Поясные листы (полки) центрально-, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и изгибаемых элементов

7.22*. Расчетную ширину свеса поясных листов (полок) b_ef следует принимать равной расстоянию: в сварных элементах - от грани стенки (при односторонних швах от грани стенки со стороны шва) до края поясного листа (полки); в прокатных профилях - от начала внутреннего закругления до края полки; в гнутых профилях (рис. 11) - от края выкружки стенки до края поясного листа (полки).

7.23*. В центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах с условной гибкостью от 0,8 до 4 отношение расчетной ширины свеса поясного листа (полки) b_ef к толщине i следует принимать не более значений, определяемых по формулам табл. 29*.

Таблица 29*

Характеристика полки (поясного листа) и сечения элемента	Наибольшие отношения
Неокаймленная двутавра и тавра
Окаймленная ребром двутавра и тавра
Неокаймленная равнополочных уголков и гнутых профилей (за исключением швеллера)
Окаймленная ребром равнополочных уголков и гнутых профилей
Неокаймленная большая неравнополочного уголка и полка швеллера
Окаймленная ребром и усиленная планками гнутых профилей

При значениях < 0,8 или > 4 в формулах табл. 29* следует принимать соответственно = 0,8 или = 4.

7.24. В изгибаемых элементах отношение ширины свеса сжатого пояса b_ef к толщине i следует принимать не более значений, определяемых по табл. 30.

Таблица 30

Расчет изгибаемых элементов	Характеристика свеса	Наибольшие значения отношения
В пределах упругих деформаций	Неокаймленный
Окаймленный ребром
С учетом развития пластических деформаций1	Неокаймленный	bef/t = 0,11hef /tw, но не более
Окаймленный ребром	bef /t = 0,16hef/tw, но не более

_____________

¹ При h_ef/t_w £ 2,7 наибольшее значение отношения b_ef/t следует принимать:

для неокаймленного свеса b_ef/t = 0,3 ;

для окаймленного ребром свеса b_ef/t = 0,45 ,

Обозначения, принятые в таблице 30:

h_ef - расчетная высота балки;

t_w - толщина стенки балки.

7.25. Высота окаймляющего ребра полки a_ef, измеряемая от ее оси, должна быть не менее 0,3b_ef в элементах, не усиленных планками (рис. 11) и 0,2b_ef - в элементах, усиленных планками, при этом толщина ребра должна быть не менее 2a_ef .

7.26*. В центрально-сжатых элементах коробчатого сечения наибольшее отношение расчетной ширины пояса к толщине b_ef/t следует принимать по табл. 27* как для стенок коробчатого сечения.

Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах коробчатого сечения наибольшее отношение b_ef/t следует принимать:

при m £ 0,3 - как для центрально-сжатых элементов;

при m ³ 1, и £ 2 + 0,04m b_et/t = ;

при m ³ 1, и > 2 + 0,04m

.

При значениях относительного эксцентриситета ,3 < m < 1 наибольшие отношения b_ef/t следует определять линейной интерполяцией между значениями b_ef/t, вычисленными при m = 0,3 и m = 1.

7.27*. При назначении сечений центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по предельной гибкости, а изгибаемых элементов - по предельным прогибам, а также при соответствующем обосновании расчетом наибольшие значения отношения расчетной ширины свеса к толщине b_ef/t следует умножать на коэффициент , но не более чем на 1,25.

Здесь следует принимать:

для центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов: j_m - меньшее из значений j, j_e, j_exy, cj, использованное при проверке устойчивости элемента; s = N/A;

для изгибаемых элементов: j_m = 1; s - большее из двух значений или .

Расчет листовых конструкций

Расчет на прочность

8.1. Расчет на прочность листовых конструкций (оболочек вращения), находящихся в безмоментном напряженном состоянии, следует выполнять по формуле

, (93)

где s_x и s_y - нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярным направлениям;

g_c - коэффициент условий работы конструкций, назначаемый в соответствии с требованиями СНиП по проектированию сооружений промышленных предприятий.

При этом абсолютные значения главных напряжений должны быть не более значений расчетных сопротивлений, умноженных на g_c.

8.2. Напряжения в безмоментных тонкостенных оболочках вращения (рис. 17), находящихся под давлением жидкости, газа или сыпучего материала, следует определять по формулам:

; (94)

, (95)

где s₁ и s₂ - соответственно меридиональное и кольцевое напряжения;

r₁ и r₂ - радиусы кривизны в главных направлениях срединной поверхности оболочки;

p - расчетное давление на единицу поверхности оболочки;

t - толщина оболочки;

F - проекция на ось z-z оболочки полного расчета давления, действующего на часть оболочки abc (рис. 17);

r и b - радиус и угол, показанные на рис. 17.

Рис. 17. Схема оболочки вращения

Рис. 18. Схема конической оболочки вращения

8.3. Напряжения в замкнутых безмоментных тонкостенных оболочках вращения, находящихся под внутренним равномерным давлением, следует определять по формулам:

для цилиндрических оболочек

и ; (96)

для сферических оболочек

; (97)

для конических оболочек

и , (98)

где p - расчетное внутреннее давление на единицу поверхности оболочки;

r - радиус срединной поверхности оболочки (рис. 18);

b - угол между образующей конуса и его осью z-z (рис. 18).

8.4. В местах изменения формы или толщины оболочек, а также изменения нагрузки должны быть учтены местные напряжения (краевой эффект).

Расчет на устойчивость

8.5. Расчет на устойчивость замкнутых круговых цилиндрических оболочек вращения, равномерно сжатых параллельно образующим, следует выполнять по формуле

s₁ £ g_cs_cr1, (99)

где s₁ - расчетное напряжение в оболочке;

s_cr1 - критическое напряжение, равное меньшему из значений yR_y или cEt/r (здесь r - радиус срединной поверхности оболочки; t - толщина оболочки).

Значения коэффициентов y при < rt £ 3 следует определять по формуле

. (100)

Значения коэффициентов c следует определять по табл. 31.

Таблица 31

В случае внецентренного сжатия параллельно образующим или чистого изгиба в диаметральной плоскости при касательных напряжениях в месте наибольшего момента, не превышающих значений 0,07Е (t/r)^3/2, напряжение s_cr1 должно быть увеличено в (1,1 - ,1 s¢₁s₁) раз где s¢₁ - наименьшее напряжение (растягивающие напряжения считать отрицательными).

8.6. В трубах, рассчитываемых как сжатые или сжато-изгибаемые стержни, при условной гибкости должно быть выполнено условие

. (101)

Такие трубы следует рассчитывать на устойчивость в соответствии с требованиями разд. 5 настоящих норм независимо от расчета на устойчивость стенок. Расчет на устойчивость стенок бесшовных или электросварных труб не требуется, если значение rt не превышает половины значений, определяемых по формуле (101).

8.7. Цилиндрическая панель, опертая по двум образующим и двум дугам направляющей, равномерно сжатая вдоль образующих, при b²/(rt) £ 20 (где b - ширина панели, измеренная по дуге направляющей) должна быть рассчитана на устойчивость как пластинка по формулам:

при расчетном напряжении s £ 0,8R_y

; (102)

при расчетном напряжении s = R_y

. (103)

При 0,8R_y < s < R_y наибольшее отношение b/t следует определять линейной интерполяцией.

Если b²/(rt) > 20, панель следует рассчитывать на устойчивость как оболочку согласно требованиям п. 8.5.

8.8*. Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения при действии внешнего равномерного давления p, нормального к боковой поверхности, следует выполнять по формуле

s₂ £ g_cs_cr2, (104)

где s₂ = pr/t - расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

s_cr2 - критическое напряжение, определяемое по формулам;

при 0,5 £ l/r £ 10

s_cr2 = 0,55E(r/l)(t/r)^3/2; (105)

при l/r ³ 20

s_cr2 = 0,17E(t/r)²; (106)

при 1 < l/r < 2 напряжение s_cr2 следует определять линейной интерполяцией.

Здесь l длина цилиндрической оболочки.

Та же оболочка, но укрепленная кольцевыми ребрами, расположенными с шагом s ³ 0,5r между осями, должна быть рассчитана на устойчивость по формулам (104) - (106) с подстановкой в них значения s вместо l.

В этом случае должно быть удовлетворено условие устойчивости ребра в своей плоскости как сжатого стержня согласно требованиям п. 5.3 при N = prs и расчетной длине стержня l_ef = 1,8r, при этом в сечение ребра следует включать участки оболочки шириной с каждой стороны от оси ребра, а условная гибкость стержня не должна превышать 6,5.

При одностороннем ребре жесткости его момент инерции следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей поверхностью оболочки.

8.9. Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в пп. 8.5 и 8.8*, следует выполнять по формуле

, (107)

где s_cr1 должно быть вычислено согласно требованиям п. 8.5, а s_cr2 - согласно требованиям п. 8.8*.

8.10. Расчет на устойчивость конической оболочки вращения с углом конусности b £ 6°, сжатой силой N вдоль оси (рис. 19) следует выполнять по формуле

N £ g_cN_cr, (108)

где N_cr - критическая сила, определяемая по формуле

N_cr = 6,28r_mts_cr1cos²b, (109)

здесь t - толщина оболочки;

s_cr1 - значение напряжения, вычисленное согласно требованиям п. 8.5 с заменой радиуса r радиусом r_m, равным

. (110)

Рис. 19. Схема конической оболочки вращения под действием продольного усилия сжатия

8.11. Расчет на устойчивость конической оболочки вращения при действии внешнего равномерного давления p, нормального к боковой поверхности, следует выполнять по формуле

s₂ £ g_cs_cr2, (111)

здесь s₂ = pr_m /t - расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

s_cr2 - критическое напряжение, определяемое по формуле

s_cr2 = 0,55E(r_m /h)(t/r_m)^3/2, (112)

где h - высота конической оболочки (между основаниями);

r_m - радиус, определяемый по формуле (110).

8.12. Расчет на устойчивость конической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в пп. 8.10 и 8.11 следует выполнять по формуле

, (113)

где значения N_cr и s_cr2 следует вычислять по формулам (109) и (112).

8.13. Расчет на устойчивость полной сферической оболочки (или ее сегмента) при r/t £ 750 и действии внешнего равномерного давления p, нормального к ее поверхности, следует выполнять по формуле

s £ g_cs_cr, (114)

где s = pr/2t - расчетное напряжение;

s_cr = 0,1Et/r - критическое напряжение, принимаемое не более R_y;

r - радиус срединной поверхности сферы.