6.3.4 Совместное действие изгибающего момента и сдвига в вертикальной плоскости

(1) Если расчетная поперечная сила V_а,Ed превышает половину расчетной несущей способности стального сечения на сдвиг в пластической стадии V_pl,a,Rd, то следует учесть ее влияние на несущую способность по изгибающему моменту.

(2) Влияние сдвига в вертикальной плоскости на несущую способность по изгибающему моменту может быть учтено по 6.2.2.4(2), со следующими изменениями. В формуле (6.5) отношение V_Ed/V_pl,Rd заменяют на V_a,Ed/V_pl,a,Rd при определении уменьшенного расчетного сопротивления для площади сдвига стального сечения. Затем вычисляют расчетную уменьшенную несущую способность по изгибающему моменту в пластической стадии М_Rd в соответствии с 6.3.2.

6.4 Потеря устойчивости плоской формы изгиба с закручиванием сталежелезобетонных балок

6.4.1 Общие положения

(1) Стальную полку, прикрепленную к бетонной или сталежелезобетонной плите посредством объединительных деталей в соответствии с 6.6, можно считать устойчивой к смещению из плоскости изгиба при условии, что бетонная плита также устойчива к такому смещению.

(2) Во всех других случаях сжатые стальные полки следует проверять на устойчивость из плос­кости изгиба.

(3) Методы, приведенные в EN 1993-1-1, 6.3.2.1-6.3.2.3 и для более общих случаев — в 6.3.4, применяют для расчета стальных сечений на усилия, действующие в сталежелезобетонном сечении, учитывая влияние последовательности возведения в соответствии с 5.4.2.4.

(4) Для расчета сталежелезобетонных балок зданий с поперечными сечениями класса 1, 2 или 3 и с постоянным по длине стальным сечением можно применять метод, приведенный в 6.4.2.

6.4.2 Проверка устойчивости плоской формы изгиба с закручиванием сталежелезобетонных неразрезных балок зданий с поперечными сечениями классов 1, 2 и 3

(1) Расчетную несущую способность по устойчивости плоской формы изгиба нераскрепленной из плоскости неразрезной сталежелезобетонной балки (или балки каркаса, являющейся сталежелезобетонной по всей длине) с поперечными сечениями класса 1, 2 или 3 и с постоянным по длине стальным сечением следует определять по формуле

, (6.6)

где _LT — понижающий коэффициент при потере устойчивости плоской формы изгиба, зависящий от условной гибкости ;

M_Rd — расчетная несущая способность при отрицательном изгибающем моменте, действующим на соответствующей промежуточной опоре (или в узле сопряжения балки с колонной).

Значения понижающего коэффициента _LT можно определить по EN 1993-1-1, 6.3.2.2 или 6.3.2.3.

(2) Для поперечных сечений класса 1 или 2 значения M_Rd следует определять в соответствии с 6.2.1.2 — для балок, несущая способность по изгибающему моменту которых определяется с учетом пластических свойств материалов, или в соответствии с 6.2.1.4 — для балок, несущая способность по изгибающему моменту которых устанавливается на основе нелинейных свойств материалов, или в соответствии с 6.3.2 — для балок с обетонированием стенки, с расчетным значением предела текучести f_yd, установленным с использованием частного коэффициента безопасности приведенного в EN 1993-1-1, 6.1(1).

(3) Для поперечных сечений класса 3 значения M_Rd следует определять по формуле (6.4), но принимая их как значения расчетного отрицательного изгибающего момента, соответствующего достижению, или растягивающего напряжения f_sd в арматуре, или сжимающего напряжения f_yd в крайнем нижнем волокне стального сечения (принимается по меньшему из этих двух значений); значение f_yd следует определять с использованием частного коэффициента безопасности приведенного в EN 1993-1-1, 6.1.

(4) Условную гибкость следует определять по формуле

, (6.7)

где M_Rk — несущая способность сталежелезобетонного сечения по изгибающему моменту с использованием характеристических свойств материала;

М_cr — критический момент потери устойчивости плоской формы изгиба с закручиванием в упругой стадии, определяемый на промежуточной опоре того пролета, где отрицательный изгибающий момент имеет наибольшее значение.

(5) Если плита объединена с одним или более опорными стальными элементами, расположенным практически параллельно рассматриваемой сталежелезобетонной балке, и выполняются условия 6.4.3 в), д) и е), то критический момент М_cr в упругой стадии может быть определен по модели «неразрезной перевернутой U-образной рамы». Как показано на рисунке 6.11, данная модель учитывает смещение нижней полки из плоскости, возникающее от изгиба стальной стенки, и поворот верхней полки, которая препятствует изгибу плиты.

1 — трещины

Рисунок 6.11 — Перевернутая U-образная рама ABCD, препятствующая потере

плоской формы изгиба с закручиванием

(6) Модель в виде U-образной рамы может быть представлена одной балкой, на уровне верхней полки которой предусмотрено закрепление, имеющее погонную вращательную жесткость k_s:

, (6.8)

где k₁ — изгибная жесткость бетонной или сталежелезобетонной плиты с трещинами в направлении поперек стальной балки, которую можно принять равной

, (6.9)

здесь  = 2 — для крайних балок с консольным свесом плиты или без него и  = 3 — для промежуточных балок. При четырех и более однотипных промежуточных балках в плоскости перекрытия  = 4;

a — расстояние между смежными балками;

(EI)₂ — изгибная жесткость на единицу ширины бетонной или сталежелезобетонной плиты с трещинами, принимаемая равной наименьшему из значений жесткостей в середине пролета при положительном моменте и равной значению на опоре при отрицательном моменте;

k₂ — изгибная жесткость стальной стенки балки без обетонирования стенки:

, (6.10)

здесь     — коэффициент Пуассона для конструкционной стали;

h_s и t_w определены на рисунке 6.11.

(7) Для стальной балки с обетонированием стенки в соответствии с 5.5.3(2) при определении изгибной жесткости k₂ влияние бетона замоноличивания может быть учтено по следующей формуле:

, (6.11)

где n — коэффициент приведения при длительных воздействиях в соответствии с 5.4.2.2;

b_c — ширина бетона замоноличивания, см. рисунок 6.8.

(8) При определении M_cr по модели с U-образной рамой можно учесть благоприятное воздей­ствие крутильной жесткости Сен-Венана G_aI_at стального сечения.

(9) Для стальной балки с обетонированием стенки с незамкнутыми хомутами, приваренными к стенке, или замкнутыми хомутами, крутильная жесткость бетона может быть добавлена к крутильной жесткости G_aI_at стального сечения. Эту добавочную крутильную жесткость следует принимать равной G_сI_сt /10, где G_с — модуль сдвига бетона, принимаемый равным 0,3E_a/n (здесь n — коэффициент приведения при длительных воздействиях), а I_сt — постоянная кручения Сен-Венана бетона замоноличивания без трещин при ширине сечения b_c (см. рисунок 6.8).