Общая и местная устойчивость
Устойчивость металлических конструкций является важным фактором, поскольку при сжатии возможно наступление состояния потери несущей способности не в результате разрушения, а из-за потери устойчивости при нагрузках, значение которых меньше, чем расчетное сопротивление стали.
Каждая форма потери устойчивости имеет свои особенности:
- при общей потере устойчивости наступает состояние, когда нагрузка превышает некоторое значение, что приводит к потере первоначальной формы. Конструкция деформируется, она изгибается, закручивается;
- при местной потере устойчивости элемент сохраняет форму, но искривляются его отдельные элементы.
Как правило оба этих состояния взаимосвязаны, и местная потеря устойчивости приводит к наступлению общей потери устойчивости.
Для оценки местной устойчивости проверяют соотношение ширины пластинки к ее толщине, при этом результат должен быть меньше коэффициента, определённого исходя из материала элемента, его гибкости и вида.
В зависимости от условий работы в некоторых случаях проверка общей устойчивости и местной устойчивости может не потребоваться, например, если приведенная гибкость стенки не более 3,5, а локальная нагрузка отсутствует, приварка стенок и пояса выполнена двусторонними швами.
Если в результате проверки местная устойчивость полки не обеспечена, то рассматривают вариант уменьшения свеса или увеличения толщины элемента. Если не обеспечена местная устойчивость стенки, то выполняют установку продольных и поперечных ребер жесткости. За счет определения предельных условий гибкости для стенки и полки гарантируется, что потеря местной устойчивости не наступит раньше, чем потеря общей устойчивости элемента.
Тормозная балка – это балка, которая обеспечивает жесткость в поперечном направлении и устойчивость подкрановой балки при воздействии тормозной нагрузки от тележки крана.
Рисунок 1. Методика проверки на устойчивость. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Проверка общей и местной устойчивости подкрановых балок
Чтобы выполнить расчет подкрановой балки потребуется та же методика, что и для обычных балок. В первую очередь требуется определить значение нагрузки, возникающей от действия двух сближенных друг с другом кранов, имеющих наибольшую грузоподъемность.
Подкрановая балка испытывает подвижную нагрузку, поэтому нам необходимо определить сечение, в котором она достигнет своего максимума. Узел опирания балки на колонны является одним из самых важных, поскольку в нем выполняется передача значительных по величине вертикальных и горизонтальных усилий. Торец опорного листа передает вертикальное давление от разрезных подкрановых балок. Если балка неразрезная, то давление передают опорные ребра. Если в неразрезной подкрановой балке есть опора смежного, незагруженного пролета, то возникает обратно направленная реакция и выполняется расчет анкерных болтов с ее учетом.
Для обычных балок мы можем определить, что в середине пролета значение изгибающего момента будет максимальным, при равнодействующей всех сил в балке. Чтобы определить сечение, близкое к середине пролета, используем линии влияния в центре пролета.
Поперечная сила достигает максимума в тот момент, когда одна из сил приложена у опоры, а остальные расположены в непосредственной близости. Определив по эпюрам самые опасные сечения, находим расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы.
Также при оценке величины момента и силы необходимо учесть коэффициент веса балки.
Ребра жесткости, обеспечивающие устойчивости стенки как правило имеют ширину не менее 90 миллиметров. При больших циклах нагруженности, торцы ребер строгают. Ребра могут устанавливаться с двух сторон или с одной. При двусторонней расстановке их не приваривают к поясам. Односторонние сваривают с верхним поясом и стенкой.
Местная устойчивость проверяется для двух элементов:
- стенки, с учетом нормальных напряжений;
- пояса, с учетом отношения свеса к толщине.
Рисунок 2. Проверка местной и общей устойчивости в подкрановой балке. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Прогиб в балке определяют по правилам строительной механики, сравнивая его значение с предельно допустимым. Если балка снабжена дополнительно тормозной балкой, то ее общая устойчивости априори обеспечена, и проверка не требуется.
