Балка с тонкой стенкой

Тонкая стенка, после потери устойчивости при действии напряже­ний τ, может выдержать дальнейшее повышение нагрузки, если она опирается на стержневой контур, жесткий на изгиб в плоскости стенки.

Потеряв устойчивость при напряжениях τ, стенка продолжает работать на сдвиг, принимая касательные напряжения τ _к и дополнительно работая на растяжение в направлении образо­вавшихся при этом гребней волн, воспринимая нагрузку, соответствующую τ - τ _к.

Если стенка очень тонкая, то τ _к ≈ 0. Растягивающие напряже­ния, направленные под углом α ≈ 45° к оси балки (рис 14.14, а),

α _ст = 2 τ, (14.18)

где τ = q / δ — номинальные напряжения от погонной касательной силы q в стенке; δ — толщина стенки.

Рис. 14.14. Особые случаи нагружения элементов двухпоясной балки

а — напряженное состояние после потери устойчивости стенки при сдвиге;
б — действие радиальных сил при изгибе, 1 — пояс, 2 — стойка.

В поясах и стойках в этом случае возникают дополнительные сжимающие усилия S и N. Кроме того, на пояса и крайние стойки действуют дополнительные поперечные нагрузки q_n и q_c, вызыва­ющие их изгиб.

Используя работоспособность стенки после потери устойчивости при сдвиге, можно было бы сделать ее несколько легче. Однако в этом случае сильно снизилась бы жесткость стенки, и пришлось бы дополнительно усиливать пояса и стойки. Поэтому для тонких стенок (1...1, 5 мм) допускается потеря устойчивости лишь при нагрузках больше эксплуатационных (Р > Р^э).

Потеря устойчивости более толстых стенок и стенок баков-отсе­ков не допускается до расчетной разрушающей нагрузки Р^р, так как при этом возможны отрыв головок заклепок и разрушение стенки от разрыва напряжениями σ _ст и нарушение герметичности баков-от­секов. Необходимые критические касательные напряжения в стенке τ _к обеспечиваются за счет ее толщины и выбора шага стоек.