Руководство по проектированию стальных тонкостенных балок

Госстрой СССР
Главпромстройпроект
Союзметаллостройниипроект
 Ордена Трудового Красного Знамени
Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций
ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ

Утверждаю
Директор института Н. П. Мельников
«15» июня 1977 г.

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ БАЛОК

Москва - 1977

Руководство составлено в развитие и дополнение СНиП II-В.3-72 с целью внедрения методов расчета и конструирования тонкостенных балок общего назначения. К тонкостенным отнесены балки, у которых местная потеря устойчивости стенкой наступает раньше достижения предельного состояния балки в целом.

1-ая редакция Руководства разработана на основе исследований, проведенных в отделе испытания конструкций ЦНИИпроектстальконструкции канд.техн.наук В.В.Калоновым под общей редакцией зав. отделом канд.техн.наук И.В.Левитанским с учетом результатов исследований, проведенных другими авторами.

Все замечания и предложения направлять по адресу: г.Москва, 117393, Н.Черемушки, квартал 28, корпус 2, отдел испытания конструкций.

1. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМАТИВНОСТИ ТОНКОСТЕННЫХ БАЛОК С ПОПЕРЕЧНЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ

1.1. Руководство распространяется на листовые, сварные балки общего назначения пролетом до 36 м, постоянной высоты, выполненные из одной марки стали классов С38/23, С44/2&, 046/33 и работающие на статические нагрузки.

1.2. Нагрузка на балку передается через поперечные ребра жесткости. При подборе сечений и габаритов отсеков тонкостенных балок с поперечными ребрами жесткости рекомендуется задаваться (рис.1):

гибкостью стенок

где h - высота стенки;

t - толщина стенки;

соотношением размеров отсека

где b - расстояние между осями поперечных промежуточных ребер;

соотношением площади пояса к стенки

где Fn = bn tn - площадь поперечного сечения пояса;

Fст = h·t - площадь поперечного сечения стенки.

1.3. Минимальная высоте стенки определяется из условия жесткости:

где [f] - предельный прогиб в см от нормативной нагрузки, определяемый в соответствии с указаниями СНиП II-В.3-72, табл.45;

l - пролет балки в см;

R - расчетное сопротивление стали изгибу в кгс/см2 и проверяется в соответствии с указаниями п.1.9.

1.4. Проверка прочности сечения тонкостенной балки, работающей на преимущественное действие изгиба, производится по формуле

где Мр - расчетный максимальный момент в пределах отсека;

W - момент сопротивления расчетного сечения балки;

к - редукционный коэффициент, учитывающий выключение сжатой части стенки при ее работе на изгиб в закритической стадии. Значения коэффициентов к приведены в табл.

1.5. Проверку устойчивости сжатого пояса в плоскости стенки для тонкостенных балок с поперечными ребрами жесткости следует производить при гибкости стенок более 350. Устойчивость сжатого пояса в плоскости стенки считается обеспеченной при выполнении условия

где r - радиус инерции таврового сечения, образованного поясом и полосой сжатой части стенки, равной 30t, относительно горизонтальной оси центре тяжести таврового сечения (рис.2).

1.6. Проверка прочности выбранного сечения тонкостенной балки, работающей на преимущественное действие сдвига, производится по формуле:

где τкр - критическое напряжение сдвига, определяемое по формуле

С – ширина диагонального поля растягивающих напряжений стенки при ее работе в закритической стадии, определяемая по формуле

- параметр, характеризующий изгибную жесткость пояса;

Jn - момент инерции пояса относительно горизонтальной оси центре тяжести сечения пояса;

δt - предельные растягивающие напряжения диагонального поля, определяемые по формулам: