Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Еврокод 3. Часть 1-7.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
1.54 Mб
Скачать

Приложение в

(справочное)

Напряженное состояние свободно опертых пластин по теории больших перемещений

В.1 Общие положения

(1) В настоящем приложении приведены расчетные формулы для внутренних напряжений гибких прямоугольных пластин, основанных на теории большой деформации.

(2) Для пластин рассматриваются следующие состояния нагрузки:

— равномерно распределенная нагрузка по всей поверхности пластины, см. раздел В.3;

— распределенная нагрузка на центральном участке пластины, см. раздел В.4.

(3) Изгибные и мембранные напряжения в пластине и деформации пластины можно рассчитать с помощью коэффициентов, указанных в таблицах разделов В.3 и В.4. Коэффициенты получены с учетом коэффициента Пуассона   0,3.

В.2 Обозначения

(1) Используемые обозначения:

qEd — расчетное значение равномерно распределенной нагрузки;

pEd — расчетное значение равномерно распределенной нагрузки на центральном участке пластины;

a — меньшая сторона пластины;

b — большая сторона пластины;

t — толщина пластины;

E — модуль упругости;

FBC — граничные условия для изгибного состояния;

MBC — граничные условия для мембранного состояния;

kw — коэффициент для определения прогиба пластины, соответствующий граничным условиям, указанным в нижеприведенных таблицах;

kbx — коэффициент для определения изгибного напряжения b,x пластины, соответствующий граничным условиям, указанным в нижеприведенных таблицах;

kby — коэффициент для определения изгибного напряжения b,y пластины, соответствующий граничным условиям, указанным в нижеприведенных таблицах;

kmx — коэффициент для определения мембранного напряжения m,x пластины, соответствующий граничным условиям, указанным в нижеприведенных таблицах;

kmy  коэффициент для определения мембранного напряжения m,y пластины, соответствующий граничным условиям, указанным в нижеприведенных таблицах.

В.3 Равномерно распределенная нагрузка по всей поверхности пластины

В.3.1 Прогиб из плоскости

(1) Прогиб w сегмента пластины, который равномерно нагружен, можно рассчитать по формуле

. (В.1)

В.3.2 Внутренние напряжения

(1) Изгибные напряжения в сегменте пластины можно определить по следующим формулам:

, (В.2)

. (В.3)

(2) Мембранные напряжения в сегменте пластины можно определить по следующим формулам:

, (В.4)

. (В.5)

(3) На нагруженной поверхности пластины общие напряжения определяются изгибными и мембранными напряжениями, приведенными в (1) и (2), следующим образом:

, (В.6)

. (В.7)

(4) На поверхности пластины без нагрузки общие напряжения определяются изгибными и мембранными напряжениями, приведенными в (1) и (2), следующим образом:

, (В.8)

. (В.9)

(5) Для пластины эквивалентное напряжение можно определить по напряжениям, приведенными в (4), следующим образом:

. (В.10)

Примечание — Точки, для которых напряженное состояние определяется в нижеприведенных таблицах, расположены или на осях симметрии, или на границах, так что, благодаря симметрии или определенным состояниям границы, мембранные напряжения сдвига m, а также напряжения сдвига от изгиба b равны нулю. Алгебраическая сумма соответствующего изгибного и мембранного напряжений в точках, указанных в нижеприведенных таблицах, дает значения максимальных и минимальных фибровых напряжений в этих точках.

В.3.3 Коэффициенты для равномерно распределенных нагрузок

Таблица В.1 — Коэффициенты k

Нагрузка:

равномерно распределенная

Граничные условия:

FBC: все ребра шарнирно закреплены

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

1,0

20

0,0396

0,2431

0,2431

0,0302

0,0302

0,0589

40

0,0334

0,1893

0,1893

0,0403

0,0403

0,0841

120

0,0214

0,0961

0,0961

0,0411

0,0411

0,1024

200

0,0166

0,0658

0,0658

0,0372

0,0372

0,1004

300

0,0135

0,0480

0,0480

0,0335

0,0335

0,0958

400

0,0116

0,0383

0,0383

0,0306

0,0306

0,0915

Окончание таблицы B.1

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

1,5

20

0,0685

0,3713

0,2156

0,0243

0,0694

0,1244

40

0,0546

0,2770

0,1546

0,0238

0,0822

0,1492

120

0,0332

0,1448

0,0807

0,0170

0,0789

0,1468

200

0,0257

0,1001

0,0583

0,0141

0,0715

0,1363

300

0,0207

0,0724

0,0440

0,0126

0,0646

0,1271

400

0,0176

0,0569

0,0359

0,0117

0,0595

0,1205

2,0

20

0,0921

0,4909

0,2166

0,0085

0,0801

0,1346

40

0,0746

0,3837

0,1687

0,0079

0,0984

0,1657

120

0,0462

0,2138

0,0959

0,0073

0,0992

0,1707

200

0,0356

0,1516

0,0695

0,0067

0,0914

0,1610

300

0,0287

0,1121

0,0528

0,0061

0,0840

0,1510

400

0,0245

0,0883

0,0428

0,0061

0,0781

0,1434

Таблица В.2 — Коэффициенты k

Нагрузка:

равномерно распределенная

Граничные условия:

FBC: все ребра шарнирно закреплены

MBC: все ребра остаются прямыми, нормальные средние напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

kmy2

1

20

0,0369

0,2291

0,2291

0,0315

0,0315

0,0352

0,0343

40

0,0293

0,1727

0,1727

0,0383

0,0383

0,0455

0,0429

120

0,0170

0,0887

0,0887

0,0360

0,0360

0,0478

0,0423

200

0,0126

0,0621

0,0621

0,0317

0,0317

0,0443

0,0380

300

0,0099

0,0466

0,0466

0,0280

0,0280

0,0403

0,0337

400

0,0082

0,0383

0,0383

0,0255

0,0255

0,0372

0,0309

1,5

20

0,0554

0,3023

0,1612

0,0617

0,0287

0,0705

0,0296

40

0,0400

0,2114

0,1002

0,0583

0,0284

0,0710

0,0293

120

0,0214

0,1079

0,0428

0,0418

0,0224

0,0559

0,0224

200

0,0157

0,0778

0,0296

0,0345

0,0191

0,0471

0,0188

300

0,0122

0,0603

0,0224

0,0296

0,0167

0,0408

0,0161

400

0,0103

0,0505

0,0188

0,0267

0,0152

0,0369

0,0147

Окончание таблицы B.2

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

kmy2

2

20

0,0621

0,3234

0,1109

0,0627

0,0142

0,0719

0,0142

40

0,0438

0,2229

0,0689

0,0530

0,0120

0,0639

0,0120

120

0,0234

0,1163

0,0336

0,0365

0,0086

0,0457

0,0083

200

0,0172

0,0847

0,0247

0,0305

0,0075

0,0384

0,0067

300

0,0135

0,0658

0,0195

0,0268

0,0067

0,0335

0,0058

400

0,0113

0,0548

0,0164

0,0244

0,0064

0,0305

0,0050

3

20

0,0686

0,3510

0,1022

0,0477

0,0020

0,0506

0,0007

40

0,0490

0,2471

0,0725

0,0420

0,0020

0,0441

0,0000

120

0,0267

0,1317

0,0390

0,0320

0,0027

0,0335

0,0010

200

0,0196

0,0954

0,0283

0,0271

0,0044

0,0285

0,0027

300

0,0153

0,0733

0,0217

0,0242

0,0059

0,0256

0,0044

400

0,0127

0,0605

0,0178

0,0221

0,0066

0,0235

0,0051

Таблица В.3 — Коэффициенты k

Нагрузка:

равномерно распределенная

Граничные условия:

FBC: все ребра жестко закреплены

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

kmy2

1

20

0,0136

0,1336

0,1336

0,0061

0,0061

0,3062

0,0073

40

0,0131

0,1268

0,1268

0,0113

0,0113

0,3006

0,0137

120

0,0108

0,0933

0,0933

0,0212

0,0212

0,2720

0,0286

200

0,0092

0,0711

0,0711

0,0233

0,0233

0,2486

0,0347

300

0,0078

0,0547

0,0547

0,0233

0,0233

0,2273

0,0383

400

0,0069

0,0446

0,0446

0,0226

0,0226

0,2113

0,0399

1,5

20

0,0234

0,2117

0,1162

0,0061

0,0133

0,4472

0,0181

40

0,0222

0,1964

0,1050

0,0098

0,0234

0,4299

0,0322

120

0,0173

0,1406

0,0696

0,0124

0,0385

0,3591

0,0559

200

0,0144

0,1103

0,0537

0,0116

0,0415

0,3160

0,0620

300

0,0122

0,0879

0,0430

0,0105

0,0416

0,2815

0,0636

400

0,0107

0,0737

0,0364

0,0098

0,0409

0,2583

0,0635

Окончание таблицы B.3

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kmx2

kmy2

2

20

0,0273

0,2418

0,0932

0,0010

0,0108

0,4935

0,0150

40

0,0265

0,2330

0,0897

0,0017

0,0198

0,4816

0,0277

120

0,0223

0,1901

0,0740

0,0032

0,0392

0,4223

0,0551

200

0,0192

0,1578

0,0621

0,0039

0,0456

0,3780

0,0647

300

0,0165

0,1306

0,0518

0,0042

0,0483

0,3396

0,0690

400

0,0147

0,1120

0,0446

0,0044

0,0487

0,3132

0,0702

3

20

0,0288

0,2492

0,0767

0,0015

0,0027

0,5065

0,0033

40

0,0290

0,2517

0,0795

0,0022

0,0066

0,5095

0,0084

120

0,0281

0,2440

0,0812

0,0010

0,0247

0,4984

0,0331

200

0,0260

0,2230

0,0750

0,0000

0,0368

0,4702

0,0497

250

0,0247

0,2096

0,0707

0,0002

0,0415

0,4520

0,0564

Таблица В.4 — Коэффициенты k

Нагрузка:

равномерно распределенная

Граничные условия:

FBC: все ребра жестко закреплены.

MBC: все ребра остаются прямыми, нормальные средние напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kbx2

kmx2

kmy2

1,0

20

0,0136

0,1333

0,1333

0,0065

0,0065

0,3058

0,0031

0,0055

40

0,0130

0,1258

0,1258

0,0118

0,0118

0,3000

0,0059

0,0103

120

0,0105

0,0908

0,0908

0,0216

0,0216

0,2704

0,0123

0,0202

200

0,0087

0,0688

0,0688

0,0234

0,0234

0,2473

0,0151

0,0233

300

0,0073

0,0528

0,0528

0,0231

0,0231

0,2267

0,0169

0,0244

400

0,0063

0,0430

0,0430

0,0223

0,0223

0,2119

0,0176

0,0246

1,5

20

0,0230

0,2064

0,1125

0,0137

0,0097

0,4431

0,0118

0,0082

40

0,0210

0,1833

0,0957

0,0218

0,0155

0,4195

0,0200

0,0133

120

0,0149

0,1175

0,0532

0,0275

0,0202

0,3441

0,0295

0,0185

200

0,0118

0,0876

0,0369

0,0259

0,0195

0,3028

0,0304

0,0182

300

0,0096

0,0678

0,0275

0,0238

0,0180

0,2710

0,0300

0,0173

400

0,0083

0,0562

0,0221

0,0220

0,0168

0,2492

0,0291

0,0163

Окончание таблицы B.4

b/a

Q

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

kbx2

kmx2

kmy2

2,0

20

0,0262

0,2288

0,0853

0,0140

0,0060

0,4811

0,0149

0,0052

40

0,0234

0,1994

0,0701

0,0206

0,0086

0,4492

0,0234

0,0077

120

0,0162

0,1276

0,0404

0,0238

0,0094

0,3611

0,0299

0,0086

200

0,0129

0,0963

0,0296

0,0223

0,0085

0,3162

0,0289

0,0079

300

0,0105

0,0752

0,0230

0,0208

0,0077

0,2824

0,0274

0,0072

400

0,0090

0,0627

0,0190

0,0196

0,0071

0,2600

0,0259

0,0066

3,0

20

0,0272

0,2331

0,0700

0,0102

0,0010

0,4878

0,0111

0,0008

40

0,0247

0,2071

0,0615

0,0149

0,0011

0,4575

0,0167

0,0009

120

0,0177

0,1396

0,0413

0,0186

0,0009

0,3727

0,0202

0,0005

200

0,0143

0,1074

0,0319

0,0184

0,0009

0,3272

0,0197

0,0003

300

0,0117

0,0848

0,0251

0,0176

0,0008

0,2924

0,0192

0,0002

400

0,0101

0,0709

0,0210

0,0169

0,0008

0,2687

0,0182

0,0000

В.4 Распределенная нагрузка на центральном участке пластины

В.4.1 Общие положения

(1) Прогиб w и напряжения следует определять по формулам для пластины, нагруженной на центральном участке длиной u и шириной v распределенной по поверхности нагрузкой рEd:

. (В.11)

В.4.2 Внутренние напряжения

(1) Изгибные напряжения в сегменте пластины можно определить по следующим формулам:

, (В.12)

. (В.13)

(2) Мембранные напряжения m,x и m,y в сегменте пластины можно определить следующим образом:

, (В.14)

. (В.15)

(3) На нагруженной поверхности пластины напряжения определяются по изгибным и мембранным напряжениям, приведенным в (1) и (2), следующим образом:

, (В.16)

. (В.17)

(4) На поверхности пластины без нагрузки общие напряжения определяются по изгибным и мембранным напряжениям, приведенным в (1) и (2), следующим образом:

, (В.18)

(В.19)

(5) Для пластины эквивалентные напряжения можно рассчитать по напряжениям, приведенным в (4), следующим образом:

. (В.20)

Примечание — Точки, для которых напряженное состояние определяется в нижеприведенных таблицах, расположены или на осях симметрии, или на границах, так что, благодаря симметрии или определенным состояниям границы, мембранные напряжения сдвига m , а также напряжения сдвига от изгиба b равны нулю. Алгебраическая сумма соответствующего изгибного и мембранного напряжений в точках, указанных в нижеприведенных таблицах, дает значения максимальных и минимальных фибровых напряжений в этих точках.

В.4.3 Коэффициенты для нагрузки на центральном участке пластины

Таблица В.5 — Коэффициенты k

Нагрузка:

на центральном участке

Граничные условия:

FBC: все ребра закреплены шарнирно

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

  u/a;   v/a

b/a 1



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,10,1

10

0,1021

1,4586

1,4586

0,1548

0,1548

20

0,0808

1,2143

1,2143

0,1926

0,1926

60

0,0485

0,8273

0,8273

0,2047

0,2047

100

0,0372

0,6742

0,6742

0,1978

0,1978

150

0,0298

0,5693

0,5693

0,1892

0,1892

200

0,0255

0,5005

0,5005

0,1823

0,1823

0,20,2

10

0,0998

1,0850

1,0850

0,1399

0,1399

20

0,0795

0,8593

0,8593

0,1729

0,1729

60

0,0478

0,5108

0,5108

0,1756

0,1756

100

0,0364

0,3881

0,3881

0,1624

0,1624

150

0,0293

0,3089

0,3089

0,1505

0,1505

200

0,0249

0,2614

0,2614

0,1412

0,1412

0,30,3

10

0,0945

0,8507

0,8507

0,1144

0,1144

20

0,0759

0,6614

0,6614

0,1425

0,1425

60

0,0459

0,3702

0,3702

0,1425

0,1425

100

0,0351

0,2704

0,2704

0,1300

0,1300

150

0,0282

0,2101

0,2101

0,1186

0,1186

200

0,0240

0,1747

0,1747

0,1102

0,1102

Окончание таблицы B.5



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,20,3

10

0,0971

0,9888

0,9128

0,1224

0,1288

20

0,0776

0,7800

0,7101

0,1512

0,1602

60

0,0468

0,4596

0,4021

0,1488

0,1624

100

0,0358

0,3468

0,2957

0,1368

0,1512

150

0,0287

0,2760

0,2307

0,1248

0,1389

200

0,0245

0,2340

0,1926

0,1152

0,1310

0,20,4

10

0,0939

0,9119

0,7961

0,1078

0,1183

20

0,0755

0,7216

0,6142

0,1320

0,1487

60

0,0457

0,4235

0,3355

0,1287

0,1516

100

0,0350

0,3201

0,2435

0,1166

0,1408

150

0,0280

0,2541

0,1868

0,1045

0,1301

200

0,0239

0,2156

0,1545

0,0968

0,1213

Таблица В.6 — Коэффициенты k

Нагрузка:

на центральном участке

Граничные условия:

FBC: все ребра закреплены шарнирно

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

  u/a;   v/a

b/a  1,5



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,10,1

10

0,1303

1,5782

1,3855

0,1517

0,1921

20

0,1018

1,3056

1,1373

0,1786

0,2295

60

0,0612

0,8986

0,7701

0,1824

0,2380

100

0,0469

0,7411

0,6273

0,1747

0,2295

150

0,0378

0,6298

0,5287

0,1670

0,2193

200

0,0323

0,5568

0,4641

0,1594

0,2125

0,20,2

10

0,1281

1,1974

1,0049

0,1344

0,1780

20

0,1007

0,9453

0,7766

0,1555

0,2116

60

0,0605

0,5783

0,4554

0,1465

0,2103

100

0,0462

0,4485

0,3457

0,1329

0,1974

150

0,0372

0,3624

0,2748

0,1208

0,1845

200

0,0317

0,3111

0,2322

0,1133

0,1742

Окончание таблицы B.6



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,3 0,3

10

0,1229

0,9589

0,7737

0,1074

0,1525

20

0,0972

0,7405

0,5828

0,1232

0,1818

60

0,0585

0,4282

0,3161

0,1110

0,1788

100

0,0449

0,3221

0,2353

0,0988

0,1667

150

0,0361

0,2550

0,1828

0,0878

0,1535

200

0,0309

0,2147

0,1525

0,0805

0,1444

0,20,3

10

0,1260

1,1037

0,8360

0,1154

0,1657

20

0,0994

0,8688

0,6322

0,1321

0,1984

60

0,0598

0,5296

0,3553

0,1168

0,1973

100

0,0459

0,4114

0,2649

0,1043

0,1853

150

0,0369

0,3336

0,2082

0,0931

0,1722

200

0,0314

0,2877

0,1755

0,0848

0,1624

0,20,4

10

0,1235

1,0294

0,7271

0,0993

0,1563

20

0,0977

0,8101

0,5432

0,1109

0,1877

60

0,0590

0,4954

0,2983

0,0955

0,1877

100

0,0453

0,3857

0,2220

0,0826

0,1754

150

0,0365

0,3148

0,1744

0,0722

0,1630

200

0,0311

0,2722

0,1468

0,0658

0,1544

Таблица В.7 — Коэффициенты k

Нагрузка:

на центральном участке

Граничные условия:

FBC: все ребра закреплены шарнирно

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

  u/a;   v/a

b/a  1,5



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,10,1

10

0,1438

1,6351

1,3560

0,1517

0,1904

20

0,1154

1,3692

1,1106

0,1773

0,2288

60

0,0725

0,9633

0,7498

0,1753

0,2438

100

0,0564

0,7979

0,6112

0,1675

0,2355

150

0,0456

0,6797

0,5127

0,1596

0,2271

200

0,0390

0,6028

0,4492

0,1517

0,2188

Окончание таблицы B.7



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,20,2

10

0,1414

1,2542

0,9752

0,1326

0,1751

20

0,1138

1,0078

0,7510

0,1513

0,2104

60

0,0716

0,6427

0,4410

0,1373

0,2167

100

0,0555

0,5054

0,3339

0,1232

0,2054

150

0,0449

0,4134

0,2646

0,1108

0,1928

200

0,0384

0,3572

0,2230

0,1030

0,1827

0,30,3

10

0,1362

1,0227

0,7506

0,1062

0,1517

20

0,1104

0,8090

0,5615

0,1190

0,1822

60

0,0698

0,4941

0,3093

0,1024

0,1862

100

0,0542

0,3789

0,2275

0,0883

0,1753

150

0,0421

0,3046

0,1783

0,0794

0,1645

200

0,0374

0,2586

0,1487

0,0717

0,1546

0,20,3

10

0,1395

1,1702

0,8164

0,1146

0,1231

20

0,1129

0,9396

0,6153

0,1262

0,1990

60

0,0712

0,6003

0,3488

0,1088

0,2044

100

0,0553

0,4742

0,2611

0,0943

0,1947

150

0,0447

0,3901

0,2065

0,0841

0,1830

200

0,0383

0,3379

0,1744

0,0754

0,1733

0,20,4

10

0,1375

1,0976

0,7051

0,0959

0,1551

20

0,1117

0,8829

0,5267

0,1053

0,1886

60

0,0706

0,5670

0,2945

0,0851

0,1942

100

0,0549

0,4496

0,2220

0,0729

0,1849

150

0,0445

0,3713

0,1765

0,0635

0,1737

200

0,0381

0,3227

0,1496

0,0554

0,1644

Таблица В.8 — Коэффициенты k

Нагрузка:

на центральном участке

Граничные условия:

FBC: все ребра закреплены шарнирно

MBC: нормальные напряжения и напряжения сдвига равны нулю

Параметры:

  u/a;   v/a

b/a  1,5



p

kw1

kbx1

kby1

kmx1

kmy1

0,10,1

10

0,1496

1,6636

1,3463

0,1552

0,1826

20

0,1235

1,4109

1,1006

0,1811

0,2175

60

0,0861

1,0428

0,7453

0,1811

0,2374

0,20,2

10

0,1470

1,2814

0,9650

0,1359

0,1688

20

0,1218

1,0491

0,7400

0,1548

0,2000

60

0,0849

0,7205

0,4363

0,1390

0,2088

0,30,3

10

0,1419

1,0504

0,7410

0,1092

0,1443

20

0,1182

0,8489

0,5519

0,1222

0,1726

60

0,0827

0,5681

0,3052

0,1014

0,1775

0,20,3

10

0,1455

1,1981

0,8056

0,1161

0,1579

20

0,1210

0,9820

0,6053

0,1294

0,1876

60

0,0847

0,6806

0,3487

0,1088

0,1982

0,20,4

10

0,1434

0,1126

0,6949

0,0986

0,1469

20

0,1199

0,9261

0,5168

0,1069

0,1763

60

0,0844

0,6480

0,2993

0,0849

0,1873