Значение  для двутаврового сечения следует вычислять по формуле

(53)

где  и  ‒ расчетная и уменьшенная высота стенки, расположенной параллельно плоскости, в которой проверяется устойчивость.

Значение  для внецентренно-сжатых элементов двутаврового сечения следует вычислять по формуле

(54)

где при  следует принимать .

Исключение части стенки из расчетного сечения учитывается только при определении площади сечения А; все прочие геометрические характеристики определяются для целого сечения.

Устойчивость поясов (полок) внецентренно-сжатых стержней с гибкостью  следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса полки (см. рис. )  не превышает значений предельной условной гибкости , определенной по формуле таблицы 19.

Таблица 19

 

Обозначения, принятые в таблице 19 :

 ‒ предельное значение условной гибкости свеса поясного листа центрально-сжатого элемента, определяемое по формуле , в которой при значениях  или  следует принимать соответственно  или .

Примечание

При  значения  следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными по формулам настоящей таблицы, и по формуле  (при ) соответственно. Здесь ‒ напряжение в сжатом поясе, определяемое по формуле .

При назначении сечений внецентренно-сжатых элементов по предельной гибкости значения предельных условных гибкостей стенки , определяемых по формулам таблицы 16, а также поясов  , определяемых по формуле таблицы 19, допускается увеличивать умножением на коэффициент  (здесь  ‒ меньшее из значений , использованное при проверке устойчивости элемента), но не более чем в 1, 25 раза.

Практический подбор сечения сплошных колонн удобно выполнять в следующем порядке.

По методике, изложенной выше, находят коэффициент приведения µ и определяют .

В соответствии с формулой (39) требуемая площадь сечения

(56)

Для симметричного двутавра  где h – высота сечения колонны.

В таком случае

(57)

По полученным значениям  по таблице Д.2 [18] определяют коэффициент  . В первом приближении можно принять соотношение площадей полки   и стенки :  Зная величину приведенного эксцентриситета  и условную гибкость  по таблице Д.3 [18] получим значение коэффициента  и по формуле (50) требуемую площадь сечения .

По требуемой площади сечения .подбирают по сортаменту прокатный двутавр с параллельными гранями полок (типа Ш) или компонуют сечение из трех листов. Наиболее выгодным по расходу стали является тонкостенное сечение. Однако минимальная толщина листов ограничивается условиями местной устойчивости.

Затем делается проверка прочности и устойчивости.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: