Местная устойчивость элементов

Местную устойчивость сжатого пояса обеспечивают надлежащим выбором отношения свеса пояса к толщине   , поэтому дополнительная проверка устойчивости не требуется. При малых нормативных напряжениях в сжатом поясе отношения  можно увеличить в  раз, но не более чем на 25 %.

Местная устойчивость стенки. Стенка балки представляет собой длинную пластинку, упруго защемленную в поясах. В различных сечениях стенки возникают касательные напряжения от сдвига, нормальные напряжения от изгиба и нормальные напряжения от локальных воздействий. Все из названных напряжений в отдельности и особенно в совокупности могут вызывать потерю местной устойчивости стенки.

Вблизи опоры основным фактором, формирующим деформированное состояние стенки, являются касательные напряжения. В этой зоне за счет сдвига соседних сечей стенка перекашивается, в направлении коротких диагоналей возникают сжимающие напряжения, а при достижении критических значений наблюдается смена вида деформации стенки, переход от сдвига в плоскости к изгибу из плоскости стенки, т. е. происходит потеря устойчивости стенки.

Критические напряжения в стенке, не укрепленной ребрами жесткости:

Отсюда при 휏cr=Rs получаем значение предельной условной гибкости стенки, при которой потеря устойчивости стенки происходит одновременно с исчерпанием несущей способности:

Данное значение λw использовано в нормах в качестве требования укрепления стенки поперечными ребрами жесткости при отсутствии подвижной нагрузки λw>3,2. При наличии подвижной нагрузки λw>2,2.

В областях, примыкающих к сечениям балки с М=Мmax и Q=0, потерю устойчивости стенки в сжатой зоне могут вызывать нормальные напряжения   (5.93)

При достижении максимальными нормальными напряжениями значений σcr в сжатой зоне стенки происходит выпучивание с образованием волн с направлением их фронта, параллельным поперечным ребрам. Вследствие этого поперечные ребра не могут существенно препятствовать такой форме потери устойчивости. В этом случае необходима постановка продольных ребер жесткости (при ) в сжатой зоне стенки.

Из формулы 5.93 при  получаем условную гибкость стенки , при которой потеря устойчивости стенки происходит с одновременным исчерпанием прочности балки по нормальным напряжениям.

В общем случае при , расчет устойчивости стенок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами, следует выполнять по формуле:,             (5.94)

 где  - сжимающее напряжение у расчетной границы стенки (y=hef/2);

Где d – меньшая из сторон отсека (hef или а); 흁 – отношение большей стороны пластинки к меньшей (если hef>a, то 흁= hef/а, при отсутствии ребер 흁=lb/ hef). M и Q- средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты а> hef, то М и Q следует определять для наиболее напряженного участка с длиной равной высоте отсека; если в пределах отсека М и Q меняет знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком (рис. 5.27)

Устойчивость стенок балок проверять не требуется, если при  не превышает значений: 3,5 – при отсутствии местного напряжения в балке с двусторонними поясными швами; 3,2 – то же, в балках с односторонними поясными швами; 2,5 – при наличии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.