Предельные гибкости стержней

Элементы конструкций, как правило, должны проектироваться из жестких стержней. Особенно существенное значение имеет гибкость ? = l0/i для сжатых стержней, теряющих устойчивость при продольном изгибе.

Даже при незначительных сжимающих усилиях гибкость сжатых стержней не должна быть слишком большой. Очень гибкие стержни легко искривляются от случайных воздействий, провисают от собственного веса, в них появляются нежелательные эксцентриситеты, они вибрируют при динамических нагрузках.

Поэтому для сжатых стержней устанавливается величина предельной, наибольшей гибкости, которая является такой же нормативной величиной, как и расчетные сопротивления.

Растянутые стержни конструкции также не должны быть слишком гибкими, так как они могут изогнуться при транспортировании и монтаже.

Особенно важно, чтобы стержни имели достаточную жесткость в конструкциях, подверженных динамическим воздействиям (для предотвращения вибрации стержней).

Для растянутых стержней ферм, подвергающихся непосредственному действию динамической нагрузки, СНиП установлены следующие величины предельной гибкости:

В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых стержней ограничивают только в вертикальной плоскости (чтобы предотвратить чрезмерное их провисание), установив для всех растянутых стержней предельную гибкость: ?пр=400 для стальных стержней и ?пр=300 для стержней из алюминиевых сплавов. Для стержней из алюминиевых сплавов предельные гибкости должны быть ниже ввиду меньшего значения модуля упругости сплавов.

23 «Работа под нагрузкой центрально-сжатых элементов. Расчет на устойчивость при упругой и неупругой стадиях. Коэффициент продольного изгиба. Почему он зависит от гибкости стержня»

24 «Работа стали при поперечном изгибе. Упругая и неупругая стадии. Шарнир пластичности балок»

25 вопрос «Расчет неразрезных балок с учетом поочередного образования шарниров пластичности»

26 вопрос «общая устойчивость металлических балок. Мероприятия против потери общей устойчивости»

Общая устойчивость балок

Узкая длинная балка, не раскрепленная в боковом направлении и нагруженная сверх определенного предела, может потерять устойчивость и выкрутиться, получив большие отклонения в плане.
Это явление называется потерей общей устойчивости балки, а та нагрузка и те напряжения, при которых начинается потеря общей устойчивости, называются критическими.

Потеря общей устойчивости консольной балки

Потеря общей устойчивости начинается с кручения поперечного сечения балки.В результате этого происходит отклонение поясов в плане, и балка, кроме изгиба в вертикальной плоскости, подвергается также изгибу в горизонтальной плоскости и кручению.

27 вопрос «ребра жесткости сварных балок, их назначение и конструкция. Мероприятия против потери устойчивости сжатых поясов балок»

Опирание балок на нижележащие конструкции может быть шарнирным и жестким, в первом случае передается только опорная реакция (чаще всего вертикальная), во втором случае еще и момент. Шарнирное опирание применяют в большинстве балочных конструкций, жесткое – в каркасах многоэтажных зданий. Вертикальные реакции передаются опорными ребрами жесткости, которые располагаются у торца стенки или на небольшом расстоянии от него. Торцевые применяются при примыкании балок к колоннам сбоку (рис. 9.5, б) или когда необходимо реакции от двух балок передать как можно ближе к центру тяжести сечения колонны (рис. 9.5, а). В последнем случае при неодинаковом загружении балок на колонну передается минимальный момент. Удаленные от торца ребра жесткости применяются, если реакцию балки нужно передать на ветвь сквозной колонны, на полку колонны из двутавра (рис. 9.5, в) или на каменную стену.

Торцы опорных ре­бер жесткости строгают, чтобы они через плотное касание передавали опорную реак­цию на колонну или нижний пояс балки. Выступающая часть торцевого ребра принимается 15–20 мм. Сечение опорного ребра жесткости проверяется на смятие или сжатие опорной реакцией V:  при ;  при . Ширина опорного ребра принимается равной ширине пояса балки на опоре , толщина мм.

Проверка устойчивости из плоскости балки опорных ребер жесткости с участками стенки не более c каждой стороны ребра (рис. 9.6) делается на опорную реакцию по формуле

,

где A – площадь сечения опорного ребра жесткости вместе с примыкающими к нему участками стенки. Проверка устойчивости выполняется на длине ребра.

Рис. 9.6. Схемы расположения опорных ребер жесткости
(к расчету): а – торцевое; б – удаленное от торца

Проверка вертикальных швов выполняется по формулам:

 по металлу шва

;

 по зоне сплавления

.

Как правило, катет швов выполняется минимальным по конструктивным соображениям [1, табл. 38], и проверки выполняются с большим запасом.

28 вопрос «расчет стенки балки на местную устойчивость при действии наибольших нормальных напряжений»

29 – 30 вопрос «расчет стенки балки на местную устойчивость при действии наибольших касательных напряжений»

31 вопрос «расчет стенки балки на совместное воздействие всех компонентов напряжений»

32 вопрос «расчет поясных швов сварных балок»

33 вопрос «расчет сварного монтажного стыка с накладками»

34 вопрос «Расчет монтажного стыка сварных балок на высокопрочных болтах»

35 «Конструкция и расчет опорных ребер жесткости»