Металеві конструкції

СТІЙКІСТЬ СТІНКИ

Напружений стан стінки складний. У ній діють як нормальні, так і дотичні напруження, спри­чинені згинальними моментами, місцевими на­вантаженнями та поперечними силами. При ви­соких рівнях напружень стінка може втрачати свою первинну плоску форму, тобто стійкість. Для підвищення стійкості стінки підкріплюють ребрами жорсткості. При втраті стінкою стійкості ребра залишаються прямолінійними і ділять стінку на відсіки. У розрахунках відсіки прий­мають незалежними один від одного.

Розглянемо відсік, розміщений посередині бал­ки. У межах відсіку діють згинальні моменти, близькі до максимальних, та невеликі перерізу­вальні сили (див. рис. 5.9, б, в), які зумовлюють відповідні нормальні та дотичні напруження. Впливом незначних дотичних напружень нех­туємо.

Стінка, як і розглянута вище поличка, є пря­мокутною пластинкою. Але схема її роботи інша. Стінка закріплена у поясах з обох сторін і роз­поділ нормальних напружень у ній нерівномірний. Нижня частина стінки розтягнена і тому стійка. Втрата стійкості можлива лише у верхній, стис­неній частині стінки.

Оскільки стінка частково затиснена у полич­ках, то критичні напруження ссг залежатимуть не тільки від її власних розмірів, тобто зведеної

• т h<f

Але и від розмірів поли­

Чок, їхньої здатності протистояти скручуванню. У нормах вплив поличок прийнято враховувати введенням коефіцієнта есг.

Опускаючи доведення, записуємо значення критичних напружень:

Значення коефіцієнта ссг для зварних балок приймають залежно від коефіцієнта 5 такими:

4,0 6,0 34,6 34,8

Де

8 = Р-

Bf і tf — відповідно ширина й товщина стис­неної полички балки; h„. і tw — висота й товщина стінки; р — коефіцієнт, що враховує конструк­тивні особливості балок та умови роботи стисне­ного поясу, які наведені нижче:

TOC o "1-3" h z Балки Умова роботи стисненого поясу (і

Підкранові Кранові рейки неприварені 2

Кранові рейки приварені сю

Інші Неперервне спирання плит °°

Інші випадки 0,8

Причому для всіх відсіків підкранових балок, завантажених зосередженим навантаженням на нижньому поясі, р = 0,8.

Умова перевірки стійкості стінки при дії нор­мальних напружень:

О < аг1. • уг,

Де о — найбільші стискальні межі стінки.

Для зварних балок:

М

О = - ту.

Де М — середнє значення згинального моменту в межах відсіку", у — відстань від центра ваги перерізу до межі стінки (для симетричних пере­різів у = 0,5/іш).

У випадках, коли умова (5.59) не задоволь­няється, можлива втрата стійкості стінки. При цьому у стисненій зоні стінка набирає форми по­здовжньої хвилі (рис. 5.11). Частіше розміщення поперечних ребер майже не поліпшує стійкості, оскільки на ребра припадають вузли хвилі. Не­обхідно передбачити поздовжнє ребро у зоні найбільш імовірної втрати стійкості стінкою (рис. 5.12). Найчастіше поздовжні ребра розташо­вують на відстані bl = (0,2...0,25) /і„, від стисненого поясу.

Розміри поздовжніх ребер та стійкість ново­утворених відсіків стінки перевіряють згідно з ре­комендаціями норм.

Зазначимо, що виконання поздовжніх ребер дуже трудомістке через зростання кількості швів. Тому застосовують їх лише у виняткових випад­ках. Доцільніше дещо збільшити товщину стінки.

У приопорних відсіках діють великі дотичні напруження х. Під їх дією відсік стінки скошує­ться і може втрачати стійкість (рис. 5.13). Зна­чення критичних напружень залежить від роз­мірів відсіку стінки, обмеженого поличками і реб­рами, а саме від умовної гнучкості стінки:

А лЦк,

Tw Е

Де d — менша сторона відсіку стінки h,,s чи а.

Значення критичних напружень обчислюють за формулою

Хсг = 10,3

Де р — відношення більшої сторони відсіку до меншої.

Умова, за якої стійкість забезпечена:

Т<тсг-Ус, (5.63)

Q

Середні напруження зсуву у ме­

Жах стінки; Q — середнє значення перерізуваль­ної сили зсуву у межах відсіку.

Найчастіше у відсіку одночасно діють як зги­нальні моменти, так і перерізувальні сили. У цьому випадку перевірка стійкості виглядатиме так: