57 (261)

Przekroje klasy 4 są wrażliwe na lokalną utratą stateczności ich ściskanych ścianek.

3.6.2. Przekrój współpracujący elementów klasy 4

Przekroje klasy 4 są wrażliwe na lokalną utratę stateczności ich ściskanych ścianek. Na rys. 3.24a pokazano zginaną blachownicę o przekroju dwuteowym, w której wystąpiła lokalna utrata stateczności ściskanej części środnika (ścianki klasy 4). Równocześnie oś główna (podłużna) blachownicy pozostaje prosta i nie jest ona ustrojem geometrycznie zmiennym (spełnia wymagania bezpieczeństwa).

Rys. 3.24. Lokalna utrata stateczności pasa górnego i środnika blachownicy (a) oraz jego model obliczeniowy stateczności środnika (b)

W analizie nośności ściankom klasy 4 kształtownika przyporządkowuje się modele obliczeniowa ściskanych płyt, o adekwatnych schematach podparcia (jednostronnego lub dwustronnego) i obciążenia (rys. 3.24b). W stanie dokrytycznym ich rozkłady naprężeń są liniowe, po wyboczeniu ścianki zaś zmieniają się w' krzywoliniowe (rys. 3.25a). Wówczas przyrost obciążeń przejmują strefy wzdłuż linii jej podparcia, a strefa środkowa ścianki przenosi mniejsze wytężenie (rys. 3.25a). Wyczerpanie nośności w stanie nadkrytycznym następuje, gdy upla-stycznią się krawędzie podtrzymujące wyboczoną ściankę (wówczas krawędziowe naprężenia ściskające a_c osiągają wartość granicy plastyczności^,, tj. a_c = f_y). Ocenę nośności ścianek w stanie nadkrytycznym wykonuje się zgodnie z teorią Wintera. Według niej, w miejsce rzeczywistego, krzywoliniowego rozkładu naprężeń w ściance o szerokości b, przyjmuje się równomierny rozkład naprężeń (w stanie granicznym o_c = f ) w ściance o zredukowanej (efektywnej, współpracującej) szerokości b_eg< b (rys. 3.25b). W przypadku ścianki podpartej obustronnie, jej współpracujące części przekroju przyjmuje się w strefach przyległych do krawędzi podparcia ścianki. Ich łączna szerokość wynosi h_eff < b (rys. 3.25b). Stąd w przypadku przekrojów klasy 4 należy, wg PN-EN 1993-1-1, wyznaczyć ich efektywne charakterystyki (np. A_tfp i_cfp J_eJp W_cff), gdyż szerokości wyboczonych ścianek ulegają redukcji.

Klasyfikacja i sposób obliczania przekroju efektywnego (współpracującego) w'g PN-EN 1993-1-1 są podobne do przyjętych w PN-90/B-03200. Pole przekroju

Schemat wytężenia ^ Model obliczeniowy

Rys. 3.25. Zastępcza szerokość współpracująca ścianki

współpracującego wyznacza się dla liniowego rozkładu odkształceń, którym odpowiada granica plastyczności stali/j w' ściance. Pole przekroju współpracującego elementu jest sumą pól przekrojów współpracujących jego ścianek. Ustala się je wg procedur podanych w' PN-EN 1993-1-5 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-5: Blachownicę. Efektywne pole przekroju ściskanej ścianki A_ccff jest określone wzorem:

^Ac.efr^=b'S^{t =} P^bl>    (3-33)

gdzie:

p - współczynnik redukcyjny uwzględniający niesta-teczność ścianki i jej stan nadkrytyczny, b - szerokość ściskanej ścianki, t - grubość ściskanej ścianki.

Zasady wyznaczania współczynnika redukcyjnego p podano w PN-EN 1993-1-5. Jego wartość określa się w zależności od schematu statycznego analizowanej, ściskanej ścianki (ścianka przęsłow-a lub ścianka wspornikowa), kształtu rozkładu naprężeń (w zależności od stosunku naprężeń brzegowych - iji), a także względnej smukłości płytowej X_p i granicy plastyczności stali f ścianki. Parametr}' potrzebne do ustalenia współczynników redukcyjnych p ściskanych ścianek przekroju podano w tablicy 4.1 i 4.2 w PN-EN 1993-1-5. Fragment}' tych tablic podano w tabl. 3.6 i 3.7.

styczeń 2011

64 EUROKODY - ZESZYTY EDUKACYJNE Buildera - PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI STALOWYCH