Что такое местная потеря устойчивости

потеря местной устойчивости

3.13 потеря местной устойчивости: Разрыв, смещение отдельных участков или элементов сооружения, деформация локального характера сверх допустимой величины.

Смотреть что такое «потеря местной устойчивости» в других словарях:

ОДМ 218.2.027-2012: Методические рекомендации по расчету и проектированию армогрунтовых подпорных стен на автомобильных дорогах — Терминология ОДМ 218.2.027 2012: Методические рекомендации по расчету и проектированию армогрунтовых подпорных стен на автомобильных дорогах: 3.1 армированный грунт: Массив грунта, в котором размещены армирующие элементы, обеспечивающие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО НОСТРОЙ 2.29.105-2013: Мостовые сооружения. Укрепление конусов и откосов насыпей на подходах к мостовым сооружениям — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.29.105 2013: Мостовые сооружения. Укрепление конусов и откосов насыпей на подходах к мостовым сооружениям: 3.1 габионы (габионные конструкции): Объемные сетчатые конструкции различной формы из проволочной крученой с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

конструкции укрепления — 3.2 конструкции укрепления: Конструкции, предназначенные для защиты поверхностных слоев конусов и откосов от внешних разрушающих воздействий в местах примыкания насыпей к мостовым сооружениям. Примечание К разрушающим воздействиям относятся… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Последствия аварии — 18. Последствия аварии возникшая в результате аварии радиационная обстановка, наносящая убытки и вред из за превышения установленных пределов радиационного воздействия на работников, население и окружающую среду. Источник: НП 013 99: Установки по … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предельное — 15. Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах в накопителях, расположенных вне территории предприятия (организации). М., 1985. Источник: П 89 2001: Рекомендации по диагностическому контролю фильтрационного и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО 22-05-04: Руководство по определению индивидуального ресурса стальных подкрановых балок с усталостными трещинами в стенках для допущения их временной эксплуатации. Часть 1. Основные положения. (Предназначено для экспертов) — Терминология СТО 22 05 04: Руководство по определению индивидуального ресурса стальных подкрановых балок с усталостными трещинами в стенках для допущения их временной эксплуатации. Часть 1. Основные положения. (Предназначено для экспертов):… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54382-2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования — Терминология ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования оригинал документа: 3.39 J труба (J tube): Установленная на платформе J образная труба, которая образует райзер… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Местная — 1.15.2. Местная Черт. 13 Таблица 13 Наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм Номер пункта Допуск для станков классов точности Н П В А До 125 1.15.1 1 20 50 32 1.15.2 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это

Явления, при которых металлоконструкции теряют первоначальные характеристики качества, изменяют форму при изгибе, под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений сигнализируют о начале процесса деформации, который рано или поздно станет главной причиной потери несущей способности. В таком случае, местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это? И можно ли ее считать показателем безопасности, предупреждающим дефекты, возникающие из-за неблагоприятных сочетаний нагрузок или усилий в конструкциях?

При потере общей устойчивости, составные элементы металлоконструкций дают сбой в работе, которая полностью или частично приостанавливает эксплуатацию здания или сооружения. Местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это? И как влияет на общую устойчивость?

Для более эффективного познания, давайте представим себе, металлоконструкцию, как конструктивный элемент какого-нибудь здания. В нормальном состоянии этот элемент не будет отличаться на внешний вид от других элементов металлоконструкций. В напряженном состоянии он будет характеризоваться несимметричной формой, со смещённым центром изгиба, расхлябанным соединением, внешним выпучиванием. Под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений возникает потеря устойчивости. Итак, местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это? Прежде всего, — это показатель, по которому определяется уровень опасности потери общей устойчивости.

Прежде чем мы дальше будем рассматривать, местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это, разберемся почему происходит выпучивание. При показателе высокой прочности металла требуемая площадь поперечного сечения металлоконструкции бывает мала. Для того, чтобы грамотно использовать высокопрочный материал в сжатых стержнях металлоконструкций необходимо увеличивать габаритные размеры поперечного сечения. В результате чего что уменьшается толщина элементов металлоконструкций, составляющих стержень (стенки, пояса).

При этом надо заметить, что опасность потери местной устойчивости тонкостенных элементов возникает до того, как металлоконструкция полностью теряет несущую способность от исчерпания прочности материала или от потери общей устойчивости.

Таким образом, можно согласиться, местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это показатель безопасности, эксплуатационная характеристика нормальной работы всего сооружения. Местное выпучивание отдельных элементов конструкций происходит под действием сжимающих напряжений, которые и становятся основной причиной потери несущей способности тех или иных металлоконструкций, из-за чего смещается центр изгиба и теряются геометрические пропорции.

Чтобы не допустить потерю местной устойчивости, изгиба и закручивания стержня, которой характеризуется выпучивание, необходимо либо увеличить толщину сечений, либо установить ребра жесткости перпендикулярно плоскости пластины и подкрепить ими показатель устойчивости таких металлоконструкций, как балки и колонны.

Для увеличения показателя местной устойчивости в заводском производстве решаются разные задачи. Инженеры, проектировщики и технологи полагают, если учесть, что отдельные элементы, составляющие металлический стержень, работают как пластинки, то соединенные между собой шарнирными, жесткими либо упругоподатливыми связями (в зависимости от конкретных условий эксплуатации), они будут максимально влиять на работоспособность металлоконструкций, находящихся под давлением внутренних и внешних сил в разных вариациях работы. И довести до критического состояния эти конструкции будет трудно.

Узнать, местная устойчивость элементов металлических конструкций — что это и каково ее влияние на другие показатели безопасности быстровозводимых зданий и сооружений, можно по телефону 391 251-82-82. Обращайтесь!

Источник

Устойчивость составных балок и их элементов

Явление, при котором балка теряет устойчивость и изменяет фор­му при изгибе, называют потерей общей устойчивости балки. Мест­ное выпучивание отдельных элементов конструкций под действием сжимающих нормальных или касательных напряжений называют потерей местной устойчивости. Составная балка, как конструктив­ный элемент, представляет собой систему тонких пластинок, находя­щихся в напряженном состоянии. В составных балках потеря мест­ной устойчивости одним из элементов (особенно стенкой) часто яв­ляется основной причиной потери несущей способности.

Выпучивание любого элемента приводит к тому, что он полно­стью или частично выключается из работы балки, рабочее сечение балки уменьшается, часто становится несимметричным, центр из­гиба смещается. Все это и приводит к преждевременной потере не­сущей способности всей балки.

Сжатый пояс представляет собой длинную пластинку, прикреп­ленную к стенке балки и нагруженную равномерно распределен­ным нормальным напряжением, действующим вдоль длинной сто­роны пластинки. Потеря устойчивости такой пластинки выражает­ся волнообразным выпучиванием ее свободных краев (рисунок ниже).

Устойчивость сжатого пояса обычно обеспечивается при под­боре сечения составной балки. В случае недонапряжения балки ширина пояса может быть увеличена умножением на √R_y/σ, но не более чем на 25% (σ — максимальные краевые нормальные напряжения в балке).

Потеря местной устойчивости сжатым поясом балки

Стенка балки представляет собой пластинку, подверженную воздействию нормальных и касательных напряжений. Для повыше­ния устойчивости стенки ее укрепляют специальными ребрами же­сткости, которые располагают с двух сторон стенки нормально к поверхности выпучивания листа.

Повышение устойчивости стенки за счет увеличения ее толщи­ны нецелесообразно, так как оно ведет к перерасходу материала.

В зависимости от расположения различают поперечные и про­дольные ребра жесткости. Как правило, ограничиваются только поперечными ребрами, для чего необходимо при подборе сече­ния балки выполнить условие по формуле выше. Продольные ребра жесткости ставят только в балках большой высоты (обыч­но более 3 м).

Ребра жесткости разбивают стенку на ряд отсеков (панелей), кото­рые теряют устойчивость независимо один от другого (рисунок ниже).

Согласно, укреплять стенку составной балки поперечны­ми ребрами жесткости необходимо, если условная гибкость стенки

Если на пояс балки действует подвижная нагрузка, то условная гибкость стенки должна быть

Расстояние между поперечными ребрами жесткости α не долж­но превышать:

Ребра жесткости принимают парными, симметричными по обе стороны стенки (рисунок ниже). Ширину выступающей части ребра b_h, которое выполняется из полосовой стали, определяют по эмпири­ческой формуле

Толщина ребра t_s должна быть не менее 2b_h√R y /Е. Приварку ребер жесткости к стенке осуществляют сплошными швами с ми­нимальным катетом (k_f = 4—6 мм). На обоих концах внутренние утлы ребра срезают для пропуска поясных швов (рисунок ниже); размеры ка­тетов среза 40-50 мм.

Вблизи от опоры стенка балки подвергается воздействию пре­имущественно касательных напряжений, под влиянием которых она перекашивается (рисунок ниже); в результате по линиям укороченных диагоналей стенка сжимается, а по линиям удлиненных — вытяги­вается. Под влиянием диагонального сжатия стенка может выпучи­ваться (терять устойчивость), образуя волны, наклоненные к оси балки под углом около 45°. Напряжения, при которых происходит потеря устойчивости, называют критическими.

Потеря местной устойчивости стенкой балки

а — размещение поперечных ребер жесткости по длине; б — поперечное сечение балки с ребрами жесткости; в — действие касательных напряжений; г — действие нормальных напряжений

Укрепление стенки балки поперечными ребрами жесткости, пе­ресекающими возможные волны выпучивания, увеличивает крити­ческое касательное напряжение, которое в этом случае определяет­ся по формуле

где μ — отношение большей стороны (α или h_ef) к меньшей d (см. рисунок выше);

где t_w — толщина стенки.

Из формулы выше можно получить отношение h_ef/t_w при котором стенка достигнет при нагружении балки предела текучести раньше, чем потеряет устойчивость. Учитывая это обстоятельство, СНиПом разрешается не проверять устойчивость стенки балки с поперечными ребрами жесткости при отсутствии местного напряжения, если

а при наличии местного напряжения, если

Ближе к середине балки влияние касательных напряжений на стенку невелико; здесь стенка подвергается воздействию главным образом нормальных напряжений, которые также могут вызвать по­терю ее устойчивости. При выпучивании стенки образуются вол­ны, перпендикулярные оси балки (рисунок выше).

Величина критических нормальных напряжений зависит от за­кона распределения приложенных к кромкам прямоугольной плас­тинки-стенки нормальных напряжений. При изгибе стенки (что со­ответствует работе балки на изгиб) критическое напряжение

где с_сr — коэффициент, принимаемый в зависимости от значения 5, учитывающего степень упругого защемления стенки в поясах;

где β — коэффициент для всех балок, кроме подкрановых, при не­прерывном опирании на сжатый пояс балки жестких плит β = ∞; в прочих случаях β = 0,8; b_f и t_f— соответственно ширина и толщи­на сжатого пояса балки.

Источник

Местная устойчивость

Под влиянием сжатия стенка может выпучиться, образуя волны, наклоненные к оси под углом примерно 45°. Чтобы воспрепятствовать выпучиванию стенки, ставят вертикальные ребра жесткости, которые пересекают возможные волны выпучивания. Стенка при этом получается разделенной на прямоугольники, ограниченные с четырех сторон поясами и ребрами жесткости.

Потеря местной устойчивости стенки от касательных напряжений

Если обозначить через а расстояние между осями ребер жесткости, через h₀ — высоту стенки и через d — меньшую сторону прямоугольника, то критическое касательное напряжение в стенке выразится формулой (с учетом упругого защемления стенки в поясах)

где μ — отношение большей стороны (а или h₀) к меньшей d;

В целях удобства расчет на устойчивость обычно ведут в следующих размерностях: в тоннах и сантиметрах.

В случае, если μ или соответственно а очень велики (что практически означает наличие ребер жесткости только на опорах балки), меньшая сторона d становится равной h₀ и тогда

где К = h₀/δ гибкость стенки.

Полученная формула аналогична по структуре формуле Эйлера (7.II).

Определим, при каком значении гибкости стенки К = h₀/δ напряжение τкр может достигнуть предела текучести τ_т, и назовем такую гибкость критической гибкостью. Выше (смотрите Работа стали при сложном напряженном состоянии) было указано, что

Подставляя это значение в формулу (48.VI), находим критическую гибкость.

Таким образом, при h₀/δ

Потеря местной устойчивости стенки от нормальных напряжений

На фигуре, в показана равномерно сжатая пластинка, закрепленная по одной длинной стороне и свободная — по другой.

Общая формула, определяющая нормальные критические напряжения, действительная в пределах упругой работы стенки, имеет вид:

где с — коэффициент, зависящий от величины α; значения с указаны в таблице;

К = h₀/δ — гибкость стенки.

Таким образом, критическое нормальное напряжение в стенке изгибаемой балки будет равно

Определим критическую гибкость, т. е. то значение ее, при котором критическое нормальное напряжение достигает предела текучести σ_т = 2,4 т/см 2 (для стали Ст. 3).

Из уравнения (51.VI) получим:

При одной закрепленной и другой свободной стороне

Таким образом, в случае сжатия пластинки, упруго защемленной по двум длинным сторонам (например, стенка сплошной колонны), при h₀/δ 162. Однако, учитывая приближенность ряда предпосылок при выводе формул, в технических условиях рекомендуется критическую гибкость стенки, до которой можно не укреплять ее против потери устойчивости при изгибе (от воздействия нормальных напряжений), принимать для стали марки Ст. h₀/δ = 160, а для стали HЛ2 h₀/δ = 130.

Сжатая пластинка, закрепленная по одной стороне (представляющая собой половину пояса балки), может потерять устойчивость только при h₀/δ = b/δ_п > 18. Однако вследствие некоторой неопределенности в защемлении и других причин НиТУ предписывают не превышать в этом случае b/δ_п = 15 (для стали марки Ст. 3) и b/δ_п = 12,5 (для стали НЛ2), что соответствует предельным соотношениям.

Потеря устойчивости стенки от совместного действия нормальных и касательных напряжений. При изгибе балки в стенке возникает сложное напряженное состояние от совместного действия нормальных и касательных напряжений, могущего вызвать потерю местной устойчивости стенки. Вопрос о возможной потере устойчивости стенки решается путем сопоставления гибкости стенки К = h₀/δ с критической гибкостью.

Как уже указывалось, при гибкости стенки балки меньше критической предел текучести в стенке достигается раньше, чем критическое напряжение, и опасной становится потеря прочности, а не устойчивости. Поэтому если у балки из стали Ст. 3 гибкость стенки меньше критической, т. е. h₀/δ 80 (или для стали НЛ2 больше 65), проверка стенки на устойчивость обязательна. При этом в случае необходимости стенка должна быть укреплена поперечными ребрами жесткости, поставленными на всю высоту стенки.

Согласно НиТУ, расстояние между этими ребрами жесткости не должно превышать 2/г, т. е. двойной высоты балки. Стенки высоких тонкостенных балок из Ст. 3 при h₀/δ > 160 (из стали НЛ2 больше 130) рекомендуется укреплять наряду с поперечными ребрами дополнительным продольным ребром, поставленным в сжатой зоне стенки (смотрите Подкрановые балки).

Проверка стенки балки на устойчивость производится по отсекам (прямоугольникам), которые образуются между поясами балки и ребрами жесткости. Изменяя расстояние между ребрами жесткости, можно получить такое соотношение сторон отсека, при котором стенка балок будет устойчивой.

Наметив таким образом предварительную расстановку ребер жесткости с максимальными возможными расстояниями между ними, проверяют устойчивость стенки при совместном действии нормальных и касательных напряжений.

Исследованиями С. П. Тимошенко, П. Ф. Папковича и Б. М. Броуде установлено, что для устойчивости стенки при совместном действии обоих компонентов напряженного состояния должно удовлетворяться следующее соотношение:

Здесь σ и τ — действительные напряжения в стенке балки;

σ₀ и τ₀ — критические значения нормальных и касательных напряжений при раздельном действии, равные:

Действительные напряжения σ и τ вычисляются по сечению брутто без введения коэффициента φ_б и, согласно НиТУ, определяются в следующих местах. Если длина отсека не превосходит его высоты, то краевое напряжение при сжатии σ определяется по среднему значению изгибающего момента в пределах отсека; в противном случае σ вычисляется по среднему значению момента для наиболее напряженного участка с длиной, равной высоте отсека. Среднее касательное напряжение вычисляется по формуле

где Q — среднее значение поперечной силы в пределах отсека;

h — полная высота стенки.

В случае, если в пределах рассматриваемого отсека расположено место изменения сечения балки, проверка устойчивости стенки производится для этого места по напряжениям, вычисленным для уменьшенного сечения.

Все формулы получены в предположении упругой работы листа. Так как необходимо, чтобы средние приведенные напряжения были меньше предела текучести, то, согласно НиТУ, требуется дополнительно, чтобы

Пример 9. Требуется проверить устойчивость стенки сварной балки, рассчитанной в примерах 5 и 7, и произвести расстановку ребер жесткости. Пролет балки l = 12 м, равномерно распределенная расчетная нагрузка q = 21,13 т/м. Подобранное сечение балки состоит в середине пролета из, стенки 1 500 X 12 мм и поясов 480 X 20 мм; у опоры и на протяжении 2 м от опоры — из стенки 1 500 X 12 мм и поясов 210 X 20 мм. В месте изменения сечения балки действуют: М₁ = 211,3 тм; Q = 84,5 т.

Решение. 1) Проверяем, необходима ли установка ребер жесткости: h₀/δ = 150/1,2 = 125 > 80, т. е. гибкость стенки больше критической, следовательно, ребра нужны. Намечаем максимальное расстояние между ребрами α = 2h = 2 * 150 = 300 см. Проверяем стенку в первом отсеке, окаймленном опорным ребром, поясами и первым ребром жесткости, поставленным на расстояние 3 м от опоры.

2) Находим действительные нормальные и касательные напряжения в стенке σ и τ в месте изменения сечения.

Краевое нормальное напряжение сжатия в стенке для уменьшенного сечения балки равно

(значение W = 10 300 см 3 принято по примеру 7).

Среднее касательное напряжение τ определяем по формуле (53.VI):

3) Находим критические напряжения по формулам (51.VI) и (47.VI):

4) Проверяем устойчивость стенки по формуле (52.VI)

Следовательно, намеченная расстановка ребер жесткости с максимальным расстоянием между ними α = 2h = 3 м вполне удовлетворительна.

1 Б. М. Броуде, Устойчивость пластинок в элементах стальных конструкций, Машстройиздат, 1949, С. П. Тимошенко, Устойчивость упругих систем, Техтеоретиздат, 1955.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Источник

местная потеря устойчивости

3.9 местная потеря устойчивости (buckling, local): Режим потери устойчивости, ограниченный короткой длиной трубопровода, вызывающий значительные изменения поперечного сечения.

Смотреть что такое «местная потеря устойчивости» в других словарях:

локальная [местная] потеря устойчивости — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN local instability … Справочник технического переводчика

Местная — 1.15.2. Местная Черт. 13 Таблица 13 Наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм Номер пункта Допуск для станков классов точности Н П В А До 125 1.15.1 1 20 50 32 1.15.2 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54382-2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования — Терминология ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования оригинал документа: 3.39 J труба (J tube): Установленная на платформе J образная труба, которая образует райзер… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СО 34.21.308-2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения — Терминология СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения: 3.10.28 аванпорт: Ограниченная волнозащитными дамбами акватория в верхнем бьефе гидроузла, снабженная причальными устройствами и предназначенная для размещения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

авария — 3.4 авария: Разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте; неконтролируемые взрывы и (или) выбросы опасных веществ [1]. Источник: ГОСТ Р 52734 2007: Устройства пломбировочные для опасных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сверхзвуковой самолет — Известно, что основные пути развития авиации определялись и определяются главным образом прогрессом летательных аппаратов военного применения, на разработку которых затрачиваются большие силы и средства. При этом гражданская авиация, для которой… … Википедия

Сверхзвуковой истребитель — Известно, что основные пути развития авиации определялись и определяются главным образом прогрессом летательных аппаратов военного применения, на разработку которых затрачиваются большие силы и средства. При этом гражданская авиация, для которой… … Википедия

СТО 17330282.27.140.002-2008: Гидротехнические сооружения ГЭС и ГАЭС. Условия создания. Нормы и требования — Терминология СТО 17330282.27.140.002 2008: Гидротехнические сооружения ГЭС и ГАЭС. Условия создания. Нормы и требования: 3.1 абсолютное движение: Движение точек сооружения, определяемое как сумма переносного и относительного движений во время… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник