4.2.11 Проверка местной устойчивости стенки (общие положения)

Стенка балки представляет собой длинную тонкую пластинку, испытывающую действие касательных и нормальных напряжений, которые могут вызвать потерю ее устойчивости. Для обеспечения устойчивости стенки балки рационально не утолщать стенку, а укреплять ее поперечными ребрами (рисунок 2.3), а при необходимости и продольными ребрами жесткости. Поперечные ребра располагаются перпендикулярно сечению сжатого пояса балки, и размещаются по длине стенки, а продольные – между поперечными, ребрами вдоль стенки перпендикулярно поперечным. По нормам поперечные ребра жесткости необходимы:

а) при действии местной нагрузки на стенку балки, когда _loc ≠ 0, например, при этажном опирании балок настила, если условная гибкость стенки больше 2,2

= (h_w / t_w) > 2,2; (2.23)

б) при отсутствии местной нагрузки, когда _loc = 0, например, при креплении балок настила к поперечным ребрам (см. рисунок 2.6 б, часть 2), если условная гибкость стенки больше 3,2

= (h_w / t_w) > 3,2. (2.24)

Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2h_w при ≥ 3,2 и 2,5h_w при < 3,2.

В зоне развития пластических деформаций α_p поперечные ребра жесткости необходимо ставить под каждой сосредоточенной нагрузкой (в местах опирания балок настила на главную балку). Зона развития пластических деформаций расположена в середине пролета главной балки. Длину зоны развития пластических деформаций можно определить по формуле:

α_p = l , (2.25)

где R_y – расчётное сопротивление стали пояса (см. пояснения к формуле (2.14)).

При отрицательном значении под корнем α _p = 0.

Вне зон пластического деформирования поперечные ребра рационально ставить не под каждую балку. Часто это расстояние принимают кратным шагу балок и ребра размещают под балками через одну (см. рисунок 2.3, часть 2), две, иногда три балки, но не более 2h_w при ≥ 3,2 и 2,5h_w при < 3,2, располагая их симметрично по обе стороны относительно оси симметрии главной балки. Для дальнейших расчётов необходимо выполнить эскиз расположения рёбер балки до оси симметрии (рисунок 2.3) с указанием места изменения сечения и мест опирания балок.

При установке поперечных ребер под каждой опирающейся балкой для дальнейшего анализа напряженного состояния стенки можно считать, что σ_loc = 0. При сопряжении в одном уровне или пониженном сопряжении ребра могут использоваться для крепления примыкающих балок (рисунок 2.6 б,в), в этом случае также _loc = 0.

Ребра жесткости принимают парными (см. рисунок 2.3, сечение 1 – 1 (вариант 1)) или односторонними (рисунок 2.3, сечение 1 – 1 (вариант 2)) и выполняют из листов (рисунок 2.3). Односторонние ребра жесткости применяют при этажном сопряжении главных балок и балок настила. При сопряжении балок настила и главных балок в одном уровне или при пониженном сопряжении удобно ставить двусторонние ребра жесткости, которые в данном случае выполняют и роль элементов, к которым можно прикреплять балки настила или вспомогательные балки с двух сторон главной балки. Ширина выступающей части должна быть не менее:

для парного симметричного ребра (рисунок 2.3, сечение 1 – 1 (вариант 1))

b_h ≥ (h_w / 30) + 25 (мм); (2.26)

для одностороннего ребра (рисунок 2.3, сечение 1 – 1 (вариант 2))

b_h ≥ (h_w / 24) + 40 (мм), (2.27)

ширину ребра принимают кратной 1 см.