М.2 Балки из однородного материала с устойчивой стенкой

М.2.1 Размеры сечений (см. рисунок 5 настоящих норм, где h_w обозначено как h_ef, а b_f - как b_ef) двутавровых балок 1-го класса следует определять по формулам:

(М.1)

Эффективное значение расчетного сопротивления стали R_y,ef следует определять по формуле

(М.2)

М.2.2 Размеры сечений двутавровых балок 2-го класса при следует определять по формулам:

(M.3)

Параметр следует определять по формуле

(М.4)

где с_1x - коэффициент, определяемый по формулам (77) настоящих норм и изменяющийся в пределах 1 < с_1x ≤ с_х.

Для балок коробчатого сечения коэффициенты с_1x и с_1r в формуле (М.4) следует умножать на 0,5.

В формулах (М.3) значение следует определять в зависимости от по таблице М.1, а значение - по 8.5.8 настоящих норм. В таблице М.1 и в формулах (М.3) среднее касательное напряжение τ следует принимать равным τ = Q/A_w.

Таблица М.1

τ/Rs	Предельные значения при , равном
1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	≥ 5,0
	5,50	4,00	3,42	3,00	2,72	2,52	2,37	2,27	2,20
0,5	4,50	3,70	3,13	2,75	2,51	2,35	2,26	2.20	2,20
0,6	4,25	3,52	2,98	2,64	2,42	2,28	2,20	2,20	2,20
0,7	4,00	3,34	2,84	2,53	2,34	2,20	2,20	2.20	2,20
0,8	3,75	3,04	2,62	2,37	2,26	2,20	2,20	2,20	2,20
0,9	3,50	2,73	2,39	2,20	2,20	2,20	2,20	2,20	2,20

Значения M и Q следует определять в одном сечении балки.

Эффективное значение расчетного сопротивления стали R_y,ef следует определять по формуле

(М.5)

М.2.3 При наличии зоны чистого изгиба размеры сечений балок 2-го класса и эффективное значение расчетного сопротивления стали следует определять по формулам (М.3) и (М.5) соответственно при подстановке в них значения = 1,42.

М.2.4 Размеры сечений двутавровых балок 3-го класса (при = 2,2; = 0,3) следует определять по формулам:

(M.6)

Эффективное значение расчетного сопротивления стали R_y,ef следует определять по формуле

(М.7)

М.2.5 При выборе стали расчетное сопротивление R_y следует принимать близким к R_y,ef, вычисленному по формулам (М.2), (М.5) и (М.7); при этом должно быть выполнено условиеR_y ≤ R_y,ef

М.2.6 Для балок 2-го и 3-го классов при одновременном действии в сечении М и Q в формулах (М.3), (М.5) - (М.7) следует принимать: в первом приближении τ = 0; в последующих приближениях τ = Q/(t_w h_w).

М.3 Бистальные балки с устойчивой стенкой

Размеры сечений бистальных двутавровых балок 2-го класса с устойчивой стенкой при R_yf/R_yw = r следует определять по формулам:

(M.8)

В формулах (М.8) значение следует принимать по таблице М.1 в зависимости от параметра , определяемого по формуле

(M.9)

где с_1r - коэффициент, определяемый по формулам:

(M.10)

и изменяющийся в пределах 1 < с_1r ≤ с_xr

здесь β_r и с_xr - коэффициенты, определяемые согласно 8.2.8 настоящих норм.

Эффективное значение расчетного сопротивления стали стенки балки R_yw,ef следует определять по формуле

(М.11)

При выборе стали должно быть выполнено условие R_yw ≤ R_yw,ef.

При одновременном действии в сечении М и Q следует учитывать М.2.6 настоящего приложения.

М.4 Балки с гибкой стенкой

М.4.1 Разрезные балки с гибкой стенкой симметричного двутаврового сечения, несущие статическую нагрузку и изгибаемые в плоскости стенки, как правило, следует применять при нагрузке, эквивалентной равномерно распределенной до 50 кН/м, и проектировать из стали с пределом текучести до 345 Н/мм².

М.4.2 Устойчивость балок с гибкой стенкой следует обеспечивать либо выполнением требований 8.4.4, а настоящих норм, либо закреплением сжатого пояса, при котором условная гибкость пояса не превышает 0,21 (где b_f - ширина сжатого пояса).

M.4.3 Отношение ширины свеса сжатого пояса к его толщине следует принимать не более

M.4.4 Отношение площадей сечений пояса и стенки α_f = A_f/(t_wh_w) не должно превышать предельных значений α_fи, определяемых по формуле

(M.12)

М.4.5 Участок стенки балки над опорой следует укреплять двусторонним опорным ребром жесткости и рассчитывать согласно требованиям 8.5.17 настоящих норм.

На расстоянии не менее ширины ребра и не более от опорного ребра следует устанавливать дополнительное двустороннее ребро жесткости размером согласно М.4.9 настоящего приложения.

М.4.6 Местное напряжение σ_lос в стенке балки, определенное по формуле (47), должно быть не более 0,75R_y, при этом значение l_ef следует вычислять по формуле (48) настоящих норм.

М.4.7 При определении прогиба балок момент инерции поперечного сечения брутто балки следует уменьшать умножением на коэффициент α = 1,2 - 0,033 , для балок с ребрами в пролете и на коэффициент α = 1,2 - 0,033 - h/l - для балок без ребер в пролете.

М.4.8 Прочность разрезных балок симметричного двутаврового сечения, несущих статическую нагрузку, изгибаемых в плоскости стенки, укрепленной только поперечными ребрами жесткости (рисунок М.1), с условной гибкостью стенки 6 ≤ ≤ 13 следует проверять по формуле

(M.13)

где М и Q - значения момента и поперечной силы в рассматриваемом сечении балки;

М_и - предельное значение момента, вычисляемое по формуле

(М.14)

Q_u - предельное значение поперечной силы, вычисляемое по формуле

(М.15)

В формулах (М.14) и (М.15) обозначено:

t_w и h_w - толщина и высота стенки соответственно;

А_f -площадь сечения пояса балки;

τ_cr, μ - критическое напряжение и отношение размеров отсека стенки соответственно, определяемые согласно 8.5.3 настоящих норм;

β - коэффициент, вычисляемый по формуле

(М.16)

W_min- минимальный момент сопротивления (относительно собственной оси, параллельной поясу балки) таврового сечения, состоящего из сжатого пояса балки и примыкающего к нему участка стенки высотой

а - шаг ребер жесткости.

Рисунок M.1 - Схема балки с гибкой стенкой

М.4.9 Поперечные ребра жесткости, сечения которых приняты не менее указанных в 8.5.9 настоящих норм, следует рассчитывать на устойчивость как стержни, сжатые силой N, определяемой по формуле

(М.17)

где все обозначения следует принимать по М.4.8 настоящего приложения.

Значение N рекомендуется принимать равным не менее значения сосредоточенной нагрузки, расположенной над ребром.

Расчетную длину стержня следует принимать равной l_ef = h_w(1 - β), но не менее 0,7h_w.

Симметричное двустороннее ребро рекомендуется рассчитывать на центральное сжатие, одностороннее - на внецентренное сжатие с эксцентриситетом, равным расстоянию от оси стенки до центра тяжести расчетного сечения стержня.

В расчетное сечение стержня следует включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной с каждой стороны ребра.

М.4.10 Размеры сечений двутавровых балок с гибкой стенкой и ребрами, удовлетворяющие условию (М.13), следует определять по формулам:

(M.18)

где = 12,9 - 2060R_y/E.

Эффективное значение расчетного сопротивления стали балки R_y,_ef следует определять по формуле

(M.19)

При необходимости с целью удовлетворения условия (М.13) следует увеличивать число ребер жесткости или толщину стенки в отсеках балки, расположенных у опор.

При выборе стали следует выполнять условие R_y ≤ R_y,_ef.