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.