VI. Konstrukcje metalowe

9. Żebra usztywniające w konstrukcjach stalowych.

Żebra usztywniające projektuje się z płaskowników lub z kształtowników. Mogą być spawane lub nitowane, dwustronne lub jednostronne. Żebra poprzeczne stosuje się głównie w strefie dużych obciążeń skupionych, na podporach, oraz w celu usztywnienia smukłych ścianek. Rozstaw żeber poprzecznych w przęsłach belek o przekroju klasy 4 nie powinien być większy niż podwójna wysokość środnika.

Żebra podłużne stosuje się w ściskanych strefach belek, w przypadku smukłych środników oraz na całej długości w elementach ściskanych (słupach).

Żebra usztywniające poprzeczne zaleca się stosować nad podporami belek oraz w miejscach przyłożenia znacznych obciążeń zewnętrznych wtedy, kiedy nośność środnika jest niewystarczająca. Żebra poprzeczne i podłużne (bądź tylko poprzeczne) stosuje się również wówczas, gdy zachodzi potrzeba usztywnienia smukłych ścianek (przeważnie środników) o przekroju klasy 4.

Przy sprawdzaniu nośności (stateczności) żeber należy przyjmować efektywne pole przekroju żebra brutto wraz z efektywnymi odcinkami środnika, których długość z każdej strony żebra jest ograniczona i nie wynosi więcej niż połowa odległości od żebra sąsiedniego.

Żebra poprzeczne powinny spełniać warunek sztywności:

gdzie:

I_s - moment bezwładności przekroju żebra względem osi w płaszczyźnie środkowej środnika (w przypadku żebra dwustronnego) lub względem osi w płaszczyźnie styku (w przypadku żebra jednostronnego).

k - współczynnik określony wzorem:

a - rozstaw żeber,

b, t - szerokość i grubość ścianki usztywnionej.

Gdy uwzględnia się nośność nadkrytyczną ścianki, wówczas należy dodatkowo sprawdzić nośność żebra, traktując je jak swobodnie podpartą (przez pasy) belkę, obciążoną w płaszczyźnie prostopadłej do ścianki:

- obciążeniem równomiernie rozłożonym, równoważnym 2% siły ściskającej w ściance,

- siłami skupionymi (w miejscach skrzyżowania żeber) o wartościach równych 2% odpowiednich sił w żebrach podłużnych.

Żebra podporowe oraz żebra pod siłą skupioną wymiaruje się jak pręty ściskane przy długości wyboczeniowej
. Przy obciążeniach statycznych przyjmuje się część współpracującą środnika szerokości

Żebra podłużne powinny mieć przekrój klasy nie wyższej niż 3 oraz sztywność z warunku dla żeber poprzecznych a współczynniki k jak dla żeber podłużnych (wzory 27, 28 w normie PN-90/B-03200, wg mnie nieistotne).

Gdy uwzględnia się stan nadkrytyczny ścianki, należy dodatkowo sprawdzić stateczność żebra w płaszczyźnie prostopadłej do ścianki przyjmując do obliczeń:

- obliczeniowe pole przekroju żebra:

- długość wyboczeniową, równą rozstawowi żeber poprzecznych lub stężeń bocznych elementu,

- obciążenie siłą
, gdzie
- średnie naprężenie w przekroju

Żebra dwustronne, a także jednostronne zachowujące ciągłość na skrzyżowaniach z żebrami poprzecznymi oblicza się jak pręty ściskane osiowo. Przy braku ciągłości żeber jednostronnych należy przyjmować, że siła działa w płaszczyźnie środkowej ścianki.

---