Проверка несущей способности стальных конструкций с учетом дефектов.

Проверка прочности изгибаемых элементов с ослаблением сечения так же производятся по нормам, но с учетом характеристик ослабленного сечения.

Характеристики сечения при ослаблении в результате равномерного коррозионного износа определяются:

для швеллеров, двутавров, уголков по формуле

Для замкнутых профилей по формуле:

Где А₀, W₀ – характеристики неослабленного сечения; Δ – утончение элемента, равное разнице между начальной и фактической толщиной элемента; к_SA = 2/t – для уголков; к_SA = 1/t – для швеллеров, двутавров; к_{SA =} 4/(t+d) – для замкнутых профилей; t и d – соответственно толщина полки и стенки; к_sw - определяется по таблице 9.8.

Проверка прочности элементов, ослабленных коррозией, производится по нормам с учетом изменившихся характеристик сечения.

Сплошностенчатые центрально-сжатые элементы в случае их общего искривления следует рассчитывать по нормам, как внецентренно сжатые, при этом приведенные относительный эксцентриситет определяется по формуле

M_ef = кηm

где к = - вычисляется для плоскости искривления; m = f₀A₀/W_s; f₀ – стрела искривления в ненагруженном состоянии; f₀ = ψ₀f_изм, где f_изм – стрела искривления, замеренная при обследовании; ψ₀ – поправочный коэффициент: ψ₀ = ; σ₀ – усилие в стержне в момент замера стрелки искривления: σ₀ = N₀/A₀

Учитывая, что в большинстве случаев в стержнях ферм есть резервы несущей способности за счет унификации сечений, градации сортамента, неполного использования прочностных свойств металла, можно определить допускаемые искривлении я сжатых стержней ферм с учетом этих резервов. Для сжатых стержней ферм из парных уголков допускаемые искривления в двух плоскостях в зависимости от уровня нагруженности.

Допускаемы искажения сжатых ферм из спаренных уголков.

N/(φA0Ry0)	Относительное искривление	Допу скаемое искривление
0.9	fox/l	1/250	1/400	1/600	1/800
foy/l		1/750	1/600	1/500
0.8	fox/l	1/500	1/250	1/400	1/600
foy/l		1/600	1/450	1/350
0.7	fox/l	1/100	1/200	1/300	1/800
foy/l		1/450	1/300	1/250
0.6	fox/l	1/100	1/200	1/500	1/800
foy/l		1/250	1/180	1/170

Несущая способность сжатого стержня с заданными искривлениями в одной или двух плоскостях определяется по формуле:

где φ_u,v = коэффициент снижения несущей способности стержня с условными искривлениями u и v (определяются по таблице 9.10, значения φ_u,v увеличены в 1000 раз); коэффициент φ_u,v определяется в зависимости от u и v, , :

_;

;

;

_{; ;} γ_с = 1

Расчет сквозных стержней с дефектами или повреждениями на устойчивость в плоскости решетки выполняется по формуле:

(1)

где φ_е – определяется по нормам с учетом поправочного коэффициента к относительному эксцентриситету m_ef,1 = к₁m_ef:

(2)

для решетчатых колонн при отсутствии повреждений элементов решетки φ_вет = 1, при наличии повреждений φ_вет определяется по нормам с поправочным коэффициентом: к₂ = - ; к₂ = 1.1 – при

Учет местных прогибов в стержнях ферм. Установлено, что критические силы у сжатых стержней с местными прогибами могут быть ниже (до 50%), чем у бездефектных.

При определении несущей способности стержня таврового сечения из двух уголков с местной прогибью полки искривленный участок заменяется эквивалентным прямолинейным участком меньшей толщины. Расчетная схема такого стержня приведена на рисунке.

Проверка местной устойчивости стержня, ослабленного местной прогибью, производиться по формуле:

где А_о.с = А_о – при отсутствии вырезов; φ_п – определяется в зависимости от и m_ef,п; ; i_п = ; l_ef,п = μ₁μl; μ – определяется по нормам; μ₁ – по таблице 9.11; m_{ef, п} = ηm_п = ηeA₀/W_п; е – суммарный эксцентриситет приложения нагрузки относительно центральных осей X_п и Y_п (рис., 9.10 б); е = е₀ + е_п; е₀ – от эксцентриситета приложения нагрузки к торцам уголков и общего искривления стержня: е₀ = z₀ + f₀; е_п =z_п – z₀; η – определяется по нормам; γ_п – коэффициент при прогибах одной из вертикальных полок γ_п = 0.95; то же, одной из горизонтальных полок – γ_п = 0.9; при симметричных прогибах двух полок – γ_п = 1.

 

а)

б)

Расчетная схема фермы с местной прогибью полок.

а – расчетная схема стержня с прогибью; б – расчетная схема деформированного сечения стержня; 1 – центр тяжести не деформируемого сечения; 2 – то же, деформированного;

Для вычисления геометрических характеристик эквивалентного сечения (I_п, W_п, i_п достаточно разбить деформируемую часть полки длинной c = b – (t + 0.5r) на 2…3 участка длинной 0.5с или 0.33с и определить для них соответствующие значения I_i, W_i, i_i, далее находят I_п = I₀₁ + ∑ I_i (где I₀₁, W₀₁, i₀₁ – соответствующие характеристики недеформируемой части сечения)) и т.д.

 

Таблица 1. Значение коэффициента μ₁.

 

lef,п/lef,0	l0/lп
1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
Дефект в середине по длинне стержня
0.05
0.1
0,15
0,2
Дефект в конце стержня
0.05
0.1
0,15
0,2

Примечание. Значение μ₁ увеличено в 1000 раз; l_ef,0 – расчетная длинна основного стержня; I₀ – момент инерции стержня относительно осей x₀ и y₀.

 

Таблица 2. Значение коэффициента φ_u,v

 

	u	φus,v при v
0.3	0.2	0.1	0.05	0.05	0.1	0,2	0,3
Для опорных раскосов и верхних поясов ферм из равнополочных уголков при μx = μy = 1
2.0	0.05
0.1
0.2
0.3
3.0	0.05
0.1
0.2
0.3
4.0	0.05
0.1
0.2
0.3
Для сжатых раскосов ферм из равнополочных уголков при μx = 0.8, μy = 1
2.0	0.05
0.1
0.2
0.3
3.0	0.05
0.1
0.2
0.3
4.0	0.05
0.1
0.2
0.3
Для сжатых поясов и опорных раскосов из неравнополочных уголков при μx = μy = 1
2.0	0.05
0.1
0.2
0.3
3.0	0.05
0.1
0.2
0.3
4.0	0.05
0.1
0.2
0.3