Конструкционная характеристика стали. Основы расчета стальных конструкций. Соединения стальных конструкций. Проектирование конструкций балочной клетки. Проектирование центрально сжатых стержней, страница 19

            Если имеются местные и значительные этажные нагрузки (σloc > Ry), то соответствующие ребра могут быть толще устанавливаемых по условной гибкости стенки. Их конструирование следует выполнять по аналогии с опорными частями балок (см. раздел 4.6.6).

            4.6.5. Местная устойчивость балки.

            Стенка является весьма гибким элементом сечения балки, особенно составной, и имеет склонность к потере местной устойчивости, которая, если проявляется, всегда связана с нарушением ее исходной плоской формы. В середине пролета балки, где наибольшими являются нормальные напряжения, сжатая зона стенки в запредельном состоянии выпучивается, например, по полуволновой форме рис.31.

            Вследствие этого нарушается симметрия сечения, симметрия нагрузки, резко снижается коэффициент общей устойчивости балки φb (см. раздел 4.6.3) и, как следствие, возможно ее обрушение. В приопорных сечениях балки, где наибольшими являются касательные напряжения, наблюдается диагональное «гофрение» стенки с очевидным проявлением направлений растяжения и сжатия, рис. 32.

            В направлении сжатой диагонали наблюдается выпучивание, потеря устойчивости стенки, а в направлении растянутой диагонали – активное сопротивление и работа на растяжение; происходит как бы переход от сплошной конструкции к некоторой «сквозной» - раскосной с сохранением несущей способности.

            Рассмотренные особенности деформирования стенки балки относятся к первой группе предельных состояний (как и любые иные склонности к неустойчивости). Для их предупреждения необходимо выполнение общего условия в форме [1, раздел 7]

,                                    (32)

            где - наибольшие нормальные напряжения в крайних сжатых волокнах стенки;

             - средние касательные напряжения в сечении стенки;

σloc – местные (локальные) напряжения в крайних волокнах сжатой зоны стенки. Все эти напряжения определяются как средние для некоторого расчетного отсека, представляющего собой наиболее нагруженный участок фактического (обрамленного поясами и смежными ребрами) с длиной (вдоль балки), не превышающей высоту стенки. Обычно рассматривают три фактических отсека – опорный, ближайший к середине пролета (или именно средний) и какой-либо характерный промежуточный, например, совпадающий с местом изменения сечения поясов. Общность выражения (32) достигается его применимостью во всех случаях при σw = 0 или τw = 0 или σloc = 0.

            Критические напряжения (все знаменатели в (32)) определяются в соответствии с рекомендациями [1, п. 7.4 и 7.6] и зависят от характера раскрепления сжатого пояса балки, толщины ее стенки и размеров фактического отсека. В случаях, когда проверка местной устойчивости не обеспечивается, не выполняется условие (32), можно увеличивать толщину стенки в целом или фрагментами, снижать шаг ребер жесткости а1 (наиболее логичное решение), вводить в сжатой зоне дополнительные продольные и поперечные (короткие) ребра.

            4.6.6. Проектирование опорных частей.

Как указывалось в п. 4.6.4, опорные части балок составного сечения обычно усиливаются ребрами, соответственно и называемыми, которые способствуют обеспечению их устойчивости и удобны для конструирования сопряжений. Опорные ребра могут быть внешними – рис. 33, и внутренними – рис. 33,б, но всегда в нижних торцах остроганы.

            Проектирование опорных частей включает подбор сечений ребер, назначение швов их креплений к стенке и проверку общей устойчивости.

            Площадь сечения опорного ребра Ао.р. определяется из условия его местной прочности при сжатии от Rг.б. (по типу (30))

.   (или  при а ≤ 1,5top и наличии строжки ребра).

            Здесь согласно [1, п. 7.12] Ry используется при а > 1,5 tо.р. Ширину ребра можно назначить достаточно произвольно 180 ≤ bo.p. ≤ 400, но лучше увязать с шириной поясов, например, при измененном сечении логично принять bo.p. = bf. Тогда . Ребро испытывает продольное сжатие, поэтому для обеспечения местной устойчивости его гибкость ограничивается