КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ h

Коэффициенты влияния формы сечения h при определении приведенного относительного эксцентриситета по формуле е_ef = hе_rel следует принимать по прил. 6* СНиП II-23-81*, вычисляя при этом условную гибкость по формуле

,

где a_R - коэффициент, принимаемый по табл. 4*, при этом m = е_rel.

Таблица 4*

ПРИЛОЖЕНИЕ 16*

Обязательное

РАСЧЕТ ПО УСТОЙЧИВОСТИ ПОЛОК И СТЕНОК
ЭЛЕМЕНТОВ, ПОДКРЕПЛЕННЫХ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ

1. Прямоугольные отсеки полок и стенок (далее — пластинки), заключенные между подкрепляющими их по контуру ортогональными деталями (ребра жесткости, полка для стенки и стенка для полки), следует рассчитывать по устойчивости. При этом расчетными размерами и параметрами проверяемой пластинки являются:

а — длина пластинки, равная расстоянию между осями поперечных ребер жесткости;

h_ef — расчетная ширина пластинки, равная:

при отсутствии продольных ребер жесткости у прокатного или сварного элемента — расстоянию между осями поясов h_w или осями стенок коробчатого сечения b_f;

то же, у составного элемента с болтовыми соединениями — расстоянию между ближайшими рисками поясных уголков;

при наличии продольных ребер жесткости у сварного или прокатного элемента — расстоянию от оси пояса (стенки) до оси крайнего продольного ребра жесткости h₁ и h_n или расстоянию между осями соседних продольных ребер жесткости h_i (i = 2; 3; 4; 5...);

то же, у составного элемента с болтовыми соединениями — расстоянию от оси крайнего ребра жесткости до ближайшей риски поясного уголка h₁ и h_n или расстоянию между осями соседних продольных ребер жесткости h_i (i = 2; 3; 4; 5...);

t — толщина проверяемой пластинки;

t₁, b₁ — толщина и расчетная ширина листа, ортогонального к проверяемой пластинке; в расчетную ширину этого листа в двутавровом сечении следует включать (в каждую сторону от проверяемой пластинки) участок листа шириной z₁t₁, но не более ширины свеса, а в коробчатом сечении — участок шириной 1/2 z₂t₁, но не более половины расстояния между стенками коробки (здесь коэффициенты z₁ и z₂ следует определять по п. 4.55*);

; здесь s_x и определяются по п. 2;

;

; здесь b — коэффициент, принимаемый по табл. 1.

Таблица 1

В случае если проверяемая пластинка примыкает к пакету из двух и более листов, за t₁ и b₁ принимаются толщина и расчетная ширина первого листа пакета, непосредственно примыкающего к указанной пластинке.

2. Расчет по устойчивости пластинок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния — s_x, s_y, t_xy .

Напряжения s_x, s_y, t_xy следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициентов продольного изгиба.

Максимальное s_x и минимальное продольные нормальные напряжения (положительные при сжатии) по продольным границам пластинки следует определять по формулам:

; , (1)

где

y_max, y_min - максимальное и минимальное расстояния от нейтральной оси до продольной границы пластинки (с учетом знака);

M_m - среднее значение изгибающего момента в пределах отсека при m £ 1; если длина отсека больше его расчетной ширины, то М_m следует вычислять для более напряженного участка длиной, равной ширине отсека; если в пределах отсека момент меняет знак, то М_m следует вычислять на участке отсека с моментом одного знака.

Среднее касательное напряжение t_xy следует определять:

при отсутствии продольных ребер жесткости — по формуле

, (2)

где ; (3)

при их наличии — по формуле

. (4)

В формулах (3) и (4):

Q_m — среднее значение поперечной силы в пределах отсека, определяемое так же, как M_m;

t₁, t₂ — значения касательных напряжений на продольных границах пластинки, определяемые по формуле (3) при замене S_max соответствующими значениями S.

Поперечное нормальное напряжение s_y (положительное при сжатии), действующее на внешнюю кромку крайней пластинки, следует определять:

от подвижной нагрузки — по формуле

, (5)

где Р — распределенное давление на внешнюю кромку крайней пластинки, определяемое по обязательному приложению 5*;

от сосредоточенного давления силы F — по формуле

, (6)

где l_ef — условная длина распределения нагрузки.

Условную длину распределения нагрузки l_ef следует определять:

при передаче нагрузки непосредственно через пояс балки или через рельс и пояс — по формуле

, (7)

где с — коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных элементов равным 3,25, для элементов с соединениями на высокопрочных болтах — 3,75, на обычных болтах — 4,5;

I — момент инерции пояса балки или сумма моментов инерции пояса и рельса;

при передаче нагрузки от катка через рельс, деревянный лежень и пояс балки l_ef следует принимать равной 2h (где h — расстояние от поверхности рельса до кромки пластинки), но не более расстояния между соседними катками.

Поперечные нормальные напряжения s_y на границе второй и последующих пластинок следует определять, как правило, по теории упругости.

Допускается их определять:

при нагрузке, распределенной по всей длине пластинки, — по формуле

; (8)

при сосредоточенной нагрузке — по формуле

. (9)

В формулах (8) и (9):

; ,

где h₀ — часть высоты стенки, равная расстоянию от оси нагруженного пояса в сварных и прокатных балках или от ближайшей риски поясного уголка в балках с болтовыми соединениями до границы проверяемой пластинки;

h_w — полная высота стенки.

3. Критические напряжения s_x,cr , s_y,cr , t_xy,cr , s_x,cr,ef , s_y,cr,ef , t_xy,cr,ef следует определять в предположении действия только одного из рассматриваемых напряжений s_x , s_y или t_xy. Приведенные критические напряжения s_x,cr,ef , s_y,cr,ef , t_xy,cr,ef общем случае вычисляют в предположении неограниченной упругости материала на основе теории устойчивости первого рода (бифуркация форм равновесия) для пластинчатых систем.

Значения приводимых в табл. 2, 4—13 параметров для определения критических напряжений в пластинках допускается находить по линейной интерполяции.

4. Расчет по устойчивости стенки сплошных изгибаемых элементов, имеющей только поперечные ребра жесткости, следует выполнять по формуле

, (10)

где s_x,cr , s_y,cr - критические нормальные напряжения соответственно продольное и поперечное;

t_xy,cr — критическое касательное напряжение;

w₁ — коэффициент, принимаемый по табл. 2;

- коэффициент, вводимый при расчете автодорожных и городских мостов при h_ц / t > 100.

Таблица 2

Критические напряжения s_x,cr , s_y,cr , t_xy,cr следует определять по формулам табл. 3* в зависимости от приведенных критических напряжений s_x,cr,ef , s_y,cr,ef , t_xy,cr,ef , вычисляемых по пп. 4.1—4.3 настоящего приложения. При этом t_xy,cr определяется по формулам для s_x,cr с подстановкой в них соотношений:

; .

Таблица 3*

* При определении поперечных нормальных критических напряжении в формулах заменяются s_x,cr на s_y,cr и s_x,cr,ef на s_y,cr,ef . Здесь m — коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*.

4.1. Приведенное критическое продольное нормальное напряжение для пластинок стенки изгибаемого элемента следует определять по формуле

, (11)

где c - коэффициент упругого защемления стенки, принимаемый для элементов с болтовыми соединениями равным 1,4, для сварных элементов — по табл. 4;

e - коэффициент, принимаемый по табл. 5.

Таблица 4

Таблица 5

4.2. Приведенное критическое поперечное нормальное напряжение s_y,cr,ef для пластинок стенки изгибаемого элемента следует определять по формуле

, (12)

где z — коэффициент, принимаемый равным единице при нагрузке, распределенной по всей длине пластинки, и по табл. 6 — при сосредоточенной нагрузке;

c — коэффициент упругого защемления стенки, принимаемый по табл. 7;

z - коэффициент, принимаемый по табл. 8.

Таблица 6

Таблица 7