Носимоспособността на носача е ограничена в почти всички случаи от изкълчване на натиснатия пояс. Това настъпва едва когато бъде достигната границата на провлачване след уеднаквяване на напреженията навсякъде в натиснатия пояс. Само при силно странично укрепване може да се повиши поеманото крайово напрежение до областта на уякчаване на строителната стомана. При оценяване на носимоспособността трябва да се отчита действителното разпределение на напреженията. При предположение за праволинейно разпределение на напреженията носимоспособността би била подценена. Явленията на нестабилност трябва да се изследват особено внимателно.
Отчитане на отворите в носачи, натоварени на огъване
От опънатата страна на носача действа отслабване на сечението, както при опънати пръти (разкъсване на опънатия пояс по отслабеното сечение). За отхвърляне на отвори в този смисъл важат същите правила, както за опънат прът.
Тъй като отворите, запълнени с нитове, на натиснатата страна на носача оказват много малко влияние върху разпределението на напреженията и деформациите, а носимоспособността е предимно ограничена от страничното изкривяване на натиснатия пояс, величината на отслабването на сечението при носачи със симетрични сечения не влияе съществено върху носещия товар. Затова още F. Hartmann поставя въпроса дали при симетрични носачи изобщо е необходимо да се отчита отслабването от отворите. При асиметрични сечения (натиснатата страна е по-голяма) изваждането на отворите от опънната страна на носача може да стане определящо за носимоспособността. При често повтарящо се натоварване отворите имат значително влияние, дори когато се намират на по-голямо разстояние от крайните влакна.
Днес при изчисляването на носимоспособността на сечение при огъване се използват брутно и нетно сечение (наред с другите меродавни видове разрушаване). Разрушаване по брутно сечение настъпва в частта на сечението, която не е отслабена от отвори. Разрушаване по нетно сечение настъпва по сечение, отслабено от отвори, а вземаната предвид площ е брутната площ, намалена с площта на всички отвори.
Заковки в шията и в главата
При огъване, наред с нормалните напрежения, се появяват и срязващи напрежения, които при носачи с паралелни пояси са пропорционални на напречната сила Q. При сложни сечения срязващите напрежения се поемат в контактните повърхности между отделните валцувани профили от нитове, които ги свързват. Разпределението на срязващите сили T в стенката е параболично, а в поясите — почти праволинейно. При носачи с тежки пояси T в стенката се различава малко от средната стойност Tm, която често е достатъчна за първоначална преценка.
Фиг. 1
Крайните нитове (фиг. 1b) трябва заедно да поемат силата на реброто TK < TH. Силата на реброто между отделните поясни ламели е още по-малка и в случая на фиг. 1c се разпределя върху по-голям брой нитове.
Продължение на носача
Надлъжно удължение на вертикалния лист е необходимо, когато височината на листа е по-голяма от наличните ширини на листовете. То може да бъде необходимо и с оглед на изработката и транспорта. Скобите и нитове в надлъжното удължение на един носач трябва да поемат същата сила TL, която би имал ненаставен лист в надлъжната връзка. Тъй като отслабванията от отворите в скобата са еднакви като във вертикалния лист, дебелината на скобата трябва да е по-голяма или равна на дебелината на реброто.
Фиг. 2 - Надлъжно продължение на вертикалния лист
Напречният продължителен настав под натоварване на огъване може да бъде покрит по различни начини с планки. Фиг. 3 показва няколко възможности на работилничен настав, при който е продължена само вертикалната ламарина. Ако планките са само между поясните ъглови профили (фиг. 3a), остават непокрити ивици от вертикалната ламарина под поясните ъглови профили. Тогава ъгловите профили и нитове в областта на наставa на вертикалната ламарина са значително по-натоварени, поради което този вид настави трябва да се ограничи до по-маловажни връзки с малки сили. Винаги трябва да се дава предимство на напълно покрит настав. Специалните планки на вертикалните рамена на ъгловите профили поемат надлъжните напрежения на тази ивица, но участват само незначително в поемането на напречната сила. Известно подобрение в това отношение дава фиг. 3c. При големи сили трябва да се цели планки по цялата височина на вертикалната ламарина (фиг. 3d), което предполага, че поясните ъглови профили трябва да бъдат прекъснати. Планките получават дебелината на раменото на ъгловия профил; при големи дебелини на ъгловите профили се използват подложки за изравняване, за да се пести от излишна дебелина на планката.
Фиг. 3 - Напречно удължение (работилнично) на вертикален лист
Удължаване на вертикалния лист при натоварване от напречна сила: Носачът на мястото на удължението е натоварен само с Q (M = 0). За удължение с еднакви разстояния между нитове (фиг. 4) трябва да се приеме, че силите в нитове NiQ приблизително съответстват на съответния елемент от площта e*t на съединението на удължението, т.е. че силите в нитове са разпределени така, както и напреженията на срязване по височината на носача, NiQ = e*t*τi = e*Ti. Все пак при оразмеряването се смята с равномерно разпределение върху всички n нита NiQ = Q/n.
Фиг. 4 - Продължение на вертикалния лист с разпределение на напречната сила
Фиг. 5 показва работилничен_ продължителен вертикален лист (поясните ъгловници и ламели са продължени на друго място).
Фиг. 5
Огъване с нормална сила: Носачите, които са едновременно натоварени с моменти на огъване и нормални сили, се оразмеряват по едни и същи принципи и при допускане за праволинейно разпределение на напреженията. При пълно изключване на нитовете и в двата пояса полезното сечение и положението на нулевата линия не зависи от случая на натоварване, така че напреженията от M и N могат просто да се съберат. Натоварването на нитовете в наставката се получава чрез суперпозиция на силите от частичните случаи на натоварване M, респ. N.
Опирането и присъединяването на носача
Тук ще бъде разгледано само най-обичайното от многобройните решения. При оценяването винаги трябва да се мисли за допълнителните сили, които се получават от отклоненията от по-или-малко идеализираните изчисления на устойчивостта.
Просто опиране на една носеща греда върху горния пояс на друг строителен елемент се прилага, когато е на разположение голяма строителна височина. Обичайният случай е твърда връзка с нитове или болтове. На фиг. 6 е показано нормалното опиране на непрекъснати I-подпори в строителството, което също така избягва пробиването в тесните I-краища. Носещите елементи трябва в дадения случай да се обезопасят срещу преобръщане, както и срещу напречни сили (фиг. 7 и 8). В мостостроенето носещите елементи често се сдвояват (фиг. 9); неподвижно опиране на надлъжна греда върху напречна греда (фиг. 10). Носещите елементи трябва при по-големи опорни сили да се укрепят с напаснати ъглови профили или заварени профили (фиг. 8 до 10). При сложни носещи елементи натоварването трябва да се предава в реброто.
Фиг. 6 - Закрепване на ребрените столици
Фиг. 7 и 8
Фиг. 9 и 10
Връзка на реброто: На фиг. 11 и 12 са показани връзки на I-профили, които се използват в строителството като нормални съединения. Изрязването получава голямо закръгляне, за да се избегне напукване на реброто на носача. Еластичното защипване на връзката на реброто води до известно увеличаване на носимоспособността. Описаните деформации са, разбира се, безвредни при предимно спокойно натоварване, както например при по-старите мостове.
Фиг. 11. - Нормални съединения на I-греда с перпендикулярно крайно сечение
Фиг. 12 - Нормални връзки с изрязани краища на I-греда
Връзки, твърди на огъване се изпълняват, когато е необходима връзка без промяна на ъгъла (непрекъснати носачи, твърди ъгли на рамки) или когато съществува опасност от разрушаване поради умора при променливо натоварване, особено при железопътни мостове. Могат да се използват ламели за непрекъснатост, връзки, твърди на огъване, ъгли, твърди на огъване, ъгли на рамки.
- Ламели за непрекъснатост – Ако трябва да се свържат носачи, разположени в една и съща равнина, тогава се съединяват двата горни пояса с ламела или връзка за непрекъснатост. Така нитовете на съединението са освободени от опънни сили и се избягват големи деформации.
Фиг. 13 - Съединение с ламела за непрекъснатост
Фиг. 14 - Свръзка на надлъжни носачи на а) мост на магистрала; б) железопътен мост
- Кръстови съединения, устойчиви на огъване – Такъв вид съединение се среща при плътни конзоли на пешеходните алеи на пътните мостове. При по-малки моменти техният вертикален лист е свързан само двустранно между ъгловите профили за втвърдяване на главния носач. Въведеният момент чрез втвърдяването се разпределя по цялата височина на главния носач, съответно се въвежда в неговите пояси като двойка сили.
Фиг. 15 и 16
- Ъгли, твърди на огъване – Ъглите, твърди на огъване между колони и подпори в строителството, трябва да бъдат проектирани така, че ъгълът да остане неизменен и да не възникват никакви локални превишения на напреженията. Надеждни връзки в ъглите се получават напр. според фиг. 16 когато се използват крилни планки или според фиг. 100 когато моментът на защемяване в поясите на колоната се приеме като двойка сили.
- Ъгли на рамката – При полигонални рамки продължението може да се изпълни в точката на пречупване, ако разликата в ъгъла е малка; свързаните пръти се покриват с връзки като опънати и натиснати пръти. Усукващите сили са концентрирани в мястото на пречупване и трябва да бъдат поети от укрепванията. На фиг. 101 обърнете внимание на разликата в покриването на продължението и укрепването, в зависимост от посоката на огъващия момент и силите на отклонение. В случай на големи сили и значителна разлика в ъгъла се избягва продължението да попада в силно извитата част на рамката. Продълженията до ъглите на рамката позволяват по-добра конструктивна форма и улесняват изработката. Примери с занитени универсални продължения от двете страни на точката на пречупване са дадени на фиг. 102а и фиг. 102b, при която ъгълът се състои от заварена част. На фиг. 103 е показана твърда на огъване връзка на стълба на рамката с непрекъсната напречна греда.
Фиг. 17a
Фиг. 17b
Коси съединения: На досега разгледаните съединения ребрата са стояли взаимно перпендикулярно. Ако обаче ъгълът не е прав, тогава ъгловите елементи (фиг. 18) се завъртат; при много остри ъгли се използват клиновидни подложки. Да се използват свързващи планки за непрекъснатост и опорни елементи в дадения случай както при прави съединения. Огънатите съединителни листове (фиг. 19) са свързани с голям ексцентрицитет и значителни допълнителни сили. Изработването на коси съединения се улеснява, когато се използват заварени съединителни планки (фиг. 20).
Фиг. 18
Фиг. 19
Фиг. 20