Минимальные требования к поперечным элементам жесткости

(1) Для создания жесткой опоры для пластины с продольными элементами жесткости или без них, промежуточные поперечные элементы жесткости должны удовлетворять критерию, указанному ниже.

(2) Поперечный элемент жесткости следует рассматривать как простой стержень, подвергающийся боковой нагрузке с начальным искривлением по синусоидальной кривой с w ₀ = s /300, где s — наименьшее значение a ₁, a ₂ или b (рисунок 9.2). В этом случае a ₁ и a ₂ являются длинами смежных панелей рассматриваемого элемента жесткости, а b является высотой между центрами поясов балки или длиной поперечного элемента жесткости. Данный эксцентриситет должен учитываться
в дальнейшем расчете.

1 — поперечный элемент жесткости

Рисунок 9.2 — Поперечный элемент жесткости

(3) Поперечный элемент жесткости должен воспринимать усилие от изгиба смежных сжатых панелей при условии, когда оба смежных поперечных элемента являются одновременно жесткими
и прочными при действии какой-либо внешней нагрузки и осевой силы, согласно примечанию
к 9.3.3(3). Сжатые панели и продольные элементы жесткости рассматриваются как шарнирно присоединенные к поперечным элементам жесткости.

(4) По теории расчета 2-го порядка в упругой стадии работы необходима проверка с учетом двух следующих критериев, удовлетворяющих методике расчета по предельным состояниям:

— максимальное напряжение в элементе жесткости не должно превышать ;

— дополнительный выгиб элемента жесткости не должен превышать значения b /300.

(5) При отсутствии в поперечном элементе жесткости осевой силы оба критерия в (4) допускается рассматривать выполненными, если момент инерции поперечного элемента жесткости I_st будет не менее

, (9.1)

где ;

здесь e_max — максимальное расстояние от центра тяжести элемента жесткости до наиболее удаленной точки элемента жесткости;

N_Ed — расчетное значение действующего усилия сжатия в смежных панелях, но не менее усилия, равного наибольшему напряжению сжатия, умноженному на половину эффективной^Р сжатой площади поперечного сечения панели, включая элементы жесткости;

s_cr,c, s_cr,p — определены в 4.5.3 и приложении А.

Примечание — Стандарты EN 1993-2 и EN 1993-1-7 содержат указания по применению поперечных элементов жесткости, нагружаемых из плоскости стенки балки.

(6) Если поперечные элементы жесткости воспринимают осевое усилие сжатия, то оно должно быть увеличено на значение ∆N_st = s_mb²/p² для того, чтобы учесть дополнительные усилия от изгиба. Критерии в (4) сохраняют свою силу, но ∆N_st можно не учитывать, когда при расчете в элементе жесткости напряжения от осевой силы одного знака.

(7) При отсутствии в поперечном элементе жесткости осевых сил требования в (4) могут проверяться по теории расчета 1-го порядка в упругой стадии работы с учетом следующей равномерно распределенной по длине b дополнительной поперечной нагрузки q, определяемой по формуле

, (9.2)

где s_m — определено в (5);

w₀ — указано на рисунке 9.2;

w_el — деформация при упругой стадии работы, которую допускается определять методами итерации или принять равной дополнительному выгибу элемента жесткости (b/300).

(8) Если не применяется более точный метод расчета для исключения крутильной формы потери устойчивости элементов жесткости с открытым поперечным сечением, то для элементов жесткости должно выполняться следующее условие

, (9.3)

где I_P — полярный момент инерции поперечного сечения одного элемента жесткости, рассчитываемый относительно точки крепления к пластине;

I_T — момент инерции Сен-Венана при кручении для поперечного сечения одного элемента жесткости.

(9) При учете изгибной жесткости элементов жесткости для них должен быть выполнен критерий, указанный в (8), или следующий критерий:

s_cr ³ qf_y, (9.4)

где s_cr — критическое напряжение при крутильной форме потери устойчивости без учета защемления пластины при закручивании;

q — параметр, обеспечивающий 3 класс работы.

Примечание — Параметр q может приниматься по национальному приложению. Рекомендуемое значение q = 6.