IX , Iy , Wx , Sx, Sf (статичний момент одного поясу відносно осі х-х).

Фактичне значення W_x повинно бути більшим за W_необх, яке визначалося на початку: W_x  W_необх .

8. Виконуються перевірки підібраного перерізу балки:

а) на міцність за _max і за _max аналогічно прокатним балкам (при цьому перевірка за _max виконується на даному етапі розрахунку тільки для балок постійного перерізу);

б) на загальну стійкість;

в) на жорсткість. Якщо h  h_min , то виконувати перевірку жорсткості не обов’язково.

6.3. Зміна перерізу по довжині балки

П окажемо розрахункову схему балки і проаналізуємо епюри зусиль.

Згинаючий момент М зменшується від середини до опор. Переріз балки підбирається за М_max і має значний запас міцності в інших перерізах. З метою економії сталі переріз балки можна зменшувати у напрямку зменшення моменту, тобто від середини до опор.

Зміну перерізу можна здійснювати двома способами:

1. зменшенням висоти стінки;

2. зменшенням перерізу поясів.

П ерший спосіб використовується рідко, оскільки така балка незручна у виготовленні.

Як правило, використовують другий спосіб, змінюючи ширину поясів b_f, а товщину t_f залишають постійною.

З міну перерізу в балках виконують при l>10…12 м. При l<30м переріз поясу змінюють тільки один раз (по одну сторону від середини балки), оскільки друга зміна перерізу дає тільки 3…4% економії сталі. Найбільш раціонально змінювати переріз поясів на відстані z = l/6 (від опор).

Поясні листи з'єднуються прямим стиковим швом. Для стиснутого поясу такий шов рівноміцний з основним металом: R_wy= R_y. Для розтягнутого поясу можливі два випадки:

а) якщо якість швів контролюється фізичними засобами контролю, то R_wy=R_y;

б) якщо контроль візуальний, то R_wy= 0,85R_y.

6.4. Перевірка та забезпечення місцевої стійкості елементів складеної зварної балки

Місцеве випучування окремих елементів в конструкції під дією стискаючих  і  називається втратою місцевої стійкості. Втрата місцевої стійкості є небезпечним фактором. Втративший місцеву стійкість елемент виключається з робочого перерізу. Переріз стає несиметричним. Центр згину зміщується, в результаті чого балка передчасно втрачає несучу здатність.

Для забезпечення місцевої стійкості повинні виконуватися певні конструктивні заходи.

А. Стиснутий пояс

Місцева втрата стійкості поясу може виникнути при дії стискаючих напружень. Покажемо схему втрати місцевої стійкості стиснутого поясу.

М ісцева стійкість поясу забезпечується обмеженням відношення розрахункового звисання пояса b_ef до його товщини t_f:

Як правило, місцева стійкість стиснутого пояса забезпечується при компоновці поперечного перерізу балки. В цьому випадку перевірка не потрібна.

Б. Стінка

Місцева втрата стійкості стінки може відбуватися від дії нормальних стискаючих напружень , дотичних напружень  та місцевих напружень _loc (під зосередженими силами).

Для забезпечення місцевої стійкості стінку укріплюють системою поперечних та поздовжніх ребер жорсткості (парних – з обох сторін симетрично, або односторонніх).

П окажемо приклади системи ребер (шви умовно не показані):

1 – поперечні основні ребра; 2 – внутрішні опорні ребра;

3 – поздовжні ребра; 4 – проміжні короткі ребра;

5 – зона дії великих згинаючих моментів.

Підвищення стійкості стінки за рахунок збільшення її товщини недоцільно, оскільки це призводить до перевитрат сталі.

Як правило, обмежуються постановкою тільки поперечних ребер.

Коли необхідно ставити поперечні ребра жорсткості?

Стінки балок необхідно укріплювати поперечними ребрами жорсткості, якщо значення умовної гнучкості стінки

_w>3,2 – при відсутності рухомого навантаження ;

_w>2,2 – при наявності рухомого навантаження на поясі балки.

де h_ef – розрахункова висота стінки.

В ідстань “а” між поперечними ребрами жорсткості не повинна перевищувати:

при _w 3,2 – a  2h_ef ;

при _w< 3,2 – крок “а” ребер не перевіряється, оскільки вони відіграють тільки конструктивну функцію (наприклад, для прикріплення балок настилу в одному рівні або під зосередженими силами).

Поздовжні ребра використовуються у високих балках при _w>6.

Ребра жорсткості виготовляють з листової сталі. Їх розміри призначаються:

• ширина парного ребра

h_ef

b_h   + 40 мм;

30

• т овщина ребра

.

Ребра жорсткості розділяють стінку на окремі прямокутні відсіки, стійкість яких перевіряється незалежно один від одного у відповідності з п.п.7.1…7.9 СНиП. Обов’язковій перевірці підлягають відсіки поблизу опори, в середині прольоту, в межах зміни перерізу балки.

Розміри відсіка:

а – відстань між осями ребер жорсткості;

h _ef – розрахункова висота стінки;

t_w – товщина стінки.

Місцева стійкість відсіку перевіряється за формулою:

д е  - стискаючі напруження на розрахунковій межі стінки

 - середнє дотичне напруження

_сг , _сг - критичні нормальні та дотичні напруження для відсіку (за формулами СНиП);

M, Q – момент і поперечна сила, які визначаються:

при a  h_ef – в середньому перерізі відсіка;

при a > h_ef – в середині більш напруженої ділянки відсіка довжиною h_ef.

П еревіряти відсіки стінок на стійкість не потрібно, якщо в балках з двосторонніми поясними швами:

_w  3,5 - при _loc=0;

_w  2,2 - при _loc0.