Расчет усиленных элементов на устойчивость

4.26. Расчет на устойчивость сжатых элементов сплошного сечения в плоскости действия моментов выполняется по формуле

, (46)

где j_e - коэффициент, определяемый по табл. 74 СНиП II-23-81* в зависимости от условной гибкости усиленного элемента и приведенного относительного эксцентриситета m_ef = hm_f; A - площадь усиленного сечения; h коэффициент влияния формы сечения по табл. 73 СНиП II-23-81*.

, (47)

где e_f - эквивалентный эксцентриситет, учитывающий особенности работы усиленного стержня и определяемый по п. 4.27; W_c - момент сопротивления для наиболее сжатого волокна; R*_y - осредненное значение расчетного сопротивления, принимаемое по п. 4.28; g_с - коэффициент условий работы, принимаемый не более 0,9 (см. п. 4.5).

Рис. 19. К определению эксцентриситета продольной силы при положительном (а) и отрицательном (б) значениях

Устойчивость центрально-сжатых симметрично усиленных элементов проверяется в плоскости их наибольшей гибкости (l_x> l_y). Если отношение гибкостей после усиления изменилось (l_x> l_y), но l_0x< l_0y, то проверка устойчивости по формуле (46) выполняется относительно обеих главных осей сечения.

4.27. Расчетное значение эквивалентного эксцентриситета определяется по формуле

, (48)

где f_* и f_w - подсчитываются по указаниям пп. 4.20 и 4.21.

Если сварочный прогиб f_w является разгружающим фактором (знак f_w не совпадает со знаком суммы с + f_*) и приводит к уменьшению абсолютной величины эквивалентного эксцентриситета, то значение k_w принимается равным 0,5; в противном случае k_w = 1.

В формуле (48) е - эксцентриситет продольной силы относительно центральной оси усиленного сечения после усиления. В тех случаях, когда эксцентриситет продольной силы остается неизменным, его значение определяется выражением е = е₀ - е_A, где е_A - смещение центра тяжести сечения при усилении, принимаемое со своим знаком (рис. 19, а и б).

В общем случае сжатия с изгибом, а также в случае приложения дополнительных продольных или поперечных сил после усиления, величина е определяется выражением е = М/N, где М - расчетный момент относительно центральной оси усиленного сечения.

При несимметричном усилении центрально-сжатого (первоначально) элемента в качестве е₀ учитывается случайный эксцентриситет в соответствии с указаниями п. 4.11 настоящего Пособия, при этом знак случайного эксцентриситета принимается таким, чтобы учесть наиболее неблагоприятный случай.

4.28. В случае использования элементов усиления из стали, расчетное сопротивление которой R_yr близко к расчетному сопротивлению стали усиливаемого элемента R_yo (1£a£1,15) значение R*_y допускается принимать равным R_yo.

При a > 1,15 усредненное расчетное сопротивление бистального элемента определяется по формуле

, (49)

где , , I₀, I - моменты инерции для той оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости.

4.29. Проверка устойчивости сжатых элементов сплошного сечения из плоскости действия моментов выполняется в соответствии с п. 5.30 СНиП II-23-81*, причем при изгибе элемента в плоскости его наибольшей жесткости (I_x > I_y) относительный эксцентриситет т определяется по формуле (47). При подсчете е_f прогибы f_* и f_w, учитываются только в том случае, если они увеличивают расчетное значение эквивалентного эксцентриситета.

4.30. Проверка устойчивости сплошностенчатых стержней, сжатых с двухосным эксцентриситетом, осуществляется по п. 5.34 СНиП II-23-81* при этом значения т_x и т_y подсчитываются по формуле (47), а прогибы f_* и f_w учитываются только в том случае, если они увеличивают расчетные значения относительных эксцентриситетов.

4.31. При высоком уровне начального нагружения (b₀³0,6) устойчивость сжитых элементов в процессе их усиления с помощью сварки должна быть проверена по формуле (46), N принимается равным N₀; эквивалентный эксцентриситет определяется по формуле (48) при k_w = 2. Временный сварочный прогиб f_w вычисляется по формуле (37) и принимается с тем знаком, который увеличит расчетное значение е_f.

4.32. Расчет на устойчивость усиленных внецентренно сжатых и сжато-изогнутых стержней с решетками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

, (50)

где j_c, j_вет - коэффициенты снижения несущей способности всего сечения и отдельной ветви, принимаемые по п. 4.33 и 4.34; А - площадь поперечного учения усиленных ветвей.

4.33. Коэффициент j_e следует принимать по табл. 75 СНиП II-23-81* в зависимости от условной приведенной гибкости и относительного эксцентриситета m, определяемых по формулам:

; (51)

, (52)

где l_y - гибкость усиленного стержня относительно оси, перпендикулярной плоскости изгиба; a₁ - коэффициент, определяемый по табл. 7 СНиП II-23-81*; А_d - площадь усиленного сечения раскосов (при крестовой схеме решетки - двух раскосов), лежащих в плоскости изгиба; a_c - расстояние от оси усиленного сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви; е_f - расчетный эксцентриситет продольной силы е_f = M/N + k_wf_w; f_w - остаточный сварочный прогиб сквозного стержня; k_w - принимаемый по п. 4.27; М - изгибающий момент с учетом смещения центра тяжести усиленного сечения.

4.34. Коэффициент j_вет следует определять по табл. 74 СНиП II-23-81* в зависимости от условной гибкости усиленного сечения ветви и приведенного относительного эксцентриситета , вычисляемых по формулам:

; (53)

, (54)

где l_вет - расстояние между узлами решетки; i_вет - радиус инерции сечения усиленной ветви относительно оси, перпендикулярной плоскости изгиба.

4.35. Ветви сквозных стержней следует дополнительно проверить на устойчивость как внецентренно сжатые стержни сплошного сечения с учетом начальных и сварочных деформаций. Продольные силы в ветвях внецентренно сжатого стержня определяются по указаниям п. 5.33 СНиП II-23-81*.

4.36. Расчет на устойчивость усиленных балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, выполняется по п. 5.15 СНиП II-23-81* с учетом указаний п. 4.6. Устойчивость балки не требуется проверять при выполнении требований п. 5.16 СНиП II-23-81*.