Элементы, работающие на поперечный изгиб (алюминиевой балки)
Алюминиевые балки рассчитывают на прочность по тем же формулам, что и стальные. Учет пластических деформаций при этом не допускается. Это связано с более ограниченной, чем у стали, зоной упругопластической стадии работы материала, а также с недостаточной изученностью действительной работы изгибаемых элементов из алюминия в стадии развития пластических деформаций материала. Из выражения критического напряжения потери устойчивости изгибаемого стержня можно видеть, что поскольку значения модуля продольной упругости и модуля сдвига алюминия примерно в 3 раза меньше соответствующих значений для стали, то и критические напряжения при всех остальных равных параметрах находятся в соответствии Общая устойчивость балок обычно обеспечивается конструктивными мероприятиями, например постановкой связей в уровне сжатого пояса. Поскольку критическое напряжение потери устойчивости изгибаемого стержня из алюминия значительно меньше, чем из стали, расстояния между точками раскрепления алюминиевых балок связями должны быть существенно меньшими, чем при раскреплении стальных балок. В нормах на проектирование даются предельные отношения, при которых проверки устойчивости балки не требуется. Для алюминиевых балок эти отношения значительно меньше, чем для стальных. Например, для сварной балки из сплава 1915Т (R=200 МПа) с параметрами h/b=5 и h/δ1=100 при нагрузке, приложенной к верхнему поясу балки, наибольшее отношение l/b, при котором не требуется проверка устойчивости Для сварной балки из стали класса С38/23 при тех же параметрах (по табл. 11 СНиП II-В.З-72) 1/b≤14. Необходимость столь частого раскрепления алюминиевых балок приводит к дополнительному расходу металла. При расчете изгибаемых элементов на деформативность наибольший относительный прогиб от нормативных нагрузок не должен превышать предельного, установленного нормами, Предельные прогибы отражают эксплуатационные требования к различным видам конструктивных элементов. Для алюминиевых балок они установлены такими же, как для стальных. Очевидно, что при прочих равных условиях прогибы алюминиевой и стальной балки будут равны только тогда, когда момент инерции алюминиевой балки будет почти в 3 раза больше, чем у стальной. Отсюда в ряде случаев вытекает необходимость в существенном увеличении высоты алюминиевой балки, что приводит к дополнительному расходу материала. При соответствующем обосновании нормы допускают увеличение предельного прогиба алюминиевых балок на 20—25%. |