![]() |
Оставьте ссылку на эту страницу в соцсетях:
Поиск по базе документов: | Контакты | Для поиска на текущей странице: "Ctr+F" | | |
| ||
Утвержден Приказом Минрегиона
РФ от 27 декабря 2010
г. N 791 СВОД ПРАВИЛ СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНиП II-23-81* Steel structures СП 16.13330.2011 Дата введения 20 мая 2011 года Предисловие Цели и принципы
стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27
декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила
разработки - Постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября
2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил". Сведения о
своде правил 1. Исполнители:
ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - институт ОАО "НИЦ "Строительство",
ЦНИИПСК им. Мельникова и др. 2. Внесен
Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство". 3. Подготовлен к
утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной
политики. 4. Утвержден
Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион
России) от 27 декабря N 791 и введен в действие с 20 мая 2011 г. 5. Зарегистрирован
Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
(Росстандарт). Пересмотр СП 16.13330.2010. Информация об
изменениях к настоящему актуализированному своду правил публикуется в ежегодно
издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст
изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях
"Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены
настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в
ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные
стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются
также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте
разработчика (Минрегион России) в сети Интернет. Введение Настоящий свод
правил составлен с целью повышения уровня безопасности людей в зданиях и
сооружениях и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным
законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о
безопасности зданий и сооружений", повышения уровня гармонизации
нормативных требований с европейскими и международными нормативными
документами, применения единых методов определения эксплуатационных
характеристик и методов оценки. Актуализация СНиП
II-23-81* выполнена следующим авторским коллективом: Центральный
научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко
(ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство"
в составе специалистов: д-ра техн. наук И.И. Ведяков, П.Д. Одесский, П.Г.
Еремеев, кандидаты техн. наук Г.Е. Бельский, Л.А. Гильденгорн, М.И. Гукова,
Б.Н. Решетников, Ю.Н. Симаков, М.Р. Урицкий, М.И. Фарфель, Б.С. Цетлин,
инженеры А.П. Лавров, Л.С. Сошникова; Электростальский политехнический институт
МИСиС (д-р техн. наук, проф. В.И. Моисеев); ЦНИИПСК им. Мельникова: д-р техн.
наук, проф. чл.-корр. РААСН А.Б. Павлов, д-р техн. наук В.М. Горицкий,
кандидаты техн. наук В.В. Евдокимов, Е.М. Баско, инженеры Г.Р. Шеляпина, М.М.
Ефремов, В.И. Мейтин, В.М. Бабушкин; МГСУ (д-р техн. наук А.Р. Туснин); СПбГАСУ
(д-р техн. наук Г.И. Белый); ЮФУ (канд. техн. наук Б.А. Пушкин), Челябинский
ЗМК (инж. А.В. Гайдамако); "Институт Теплоэлектропроект" - ОАО
"Инженерный центр ЕЭС" (инж. И.К. Вишницкий). 1. Область
применения 1.1. Настоящие
правила следует соблюдать при проектировании стальных строительных конструкций
зданий и сооружений различного назначения, работающих при температуре не выше
100 °C и не ниже минус 60 °C. Нормы не
распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных
тоннелей и труб под насыпями. 1.2. При
проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации
(например, конструкций доменных печей; магистральных и технологических
трубопроводов; резервуаров специального назначения; конструкций зданий, подвергающихся
сейсмическим воздействиям, интенсивным воздействиям температуры, радиации,
агрессивных сред; конструкций гидротехнических и мелиоративных сооружений),
конструкций уникальных зданий и сооружений, зданий атомных электростанций, а
также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных,
пространственных, висячих), следует соблюдать дополнительные требования,
предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены
особенности работы этих конструкций. 2. Нормативные
ссылки Перечень
нормативных документов и стандартов, на которые имеются ссылки в настоящих
нормах, приведен в Приложении А. Примечание. При
пользовании настоящим СП целесообразно проверить действие ссылочных стандартов
и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном
сайте национальных органов Российской Федерации по стандартизации в сети
Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные
стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и
по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям,
опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то
при пользовании настоящим СП следует руководствоваться замененным (измененным)
документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором
дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 3. Термины
и определения Термины,
использованные в настоящем СП, применены в соответствии с ГОСТ 4.253, ГОСТ
2601, ГОСТ 28548. 4.1.
Основные требования к конструкциям 4.1.1. При
проектировании стальных строительных конструкций следует: принимать
конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную
неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов при
транспортировании, монтаже и эксплуатации; соблюдать
требования СНиП 2.03.11 в части защиты строительных конструкций от коррозии и
требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический
регламент о требованиях пожарной безопасности". Увеличение толщины проката
и стенок труб с целью защиты от коррозии и повышения предела огнестойкости
конструкций допускается только при технико-экономическом обосновании; применять
рациональные профили проката, эффективные стали и прогрессивные типы
соединений; элементы конструкций должны иметь минимальные сечения,
удовлетворяющие требованиям настоящих норм с учетом сортаментов на прокат и
трубы; предусматривать
технологичность и наименьшую трудоемкость изготовления, транспортирования и
монтажа конструкций; учитывать
производственные возможности и мощность технологического и кранового
оборудования предприятий - изготовителей конструкций; учитывать
допускаемые отклонения от проектных размеров и геометрической формы элементов
конструкций при изготовлении и монтаже; соблюдать
требования государственных стандартов и других нормативных документов на
конструкции соответствующего вида; при необходимости выполнять расчет точности
размеров конструкций и их элементов согласно ГОСТ 21780. 4.1.2. Открытые
конструкции, не замурованные в бетоне или в кирпичной кладке и т.п., должны
быть доступны для наблюдения, оценки технического состояния, выполнения
профилактических и ремонтных работ, не должны задерживать влагу и затруднять
проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы. 4.1.3.
Рабочие чертежи стальных конструкций должны соответствовать требованиям по
изготовлению (ГОСТ 23118) и монтажу конструкций (СНиП 3.03.01). В рабочих чертежах
конструкций (марок КМ и КМД) и в документации на заказ материалов следует
указывать: марки стали и
дополнительные требования к ним, предусмотренные государственными стандартами
или техническими условиями и настоящими нормами; способ выполнения
сварных соединений, вид и режим сварки; типы, марки, диаметры электродов и
материалов для автоматической и механизированной сварки, положение шва при
сварке, тип подкладки для стыковых швов; классы прочности и
точности болтов; способ подготовки
контактных поверхностей для фрикционных соединений; расположение и
размеры сварных, болтовых и фрикционных соединений с указанием выполнения их в
заводских или монтажных условиях и, при необходимости, последовательность
наложения швов и установки болтов; способы и объем
контроля качества; требования к защите
конструкций от коррозии. 4.2.
Основные расчетные требования 4.2.1. Стальные
конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям ГОСТ 27751. Расчет стальных
конструкций следует выполнять с учетом назначения конструкций, условий их
изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации, а также свойств материалов. В расчетных схемах
должны быть учтены деформационные характеристики опорных закреплений, оснований
и фундаментов. 4.2.2. При расчете
конструкций значения нагрузок и воздействий, а также предельные значения
прогибов и перемещений элементов конструкций следует принимать согласно
требованиям СП 20.13330, СНиП 2.09.03 и разделов 16 и 17 настоящих норм. 4.2.3. За
расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру
наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную
согласно СНиП 23-01. Расчетная
технологическая температура устанавливается заданием на разработку строительной
части проекта. 4.2.4. Расчетные
схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия
работы стальных конструкций. Рассматриваются
следующие расчетные модели несущих конструкций: отдельные
конструктивные элементы (например, растянутые и сжатые стержни, балки, стойки и
колонны сплошного сечения и др.); плоские или
пространственные системы, раскрепленные (несвободные - рисунок 1, а); систему
следует считать раскрепленной, если конструкция раскрепления не менее чем в 5
раз уменьшает горизонтальные перемещения системы; расчет таких конструкций
может быть выполнен путем расчета отдельных элементов с учетом их взаимодействия
между собой и с основанием; плоские или
пространственные системы, нераскрепленные (свободные - рисунок 1, б); при
расчете таких конструкций, наряду с проверкой отдельных элементов, следует
учитывать возможность достижения предельного состояния системы в целом; листовые
конструкции (оболочки вращения). Рисунок 1.
Схемы систем раскрепленных (а) и не раскрепленных
от перемещений (б) 4.2.5.
Пространственные стальные конструкции следует, как правило, рассчитывать как
единые системы с учетом факторов, определяющих напряженное и деформированное
состояние, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с
основанием, геометрической и физической нелинейности, свойств материалов и
грунтов. Допускается
выполнять проверку устойчивости стержневых конструкций (в том числе
пространственных) с использованием сертифицированных вычислительных комплексов
как идеализированных систем в предположении упругих деформаций стали. 4.2.6.
Оценку общей устойчивости каркаса допускается производить по недеформированной
схеме для каркасов рамной (с жесткими узлами ригелей с колоннами),
рамно-связевой (рамный каркас с вертикальными диафрагмами жесткости или
жесткими вставками) или связевой (безригельный каркас или с нежесткими узлами
ригелей с колоннами) систем, которые имеют в своем составе продольные и
поперечные рамы и связи, установленные в соответствии с 15.4 настоящих норм. В рамно-связевой
или в связевой системах, когда узлы связевого блока не совпадают с узлами
каркаса, расчет следует выполнять по деформированной схеме (с учетом
геометрической нелинейности системы). 4.2.7.
Элементы конструкций, рассматриваемые в настоящих нормах, подразделяются на три
класса в зависимости от напряженно-деформированного состояния (НДС) расчетного
сечения: 1-й класс - НДС,
при котором напряжения по всей площади сечения не превышают расчетного
сопротивления стали 2-й класс - НДС,
при котором в одной части сечения 3-й класс - НДС,
при котором по всей площади сечения 4.2.8. Буквенные
обозначения величин, использованные в настоящих нормах, приведены в Приложении
Б. 4.3. Учет назначения и условий работы конструкций 4.3.1. В
зависимости от назначения, условий работы и наличия сварных соединений
конструкции следует подразделять на четыре группы согласно Приложению В
настоящих норм. 4.3.2. При расчете
конструкций и соединений следует учитывать: коэффициенты
надежности по ответственности коэффициент
надежности коэффициенты
условий работы элементов конструкций и соединений ┌────────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┐ │ Элементы конструкций │Коэффициенты│ │
│ условий │ │
│ работы │ │
│ гамма │ │
│ c │ ├────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤ │ 1. Балки сплошного сечения и сжатые элементы
ферм │ 0,90
│ │перекрытий
под залами театров, клубов, кинотеатров, под
│ │ │трибунами,
под помещениями магазинов, книгохранилищ и
│ │ │архивов
и т.п. при временной нагрузке, не превышающей вес │ │ │перекрытий
│ │ │ 2. Колонны общественных зданий при
постоянной нагрузке, │ 0,95
│ │равной
не менее 0,8 расчетной, и опор водонапорных башен │ │ │ 3. Колонны одноэтажных производственных
зданий с мостовыми │ 1,05 │ │кранами
│ │ │ 4. Сжатые основные элементы (кроме опорных)
решетки │ 0,80
│ │составного
таврового сечения из двух уголков в сварных
│ │ │фермах
покрытий и перекрытий при расчете на устойчивость │ │ │указанных
элементов с гибкостью лямбда > 60 │ │ │ 5. Растянутые элементы (затяжки, тяги,
оттяжки, подвески) │ 0,90
│ │при
расчете на прочность по неослабленному сечению │ │ │ 6. Элементы конструкций из стали с пределом
текучести до │ 1,10
│ │440
Н/мм2, несущие статическую нагрузку, при расчете на │ │ │прочность
по сечению, ослабленному отверстиями для болтов │ │ │(кроме
фрикционных соединений) │ │ │ 7. Сжатые элементы решетки пространственных
решетчатых │ │ │конструкций
из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой│ │ │(для
неравнополочных уголков - большей полкой):
│ │ │ а) непосредственно к поясам сварными швами
либо двумя │ │ │болтами
и более, установленными вдоль уголка: │ │ │ раскосы по рисунку 15, а и распорки по
рисунку 15, б, в, е│ 0,90 │ │ раскосы по рисунку 15, в, г, д, е │ 0,80
│ │ б) непосредственно к поясам одним болтом или
через фасонку│ 0,75 │ │независимо
от вида соединения
│ │ │
8. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых │
0,75 │ │одной
полкой (для неравнополочных уголков - меньшей полкой),│ │ │за
исключением элементов плоских ферм из одиночных уголков и│ │ │элементов,
указанных в позиции 7 настоящей таблицы, раскосов│ │ │по
рисунку 15, б, прикрепляемых непосредственно к поясам │ │ │сварными
швами либо двумя болтами и более, установленными │ │ │вдоль
уголка, и плоских ферм из одиночных уголков │ │ │ 9. Опорные плиты из стали с пределом
текучести до │ │ │390
Н/мм2, несущие статическую нагрузку, толщиной, мм: │ │ │ а) до 40
│ 1,20 │ │ б) " 40 до 60 │ 1,15
│ │ в) " 60 " 80
│ 1,10 │ ├────────────────────────────────────────────────────────────┴────────────┤ │ Примечания.
1. Коэффициенты гамма
< 1 при расчете совместно│ │ с │ │учитывать
не следует.
│ │ 2. При расчете на прочность по сечению,
ослабленному отверстиями для│ │болтов,
коэффициенты условий работы, приведенные в позициях 6 и 1; 6 и 2;│ │6
и 3, следует учитывать совместно. │ │ 3. При расчете опорных плит коэффициенты,
приведенные в позициях 9 и│ │2,
9 и 3, следует учитывать совместно. │ │ 4. Коэффициенты для элементов, приведенных
в позициях 1 и 2, следует│ │учитывать
также при расчете их соединений. │ │ 5. В случаях, не оговоренных в настоящей
таблице, в формулах следует│ │принимать
гамма = 1.
│ │ c
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Отношение
критической нагрузки к расчетной для стержневых конструкций, рассчитываемых как
идеализированные пространственные системы с использованием сертифицированных
вычислительных комплексов (согласно 4.2.5, 4.2.6), должно быть не меньше
коэффициента надежности по устойчивости системы 4.3.3. При
проектировании конструкций, подвергающихся непосредственному воздействию
подвижных, вибрационных и других переменных нагрузок, вызывающих усталость
металла, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают
значительной концентрации напряжения, и следует выполнять расчет на усталость. 4.3.4. При
проектировании конструкций, возводимых или эксплуатируемых в условиях низких
температур, при которых повышается возможность хрупкого разрушения, следует
учитывать требования к материалу, конструированию и технологии изготовления. 4.3.5. При
проектировании сварных конструкций следует снижать вредное влияние остаточных
деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации
напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее
равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих
углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические
мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую
обработку соответствующих зон путем строжки, фрезерования, зачистки абразивным
кругом и др.). 5. Материалы для конструкций и соединений 5.1. При назначении
стали для конструкций следует учитывать группу конструкций, расчетную
температуру, требования по ударной вязкости и химическому составу согласно
Приложению В. 5.2. Для
конструкций следует использовать фасонный (уголки, двутавры, швеллеры), листовой,
широкополосный универсальный прокат и гнутые профили с техническими
требованиями по ГОСТ 27772, ГОСТ 14637, ГОСТ 535, ГОСТ 19281, тонколистовой
прокат из углеродистой стали по ГОСТ 16523 и из стали повышенной прочности - по
ГОСТ 17066, холодногнутые профили по ГОСТ 11474, профили гнутые замкнутые
квадратные и прямоугольные по ГОСТ 30245, сортовой прокат (круг, квадрат,
полоса) по ГОСТ 535 и ГОСТ 19281, электросварные трубы по ГОСТ 10705 и ГОСТ
10706, горячедеформированные трубы по ГОСТ 8731. Допускается использовать
другие материалы, имеющие сертификат соответствия установленной формы, при
условии выполнения требований Приложения В настоящих норм к механическим
свойствам и химическому составу. В зависимости от
особенностей конструкций и узлов рекомендуется при заказе стали учитывать
классификацию листового проката в зависимости от значения относительного
сужения по ГОСТ 28870. Для обеспечения
предела огнестойкости (45 мин) для всех групп, согласно Приложению В, открытых
конструкций (см. 4.1.3) независимо от расчетной температуры следует назначать
прокат из стали 06МБФ по ТУ 14-1-5399, имеющей расчетные характеристики стали
С345-4 по ГОСТ 27772, или прокат из других сталей, обеспечивающих предел
огнестойкости 45 мин. 5.3. Для отливок
(опорных частей и т.п.) следует применять сталь марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л,
удовлетворяющую требованиям ГОСТ 977 для групп: II (отливки ответственного
назначения для деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при статических
и переменных нагрузках) или III (отливки особо ответственного назначения для
деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при динамических нагрузках).
Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна следует принимать по таблице
В.9. Для отливок групп
II и III могут применяться низколегированные стали по согласованию с
организацией - составителем норм. 5.4. Для сварки
стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки по
ГОСТ 9467, сварочную проволоку по ГОСТ 2246, флюсы по ГОСТ 9087, порошковую
проволоку по ГОСТ 26271 для автоматической и механизированной сварки в
соответствии с таблицей Г.1, а также углекислый газ по ГОСТ 8050, аргон по ГОСТ
10157. Применяемые
сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного
сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного
сопротивления 5.5. Для
болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие
техническим требованиям ГОСТ 1759.0, ГОСТ Р 52627, ГОСТ Р 52628, и шайбы,
удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123, а также высокопрочные болты, указанные
в 5.6. Болты следует
применять по ГОСТ 7798 и ГОСТ 7805 согласно требованиям таблицы Г.3. Гайки следует
применять по ГОСТ 5915 и ГОСТ 5927. При работе болтов на срез и растяжение
классы прочности гаек следует принимать в соответствии с классом прочности
болтов: 5 - при 5.6; 8 - при 8.8; 10 - при 10.9; 12 - при 12.9. При работе болтов
только на срез допускается применять класс прочности гаек при классе прочности
болтов: 4 - при 5.6 и 5.8; 5 - при 8.8; 8 - при 10.9; 10 - при 12.9. Шайбы следует
применять: круглые по ГОСТ 11371, косые - по ГОСТ 10906 и пружинные нормальные
- по ГОСТ 6402. Высокопрочными
болтами следует считать болты класса прочности не ниже 10.9. 5.6. Для
фрикционных и фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты, гайки
и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 52643, а их конструкцию и размеры
болтов принимать по ГОСТ Р 52644, гайки и шайбы к ним - по ГОСТ Р 52645 и ГОСТ
Р 52646. Для фланцевых
соединений следует применять высокопрочные болты климатического исполнения ХЛ. 5.7. Допускается
применение высокопрочных болтов по другим стандартам и ТУ с техническими
требованиями не ниже указанных в ГОСТ Р 52643 при наличии сертификата
установленной формы. 5.8. Выбор
марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0 и
требованиям, приведенным в таблице Г.4, а их конструкцию и размеры принимать по
ГОСТ 24379.1. Болты (U-образные)
для крепления оттяжек антенных сооружений связи, а также U-образные и
фундаментные болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных
устройств следует применять из стали марок, также указанных в таблице Г.4. Анкерные болты
следует применять согласно требованиям СНиП 2.09.03. 5.9. Гайки для
фундаментных и U-образных болтов диаметром до 48 мм следует применять по
техническим требованиям ГОСТ 5915 с техническими требованиями по ГОСТ Р 52628,
свыше 48 мм - по ГОСТ 10605. Для фундаментных
болтов из стали Ст3пс2, Ст3сп2, Ст3пс4, Ст3сп4 диаметром до 48 мм следует применять
гайки класса прочности 4 по ГОСТ Р 52628, диаметром свыше 48 мм - из материала
не ниже группы 02 по ГОСТ 18126. Для фундаментных
болтов диаметром до 48 мм из стали марки 09Г2С и других сталей по ГОСТ 19281
следует применять гайки класса прочности не ниже 5-го по ГОСТ Р 52628,
диаметром свыше 48 мм - из материала не ниже группы 05 по ГОСТ 18126.
Допускается применять гайки из стали марок, принимаемых для болтов. 5.10. Для шарниров,
катков и болтов, работающих в качестве шарниров, а также подкладных листов под
катки, следует применять поковки по СНиП 2.05.03. 5.11. Для несущих
элементов висячих покрытий, оттяжек опор воздушных линий электропередачи,
распределительных устройств, контактных сетей транспорта, мачт и башен, а также
напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях следует
применять: канаты спиральные
по ГОСТ 3062; ГОСТ 3063; ГОСТ 3064; канаты двойной
свивки по ГОСТ 3066; ГОСТ 3067; ГОСТ 3068; ГОСТ 3081; ГОСТ 7669; ГОСТ 14954; канаты закрытые
несущие по ГОСТ 3090; ГОСТ 18901; ГОСТ 7675; ГОСТ 7676; пучки и пряди
параллельных проволок, формируемых из канатной проволоки, удовлетворяющей
требованиям ГОСТ 7372. 5.12. Физические
характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует
принимать согласно Приложению Г. 6. Расчетные характеристики материалов и соединений 6.1.
Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов
напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 2,
где нормативные сопротивления Таблица 2 ──────────────────────────────────────────────┬──────────────────────────── Напряженное состояние │ Расчетные сопротивления
│ проката и труб ──────────────────────────────────────────────┴──────────────────────────── Растяжение,
сжатие, изгиб: по пределу
текучести по временному
сопротивлению Сдвиг Смятие: торцевой поверхности (при наличии
пригонки) местное в цилиндрических шарнирах
(цапфах) при
плотном касании Диаметральное
сжатие катков (при
свободном касании
в конструкциях с ограниченной подвижностью) ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Значения
коэффициентов надежности по материалу Таблица 3 ┌────────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┐ │ Государственный стандарт или технические
условия │Коэффициент │ │ на прокат и трубы │ надежности
│ │
│по материалу│ │
│ гамма │ │ │ m
│ ├────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤ │ГОСТ
27772 (кроме сталей С590 и С590К) и другая нормативная │ 1,025
│ │документация,
использующая процедуру контроля свойств
│ │ │проката
по ГОСТ 27772
│ │ ├────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤ │Для
проката с пределом текучести свыше 380 Н/мм2 │ 1,100
│ │по
ГОСТ 19281, для труб по ГОСТ 8731 │ │ ├────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤ │Для
остального проката и труб, соответствующих требованиям │
1,050 │ │настоящих
норм │ │ ├────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤ │Для
проката и труб, поставляемых по зарубежной нормативной │
1,100 │ │документации │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────┴────────────┘ Значения
нормативных и расчетных сопротивлений при растяжении, сжатии и изгибе
листового, широкополосного универсального и фасонного проката приведены в
таблице В.5, труб - в таблице В.6. Значения расчетных
сопротивлений проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в
цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в таблице В.7. 6.2. Расчетные
сопротивления гнутых профилей следует принимать равными расчетным
сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены. 6.3. Значения
расчетных сопротивлений отливок из углеродистой стали следует принимать по
таблице В.8. 6.4.
Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и
напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 4. Таблица 4 ──────────┬──────────────────────────┬──────────────┬────────────────────── Сварные
│ Напряженное
состояние │Характеристика│ Расчетные соединения│ │ расчетного
│ сопротивления │ │сопротивления
│ сварных соединений ──────────┼──────────────────────────┼──────────────┼────────────────────── Стыковые │Сжатие, растяжение и изгиб│По
пределу │ R
= R │при автоматической, │текучести │ wy
y │механизированной или
├──────────────┼────────────────────── │ручной сварке с
физическим│По временному │
R = R │контролем качества шва │сопротивлению │ wu
u
├──────────────────────────┼──────────────┼────────────────────── │Растяжение и изгиб │По пределу │
R = 0,85R │при автоматической, │текучести │ wy
y │механизированной │ │ │или ручной сварке │ │
├──────────────────────────┼──────────────┼────────────────────── │Сдвиг │ │ R
= R │ │ │ ws
s ──────────┼──────────────────────────┼──────────────┼────────────────────── С
угловыми│Срез (условный)
│По металлу шва│R =
0,55R /гамма швами │ │ │ wf wun
wm │
├──────────────┼────────────────────── │ │По
металлу │ R
= 0,45R │ │границы │ wz
un │
│сплавления │ ──────────┴──────────────────────────┴──────────────┴────────────────────── Примечание.
Значения коэффициентов надежности
по металлу шва следует принимать
равными: 1,25 - при
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Расчетное
сопротивление сварного стыкового соединения элементов из сталей с разными
нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыкового соединения из
стали с меньшим значением нормативного сопротивления. Значения
нормативных 6.5.
Расчетные сопротивления одноболтового соединения следует определять по
формулам, приведенным в таблице 5. Таблица 5 ───────────┬────────┬────────────────────────────────────────────────────── Напряженное│Условное│ Расчетные сопротивления одноболтовых
соединений состояние │обозна-
├──────────────────────────────────────────┬─────────── │чение │
срезу и растяжению болтов классов
│ смятию │ │ прочности │соединяемых │
├────────┬────────┬───────┬───────┬────────┤
элементов │ │
5.6 │ 5.8
│ 8.8 │ 10.9
│ 12.9 │ ───────────┼────────┼────────┼────────┼───────┴───────┼────────┼─────────── Срез │
R │0,42R │0,41R │
0,40R │0,35R │
- │ bs
│ bun│ bun│ bun
│ bun│ ───────────┼────────┼────────┼────────┼───────────────┼────────┼─────────── Растяжение
│ R │0,45R │
- │ 0,54R
│ -
│ - │ bt
│ bun│ │ bun
│ │ ───────────┼────────┼────────┴────────┴───────────────┴────────┼─────────── Смятие: │R
<*> │
- │ 1,60R болты
│ bp │ │ u класса
│ │
│ точности A│ │
│ ───────────┤
├──────────────────────────────────────────┼─────────── болты
│ │ - │ 1,35R класса
│ │
│ u точности B│ │
│ ───────────┴────────┴──────────────────────────────────────────┴─────────── <*> пределом
текучести до 440 Н/мм2. ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Значения
нормативных и расчетных сопротивлений срезу и растяжению стали болтов в
одноболтовых соединениях приведены в таблице Г.5, а смятию элементов,
соединяемых болтами, в таблице Г.6. 6.6.
Расчетное сопротивление растяжению фундаментных и анкерных болтов
Значения расчетных
сопротивлений растяжению фундаментных болтов приведены в таблице Г.7. Расчетное
сопротивление растяжению U-образных болтов
6.7.
Расчетное сопротивление растяжению
где 6.8. Расчетное
сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки
6.9. Значение
расчетного сопротивления (усилия) растяжению стального каната следует принимать
равным значению разрывного усилия каната в целом, установленному
государственными стандартами или техническими условиями на стальные канаты,
деленному на коэффициент надежности по материалу 7. Расчет элементов стальных конструкций при центральном
растяжении и сжатии 7.1. Расчет
элементов сплошного сечения 7.1.1. Расчет на
прочность элементов из стали с нормативным сопротивлением Расчет на прочность
растянутых элементов, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом
предела текучести, а также растянутых или сжатых элементов из стали с
нормативным сопротивлением 7.1.2.
Расчет на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из
одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по
формуле (5), а сечений растянутого одиночного уголка из стали с пределом текучести
до 380 Н/мм2, прикрепляемого одной полкой болтами, поставленными в один ряд по
оси, расположенной на расстоянии не менее 0,5b (b - ширина полки уголка) от
обушка уголка и не менее 1,2d (d - диаметр отверстия для болта с учетом
положительного допуска) от пера уголка, по формуле где Здесь
┌───────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │Коэффи-│ Значения коэффициентов альфа ,
альфа и бета │ │циенты
│
1 2 │ │
├──────────────────────────────────┬──────────────────────────────┤ │ │ при одном болте и расстоянии
a, │ при a >= 1,5d и s >= 2d
при │ │ │ равном │ количестве болтов в ряду │ │
├────────────┬──────────┬──────────┼──────────┬─────────┬─────────┤ │ │ 1,35d <*> │
1,5d │ 2d
│ 2 │
3 │ 4
│ ├───────┼────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼─────────┼─────────┤ │альфа │
1,70 │ 1,70
│ 1,70 │
1,77 │ 1,45
│ 1,17 │ │ 1 │ │ │ │ │ │ │ │альфа │
0,05 │ 0,05
│ 0,05 │
0,19 │ 0,36
│ 0,47 │ │ 2 │ │ │ │ │ │ │ │бета │
0,65 │ 0,85
│ 1,0 │
1,0 │ 1,0
│ 1,0 │ ├───────┴────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴─────────┴─────────┤ │
<*> Только для
элементов решеток (раскосов
и распорок), кроме│ │постоянно
работающих на растяжение, при толщине полки до 6 мм. │ │
│ │ Обозначения, принятые в таблице 6: │ │ a - расстояние вдоль усилия от края элемента
до центра ближайшего│ │отверстия; │ │ s - расстояние вдоль усилия между центрами
отверстий. │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ При расчете тяг и
поясов траверс, элементов опор ВЛ, ОРУ и КС, непосредственно примыкающих к
узлам крепления проводов, а также элементов, соединяющих в стойках узлы
крепления тяг и растянутых поясов траверс, коэффициент 7.1.3.
Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой
N и удовлетворяющих требованиям 7.3.2 - 7.3.9 следует выполнять по формуле где Значение
коэффициента где
────────────────────────────────────────────────────────────────┬────────── Тип сечения │Значения
│коэффици-
│ентов ───────┬────────────────────────────────────────────────────────┼─────┬──── Обозна-│ Форма
│альфа│бета чение │
│ │ ───────┴────────────────────────────────────────────────────────┴─────┴──── a ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── b ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── c ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Примечание. Для прокатных двутавров высотой
свыше 500 мм при расчете на устойчивость
в плоскости стенки следует принимать тип сечения a. ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Значения
коэффициента При значениях Значения
коэффициента 7.1.4. Расчет на
устойчивость стержней из одиночных уголков следует выполнять с учетом
требований 7.1.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения
уголка и расчетную длину следует принимать согласно требованиям 10.1.4 и
10.2.1. При расчете поясов
и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует
выполнять требования 16.12. 7.1.5. Сжатые
элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2)
рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены
требования 7.2.2; 7.2.3; 7.2.7 и 7.2.8. а - открытое; б, в
- укрепленные планками или решетками Рисунок 2.
П-образные сечения элементов При отсутствии
планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле (7) в главных
плоскостях x - x и y - y, следует проверять на устойчивость при
изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле
здесь
где значение
В формуле (11)
коэффициент 7.1.6. Соединение
пояса со стенкой в центрально-сжатом элементе составного сплошного сечения
следует рассчитывать по формулам таблицы 43 раздела 14.4 на сдвиг от условной
поперечной силы 7.2. Расчет
элементов сквозного сечения 7.2.1. Расчет на
прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии
следует выполнять по формуле (5), где 7.2.2.
Расчет на устойчивость сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых
соединены планками или решетками, следует выполнять по формуле (7); при этом
коэффициент ─────┬───────────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────── Тип │
Схема сечения │ Приведенная гибкость лямбда стержня сквозного сечения сече-│ │ ef ния │
├───────────────────────────────────────┬───────────────────────────────── │ │ с планками │ с решетками ─────┴───────────────────────┴───────────────────────────────────────┴───────────────────────────────── где ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── где
(
соответственно ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── где ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 8: оси
y - y; перпендикулярных
оси x - x или y - y; перпендикулярных осям
соответственно 1 - 1, 2 - 2 и 3 - 3, на участках между
сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки; b d, A - площадь сечения всего стержня; - двух
раскосов), расположенных соответственно в
плоскостях, перпендикулярных
осям 1 - 1 и 2 - 2; раскосов), лежащей
в плоскости одной
грани (для трехгранного равностороннего
стержня); соответственно
1 - 1 и 3 - 3 (для сечений типов 1 и 3); 2
- 2 (для сечения типа 2); x
- x (рисунок 4; для сечений типов 1 и
3); плоскостях,
перпендикулярных осям соответственно 1 - 1 и 2 - 2 (для сечения типа
2). Примечание. К типу 1
также следует относить сечения, у которых вместо швеллеров
применены двутавры, трубчатые и
другие профили для одной или обеих
ветвей; при этом
оси y - y и 1 - 1 должны проходить через центры тяжести
соответственно сечения в целом и отдельной ветви, а значения n и в
формуле (12) должны обеспечить наибольшее значение ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── а - треугольная; б
- треугольная с распорками; в - крестовая; г -
крестовая с распорками Рисунок 3.
Схемы решеток сквозных стержней Рисунок 4.
Сквозной стержень с планками Расчет на
устойчивость сквозных стержней с числом панелей менее шести допускается
выполнять: при планках - как
расчет рамных систем; при решетках -
согласно требованиям 7.2.5. 7.2.3. В
сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви При наличии в одной
из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок 2, б и в) гибкость
ветви следует вычислять по радиусу инерции полусечения относительно его
центральной оси, перпендикулярной плоскости планок. 7.2.4. В
сквозных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом
следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. При
необходимости следует учитывать влияние моментов в узлах, например от
расцентровки элементов решетки. В сквозных стержнях
с решетками условная гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не
более 2,7 и не должна превышать условную приведенную гибкость Допускается
принимать более высокие значения условной гибкости ветвей, но не более 4,1 при
условии, что расчет таких стержней выполнен согласно требованиям 7.2.5. 7.2.5.
Расчет сквозных стержней с решетками с учетом указанных в 7.2.2 и 7.2.4
допущений следует выполнять по формуле (7) с заменой в ней значения При этом
коэффициент устойчивости В интервале
условных гибкостей 7.2.6. Расчет
стержней составных сечений из уголков, швеллеров и др., соединенных вплотную или
через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что
участки между соединяющими сварными швами или центрами крайних болтов не
превышают для сжатых элементов 40i и для растянутых 80i. Здесь радиус инерции
сечения i-го уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых
сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для
крестовых сечений - минимальный. При этом в пределах
длины сжатого элемента следует предусматривать не менее двух промежуточных
связей (прокладок). 7.2.7.
Расчет соединительных планок и элементов решеток сжатых стержней сквозного
сечения должен выполняться на условную поперечную силу где N - продольное
усилие в сквозном стержне;
Условную поперечную
силу при наличии только
соединительных планок (решеток) - поровну между планками (решетками), лежащими
в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка
устойчивости; при наличии
сплошного листа и соединительных планок (решеток) - пополам между листом и
планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу; при расчете
равносторонних трехгранных сквозных стержней - равной 7.2.8.
Расчет соединительных планок и их прикреплений (см. рисунок 4) должен
выполняться как расчет элементов безраскосных ферм на совместное действие силы
где 7.2.9.
Расчет элементов соединительных решеток составных стержней следует выполнять
как расчет элементов решеток плоских ферм. При расчете раскосов решеток по
рисунку 3 усилие в раскосе следует определять по формуле
где
При расчете
раскосов крестовой решетки с распорками (рисунок 3, г) следует учитывать
дополнительное усилие
где
7.2.10. Расчет
стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов,
должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом
элементе, определяемой по формуле (18). Расчет распорок,
предназначенных для уменьшения расчетной длины ветвей колонн в плоскости,
перпендикулярной плоскости поперечных рам, при наличии нагрузок от мостовых или
подвесных кранов, следует выполнять на условную поперечную силу, определяемую
по формуле (18), где значение N следует принимать равным сумме продольных сил в
двух ветвях колонн, соединенных распоркой. 7.3.
Проверка устойчивости стенок и поясных листов центрально-сжатых элементов
сплошного сечения 7.3.1. При
проверке устойчивости стенок в качестве расчетной высоты полную высоту
стенки - в сварных элементах; расстояние между
ближайшими к оси элемента краями поясных уголков - в элементах с фрикционными
поясными соединениями; расстояние между
началами внутренних закруглений - в прокатных профилях; расстояние между
краями выкружек - в гнутых профилях. Рисунок 5.
Расчетные размеры стенок, свесов полок, поясных листов в
прокатных, составных и гнутых профилях 7.3.2.
Устойчивость стенок центрально-сжатых элементов сплошного сечения следует
считать обеспеченной, если условная гибкость стенки ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Сечение Условная Предельная условная гибкость гибкость стенки элемента ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────── > 2 ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────── > 1 ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────── > 0,8 ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 9: при
центральном сжатии; Примечания. 1. В коробчатом сечении
значение пластинок, расположенных
параллельно плоскости, в
которой проверяется устойчивость
элемента в целом. 2. В тавровом сечении
должно соблюдаться условие
или
3. Знак "<=" в формулах
означает, что значение
превышения
при расчете по формуле следует
принимать равным указанному
в правой
части. ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 7.3.3.
Стенки центрально-сжатых элементов сплошного сечения (колонн, стоек, опор и
т.п.) при В сплошностенчатых
ветвях колонн сквозного сечения ребра жесткости допускается устанавливать
только в узлах крепления соединительных решеток (планок). В стенке,
укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части Стенки допускается
укреплять односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков,
приваренных к стенке пером. Момент инерции такого ребра, вычисляемый
относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не
менее чем для парного симметричного ребра. 7.3.4. В
центрально-сжатых элементах двутаврового сечения с расчетной высотой стенки
При расположении
ребра с одной стороны стенки его момент инерции следует вычислять относительно
оси, совпадающей с ближайшей гранью стенки. В случае выполнения
продольного ребра в виде гофра стенки при вычислении Продольные ребра
жесткости следует включать в расчетные сечения элементов. Минимальные размеры
выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать как для
поперечных ребер согласно требованиям 7.3.3. 7.3.5. В случаях,
когда фактическое значение условной гибкости стенки 7.3.6. При
расчете центрально- и внецентренно-сжатых стержней сплошного сечения в случаях,
когда фактическое значение условной гибкости стенки Значение для двутаврового и
швеллерного сечений для коробчатого
сечения: при центральном
сжатии
при внецентренном
сжатии
В формулах (31) -
(33) обозначено:
Значение для двутаврового
сечения где при для коробчатого
сечения где при для швеллерного
сечения
Значения Значение 7.3.7. При
проверке устойчивости поясных листов в качестве расчетной ширины свеса от грани стенки до
края поясного листа (полки) - в сварных элементах; от оси крайнего
болта в поясе до края поясного листа - в элементах с фрикционными поясными
соединениями; от начала
внутреннего закругления до края полки - в прокатных профилях; от края выкружки до
края полки - в гнутых профилях (см. рисунок 5). 7.3.8.
Устойчивость поясных листов и полок центрально-сжатых элементов сплошного
сечения следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса
(полки) ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Сечение Предельная условная гибкость
свеса
(отгиба) полки
элемента ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначение, принятое в таблице 10: при
центральном сжатии. Примечание. Для свесов (отгибов)
полок (см. рисунок
5) предельные значения условной
гибкости следует
умножать на коэффициент 1,5, а по формуле (39) - на 1,6. ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 7.3.9. В
центрально-сжатых элементах коробчатого сечения предельную условную гибкость
поясного листа 7.3.10.
Высота отгиба полки (стенки) 7.3.11. При
назначении сечений центрально-сжатых элементов по предельной гибкости (в
соответствии с требованиями раздела 10.4) значения предельных условных
гибкостей стенки 8. Расчет элементов стальных конструкций при изгибе 8.1. Общие
положения расчета В зависимости от
назначения и условий эксплуатации конструкций расчет изгибаемых элементов
(балок) следует выполнять без учета или с учетом пластических деформаций в
соответствии с подразделением элементов на три класса согласно 4.2.7. Балки 1-го класса
следует применять для всех видов нагрузок и рассчитывать в пределах упругих
деформаций; балки 2-го и 3-го классов следует применять для статических
нагрузок и рассчитывать с учетом развития пластических деформаций. Балки крановых
путей под краны групп режимов работы 1К - 8К по ГОСТ 25546 при расчете на
прочность следует относить к 1-му классу. Бистальные балки
следует относить ко 2-му классу и рассчитывать с учетом ограниченных
пластических деформаций в стенке, значения которых следует определять при
достижении расчетного сопротивления 8.2. Расчет
на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения 8.2.1.
Расчет на прочность балок 1-го класса следует выполнять по формулам: при действии
момента в одной из главных плоскостей
при действии в
сечении поперечной силы при действии
моментов в двух главных плоскостях (и наличии бимомента) где x и y -
расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения; при одновременном
действии в стенке балки момента и поперечной силы где
Напряжения В балках,
рассчитываемых по формуле (43), значения напряжений в стенке балки должны быть
проверены по формуле (44) в двух главных плоскостях изгиба. При ослаблении
стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (42), а также значение где s - шаг
отверстий в одном ряду; d - диаметр
отверстия. 8.2.2.
Расчет на прочность стенки балки, не укрепленной ребрами жесткости, при
действии местного напряжения
где Здесь F - расчетное
значение нагрузки (силы);
для случаев по
рисунку 6, а и б для случая по
рисунку 6, в
где h - размер,
равный сумме толщины верхнего пояса балки и катета поясного шва, если нижняя
балка сварная (см. рисунок 6, а), либо расстоянию от наружной грани полки до
начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (см. рисунок
6, б);
а - сварная; б -
прокатная; в - сварная или прокатная при
нагрузке от колеса крана Рисунок 6. Схемы
распределения сосредоточенной
нагрузки на стенку балки 8.2.3.
Расчет на прочность разрезных балок 2-го и 3-го классов двутаврового и
коробчатого сечений (рисунок 7) из стали с нормативным сопротивлением при изгибе в
плоскости наибольшей жесткости при изгибе в двух
главных плоскостях и напряжениях Рисунок 7.
Схемы двутаврового (а) и коробчатого (б) сечений балок с
действующими на них усилиями Здесь
при при где При расчете сечения
в зоне чистого изгиба в формулах (50) и (51) следует принимать
Расчет на прочность
в опорном сечении балок (при
При ослаблении
стенки отверстиями для болтов левую часть формул (54) и (55) следует умножать
на коэффициент С целью
установления размеров минимальных сечений составных балок значения коэффициентов
8.2.4. Расчет на
прочность разрезных балок переменного сечения согласно 8.2.3 с учетом
пластических деформаций допускается выполнять только в одном сечении с наиболее
неблагоприятным сочетанием усилий M и Q; в остальных сечениях балки расчет
следует выполнять при значениях коэффициентов 8.2.5.
Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового и
коробчатого сечений с двумя осями симметрии, изгибаемых в плоскости наибольшей
жесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20%, при
соблюдении требований 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18 следует выполнять по формуле
(50) как сечений 2-го класса с учетом частичного перераспределения опорных и
пролетных моментов. В этом случае
расчетное значение момента следует определять по формуле
где
а) в неразрезных
балках с шарнирно опертыми концами большему из значений:
где символ max
означает, что следует найти максимум всего следующего за ним выражения;
a - расстояние от
сечения, в котором действует момент l - длина крайнего
пролета;
б) в однопролетных
и неразрезных балках с защемленными концами в) в балке с одним
защемленным и другим свободно опертым концом значение Значение 8.2.6.
Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих 8.2.5, в
случае изгиба в двух главных плоскостях следует выполнять по формуле (51) с
учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях
согласно указаниям 8.2.5. 8.2.7.
Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих
требованиям 8.2.5, 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18, допускается выполнять по
формуле (50) как сечений 3-го класса с учетом перераспределения изгибающих
моментов и образования условных пластических шарниров, а также влияния
касательных напряжений 8.2.8.
Расчет на прочность бистальных разрезных балок двутаврового и коробчатого
сечений с двумя осями симметрии при соблюдении требований 8.4.4, 8.5.9 и 8.5.17
и при касательных напряжениях при изгибе в одной
главной плоскости при изгибе в двух
главных плоскостях В формулах (59) и
(60) обозначено:
где
при при
Расчет бистальных
балок при наличии зоны чистого изгиба и в опорном сечении, а также с учетом
ослабления сечения следует выполнять согласно 8.2.3 и Приложению М. 8.3. Расчет
на прочность балок крановых путей сплошного сечения 8.3.1.
Расчет на прочность балок крановых путей следует выполнять согласно требованиям
8.2.1 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, определяемых согласно
СП 20.13330. 8.3.2.
Расчет на прочность стенок балок крановых путей (за исключением балок,
рассчитываемых на усталость, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических
производств и 8К) следует выполнять по формуле (44), в которой при расчете
сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 0,87 следует принимать
коэффициент 0,77. 8.3.3. При
расчете на прочность стенок балок крановых путей из стали с пределом текучести
не более 440 Н/мм2 для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических
производств) и 8К должны быть выполнены условия:
где
В формулах (67)
обозначено: M и Q -
соответственно изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки от расчетной
нагрузки, определяемой согласно СП 20.13330;
где e = 0,2b (здесь
b - ширина подошвы рельса);
Все напряжения в
формулах (63) - (67) следует принимать со знаком "плюс". 8.3.4. Расчет на
прочность подвесных балок крановых путей (монорельсов) следует выполнять с
учетом местных нормальных напряжений от давления колеса крана, направленных
вдоль и поперек оси балки. 8.3.5. Расчет на
прочность бистальных балок крановых путей двутаврового сечения с двумя осями
симметрии для кранов групп режимов работы 1К - 5К при
Расчет на прочность
стенок бистальных балок крановых путей следует выполнять согласно требованиям
8.3.2. 8.4. Расчет
на общую устойчивость изгибаемых элементов сплошного сечения 8.4.1.
Расчет на устойчивость двутавровых балок 1-го класса, а также бистальных балок
2-го класса, удовлетворяющих требованиям 8.2.1 и 8.2.8, следует выполнять по
формулам: при изгибе в
плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения при изгибе в двух
главных плоскостях (и наличии секториальных напряжений) В формулах (69) и
(70) обозначено:
Для бистальных
балок в формулах (69) и (70), а также при определении 8.4.2. При
определении значения 8.4.3. Расчет на
устойчивость балок крановых путей двутаврового сечения следует выполнять по
формуле (70), в которой: 8.4.4.
Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует
считать обеспеченной: а) при
передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные
из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный
металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый
пояс балки и с ним связанный с помощью сварки, болтов, самонарезающих винтов и
др.; при этом силы трения учитывать не следует; б) при
значениях условной гибкости сжатого пояса балки ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Место приложения Условная предельная гибкость сжатого пояса нагрузки прокатной или сварной
балки ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── К верхнему поясу 0,35 + 0,0032 b/t + (0,76 - 0,02
b/t)b/h (71) ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── К
нижнему поясу 0,57 + 0,0032
b/t + (0,92 - 0,02 b/t)b/h (72) ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Независимо
от уровня 0,41 + 0,0032 b/t + (0,73
- 0,016 b/t)b/h (73) приложения
нагрузки при
расчете участка балки
между связями или
при чистом изгибе ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 11: b и t - соответственно ширина и толщина
сжатого пояса; h - расстояние (высота) между осями поясных
листов. Примечания.
1. Значения 15
<= b/t <= 35; для
балок с отношением b/t < 15 в формулах таблицы 11 следует
принимать b/t = 15. 2. Для балок с фрикционными поясными
соединениями значения умножать
на 1,2. 3.
Значения
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 8.4.5.
Прикрепления к сжатому поясу жесткого настила, продольных или поперечных
связей, которые должны обеспечить устойчивость изгибаемого элемента, следует
рассчитывать на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную
поперечную силу следует определять: при закреплении
балки в отдельных точках - по формуле (18), в которой где
при непрерывном
закреплении - по формуле
где
8.4.6.
Устойчивость балок с сечениями 2-го и 3-го классов следует считать обеспеченной
при выполнении требований 8.4.4, а либо 8.4.4, б при условии умножения значений
где и изменяющийся в
пределах Здесь
При этом
допускается принимать значения условной предельной гибкости пояса балки:
Учет пластических
деформаций при расчете балок со сжатым поясом, менее развитым, чем растянутый,
допускается лишь при выполнении требований 8.4.4, а. 8.5.
Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых элементов сплошного
сечения 8.5.1.
Устойчивость стенок балок 1-го класса следует считать обеспеченной, если
выполнены требования 8.2.1, 8.3.1 - 8.3.3, 8.4.1 - 8.4.5 и условная гибкость
стенки 3,5 - при
отсутствии местного напряжения 3,2 - то же, в
балках с односторонними поясными швами; 2,5 - при наличии
местного напряжения При этом следует устанавливать
поперечные (и опорные) ребра жесткости согласно требованиям 8.5.9 или согласно
8.5.11 и 8.5.12. 8.5.2.
Проверку устойчивости стенок балок 1-го класса следует выполнять с учетом
наибольшего сжимающего напряжения Напряжения где M и Q - средние
значения соответственно изгибающего момента и поперечной силы в пределах
отсека; если длина отсека a (расстояние между осями поперечных ребер жесткости)
больше его расчетной высоты
Местное напряжение В отсеках балки,
где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны
быть учтены только 8.5.3.
Устойчивость стенок балок 1-го класса симметричного сечения, укрепленных только
поперечными ребрами жесткости (рисунок 8), при наличии местного напряжения а - при приложении
сосредоточенной нагрузки к сжатому поясу; б
- то же, к растянутому поясу Рисунок 8.
Схема участка балки, укрепленной
поперечными ребрами жесткости В формуле (80)
обозначено:
где
где
здесь
8.5.4. Для
балок по 8.5.3 при где
┌────────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐ │Поясные
соединения балок│ Значение
c при дельта, равном │ │ │ cr │ │
├──────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┤ │ │<= 0,8│
1,0 │ 2,0 │ 4,0 │ 6,0
│ 10,0 │>= 30,0│ ├────────────────────────┼──────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┤ │Сварные │ 30,0 │31,5 │ 33,3
│ 34,6 │ 34,8 │ 35,1 │ 35,5 │ ├────────────────────────┼──────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┤ │Фрикционные │ 35,2 │ └────────────────────────┴────────────────────────────────────────────────┘ ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Балки Условия работы сжатого
пояса ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Крановых
путей Крановые рельсы не
приварены 2,0 Крановые рельсы
приварены ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Прочие При непрерывном опирании
плит В прочих случаях 0,8 ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Примечание. Для отсеков
балок крановых путей,
где сосредоточенная нагрузка
приложена к растянутому поясу,
при вычислении коэффициента следует
принимать ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 8.5.5. При
вычислении значений
┌────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
ро │ Значения c при a/h
(a /h ), равном │ │ │ 1 ef
1 ef │ │
├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────┬──────┬──────┤ │ │ 0,50 │ 0,60 │ 0,67 │
0,80 │ 1,0 │ 1,2 │ 1,4
│ 1,6 │ 1,8
│>= 2,0│ ├────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼──────┤ │0,10│
56,7 │ 46,6 │ 41,8 │ 34,9 │ 28,5 │ 24,5 │
21,7 │19,5 │ 17,7 │ 16,2 │ │0,15│
38,9 │ 31,3 │ 27,9 │ 23,0 │ 18,6 │ 16,2 │
14,6 │13,6 │ 12,7 │ 12,0 │ │0,20│
33,9 │ 26,7 │ 23,5 │ 19,2 │ 15,4 │ 13,3 │
12,1 │11,3 │ 10,7 │ 10,2 │ │0,25│
30,6 │ 24,9 │ 20,3 │ 16,2 │ 12,9 │ 11,1 │
10,0 │ 9,4 │ 9,0
│ 8,7 │ │0,30│
28,9 │ 21,6 │ 18,5 │ 14,5 │ 11,3 │ 9,6 │
8,7 │ 8,1 │ 7,8
│ 7,6 │ │0,35│
28,0 │ 20,6 │ 17,4 │ 13,4 │ 10,2 │ 8,6 │
7,7 │ 7,2 │ 6,9
│ 6,7 │ │0,40│
27,4 │ 20,0 │ 16,8 │ 12,7 │ 9,5 │
7,9 │ 7,0 │ 6,6
│ 6,3 │ 6,1 │ └────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────┴──────┴──────┘ ┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
дельта │ Значения коэффициента
c при a/h (a /h
), равном │ │ │ 2 ef
1 ef │ │
├───────┬───────┬───────┬────────┬───────┬───────┬───────┬───────┤ │ │ 0,50 │ 0,60
│ 0,67 │ 0,80
│ 1,00 │ 1,20 │ 1,40
│>= 1,60│ ├────────┼───────┼───────┼───────┼────────┼───────┼───────┼───────┼───────┤ │ <= 1
│ 1,56 │ 1,56 │ 1,56
│ 1,56 │ 1,56
│ 1,56 │ 1,56 │ 1,56
│ │ 2
│ 1,64 │ 1,64 │ 1,64
│ 1,67 │ 1,76
│ 1,82 │ 1,84 │ 1,85
│ │ 4
│ 1,66 │ 1,67 │ 1,69
│ 1,75 │ 1,88
│ 2,01 │ 2,09 │ 2,12
│ │ 6
│ 1,67 │ 1,68 │ 1,70
│ 1,77 │ 1,92
│ 2,08 │ 2,19 │ 2,26
│ │ 10
│ 1,68 │ 1,69 │ 1,71
│ 1,78 │ 1,96
│ 2,14 │ 2,28 │ 2,38
│ │
>= 30 │ 1,68 │ 1,70
│ 1,72 │ 1,80
│ 1,99 │ 2,20 │ 2,38
│ 2,52 │ └────────┴───────┴───────┴───────┴────────┴───────┴───────┴───────┴───────┘ При а) при отношении Если
сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу (см. рисунок 8, б), то
при проверке стенки с учетом только б) при отношении при значении ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Значение c при a/h
или a/(2h ), равном
│ │ cr ef c
│ ├─────────────┬───────┬────────┬───────┬────────┬────────┬───────┬────────┤ │ <= 0,8
│ 0,9 │
1,0 │ 1,2
│ 1,4 │
1,6 │ 1,8
│ >= 2,0 │ ├─────────────┼───────┼────────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │По
таблице 12│ 37,0 │ 39,2
│ 45,2 │ 52,8
│ 62,0 │ 72,6
│ 84,7 │ └─────────────┴───────┴────────┴───────┴────────┴────────┴───────┴────────┘ Значение 8.5.6.
Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с
более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости,
следует считать обеспеченной, если условие (80) будет выполнено с учетом следующих
изменений: при вычислении
значений при Значения 8.5.7. Устойчивость
стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым
растянутым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при
одновременном действии напряжений
где Здесь
┌────────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ альфа
│ 1,0 │
1,2 │ 1,4
│ 1,6 │
1,8 │ 2,0
│ ├────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ c
│ 10,2 │
12,7 │ 15,5
│ 20,0 │
25,0 │ 30,0
│ │ cr
│ │ │ │ │ │ │ └────────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ 8.5.8.
Устойчивость стенок балок 2-го и 3-го классов из однородной стали и бистальных
при отсутствии местного напряжения а) для балок
двоякосимметричного двутаврового и коробчатого сечений
где r - следует
принимать по указаниям 8.4.5; б) для балок
асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных
только поперечными ребрами, где ┌───────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │тау/R │ ______ │ │ sw│ Значения альфа при лямбда ,
равном │ │ │ w │ │
├───────┬───────┬───────┬───────┬────────┬────────┬───────┬────────┤ │ │
2,2 │ 2,5
│ 3,0 │
3,5 │ 4,0
│ 4,5 │
5,0 │ 5,5
│ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0
│ 0,240 │ 0,239 │ 0,235 │ 0,226 │
0,213 │ 0,195 │ 0,173 │ 0,153 │ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0,5
│ 0,203 │ 0,202 │ 0,197 │ 0,189 │
0,176 │ 0,158 │ 0,136 │ 0,116 │ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0,6
│ 0,186 │ 0,185 │ 0,181 │ 0,172 │
0,159 │ 0,141 │ 0,119 │ 0,099 │ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0,7
│ 0,167 │ 0,166 │ 0,162 │ 0,152 │
0,140 │ 0,122 │ 0,100 │ 0,080 │ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0,8
│ 0,144 │ 0,143 │ 0,139 │ 0,130 │
0,117 │ 0,099 │ 0,077 │ 0,057 │ ├───────┼───────┼───────┼───────┼───────┼────────┼────────┼───────┼────────┤ │ 0,9
│ 0,119 │ 0,118 │ 0,114 │ 0,105 │
0,092 │ 0,074 │ 0,052 │ 0,032 │ └───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴────────┴────────┴───────┴────────┘ В выражении (87)
высоту сжатой зоны стенки
Значения M и Q
следует вычислять в одном сечении балки. 8.5.9.
Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости: в балках 1-го
класса, если значение условной гибкости стенки в балках 2-го и
3-го классов - при любых значениях условной гибкости стенки на участках длины
балки, где учитываются пластические деформации, а на остальных участках - как в
балках 1-го класса. Расстояние между
поперечными ребрами не должно превышать Для балок 1-го
класса допускается превышать эти расстояния до значения Поперечные ребра
жесткости следует устанавливать, как правило, в местах приложения неподвижных
сосредоточенных нагрузок и на опорах балок. В стенке,
укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части При укреплении
стенки односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков,
привариваемых к стенке пером, момент инерции такого ребра, вычисляемый
относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не
меньше чем для парного ребра. 8.5.10.
Поперечное ребро жесткости, расположенное в месте приложения сосредоточенной
нагрузки к верхнему поясу, следует проверять расчетом на устойчивость:
двустороннее ребро - как центрально сжатую стойку, а одностороннее - как
стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости
стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. При этом в расчетное
сечение стойки необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки
шириной 8.5.11.
Стенки балок 1-го класса, у которых при действии нормальных напряжений 8.5.12. В
стенке балки симметричного двутаврового сечения 1-го класса, укрепленной кроме
поперечных ребер одной парой продольных ребер жесткости, расположенной на
расстоянии а) пластинку 1,
расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле здесь значения при где при
где критическое
напряжение б)
пластинку 2, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, по
формуле где при
а - балка со сжатым
верхним поясом; б - балка с
растянутым верхним поясом Рисунок 9.
Схема балки, укрепленной поперечными (3) и продольными
(4) ребрами жесткости 8.5.13.
Промежуточные ребра, расположенные на пластинке 1 между сжатым поясом и
продольным ребром, следует доводить до продольного ребра (рисунок 10). Рисунок 10. Схема
балки, укрепленной поперечными (3), продольными (4) и
промежуточными (5) ребрами жесткости В этом случае
расчет пластинки 1 следует выполнять по формулам (89) - (93), в которых
величину a следует заменять величиной 8.5.14. Проверку
устойчивости стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым
поясом), укрепленных поперечными ребрами и парным продольным ребром, расположенным
в сжатой зоне, следует выполнять по формулам (89) и (90); при этом в формулы
(90), (91) и (94) вместо отношения 8.5.15. При
укреплении стенки поперечными ребрами и парным продольным ребром жесткости
места расположения и моменты инерции сечений этих ребер должны удовлетворять
требованиям 8.5.9 и формулам таблицы 19. Таблица 19 ──────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────── h
│ Моменты инерции ребра 1
├────────────┬─────────────────────────────────────────────────────── ---
│поперечного │ продольного (I ) h
│ (I ) │ rl ef
│ r
├────────────────────────┬────────────────────────────── │ │ требуемое │ предельное │ │
├──────────────┬─────────────── │ │ │
минимальное │ максимальное ──────┴────────────┴────────────────────────┴──────────────┴─────────────── 0,20 ──────
─────────────────────────────────────────────────────── 0,25 ──────
─────────────────────────────────────────────────────── 0,30 ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Примечание.
При вычислении допускается
линейная интерполяция. ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── При расположении
продольного и поперечных ребер жесткости с одной стороны стенки моменты инерции
сечений каждого из них следует вычислять относительно оси, совпадающей с
ближайшей к ребру гранью стенки. 8.5.16. При
значениях условной гибкости стенки 8.5.17.
Участок стенки балки над опорой следует рассчитывать на устойчивость при
центральном сжатии из плоскости балки как стойку, нагруженную опорной реакцией. При укреплении стенки
балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части Толщина опорного
ребра жесткости Расчетную длину
стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки балки Нижние торцы
опорных ребер (рисунок 11) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или
приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии
опорной реакции не должны превышать расчетного сопротивления стали: в первом
случае (см. рисунок 11, а) - смятию а) б) а - в торце с
применением строжки; б - удаленного от торца с плотной пригонкой
или приваркой к нижнему поясу Рисунок 11.
Схема опорного ребра жесткости Сварные швы,
прикрепляющие опорное ребро к нижнему поясу балки, следует рассчитывать на
воздействие опорной реакции. При отсутствии
опорных ребер жесткости (в прокатных балках) расчетным сечением стойки является
полоса стенки шириной, равной длине участка опирания балки. 8.5.18.
Устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость
свеса пояса для свеса полки
(без окаймления и отгиба) двутаврового сечения для поясного листа
коробчатого сечения
Здесь для однородного
сечения
для бистального
сечения
где 8.5.19.
Устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость
свеса сжатого пояса или поясного листа балок 2-го и 3-го классов из однородной
стали при выполнении требований 7.3.7, 8.2.3 и 8.5.8 не превышает предельных
значений для свеса полки
(без окаймления и отгиба) двутаврового сечения для поясного листа
коробчатого сечения
8.5.20. В случае
окаймления или отгиба полки (стенки) сечения (см. рисунок 5), имеющего размер 8.6. Расчет
опорных плит 8.6.1. Площадь
стальной опорной плиты должна удовлетворять требованиям расчета на прочность
фундамента. Передача расчетного
усилия на опорную плиту может осуществляться через фрезерованный торец или
через сварные швы конструкции, опирающейся на плиту. 8.6.2. Толщину
опорной плиты следует определять расчетом на изгиб пластинки по формуле
где для консольного
участка плиты
для участка плиты,
опертого на четыре стороны в направлении короткой и длинной сторон
соответственно,
для участка плиты,
опертого по трем сторонам,
для участка плиты,
опертого на две стороны, сходящиеся под углом, по формуле (104), принимая при
этом Здесь c - вылет
консольного участка плиты;
q - реактивный
отпор фундамента под рассматриваемым участком плиты на единицу площади плиты. 9. Расчет элементов стальных конструкций при действии
продольной силы с изгибом 9.1. Расчет
на прочность элементов сплошного сечения 9.1.1. Расчет на
прочность внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) и внецентренно-растянутых
(растянуто-изгибаемых) элементов из стали с нормативным сопротивлением где N, n, Если Расчет на прочность
элементов в случаях, не предусмотренных расчетом по формуле (105), следует
выполнять по формуле
где x, y -
расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения. 9.1.2. Расчет на
прочность внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов по формуле (105)
выполнять не требуется при значении приведенного относительного эксцентриситета
9.1.3.
Внецентренно-сжатые (сжато-изгибаемые) элементы из стали с нормативным
сопротивлением
где
9.2. Расчет
на устойчивость элементов сплошного сечения 9.2.1. Расчет на
устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов при действии
момента в одной из главных плоскостей следует выполнять как в этой плоскости
(плоская форма потери устойчивости), так и из этой плоскости
(изгибно-крутильная форма потери устойчивости). 9.2.2.
Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов постоянного
сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии,
следует выполнять по формуле В формуле (109)
коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом
где
При значениях 9.2.3.
Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента M в элементе следует
принимать для одного и того же сочетания нагрузок из расчета системы по
недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали. При этом значения M
следует принимать равными: для колонны
постоянного сечения рамной системы - наибольшему моменту в пределах длины
колонны; для ступенчатой
колонны - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения; для колонны с одним
защемленным, а другим свободным концом - моменту в заделке, но не менее момента
в сечении, отстоящем на треть длины колонны от заделки; для сжатых поясов
ферм и структурных плит, воспринимающих внеузловую поперечную нагрузку, - наибольшему
моменту в пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета
пояса как упругой неразрезной балки; для сжатого стержня
с шарнирно-опертыми концами и сечением, имеющим одну ось симметрии, совпадающую
с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам таблицы 20 в
зависимости от относительного эксцентриситета ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Относительный Момент M при условной гибкости
стержня эксцентриситет
──────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 20: стержня,
принимаемый равным не менее не
менее ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Для сжатых стержней
двоякосимметричного сплошного сечения с шарнирно-опертыми концами, на которых
действуют изгибающие моменты, значение 9.2.4. Расчет на
устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) стержней сплошного
постоянного сечения, кроме коробчатого, из плоскости действия момента при
изгибе их в плоскости наибольшей жесткости где c -
коэффициент, определяемый согласно требованиям 9.2.5;
9.2.5.
Коэффициент c в формуле (111) следует определять: при значениях где при значениях где при значениях где следует
определять: ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Тип
Схема сечения
Значения коэффициентов сечения и эксцентриситет
────────────────────────────────────────────────────────────
──────────────────────────────────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 1 0,7 ──────────────────────────────── 2 ──────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 4
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 21: относительно
оси симметрии сечения y - y; Примечание. При значениях b/h < 0,3
следует принимать b/h = 0,3. ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── При гибкости 9.2.6. При
определении относительного эксцентриситета для стержней с
концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента,
- максимальный момент в пределах средней трети длины, но не менее половины
наибольшего момента по длине стержня; для стержней с
одним защемленным, а другим свободным концом - момент в заделке, но не менее
момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки. 9.2.7. Расчет на
устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов двутаврового
сечения, непрерывно подкрепленных вдоль одной из полок, следует выполнять
согласно Приложению Ж. 9.2.8.
Внецентренно-сжатые (сжато-изгибаемые) элементы постоянного сечения, изгибаемые
в плоскости наименьшей жесткости ( где При 9.2.9. Расчет на
устойчивость стержней сплошного постоянного сечения (кроме коробчатого),
подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении
плоскости наибольшей жесткости где
Здесь следует
определять:
c - согласно
требованиям 9.2.5. При вычислении
значения Если Если Значения
относительных эксцентриситетов следует вычислять по формулам:
где Если плоскость
наибольшей жесткости сечения стержня 9.2.10. Расчет на
устойчивость стержней сплошного постоянного коробчатого сечения при сжатии с
изгибом в одной или в двух главных плоскостях следует выполнять по формулам: где
и принимаемые
равными 1,0 соответственно при При одноосном
изгибе в плоскости наибольшей жесткости ( 9.3. Расчет
на устойчивость элементов сквозного сечения 9.3.1. При
проверке на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) стержней
сквозного сечения с соединительными планками или решетками следует выполнять
как расчет стержня в целом, так и отдельных ветвей. 9.3.2. При
расчете стержня в целом относительно свободной оси по формуле (109), когда
планки и решетки расположены в плоскостях, параллельных плоскости действия
момента, коэффициент m = eAa/I, (123) где e = M/N -
эксцентриситет, при вычислении которого значения M и N следует принимать
согласно требованиям 9.2.3; a - расстояние от
главной оси сечения, перпендикулярной плоскости действия момента, до оси
наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви; I - момент инерции
сечения сквозного стержня относительно свободной оси. При значениях m
> 20 расчет на устойчивость стержня в целом не требуется; в этом случае
расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов. 9.3.3. При
расчете отдельных ветвей сквозных стержней с решетками по формуле (7)
продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного
усилия
Здесь b, При изгибе стержня
сквозного сечения типа 2 (см. таблицу 8) в двух плоскостях усилие 9.3.4. При расчете
отдельных ветвей сквозных стержней с планками в формуле (109) следует учитывать
дополнительное усилие 9.3.5. Расчет на
устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) трехгранных сквозных
стержней с решетками и постоянным по длине равносторонним сечением следует
выполнять согласно требованиям раздела 16. 9.3.6. Расчет на
устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных
относительно оси x - x (рисунок 12), с решетками в двух параллельных
плоскостях, подверженных сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует
выполнять: для стержня в целом
- в плоскости, параллельной плоскостям решеток, согласно требованиям 9.3.2,
принимая для отдельных
ветвей - как внецентренно-сжатых элементов по формулам (109) и (111); при этом
продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного
усилия от момента Рисунок 12.
Схема сквозного сечения стержня из двух
сплошностенчатых ветвей 9.3.7. Расчет
соединительных планок или решеток сквозных внецентренно-сжатых
(сжато-изгибаемых) стержней следует выполнять согласно требованиям 7.2.8 и
7.2.9 на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактической
поперечной силе Q или условной поперечной силе В случае когда
фактическая поперечная сила больше условной, следует соединять ветви сквозных
внецентренно-сжатых элементов, как правило, решетками. 9.4.
Проверка устойчивости стенок и поясов 9.4.1. Расчетные
размеры проверяемых на устойчивость стенок и поясных листов (полок) следует
принимать согласно требованиям 7.3.1 и 7.3.7. 9.4.2.
Устойчивость стенок внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов следует
считать обеспеченной, если условная гибкость стенки ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Тип
Схема сечения Условия Предельная условная гибкость сечения и эксцентриситет применения формул стенки ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── для
───────────────────────────────────────────────── двутавра ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначения, принятые в таблице 22: границы
стенки, принимаемое со
знаком "плюс" и
вычисленное без учета коэффициентов
противоположной
расчетной границы стенки); -
среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении; для коробчатого сечения
Примечания. 1. Для сечений типа 1 при
значениях значения
вычисленными
согласно 7.3.2 (126)
соответственно. 2. Для
сечения типа 2 при согласно 7.3.2
и с использованием формул (125), (126); при линейной
интерполяцией между значениями
3.
Для сечения типа 4 при принимать
4.
Для сечений типа 5
при значениях определять линейной
интерполяцией между значениями
согласно
7.3.2 ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 9.4.3. При
выполнении условия
где При выполнении
условия 9.4.4. Стенки
внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов сплошного сечения (колонн,
стоек, опор и т.п.) при 9.4.5. При
укреплении стенки внецентренно-сжатого (сжато-изгибаемого) элемента продольным
ребром жесткости (с моментом инерции 9.4.6. В случаях,
когда фактическое значение условной гибкости стенки 9.4.7. Устойчивость
поясов (полок) внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) стержней с гибкостью ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Тип
Схема сечения и эксцентриситет
Условие Предельная условная
гибкость сечения
применения свеса пояса
формул листа ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 1 ───────────────────────────────────────
───────────────────────────────── 2 ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 3 - ───────────────────────────────────────
───────────────────────────────── 4
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── Обозначение, принятое в таблице 23: листа
центрально-сжатого элемента, определяемое согласно требованиям 7.3.8 и
7.3.9. Примечание.
При линейной интерполяцией между
значениями формулам
настоящей таблицы, и согласно 8.5.18
и 8.5.19 (при
m = 20) соответственно. ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 9.4.8. Для
полок (стенок) с отгибами (см. рисунок 5) значения предельной условной гибкости
Размеры отгиба
следует определять согласно требованиям 7.3.10. 9.4.9. При
назначении сечений внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по
предельной гибкости (раздел 10.4) значения предельных условных гибкостей стенки
10.
Расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных
конструкций 10.1.
Расчетные длины элементов плоских ферм и связей 10.1.1.
Расчетные длины сжатых элементов плоских ферм и связей в их плоскости а - треугольная со
стойками; б - раскосная; в - треугольная со
шпренгелями; г - полураскосная треугольная; д -
перекрестная Рисунок 13.
Схемы для определения расчетных длин сжатых элементов
(обозначения - см. таблицу 24) решеток ферм ┌────────────────────────────────────────────┬────────────────────────────┐ │ Направление продольного изгиба элемента │Расчетные длины l и l
│ │ фермы │ ef ef,1 │ │
├──────┬─────────┬───────────┤ │
│поясов│ опорных │
прочих │ │
│ │раскосов
│ элементов │ │
│ │и
опорных│ решетки │ │
│ │ стоек
│ │ ├────────────────────────────────────────────┼──────┼─────────┼───────────┤ │1. В плоскости фермы l │ │ │ │ │ ef: │ │ │ │ │
а) для ферм, кроме указанных в позиции 1, б│ l
│ l │
0,8l │ │
б) для ферм из одиночных уголков и ферм
│ l │
l │
0,9l │ │с
прикреплением элементов решетки к поясам
│ │ │ │ │впритык
│ │ │ │ │2.
В направлении, перпендикулярном плоскости│ │ │ │ │фермы
(из плоскости фермы) l : │ │ │ │ │ ef,1 │ │ │ │ │
а) для ферм, кроме указанных в позиции 2, б│ l
│ l │
l │ │ │ 1
│ 1 │
1 │ │
б) для ферм с прикреплением элементов
│ l │
l │ 0,9l
│ │решетки
к поясам впритык
│ 1 │
1 │ 1
│ │3.
В любом направлении l = l для ферм │0,85l │ l
│ 0,85l │ │ ef ef,1 │ │ │ │ │из
одиночных уголков при одинаковых
│ │ │ │ │расстояниях
между точками закрепления
│ │ │ │ │элементов
в плоскости и из плоскости фермы
│ │ │ │ ├────────────────────────────────────────────┴──────┴─────────┴───────────┤ │ Обозначения, принятые в таблице 24 (см.
рисунок 13): │ │ l
- геометрическая длина
элемента (расстояние между
центрами│ │ближайших
узлов) в плоскости фермы; │ │ l -
расстояние между узлами, закрепленными
от смещения из плоскости│ │ 1
│ │фермы
(поясами ферм, специальными
связями, жесткими плитами
покрытий,│ │прикрепленными
к поясу сварными швами или болтами, и т.п.). │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ 10.1.2.
Расчетные длины в плоскости пояса
фермы
где из плоскости пояса
фермы где а - пояса фермы; б
- ветви колонны Рисунок 14.
Схемы для определения расчетной длины элементов Расчетные длины в плоскости ветви
где из плоскости ветви
где В обоих случаях l -
длина участка (см. рисунки 13 и 14); 10.1.3.
Расчетные длины ┌─────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────┐ │
Конструкция узла пересечения элементов
│ Расчетная длина l │ │ решетки │ ef,1 │ │
│ из плоскости фермы
(связи) │ │ │ при поддерживающем элементе │ │
├───────────┬────────────┬──────┤ │
│растянутом │неработающем│сжатом│ │ │ │ │ │ ├─────────────────────────────────────────┼───────────┼────────────┼──────┤ │Оба
элемента не прерываются
│ l │
0,7l │ l
│ │Поддерживающий
элемент прерывается и │ │ 1 │
1 │ │перекрывается
фасонкой: │ │ │ │ │
рассматриваемый элемент не прерывается
│ 0,7l │
l │ 1,4l │ │
│ 1 │
1 │ 1│ │
рассматриваемый элемент прерывается и
│ 0,7l │
- │ -
│ │перекрывается
фасонкой │ 1
│ │ │ ├─────────────────────────────────────────┴───────────┴────────────┴──────┤ │ Обозначения, принятые в таблице 25 (см. рисунок
13, д): │ │ l - расстояние от центра узла фермы
(связи) до точки
пересечения│ │элементов;
│ │ l -
полная геометрическая длина элемента. │ │ 1
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ 10.1.4.
Радиусы инерции i-х сечений элементов из одиночных уголков при определении гибкости
следует принимать: при расчетной длине
элемента не менее 0,85l (где l - расстояние между центрами ближайших узлов) -
минимальными в остальных случаях
- относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы ( 10.2.
Расчетные длины элементов пространственных решетчатых конструкций, в том числе
структурных 10.2.1.
Расчетные длины |