4.2.13 Проверка местных напряжений

При этажном опирании балок настила на главную балку и когда поперечные ребра не стоят под каждой опирающейся балкой настила, и при σ_loc ≠ 0 (см. рисунок 2.3а), необходимо, прежде всего, проверить стенку главной балки на местное смятие.

Прочность при действии местных сжимающихся напряжений проверяют по формуле:

σ_loc = F / (t_w l_ef) ≤ R_y γ_c, (2.34)

где F – расчетное значение нагрузки (силы), равна сумме опорных реакций опирающихся прокатных балок настила (нормальный вариант) F=2Q (здесь Q см. формулу (1.12), часть 1);

l_ef – условная длина распределения нагрузки, можно определить по формуле:

l_ef = b + 2h , (2.35)

где h – размер, равный сумме толщины верхнего пояса главной сварной балки t_f и катет поясного шва главной балки k_f . k_f предварительно можно принять по приложению И, таблица И.1, часть 1;

b – ширина полки опирающейся балки настила (см. нормальный вариант, принимается для принятого номера прокатного профиля балки настила по сортаменту прокатных балок приложение Г, таблица Г.1, часть 1.).

Кроме проверки по формуле (2.35), в местах приложения сосредоточенных нагрузок (прокатных балок настила), где нет поперечных рёбер (эти места указаны на рисунке 2.3 а двумя звездочками), производится проверка прочности при одновременном действии в стенке балки момента и поперечной силы по формуле (2.36)

σ_ef = 0,87·√σ²_х + σ²_loc − σ_x σ _loc + 3τ²_xy ≤ R_y _с, (2.36)

где σ_х = M^'' h_w / (2I_х) – нормальные напряжения в срединной плоскости стенки, параллельные продольной оси балки, у ее сопряжения с полкой;

τ_xy = Q^'' S_f / (I t_w ) – касательные напряжения в стенке в той же точке;

t_w, h_w – соответственно толщина и высота стенки главной балки;

S_f, I_х – значения величин S_f и I_х подсчитывают в сечении на расстоянии х₁ (рисунок 2.3а, и см. пояснения в тексте к формуле (2.20)), а в сечении на расстоянии х₂ (рисунок 2.3а) – I_х по формуле (2.12), S_f по формуле S_f=b_f·t_f·[(h_w/2)+t_f/2], здесь

х₁ – расстояние от опоры до балки настила (в проверяемом отсеке), расположенной слева от места изменения сечения пояса главной балки, под которой не установлено поперечное ребро;

х₂ – то же, но до балки расположенной справа от места изменения сечения пояса главной балки, под которой не установлено поперечное ребро;

M^''; Q^'' –величина изгибающего момента M^''и поперечной силы Q'' на расстояниях х=х₁ или х=х₂ от опоры в сечении главной балки. Находят по формулам (2.17) и (2.17a), при значениях х=х₁ или х=х₂ для проверяемого сечения.

Если прочность стенки недостаточна (не выполнены условия (2.34) или (2.36)), ее необходимо укрепить поперечными ребрами в местах опирания балок настила, установив их под каждую балку, как показано на рисунке 2.3, 2.6 а, тогда σ_loc = 0 и устойчивость стенки проверяется по п. 4.2.12, по формуле (2.30).

Если проверки по формулам (2.34 и 2.36) выполняются, то первоначальное размещение поперечных ребер по длине стенки балки оставляют и приступают к проверке местной устойчивости стенки по п.4.2.14. В КП такую проверку можно выполнить, по согласованию с руководителем работы, только для отсека, в котором произошло изменение сечения поясов главной балки. Допускается также выполнить эту проверку в отсеке для сечения, проходящего через место изменения сечения поясов, даже если расстояние между ребрами в нём а₂ больше высоты стенки балки h_w, а₂ > h_w. В этом случае значения величин изгибающего момента, поперечной силы, момента инерции, ширины сечения пояса принимают в месте изменения сечения, то есть M^', Q^', I_х', b_f.