23. Чому в дбн означена необхідність постановки поперечних ребер жорсткості при умовній гнучкості балки, що перевищує 3,2, а повздовжніх ребер – 6?

Стійкість стінок балок. Непідкріплені стінки балок являють собою довгі пластини, які пружньо сполучаються з поясами по довгих сторонах. Під впливом зовнішнього навантаження в них можуть виникати напруження трьох видів – нормальні , дотичні  та місцеві нормальні _loc. Ці напруження, діючи сумісно або окремо (по одинці), можуть спричинити місцеву втрату стійкості стінки.

Критичні дотичні напруження в стінці балки, обчислені як у нескінченно довгій пластині, мають вираз:

де - умовна гнучкість стінки; h_ef - розрахункова висота стінки.

За розрахункову висоту стінки беруть в зварних балках - повну висоту стінки h_w, а в прокатних і зігнутих - відстань міх початками внутрішніх заокруглень. Прирівняємо _cr до R_s і отримаємо умовну гнучкість стінки , за якої втрата стійкості стінки не може статися раніше вичерпання міцності. Тому, відповідно до норм проектування, стійкість непідкріплених стінок буде забезпечена за будь-якого напруженого стану (, _loc,), якщо умовна гнучкість стінки в разі відсутності ру­хомого навантаження і - за наявності рухомого наванта­ження. Відтоді як ефективність балок підвищується із зростанням умовної гнучкості стінки , а дотичні напруження найчастіше не лімітують її товщину, стійкості стінки досягають звичайно не збільшенням її товщини, а укріпленням її ребрами жорсткості, які перетинають можливі хвилі випинання. Місцева стійкість стінки залежить від характеру напружено­го стану, ступеню підкріплення ребрами жорсткості і умовної гнучкості стінки. Відзначимо, що стійкість стінок може бути за­безпечена, тільки якщо . Якщо умовна гнучкість стінки вище вказаних значень, то для забезпечення місцевої стійкості її слід підкріплювати реб­рами жорсткості за однією з таких схем: поперечними на всю висоту стінки з кроном а ; поперечними основними і поздовжнім ребром в стисненій зоні; поперечними основними, поздовжнім і коротким поперечними ребрами, які розташовані з кроком а₁ < а між стисненим поясом і поздовжнім ребром.

Ділянки стінки, що знаходяться між поясами і ребрами жорсткості, називають відсіками і вони можуть втрачати стійкість незалежно один від одного. За умовної гнучкості стінки і відсутності рухомого навантаження стійкість може бути забезпечена встановленням тільки основних поперечних ребер. Таке вирішення найбільш доцільне для балок висотою до 2 м. У випадку , крім основних поперечних ребер, необ­хідно встановити поздовжнє ребро на відстані h₁ = /0,25...0,3/ h від стисненого поясу балки з тим, щоб умовна гнучкість стінки нижнього відсіку не перевищувала 6. Поздовжні ребра звичайно включають у роботу балки на вигин. Підкреслимо, що балки з гнучкістю стінки відно­вить до класу балок з гнучкою стінкою і розраховують відповідно до вказівок підрозд. 4.3. Короткі поперечні ребра жорсткості значно збільшують тру­домісткість виготовлення балок і тому використовується, як правило, тільки при рухомому навантаженні перш за все в підкранових балках. Основні поперечні ребра жорсткості встановлюються звичайно з постійний кроком по довжині балки, а відстань між ними не повинна перевищувати при та при . Розташовуючи ребра жорсткості, слід враховувати, що їх слід розміщати під великими зосередженими силами, а також у місцях прими­нання допоміжних балок до головних при сполученні їх в одному рівні. Якщо матеріал балки працює в межах пружних деформацій, то місцеве стійкість стінки, укріпленої основними поперечними реб­рами жорсткості, розставленими конструктивно, може не перевіря­тися, коли умовна гнучкість стінки не перевищує: 3,5 - за відсутності місцевих напружень _loc в балках з двосторонні­ми поясними швами; 3,2 - те саме, в балках з односторонніми поясними швами; 2,5 - за наявності місцевого напруження в бал­ках з двосторонніми поясними швами.

В інших випадках залежно від фактичного напруженого стану місцева стійкість стінки перевіряється для кожного відсіку, роз­ташованого між поясами балки і сусідніми ребрами жорсткості.

Причини втрати місцевої стійкості елементів перерізів стальних конструкцій. Як виконується перевірка місцевої стійкості стінки балки?

Втрата місцевої стійкості полягає у випинанні окремих елементів перерізу (полки, стінки) раніше, ніж балка вичерпає свою несучу здатність з умов міцності або загальної стійкості. Втрата місцевої стійкості в балках може виникати від нормальних стискуючих напружень (в поясах і стінці), дотичних (в стінці біля опор), а також від сумісної дії нормальних і дотичних напружень.

Перевірка місцевої стійкості елементів зварних балок

Н есуча здатність елементів що згинаються визначається їх міцністю, жорсткістю а також стійкістю. Втрата стійкості зігнутого елемента може відбуватися глобально - коли вісь елемента випучується із площини згину; та локально - коли втрачається стійкість або стінки або полки. Втрата місцевої стійкості є характерною тільки для елементів, які складаються з листів сталі.

Непідкріплені стінки балок являють собою довгі пластини, які пружньо сполучаються з поясами по довгих сторонах. Під впливом зовнішнього навантаження в них можуть виникати напруження трьох видів – нормальні , дотичні  та місцеві нормальні _loc. Ці напруження, діючи сумісно або окремо (по одинці), можуть спричинити місцеву втрату стійкості стінки.

Стінки елементів що згинаються, для підвищення їх несучої здатності щодо втрати місцевої стійкості, підкріплюються основними поперечними ребрами жорсткості.

Поперечні ребра жорсткості поділяють стінку балки на окремі відсіки. В межах відсіку стінка балки працює як тонка плита, оперта по контуру.

Розрахунок місцевої стійкості такої плити базується на теорії пружності. Перевірка місцевої стійкості стінки балки виконується за формулою:

Перевірці підлягають:

1. відсік стінки балки, де діє max Q; 2) відсік стінки балки, де діє max М; 3) відсік стінки балки, де діють значні згинальні моменти і поперечна сила.

У межах відсіку, що перевіряється розглядають такі розрахункові перерізи:

• якщо відсік є коротким (b ≤ h_w) тоді робиться переріз посередині відсіку (x₁=b/2);

• якщо відсік довгий (b > h_w), то розглядають два розрахункові перерізи:

1. x₁=b/2 2. x₂=h_w/2

умовна гнучкість стінки:

Коефіцієнт С_cr визначається по табл. Будівельних норм в залежності від коефіцієнта δ:

Д отичні критичні напруження:

 - відношення більшої сторони відсіку до меншої;

- умовна розрахункова гнучкість відсіку.

; де d – менша сторона відсіку. ;

де С₁ – коефіцієнт, який приймається за нормами проектування

в залежності від співвідношення сторін відсіку.

- умовна розрахункова гнучкість відсіку.

; де a – більша сторона відсіку.