2.6. Расчет местной устойчивости стенки балки

Расчет местной устойчивости стенки балки состоит из проверки устойчивости отдельных прямоугольных пластинок (отсеков) шириной a_i, равной расстоянию между осями поперечных уголков (ребер) жесткости, и высотой h, определяемой в зависимости от наличия или отсутствия продольных уголков (ребер) жесткости (рис. 9).

Грузоподъемность балки по местной устойчивости определяется в следующих случаях:

при отсутствии уголков (ребер) жесткости, при h  50;

при наличии вертикальных уголков (ребер) жесткости, расставленных с расстоянием а  2h или 2м;

при наличии вертикальных уголков (ребер) жесткости, расставленных на расстоянии 2м  а  2h, если h  65 - для стенок из низколегированной стали; h  80 - для стенок из углеродистой стали.

Устойчивость отсеков стенки проверяется по выражению

, (41)

где _x, _y, _xy – расчетные продольное краевое нормальное, поперечное нормальное и среднее касательное напряжения в сечении, расположенном посередине отсека при а  h или на расстоянии 0.5 h от края отсека при а  h (см. рис. 9 – в, г); ₀, Р₀ и ₀ критические продольное нормальное, поперечное нормальное и касательное напряжения, определяемые по приложению 5.

Рис. 9 Схема для расчета местной устойчивости стенки:

а), б) фасады балок с поперечными и продольными уголками (ребрами) жесткости и линии влияния изгибающего момента Мх (для отсеков, расположенных посередине балки) и перерезывающей силы Qx; в) схема отсека и сечения клепаной балки; г) схема отсека и сечения сварной балки; Lp – расчетная длина; х – расстояние от опорного сечения до вершины линии влияния, ai (при i = 1, 2, 3 ... )- ширина отсека;  - толщина отсека; h – высота стенки.

После преобразования выражения (41) допускаемая временная нагрузка k_му определяется:

• при непосредственном опирании поперечин на верхние пояса балок

k_му = ; (42)

• если поперечины непосредственно не опираются на верхние пояса балок

k_му = , (43)

где и - площади линий влияния изгибающего момента и перерезывающей силы для сечения посередине проверяемого отсека стенки балки, загружаемые вертикальной нагрузкой от подвижного состава (см. рис. 9); у₀ – расстояние от нейтральной оси балки до границы отсека стенки в пределах её высоты h; ₁ – коэффициент, характеризующий напряженное состояние стенки, определяемый по прилож. 5; I_бр – момент инерции брутто поперечного сечения балки; А_м – параметр, учитывающий сосредоточенное давление от непосредственного опирания мостовых поперечин на верхний пояс балок, принимаемый по прилож. 5 в зависимости от значений  и  линии влияния (см. рис. 9); _Р – коэффициент, учитывающий собственный вес балок: _Р = 1.1 при расчете балок длиной L_P  20 м; _Р = 1.11.2 при L_P = 2045 м (промежуточные значения определяются по интерполяции).

2.7. Расчет балок на выносливость

Расчет балок на выносливость производят по наиболее опасным сечениям, характеризующимися высокими концентрациями напряжений (места обрыва поясных листов, наложения поперечных сварных швов, расположенных в растянутой зоне балки и др.).

Допускаемая временная нагрузка k_в при этом определяется аналогично расчету на прочность с введением в формулу (24) коэффициента _в, понижающего расчетное сопротивление, и коэффициента, снижающего динамическое воздействие временной нагрузки , а также принятием n_K = n_P = 1,0:

Тогда

k_в = . (44)

Здесь  - переходный коэффициент, определяемый в зависимости от длины загружения линии влияния временной нагрузкой  = L_P по приложению 6; - суммарная нормативная интенсивность постоянных нагрузок; _в – коэффициент, определяемый по формуле

, (45)

где - эффективный коэффициент концентрации напряжений для рассматриваемого сечения, принимаемый по приложению 7; - коэффициент режима нагружения, принимаемый по приложению 7; - коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений, определяемый по формуле (для главных балок со сплошной стенкой)

_в = , (46)

где принятые обозначения рассмотрены выше.

Определение коэффициента производится методом последовательных приближений, при этом исходное значение принимается по приложению 7.

Расчет на выносливость производится в следующем порядке:

1. по формуле (44) определяется допускаемая временная нагрузка по выносливости К_В, соответствующая исходному значению (табл. П.7.3.);

2. с учетом полученного значения К_В по формуле (46) вычисляется коэффициент асимметрии цикла переменных напряжений ;

3. по формуле (45) определяется расчетное значение коэффициента .

Если расчетное значение отличается от исходного более чем на 5%, то корректируется исходное значение и расчет повторяется.