Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле

7.2.2. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле

 (11)

где Wc – следует определять для сжатого пояса;

jb – коэффициент, определяемый по СНиП.

При определении значения jb за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l – пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l – длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

7.2.3*. Устойчивость балок не требуется проверять:

а) при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и т. п.);

б) при отношении расчетной длины балки lef к ширине сжатого пояса b, не превышающем значений, определяемых по формулам табл. 7* для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 7*

Место приложения нагрузки	Наибольшие значения lef /b, при которых не требуется расчет на устойчивость прокатных и сварных балок (при 1 £ h/b < 6 и 15 £ b/t £ 35)
К верхнему поясу	(12)
К нижнему поясу	(13)
Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе	(14)
Обозначения, принятые в таблице 8*: b и t – соответственно ширина и толщина сжатого пояса; h – расстояние (высота) между осями поясных листов. Примечания: 1. Для балок с поясными соединениями на высокопрочных болтах значения lef /b, получаемые по формулам таблицы 7* следует умножать на коэффициент 1,2. 2. Для балок с отношением b/t < 15 в формулах таблицы 7* следует принимать b/t = 15.

Закрепление сжатого пояса в горизонтальной плоскости должно быть рассчитано на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении в отдельных точках в которой j следует определять при гибкости l = lef/i (здесь i – радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N следует вычислять по формуле

N = (Af + 0,25AW)Ry; (14, а)

при непрерывном закреплении по формуле

qfic = 3Qfic/l, (14, б)

где qfic – условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic – условная поперечная сила, в которой следует принимать j = 1, а N – определять по формуле (14,а).

7.2.4. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

 (15)

где x и y – координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

При выполнении требований п. 7.2.3*., а проверка устойчивости балок, изгибаемых в двух плоскостях, не требуется.

7.2.5. В балках, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, стенки следует укреплять поперечными ребрами жесткости согласно требованиям пп. 7.3.10., 7.3.12. и 7.3.13., в том числе в местах приложения сосредоточенной нагрузки.

7.3. Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых и сжатых элементов

Стенки балок

7.3.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять:

поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными основными и продольными ребрами;

поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

a – расстояние между осями поперечных основных ребер;

hef – расчетная высота стенки (рис. 1), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах – расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, – расстоянию между началами внутренних закруглений, в гнутых профилях (рис. 11) – расстоянию между краями выкружек;

t – толщина стенки.

Рис. 1. Расчетная высота стенки составной балки

а – сварной из листов; б – на высокопрочных болтах; в – сварной с таврами

7.3.2*. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (s, t и sloc).

Напряжение s, t и sloc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента jb.

Сжимающее напряжение s у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение t следует вычислять по формулам:

; (16)

, (17)

где h – полная высота стенки;

M и Q – средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты, то M и Q следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком.

Местное напряжение sloc в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям (при gf1 = 1,1) СНиП.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: s и t или sloc и t.

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (18) не превышают 0,9gc при lw < 3,8 и gc при lw ³ 3,8.

7.3.3*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (sloc = 0) и условной гибкости стенки lw £ 6 следует выполнять по формуле

, (18)

где gc – коэффициент, принимаемый по СНиП;

; (19)

. (20)

В формуле (19) коэффициент ccr следует принимать:

для сварных балок – по табл. 8 в зависимости от значения коэффициента d:

Таблица 8

d	£ 0,8	1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	³ 30
ccr	30,0	31,5	33,3	34,6	34,6	35,1	35,5

, (21)

где bf и tf – соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

b – коэффициент принимаемый по табл. 9;

для балок на высокопрочных болтах ccr = 35,2.

Таблица 9

Балки	Условия работы сжатого пояса	b
Подкрановые	Крановые рельсы не приварены	2
	Крановые рельсы приварены	¥
Прочие	При непрерывном опирании плит	¥
	В прочих случаях	0,8
Примечание. Для отсеков подкрановых балок, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, при вычислении коэффициента d следует принимать b = 0,8.

В формуле (20)

,

где d – меньшая из сторон пластинки (hef или a);

m – отношение большей стороны пластинки к меньшей.

7.3.4. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения (sloc = 0) и при t £ 0,9Rs, Af /Aw ³ 0,25, 2,2 <  £ 6 следует выполнять по формуле

M £ Rygch2eft(Af /Aw + a), (22)

где a = 0,24 – 0,15(t/Rs)2 – 8,5 × (– 2,2)2;

здесь gc следует принимать по СНиП, а t – определять по формуле (17).

7.3.5*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис. 3), при наличии местного напряжения (sloc ¹ 0) следует выполнять по формуле

, (23)

где gc – следует принимать по СНиП;

s; sloc; t – определять согласно требованиям п. 7.3.2*;

tcr – определять по формуле (20).

Значения scr и sloc,cr в формуле (23) следует определять:

а) при a/hef £ 0,8

scr – по формуле (19);

, (24)

где c1 – коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл. 10 в зависимости от отношения a/hef и значения d вычисляемого по формуле (21), а для балок на высокопрочных болтах – по табл. 10,а;

.

Рис. 3. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1)

а – сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б – то же, к растянутому поясу

Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только sloc и t при определении коэффициента d по формуле (21) за bf и tf следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

б) при a/hef > 0,8 и отношении sloc/s больше значений, указанных в табл. 11,

scr – по формуле

, (25)

где c2 – коэффициент, определяемый по табл. 12;

sloc,cr – по формуле (24), в которой при a/hef > 2 следует принимать a = 2hef;

в) при a/hef > 0,8 и отношении sloc,cr/s не более значений, указанных в табл. 11:

scr – по формуле (19);

sloc,cr – по формуле (24), но с подстановкой 0,5а вместо а при вычислении  в формуле (24) и в табл. 10.

Во всех случаях tcr следует вычислять по действительным размерам отсека.

Таблица 10

d	Значение c1 для сварных балок при a/hef, равном
	£ 0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	³ 2,0
£ 1 2 4 6 10 ³ 30	11,5 12,0 12,3 12,4 12,4 12,5	12,4 13,0 13,3 13,5 13,6 13,7	14,8 16,1 16,6 16,8 16,9 17,0	18,0 20,4 21,6 22,1 22,5 22,9	22,1 25,7 28,1 29,1 30,0 31,0	27,1 32,1 36,3 38,3 39,7 41,6	32,6 39,2 45,2 48,7 51,0 53,8	38,9 46,5 54,9 59,4 63,3 68,2	45,6 55,7 65,1 70,4 76,5 83,6

Таблица 10,а

a/hef	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
c1	13,7	15,9	20,8	28,4	38,7	51,0	64,2	79,8	94,9

Таблица 11

Балки	d	Предельные значения sloc/s при a/hef, равном
		0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	³ 2,0
Сварные	£ 1 2 4 6 10 ³ 30	0 0 0 0 0 0	0,146 0,109 0,072 0,066 0,059 0,047	0,183 0,169 0,129 0,127 0,122 0,112	0,267 0,277 0,281 0,288 0,296 0,300	0,359 0,406 0,479 0,536 0,574 0,633	0,445 0,543 0,711 0,874 1,002 1,283	0,540 0,652 0,930 1,192 1,539 2,249	0,618 0,799 1,132 1,468 2,154 3,939
На высокопрочных болтах	–	0	0,121	0,184	0,378	0,643	1,131	1,614	2,347

Таблица 12

hef	£ 0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	³ 2,0
c2	По табл. 21, т. е. c2 = ccr	37,0	39,2	45,2	52,8	62,0	72,6	84,7

7.3.6. В стенке балки симметричного сечения, укрепленной кроме поперечных основных ребер одним продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии h1 от расчетной (сжатой) границы отсека (рис. 4), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:

Рис. 4. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами и продольным ребром жесткости

а – сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б – то же к растянутому; 1 – поперечное основание ребро жесткости; 2 – продольное ребро жесткости; 3 – пластинка у сжатого пояса; 4 – пластинка у растянутого пояса

а) пластинку 3, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром по формуле

s/scr1 + sloc/sloc,cr1 + (t/tcr1)2 £ gc, (26)

где gс следует принимать по табл. 6* настоящих норм, а s, sloc и t – определять согласно требованиям п. 7.2*.

Значения scr1 и sloc,cr1 следует определять по формулам:

при sloc = 0

, (27)

где ;

при sloc ¹ 0 и m = a/h1 £ 2

; (28)

sloc,cr1 = (1,24 + 0,476m1), (29)

где

. (30)

Если a/h1 > 2, то при вычислении scr1 и sloc,cr1 следует принимать a = 2h1; tcr1 необходимо определять по формуле (20) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

б) пластинку 4, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, – по формуле

, (31)

где ; (32)

sloc,cr2 – следует определять по формуле (24) и табл. 10 при d = 0,8, заменяя значение отношения a/hef значением а/(hef – h1);

tcr2 – следует определять по формуле (20) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

sloc2 = 0,4sloc – при приложении нагрузки к сжатому поясу (рис. 4,а);

sloc2 = sloc – при приложении нагрузки к растянутому поясу (рис. 4,б).

Коэффициент tc следует определять по СНиП.