Ebook: Особенности модели сопротивления сдвигу стальных элементов согласно Еврокоду 3

Вестник Брестского государственного технического университета. – 2014. – № 1(85): Строительство и архитектура. – С. 109–112.На территории Республики Беларусь в области проектирования стальных конструкций действуют две системы нормативных документов. Первая состоит из наиболее знакомых и проверенных опытом СНиПов. Большая часть базовых положений этих документов и по сегодняшний день актуальна, однако отдельные положения по ряду объективных факторов (применение новых конструктивных форм, совершенствование методов и методик расчета, технологии изготовления и монтажа и т.д.) требуют уточнения и совершенствования. Вторая система нормативных документов представлена Европейскими нормами прямого введения в Республики Беларуси (Еврокодами). Обе системы не равнозначны и имеют ряд несоответствий. Одним из таких несоответствий является различия расчетных формул (моделей сопротивления). Анализ моделей сопротивления и особенностей их применения позволит критически их оценить и в дальнейшем использовать при гармонизации технических нормативных правовых актов Республики Беларусь.
Большой интерес представляет модель сопротивления сдвигу, принятая в Еврокоде 3 «Проектирование стальных конструкций», учитывающая потерю устойчивости стенки. Она представляет значительный интерес не только в отношении теоретических предпосылок, принятых при её построении. Использование данной модели при проектировании конструкций позволяет получить более экономичные решения. Основные различия моделей сопротивления связаны со способами учета стадий работы отсека, влияния поясов и с областью применимости. Как правило, при определении сопротивления сдвигу выделяют две принципиально разные стадии работы. Первая стадия имеет место до потери устойчивости стенки. Вторая стадия работы связана с изменением схемы работы отсека после потери стенкой прямолинейной формы равновесия (закритическая стадия работы стенки отсека). Существенное влияние на этот процесс оказывают конструктивные решения опорной части и ребер жесткости. Такой подход позволяет учесть значительный резерв сопротивления сдвигу, особенно для гибких стенок.
Проведенная работа позволяет сделать следующие выводы:
1) Основные параметры при определении сопротивления сдвигу согласно СНиП и Еврокоду аналогичны, однако вследствие особенностей учета стадии работы отсека и влияния поясов численные значения сопротивления сдвигу варьируются в широком диапазоне.
2) Модель сопротивления, принятая в Еврокоде 3, имеет более широкую область применения, позволяет учесть вид опорной части балки, вид ребер жесткости, степень использования поясов по нормальным напряжениям. Данная модель сопротивления справедлива для элементов с несимметричными сечениями и для бистальных сечений.
3) Модель сопротивления, принятая в СНиП II-23, в большинстве случаев занижает значение сопротивление сдвигу по сравнению с моделью, принятой в Еврокоде. Данная ситуация сдерживает разработку экономичных тонкостенных конструктивных систем. Что свидетельствует о необходимости уточнения расчетных положений СНиП II-23. Данный факт также подтверждается условностью разделения стадий работы отсека стенки, что приводит к резкому изменению сопротивления сдвигу при переходе через значение условной гибкости равной 6.
4) Момент изменения схемы работы и состояние отсека при нормальных условиях эксплуатации конструкции не учитывается в нормативных документах. Необходимы дальнейшие исследования предельных состояний эксплуатационной пригодности, соответствующих потери местной устойчивости стенки от действия касательных напряжений. При нормальных условиях эксплуатации конструкции возможна одна из следующих ситуаций: a) однократная потеря местной устойчивости стенки вызовет дискомфорт у людей; b) многократная потеря местной устойчивости вызовет усталостное разрушение материала; c) из-за потери местной устойчивости стенки произойдет снижение жесткости элемента, и требования по деформативности не будут выполняться.