СНиП II-23-81*

Печать

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

СНиП II-23-81*
Часть II
Нормы проектирования
Глава 23
Стальные конструкции

Утверждены
постановлением Госстроя СССР
от 14 августа 1981 г. № 144

РАЗРАБОТАНЫ ЦНИИСК им. Кучеренко с участием ЦНИИпроектстальконструкции Госстроя СССР, МИСИ им. В.В. Куйбышева Минвуза СССР, института «Энергосетьпроект» и СКБ «Мосгидросталь» Минэнерго СССР.

Настоящие нормы разработаны в развитие ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету» и СТ СЭВ 3972-83 «Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции стальные. Основные положения по расчету».

С введением в действие настоящих строительных норм и правил утрачивают силу:

В СНиП II-23-81* внесены изменения, утвержденные постановлениями Госстроя СССР № 120 от 25 июля 1984 г., № 218 от 11 декабря 1985 г., № 69 от 29 декабря 1986 г., № 132 от 8 июля 1988 г., № 121 от 12 июля 1989 г.

Основные буквенные обозначения приведены в прил. 9*.

Разделы, пункты, таблицы, формулы, приложения и подписи к рисункам, в которые внесены изменения, отмечены в настоящих строительных нормах и правилах звездочкой (*).

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

Госстрой СССР Строительные нормы и правила СНиП II-23-81*
Стальные конструкции Взамен СНиП II-В.3-72; СНиП II-И.9-62; СН 376-67
Внесены
ЦНИИСК им. Кучеренко
Госстроя СССР
Утверждены
Постановлением Госстроя СССР
от 14 августа 1981 г. № 144
Срок введения
в действие
1 января 1982 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие нормы следует соблюдать при проектировании стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения.

Нормы не распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.

При проектировании стальных конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей, магистральных и технологических трубопроводов, резервуаров специального назначения, конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим, интенсивным температурным воздеётвиям или воздеётвиям агрессивных сред, конструкций морских гидротехнических сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений а также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих) следует соблюдать дополнительные требования, отражающие особенности работы этих конструкций, предусмотренные соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

1.2. При проектировании стальных конструкций следует соблюдать нормы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии и противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений. Увеличение толщины проката и стенок труб с целью защиты конструкций от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций не допускается.

Все конструкции должны быть доступны для наблюдения, очистки, окраски, а также не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.

1.3*. При проектировании стельных конструкций следует:

1.4. При проектировании зданий и сооружений необходимо принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устоёивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации.

1.5*. Стали и материалы соединений, ограничения по применению сталей С345Т и С375Т, а также дополнительные требования к поставляемой стали, предусмотренные государственными стандартами и стандартами СЭВ или техническими условиями, следует указывать в рабочих (КМ) и деталировочных (КМД) чертежах стальных конструкций и в документации на заказ материалов.

В зависимости от особенносте?конструкций и их узлов необходимо при заказе стали указывать класс сплошности по ГОСТ 27772-88.

1.6*. Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету» и СТ СЭВ 3972-83 «Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции стальные. Основные положения по расчету».

1.7. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.

Стальные конструкции следует, как правило, рассчитывать как единые пространственные системы.

При разделении единых пространственных систем на отдельные плоские конструкции следует учитывать взаимодеётвие элементов между собой и с основанием.

Выбор расчетных схем, а также методов расчета стальных конструкций необходимо производить с учетом эффективного использования ЭВМ.

1.8. Расчет стальных конструкций следует, как правило, выполнять с учетом неупругих деформаций стали.

Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих деформаций стали не разработана, расчетные усилия (изгибающие и крутящие моменты, продольные и поперечные силы) следует определять в предположении упругих деформаций стали по недеформированной схеме.

При соответствующем технико-экономическом обосновании расчет допускается производить по деформированной схеме, учитывающей влияние перемещений конструкций под нагрузкой.

1.9. Элементы стальных конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям настоящих норм с учетом сортамента на прокат и трубы. В составных сечениях, устанавливаемых расчетом, недонапряжение не должно превышать 5 %.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ

2.1*. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на четыре группы. Стали для стальных конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 50*.

Стали для конструкций, возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3, но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, следует принимать как для климатического района II4 согласно табл. 50*, за исключением стали С245 и С275 для конструкций группы 2.

Для фланцевых соединений и рамных узлов следует применять прокат по ТУ 14-1-4431-88.

2.2*. Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467-75*; сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70*; флюсы по ГОСТ 9087-81*; углекислый газ по ГОСТ 8050-85.

Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного сопротивления Run основного металла, а также значения твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных соединений, установленные соответствующими нормативными документами.

2.3*. Отливки (опорные части и т.п.) для стальных конструкций следует проектировать из углеродистой стали марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л, удовлетворяющей.требованиям для групп отливок II или III по ГОСТ 977-75*, а также из серого чугуна марок СЧ15, СЧ20, СЧ25 и СЧ30, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 1412-85.

2.4*. Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.0-87*, ГОСТ 18123-82*.

Болты следует назначать по табл. 57* и ГОСТ 15589-70*, ГОСТ 15591-70*, ГОСТ 7796-70*, ГОСТ 7798-70*, а при ограничении деформаций соединений - по ГОСТ 7805-70*.

Гайки следует применять по ГОСТ 5915-70*:

Шайбы следует применять: круглые по ГОСТ 11371-78*, косые по ГОСТ 10906-78* и пружинные нормальные по ГОСТ 6402-70*.

2.5*. Выбор марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0-80, а их конструкцию и размеры принимать по ГОСТ 24379.1-80*.

Болты (U-образные) для крепления оттяжек антенных сооружений связи, а также U-образные и фундаментные болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных устроётв следует применять из стали марок: 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 по ГОСТ 19281-73* с дополнительным требованием по ударной вязкости при температуре минус 60 °С не менее 30 Дж / см² (3 кгс · м/см²) в климатическом районе I1; 09Г2С-6 и 10Г2С1-6 по ГОСТ 19281-73* в климатических районах I2, II2 и II3; ВСт3сп2 по ГОСТ 380-71* (с 1990 г. Ст3сп2-1 по ГОСТ 535-88) во всех остальных климатических районах.

2.6*. Гайки для фундаментных и U-образных болтов следует применять:

Допускается применять гайки из марок стали, принимаемых для болтов.

Гайки для фундаментных и U-образных болтов диаметром менее 48 мм следует применять по ГОСТ 5915-70*, для болтов диаметром более 48 мм - по ГОСТ 10605-72*.

2.7*. Высокопрочные болты следует применять по ГОСТ 22353-77*, ГОСТ 22356-77* и ТУ 14-4-1345-85; гайки и шайбы к ним - по ГОСТ 22354-77* и ГОСТ 22355-77*.

2.8*. Для несущих элементов висячих покрытий оттяжек опор ВЛ и ОРУ, мачт и башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях следует применять:

2.9. Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует принимать согласно прил. 3.

3. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ

3.1*. Расчетные сопротивления проката, гнутых профилеΠи труб для различных видов напряженных состояниΠследует определять по формулам, приведенным в табл. 1*.

3.2*. Значения коэффициентов надежности по материалу проката, гнутых профилеΠи труб следует принимать по табл. 2*.

Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката приведены в табл. 51*, труб - в табл. 51, а. Расчетные сопротивления гнутых профилеΠследует принимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены, при этом допускается учитывать упрочнение стали листового проката в зоне гиба.

Расчетные сопротивления круглого, квадратного и полосового проката следует определять по табл. 1*, принимая значения Ryn и Run равными соответственно пределу текучести и временному сопротивлению по ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 380-71** (с 1990 г. ГОСТ 535-88) и ГОСТ 19281-73*.

Таблица 1*

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления проката и труб

Растяжение, сжатие и изгиб

По пределу текучести

Ry Ry = Ryn / γn

По временному сопротивлению

Ru Ru = Run / γm

Сдвиг

Rs Rs = 0,58 Ryn / γm

Смятие торцевоΠповерхности (при наличии пригонки)

Rp Rp = Run / γm

Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании

Rlp Rlp = 0,5 Run / γm

Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)

Rcd Rcd = 0,025 Run / γm

Обозначение, принятое в табл. 1*:

γm - коэффициент надежности по материалу, определяемыΠв соответствии с п. 3.2*.

(Поправка. Письмо от 17.11.2008)

Таблица 2*

ГосударственныΠстандарт или технические условия на прокат

Коэффициент надежности по материалу γт

ГОСТ 27772-88 (кроме сталей С590, С590К); ТУ 14-1-3023-80 (для круга, квадрата, полосы)

1,025

ГОСТ 27772-88 (стали С590, С590К); ГОСТ 380-71** (для круга и квадрата размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80); ГОСТ 19281-73* [для круга и квадрата с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм²) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80]; ГОСТ 10705-80*; ГОСТ 10706-76*

1,050

ГОСТ 19281-73* [для круга и квадрата с пределом текучести свыше 380 МПа (39 кгс/мм²) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80]; ГОСТ 8731-87; ТУ 14-3-567-76

1,100

Расчетные сопротивления проката смятию торцевоΊповерхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в табл. 52*.

3.3. Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали и серого чугуна следует принимать по табл. 53 и 54.

3.4. Расчетные сопротивления сварных соединениΠдля различных видов соединениΠи напряженных состояниΠследует определять по формулам, приведенным в табл. 3.

Таблица 3

Сварные соединения

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления сварных соединениμ/span>

Стыковые

Сжатие. Растяжение и изгиб при автоматическоά полуавтоматической или ручной сварке с физическим контролем качества швов

По пределу текучести

Rwy Rwy = Ry

По временному сопротивлению

Rwu Rwu = Ru

Растяжение и изгиб при автоматическоά полуавтоматическоΊ или ручной сварке

По пределу текучести

Rwy Rwy = 0,85 Ry

Сдвиг

Rws Rws = Rs

С угловыми швами

Срез (условныΩ

По металлу шва

Rwf

По металлу границы сплавления

Rwz Rwz = 0,45 Run

Примечания: 1. Для швов, выполняемых ручной сваркоά значения Rwun следует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва, указанным в ГОСТ 9467-75*.

2. Для швов, выполняемых автоматической или полуавтоматическоΊсваркоά значения Rwun следует принимать по табл. 4* настоящих норм.

3. Значения коэффициента надежности по материалу шва γwm следует принимать равными: 1,25 - при значениях Rwun не более 490 МПа (5000 кгс/см²); 1,35 - при значениях Rwun 590 МПа (6000 кгс/см²) и более.

Расчетные сопротивления стыковых соединениΠэлементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединениΠиз стали с меньшим значением нормативного сопротивления.

Расчетные сопротивления металла швов сварных соединениΠс угловыми швами приведены в табл. 56.

3.5. Расчетные сопротивления одноболтовых соединениΠследует определять по формулам, приведенным в табл. 5*.

Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов приведены в табл. 58*, смятию элементов, соединяемых болтами, - в табл. 59*.

3.6*. Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов Rba следует определять по формуле

Rba = 0,5R.                                                          (1)

Расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов Rbv, указанных в п. 2.5*, следует определять по формуле

Rbv = 0,45 Run.                                                     (2)

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в табл. 60*.

3.7. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов Rbh следует определять по формуле

Rbh = 0,7 Rbun,                                                      (3)

где Rbun - наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61*.

3.8. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки Rdh, применяемой в виде пучков или прядеά следует определять по формуле

Rdh = 0,63 Run.                                                     (4)

Таблица 4*

Марки проволоки (по ГОСТ 2246-70*) для автоматической или полуавтоматической сварки

Марки порошковоΊ проволоки (по ГОСТ 26271-84)

Значения нормативного сопротивления металла шва Rwun, МПа (кгс/см²)

под флюсом (ГОСТ 9087-81*)

в углекислом газе (по ГОСТ 8050-85) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157-79*)

Св-08, Св-08А

- - 410 (4200)

Св-08ГА

- - 450 (4600)

Св-10ГА

Св-08Г2С ПП-АН8, ПП-АН3 490 (5000)

Св-10НМА, Св-10Г2

Св-08Г2С* - 590 (6000)

Св-08ХН2ГМЮ,

Св-08Х1ДЮ

Св-10ХГМА,

Св-08ХГ2СДЮ
- 685 (7000)

* При сварке проволокоΠСв-08Г2С значение Rwun следует принимать равным 590 МПа (6000 кгс/см2) только для угловых швов с катетом kf ≤ 8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа (4500 кгс/см²) и более.

Таблица 5*

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления одноболтовых соединениμ/span>

срезу и растяжению болтов классов

смятию соединяемых элементов из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см²)

4.6; 5.6; 6.6

4.8; 5.8

8.8; 10.9

Срез

Rbs Rbs = 0,38 Rbun Rbs = 0,4 Rbun Rbs = 0,4 Rbun -

Растяжение

Rbt Rbt = 0,42 Rbun Rbt = 0,4 Rbun Rbt = 0,5 Rbun -

Смятие:

Rbp        

а) болты класса точности А

- - -

б) болты класса точности В и С

- - -

Примечание. Допускается применять высокопрочные болты без регулируемого натяжения из стали марки 40Х «селект», при этом расчетные сопротивления Rbs и Rbt следует определять как для болтов класса 10.9, а расчетное сопротивление Rbp как для болтов класса точности В и С.

Высокопрочные болты по ТУ 14-4-1345-85 допускается применять только при их работе на растяжение.

3.9. 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 γm = 1,6.

4*. УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

При расчете конструкций и соединениΠследует учитывать:

коэффициенты надежности по назначению γn, принимаемые согласно Правилам учета степени ответственности зданий и сооружениΊпри проектировании конструкций

коэффициент надежности γu = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлениΠRu;

коэффициенты условиΠработы γc и коэффициенты условиΠработы соединения γb, принимаемые по табл. 6* и 35* разделам настоящих норм по проектированию зданий, сооружений и конструкций, а также по прил. 4*.

Таблица 6*

Элементы конструкциμ/span>

Коэффициенты условиΊ работы γс

1. Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытиΠпод залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п. при весе перекрытиά равном или большем временной нагрузки

0,9

2. Колонны общественных зданий и опор водонапорных башен

0,95

3. Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из уголков сварных ферм покрытиΠи перекрытиΠ(например, стропильных и аналогичных им ферм) при гибкости λ ≥ 60

0,8

4. Сплошные балки при расчетах на общую устоёивость при φb < 1,0

0,95

5. Затяжки, тяги, оттяжки, подвески, выполненные из прокатной стали

0,9

6. Элементы стержневых конструкций покрытиΠи перекрытиκ

 

а) сжатые (за исключением замкнутых трубчатых сечениΩ при расчетах на устоёивость

0,95

б) растянутые в сварных конструкциях

0,95

в) растянутые, сжатые, а также стыковые накладки в болтовых конструкциях (кроме конструкций на высокопрочных болтах) из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см²), несущих статическую нагрузку, при расчетах на прочность

1,05

7. Сплошные составные балки, колонны, а также стыковые накладки из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2), несущие статическую нагрузку и выполненные с помощью болтовых соединениΠ(кроме соединениΠна высокопрочных болтах), при расчетах на прочность

1,1

8. Сечения прокатных и сварных элементов, а также накладок из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2) в местах стыков, выполненных на болтах (кроме стыков на высокопрочных болтах), несущих статическую нагрузку, при расчетах на прочность:

 

а) сплошных балок и колонн

1,1

б) стержневых конструкций покрытиΠи перекрытиμ/span>

1,05

9. Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных равнополочных или неравнополочных (прикрепляемых большеΠполкоΩ уголков:

 

а) прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкоΊ сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка:

 

раскосы по рис. 9*, а

0,9

распорки по рис. 9*, б, в

0,9

раскосы по рис. 9*, в, г, д

0,8

б) прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкоά одним болтом (кроме указанных в поз. 9, в настоящеΠтаблицы), а также прикрепляемые через фасонку независимо от вида соединения

0,75

в) при сложной перекрестной решетке с одноболтовыми соединениями по рис. 9*, е

0,7

10. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкоΠ(для неравнополочных уголков только меньшеΠполкоμ/span>), за исключением элементов конструкций, указанных в поз. 9 настоящеΠтаблицы, раскосов по рис. 9*, б, прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков

0,75

11. Опорные плиты из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см²), несущие статическую нагрузку, толщиноά мм:

 

а) до 40

1,2

б) св. 40 до 60

1,15

в)   « 60   «  80

1,1

Примечания: 1. Коэффициенты условиΠработы γc < 1 при расчете одновременно учитывать не следует.

2. Коэффициенты условиΠработы, приведенные соответственно в поз. 1 и 6, в; 1 и 7; 1 и 8; 2 и 7; 2 и 8, а; 3 и 6, в, при расчете следует учитывать одновременно.

3. Коэффициенты условиΠработы, приведенные в поз. 3; 4; 6, а, в; 7; 8; 9 и 10, а также в поз. 5 и 6, б (кроме стыковых сварных соединениμ/span>), при расчете соединений рассматриваемых элементов учитывать не следует.

4. В случаях, не оговоренных в настоящих нормах, в формулах следует принимать γс = 1.

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ

ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

5.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силоΠN, кроме указанных в п. 5.2, следует выполнять по формуле

.                                                               (5)

Расчет на прочность сечениΠв местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкоΠболтами, следует выполнять по формулам (5) и (6) . При этом значение γс в формуле (6) должно приниматься по прил. 4* настоящих норм.

5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением Ru / γu > Ry, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле

.                                                              (6)

5.3. Расчет на устоёивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силоΠN, следует выполнять по формуле

.                                                             (7)

Значения φ следует определять по формулам

при 0 <  ≤ 2,5

;                                            (8)

при 2,5 <  ≤ 4,5

;                  (9)

при  > 4,5

.                                                         (10)

Численные значения φ приведены в табл. 72.

5.4*. Стержни из одиночных уголков должны рассчитываться на центральное сжатие в соответствии с требованиями, изложенными в п. 5.3. При определении гибкости этих стержнеΠрадиус инерции сечения уголка i и расчетную длину lef следует принимать согласно пп. 6.1-6.7.

При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования п. 15.10* настоящих норм.

5.5. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения при λх < 3λу, где λx и λy - расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно х-х и y-y (рис. 1), рекомендуется укреплять планками или решеткоά при этом должны быть выполнены требования пп. 5.6 и 5.8*.

При отсутствии планок или решетки такие элементы помимо расчета по формуле (7) следует проверять на устоёивость при изгибно-крутильной форме потери устоёивости по формуле

,                                                          (11)

где φy - коэффициент продольного изгиба, вычисляемыΊсогласно требованиям п. 5.3;

c - коэффициент, определяемыΠпо формуле

                                               (12)

где ; ;

α = αx / h - относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба.

Здесь ; ;

Jω - секториальныΠмомент инерции сечения;

bi и ti - соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.

Для сечения, приведенного на рис. 1, а, значения ,  и α должны определяться по формулам:

; ; ,                           (13)

где β = b / h.

Рис. 1. П-образные сечения элементов

а - открытое; б, в - укрепленные планками или решеткоμ/span>


Таблица 7

Тип сечения

Схема сечения

Приведенные гибкости λef составных стержнеΊ сквозного сечения

с планками при

с решетками

Jsl / (Jbb) < 5

Jsl / (Jbb) ≥ 5

1

                                                                    (14)

                                                 (17)

                                                          (20)

2

                                                                        (15)

                                                    (18)

                                                          (21)

3

                                                                    (16)

                                                    (19)

                                                          (22)

Обозначения, принятые в табл. 7:

b -                            расстояние между осями ветвеλ

l -                             расстояние между центрами планок;

λ -                            наибольшая гибкость всего стержня;

λ1, λ2, λ3 -                гибкости отдельных ветвеΊпри изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами краѐих болтов;

А -                            площадь сечения всего стержня;

Аd1 и Аd2 -                площади сечениΠраскосов решеток (при крестовоΠрешетке - двух раскосов), лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2;

Ad -                           площадь сечения раскоса решетки (при крестовоΠрешетке - двух раскосов), лежащеΠв плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

α1 и α2 -                   коэффициенты, определяемые по формуле

,

где a, b, l -              размеры, определяемые по рис. 2;

n, n1, n2, n3 -           коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

; ; ; ,

здесь Jb1 и Jb3 -      моменты инерции сечения ветвеΠотносительно осеΠсоответственно 1-1 и 3-3 (для сечениΠтипов 1 и 3);

Jb1 и Jb2 -                 то же, двух уголков относительно осеΠсоответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);

Js -                            момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси х-х (рис. 3);

Js1 и Js2 -                  моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2).


5.6. Для составных сжатых стержнеά ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент φ относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) должен определяться по формулам (8) - (10) с заменоΊв них  на . Значение  следует определять в зависимости от значениΠλef, приведенных в табл. 7.

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устоёивость стержня в целом следует проверять устоёивость отдельных ветвеΠна участках между узлами.

Гибкость отдельных ветвеΠλ1, λ2 и λ3 на участке между планками должка быть не более 40.

Рис. 2. Схема раскосной решетки

Рис. 3. Составной стержень на планках

При наличии в одной из плоскостеΠсплошного листа вместо планок (рис. 1, б, в) гибкость ветви должна вычисляться по радиусу инерции полусечения относительно его оси, перпендикулярной плоскости планок.

В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвеΠмежду узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость λef стержня в целом. Допускается принимать более высокие значения гибкости ветвеμ/span>, но не более 120, при условии, что расчет таких стержнеΊвыполнен по деформированной схеме.

5.7. Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т.п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами краѐих болтов не превышают:

для сжатых элементов.... 40i

  «    растянутых   «............ 80i

Здесь радиус инерции i уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечениΠотносительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечениΠ- минимальныή

При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок.

5.8*. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержнеΠдолжен выполняться на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всеΠдлине стержня и определяемую по формуле

Qfic = 7,15 · 10-6 (2330 - E / Ry) N / φ,                                          (23)*

где N - продольное усилие в составном стержне;

φ - коэффициент продольного изгиба, принимаемыΠдля составного стержня в плоскости соединительных элементов.

Условную поперечную силу Qfic следует распределять:

при наличии только соединительных планок (решеток) поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно котороΠпроизводится проверка устоёивости;

при наличии сплошного листа и соединительных планок (решеток) - пополам между листом и планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу;

при расчете равносторонних трехгранных составных стержнеΠусловная поперечная сила, приходящаяся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, должна приниматься равной 0,8Qfic.

5.9. Расчет соединительных планок и их прикрепления (рис. 3) должен выполняться как расчет элементов безраскосных ферм на:

силу F, срезывающую планку, по формуле

F = Qsl / b;                                                           (24)

момент М1, изгибающиΠпланку в ее плоскости, по формуле

М1 = Qsl / 2,                                                         (25)

где Qs - условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани.

5.10. Расчет соединительных решеток должен выполняться как расчет решеток ферм. При расчете перекрестных раскосов крестовоΠрешетки с распорками (рис. 4) следует учитывать дополнительное усилие Nad, возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле

,                                                          (26)

где N - усилие в одной ветви стержня;

А - площадь сечения одной ветви;

Ad - площадь сечения одного раскоса;

α - коэффициент, определяемыΠпо формуле

α = al2 / (a3 + 2b3),                                                       (27)

где а, l и b - размеры, указанные на рис. 4.

5.11. Расчет стержнеά предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (23)*.

ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

5.12. Расчет на прочность элементов (кроме балок с гибкоΠстенкоά с перфорированной стенкоΠи подкрановых балок), изгибаемых в одной из главных плоскостеά следует выполнять по формуле

.                                                          (28)

Значения касательных напряжениΠτ в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию

.                                                       (29)

При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения τ в формуле (29) следует умножать на коэффициент α, определяемыΠпо формуле

α = a / (a - d),                                                          (30)

где а - шаг отверстиλ

d - диаметр отверстия.

5.13. Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, следует определять местное напряжение σloc по формуле

,                                                       (31)

где F - расчетное значение нагрузки (силы);

lef - условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условиΠопирания; для случая опирания по рис. 5

lef = b + 2tf,                                                              (32)

где tf - толщина верхнего пояса балки, если нижняя балка сварная (рис 5, а), или расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (рис 5, б).

Рис. 4. Схема крестовоΠрешетки с распорками

Рис. 5. Схемы для определения длины распределения нагрузки на балку

а - сварную; б - прокатную

5.14*. Для стенок балок, рассчитываемых по формуле (28), должны выполняться условия

; τxyRsγc,                                  (33)

где  - нормальные напряжения в срединной плоскости стенки, параллельные оси балки;

σу - то же, перпендикулярные оси балки, в том числе σloc, определяемое по формуле (31);

τху - касательное напряжение, вычисляемое по формуле (29) с учетом формулы (30).

Напряжения σх и σу, принимаемые в формуле (33) со своими знаками, а также τxy следует определять в одной и тоμspan style="color:black"> же точке балки.

5.15. Расчет на устоёивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки и удовлетворяющих требованиям пп. 5.12 и 5.14*, следует выполнять по формуле

,                                                         (34)

где Wc - следует определять для сжатого пояса;

φb - коэффициент, определяемыΠпо прил. 7*.

При определении значения φb за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплениΠсжатого пояса от поперечных смещениΠ(узлами продольных или поперечных связеά точками крепления жесткого настила); при отсутствии связеΠlef = l (где l - пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l - длина консоли); расстояние между точками закреплениΠсжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

5.16*. Устоёивость балок не требуется проверять:

а) при передаче нагрузки через сплошной жесткиΊнастил, непрерывно опирающиёя на сжатыΠпояс балки и надежно с ним связанныΊ(плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоскиΠи профилированныΠметаллическиΊнастил, волнистую сталь и т.п.);

б) при отношении расчетной длины балки lef к ширине сжатого пояса b, не превышающем значений определяемых по формулам табл. 8* для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 8*

Место приложения нагрузки

Наибольшие значения lef / b, при которых не требуется расчет на устоёивость прокатных и сварных балок (при 1 ≤ h / b < 6 и 15 ≤ b / t ≤ 35)

К верхнему поясу

                       (35)

К нижнему поясу

                      (36)

Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе

                    (37)

Обозначения, принятые в табл. 8*:

b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса;

h - расстояние (высота) между осями поясных листов.

Примечания. 1. Для балок с поясными соединениями на высокопрочных болтах значения lef / b, получаемые по формулам табл. 8* следует умножать на коэффициент 1,2.

2. Для балок с отношением b / t < 15 в формулах табл. 8* следует принимать b / t = 15.

Закрепление сжатого пояса в горизонтальноΊплоскости должно быть рассчитано на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении в отдельных точках по формуле (23)*, в котороΠφ следует определять при гибкости λ = lef / i (здесь i - радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N следует вычислять по формуле

N = (Af + 0,25 Aw) Ry;                                                  (37, а)

при непрерывном закреплении по формуле

qfic = 3Qfic / l,                                                          (37, б)

где qfic - условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic - условная поперечная сила, определяемая по формуле (23)*, в котороΠследует принимать φ = 1, а N - определять по формуле (37, а).

5.17. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

,                                                  (38)

где x и у - координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

В балках, рассчитываемых по формуле (38), значения напряжениΠв стенке балки должны быть проверены по формулам (29) и (33) в двух главных плоскостях изгиба.

При выполнении требований п. 5.16*, а проверка устоёивости балок, изгибаемых в двух плоскостях, не требуется.

5.18*. Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2), несущих статическую нагрузку, при соблюдении пп. 5.19*-5.21, 7.5 и 7.24 следует выполнять с учетом развития пластических деформаций по формулам:

при изгибе в одной из главных плоскостеΠпри касательных напряжениях τ ≤ 0,9Rs (кроме опорных сечениΩ

;                                                     (39)

при изгибе в двух главных плоскостях при касательных напряжениях τ ≤ 0,5Rs (кроме опорных сечениΩ

;                                              (40)

здесь М, Мх и My - абсолютные значения изгибающих моментов;

c1 - коэффициент, определяемыΠпо формулам (42) и (43);

сх и су - коэффициенты, принимаемые по табл. 66.

Расчет в опорном сечении балок (при М = 0; Мх = 0 и My = 0) следует выполнять по формуле

.                                                        (41)

При наличии зоны чистого изгиба в формулах (39) и (40) вместо коэффициентов с1, сх и су следует принимать соответственно:

c1m = 0,5 (1 + с); схт = 0,5 (1 + сх); сут = 0,5 (1 + cу).

При одновременном деётвии в сечении момента М и поперечной силы Q коэффициент c1 следует определять по формулам:

при τ ≤ 0,5Rs         c1 = c;                                                      (42)

при 0,5Rs < τ ≤ 0,9Rs         c1 = 1,05βc,                                         (43)

где

; ;                                                  (44)

здесь с - коэффициент, принимаемыΠпо табл. 66;

t и h - соответственно толщина и высота стенки;

α - коэффициент, равныΊα = 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки; α = 0 - для других типов сечениλ

c1 - коэффициент, принимаемыΠне менее единицы и не более коэффициента с.

С целью оптимизации балок при их расчете с учетом требований пп. 5.20, 7.5, 7.24 и 13.1 значения коэффициентов с, сх и су в формулах (39) и (40) допускается принимать меньше значений приведенных в табл. 66, но не менее 1,0.

При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения касательных напряжениΠτ следует умножать на коэффициент, определяемыΠпо формуле (30).

5.19*. Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения с наиболее неблагоприятным сочетанием усилиΠМ и Q; в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается.

Расчет на прочность изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2), воспринимающих динамические, вибрационные или подвижные нагрузки, допускается выполнять с учетом развития пластических деформациά не препятствующих требуемым условиям эксплуатации конструкций и оборудования.

5.20. Для обеспечения общеΠустоёивости балок, рассчитываемых с учетом развития пластических деформациά необходимо, чтобы либо были выполнены требования п. 5.16*, а, либо наибольшие значения отношениΠрасчетной длины балки к ширине сжатого пояса lef / b, определяемые по формулам табл. 8*, были уменьшены умножением на коэффициент δ = [1 - 0,7 (c1 - 1) / (с - 1)], здесь 1 < c1 < с.

Учет пластичности при расчете балок со сжатым поясом менее развитым, чем растянутыά допускается лишь при выполнении условиΊп. 5.16*, а.

5.21. В балках, рассчитываемых с учетом развития пластических деформациά стенки следует укреплять поперечными ребрами жесткости согласно требованиям пп. 7.10, 7.12 и 7.13 , в том числе в местах приложения сосредоточенной нагрузки.

5.22. Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости наибольшеΠжесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20 % , несущих статическую нагрузку, при условии соблюдения требований пп. 5.20, 5.21, 7.5 и 7.24 следует выполнять по формуле (39) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов.

Расчетные значения изгибающего момента М следует определять по формуле

М = αМтах,                                                        (45)

где Мтах - наибольшиΠизгибающиΠмомент в пролете или на опоре, определяемыΠиз расчета неразрезной балки в предположении упругоΠработы материала;

α - коэффициент перераспределения моментов, определяемыΠпо формуле

;                                                        (46)

здесь Mef - условныΠизгибающиΠмомент, равныκ

а) в неразрезных балках со свободно опертыми концами большему из значениμ/span>

;                                                    (47)

Мef = 0,5М2,                                                             (48)

где символ max означает, что следует наёи максимум всего следующего за ним выражения;

М1 - изгибающиΠмомент в краѐем пролете, вычисленныΠкак в свободно опертой однопролетной балке;

M2 - максимальныΠизгибающиΠмомент в промежуточном пролете, вычисленныΠкак в свободно опертоΊоднопролетной балке;

α - расстояние от сечения, в котором деётвует момент M1, до краѐеΠопоры;

l - длина краѐего пролета;

б) в однопролетных и неразрезных балках с защемленными концами Mef = 0,5M3, где М3 - наибольшиΊиз моментов, вычисленных как в балках с шарнирами на опорах;

в) в балке с одним защемленным и другим свободно опертым концом значение Mef следует определять по формуле (47).

Расчетное значение поперечной силы Q в формуле (44) следует принимать в месте деётвия Мтах. Если Мтах - момент в пролете, следует проверить опорное сечение балки.

5.23 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих требованиям п. 5.22, в случае изгиба в двух главных плоскостях при τ ≤ 0,5Rs следует производить по формуле (40) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно требованиям п. 5.22.

ЭЛЕМЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ ДЕЙСТВИЮ ОСЕВОЙ СИЛЫ С ИЗГИБОМ

5.24*. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по формуле (49) выполнять не требуется при значении приведенного эксцентриситета mef ≤ 20, отсутствии ослабления сечения и одинаковых значениях изгибающих моментов, принимаемых в расчетах на прочность и устоёивость.

5.25*. Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см²), не подвергающихся непосредственному воздеётвию динамических нагрузок, при τ ≤ 0,5Rs и N / (AnRy) > 0,1 следует выполнять по формуле

,                           (49)

где N, Мх и My - абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающих моментов при наиболее неблагоприятном их сочетании;

п, сх и cу - коэффициенты, принимаемые по прил. 5.

Если N / (AnRy) ≤ 0,1, формулу (49) следует применять при выполнении требований пп. 7.5 и 7.24.

В прочих случаях расчет следует выполнять по формуле

,                                              (50)

где х и у - координаты рассматриваемой точки сечения относительно его главных осей.

5.26. Расчет на устоёивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует выполнять как в плоскости деётвия момента (плоская форма потери устоёивости), так и из плоскости деётвия момента (изгибно-крутильная форма потери устоёивости).

5.27*. Расчет на устоёивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения (с учетом требований пп. 5.28* и 5.33 настоящих норм) в плоскости деётвия момента, совпадающеΠс плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

.                                                           (51)

В формуле (51) коэффициент φe следует определять:

а) для сплошностенчатых стержнеΠпо табл. 74 в зависимости от условной гибкости  и приведенного относительного эксцентриситета теf определяемого по формуле

mef = ηm,                                                              (52)

где η -       коэффициент влияния формы сечения, определяемыΠпо табл. 73;

 - относительныΠэксцентриситет (здесь е - эксцентриситет; Wc - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна);

б) для сквозных стержнеΠс решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, по табл. 75 в зависимости от условной приведенной гибкости  (λef по табл. 7) и относительного эксцентриситета т, определяемого по формуле

,                                                            (53)

где а - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярноΊплоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

При вычислении эксцентриситета е = M / N значения М и N следует принимать согласно требованиям п. 5.29.

Расчет на устоёивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых трехгранных сквозных стержнеΠс решетками или планками и постоянным по длине равносторонним сечением следует выполнять согласно требованиям разд. 15*.

Расчет на устоёивость не требуется для сплошностенчатых стержнеΠпри mef > 20 и для сквозных стержнеΠпри m > 20, в этих случаях расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

5.28*. Внецентренно-сжатые элементы, выполненные из стали с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см²) и имеющие резко несимметричные сечения (типы сечениΠ10 и 11 по табл. 73), кроме расчета по формуле (51), должны быть проверены на прочность по формуле

,                                                      (54)

где значение Wnt следует вычислять для растянутого волокна, а коэффициент δ определять по формуле

δ = 1 - 2 / (πEA).                                                       (55)

5.29. Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента М 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 М следует принимать равными:

для колонн постоянного сечения рамных систем - наибольшему моменту в пределах длины колонн;

для ступенчатых колонн - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;

для колонн 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 верхних поясов ферм и структурных плит, воспринимающих внеузловую нагрузку, - наибольшему моменту в пределах среднеΠтрети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругоΊнеразрезной балки;

для сжатых стержнеΠс шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими одну ось симметрии, совпадающую с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам табл. 9.

Для сжатых стержнеΠс шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, расчетные значения эксцентриситетов mef следует определять по табл. 76.

Таблица 9

ОтносительныΊ эксцентриситет соответствующиΠМmax

Расчетные значения М при условной гибкости стержня

 < 4

 ≥ 4

т 3 M = M1
3 < m20

Обозначения, принятые в табл. 9:

Мтах - наибольшиΠизгибающиΠмомент в пределах длины стержня;

M1 - наибольшиΊизгибающиΠмомент в пределах среднеΠтрети длины стержня, но не менее 0,5Mmax;

m - относительныΠэксцентриситет, определяемыμ/span> по формуле

m = MmaxA / (NWc).

Примечание. Во всех случаях следует принимать М ≥ 0,5Мтах.

5.30. Расчет на устоёивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости деётвия момента при изгибе их в плоскости наибольшеΠжесткости (Jx > Jy), совпадающеΠс плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

,                                                         (56)

где с - коэффициент, вычисляемыΠсогласно требованиям п. 5.31;

φy - коэффициент, вычисляемыΠсогласно требованиям п. 5.3 настоящих норм.

5.31. Коэффициент с в формуле (56) следует определять:

при значениях относительного эксцентриситета тх ≤ 5 по формуле

,                                                           (57)

где α и β - коэффициенты, принимаемые по табл. 10;

при значениях относительного эксцентриситета тх ≥ 10 по формуле

,                                                       (58)

где φb - коэффициент, определяемыΠсогласно требованиям п. 5.15 и прил. 7* как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса; для замкнутых сечениΠφb = 1,0;

Таблица 10

Типы сечениμ/span>

Значения коэффициентов

α при

β при

mх 1

1 < mх 5

λyλx

λy > λс

Открытые

0,7 0,65 + 0,05 mх 1
1 ;

при J2/J1 < 0,5 β = 1
Замкнутые. 0,6 0,55 + 0,05 mx 1
с решетками (с планками)

сплошные

Обозначения, принятые в табл. 10:

J1 и J2 - моменты инерции соответственно большеΠи меньшеΠполок относительно оси симметрии сечения у-у;

φc - значение φy при .

Примечание. Значения коэффициентов α и β для сквозных стержнеΠс решетками (или планками) следует принимать как для замкнутых сечениΠпри наличии не менее двух промежуточных диафрагм по длине стержня. В противном случае следует принимать коэффициенты, установленные для стержнеΊоткрытого двутаврового сечения.

при значениях относительного эксцентриситета 5 < тx < 10 по формуле

с = cs (2 - 0,2тх) + с10 (0,2mx - 1),                                                 (59)

где сs определяется по формуле (57) при mx = 5, а c10 - по формуле (58) при mx = 10.

При определении относительного эксцентриситета mх за расчетныΠмомент Мх следует принимать:

для стержнеΠс шарнирно-опертыми концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости деётвия момента, - максимальныΠмомент в пределах среднеΠтрети длины (но не менее половины наибольшего по длине стержня момента);

для стержнеΠс одним защемленным, а другим свободным концом - момент в заделке (но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки).

При гибкости  коэффициенте не должен превышать:

для стержнеΠзамкнутого сечения - единицы;

для стержнеΠдвутаврового сечения с двумя осями симметрии - значений определяемых по формуле

                                     (60)

где

δ = 4ρ / μ; ρ = (Jx + Jy) / (Ah2);

; Jt = 0,433 Σbit3i;

здесь bi и ti - соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение;

h - расстояние между осями поясов, для двутавровых и тавровых сечениΠс одной осью симметрии коэффициенты с не должны превышать значениμ/span>, определяемых по формуле (173) прил. 6.

5.32. Внецентренно-сжатые элементы, изгибаемые в плоскости наименьшеΠжесткости (Jy <Jx и eу ≠ 0), при λх > λу следует рассчитывать по формуле (51), а также проверять на устоёивость из плоскости деётвия момента как центрально-сжатые стержни по формуле

,                                                           (61)

где φx - коэффициент, принимаемыΠсогласно требованиям п. 5.3 настоящих норм.

При λх λу проверки устоёивости из плоскости деётвия момента не требуется.

5.33. В сквозных внецентренно-сжатых стержнях с решетками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, кроме расчета на устоёивость стержня в целом по формуле (51) должны быть проверены отдельные ветви как центрально-сжатые стержни по формуле (7).

Продольную силу в каждоΠветви следует определять с учетом дополнительного усилия от момента. Значение этого усилия при изгибе в плоскости, перпендикулярной оси у-у (табл. 7), должно быть определено по формулам: Nad = M / b - для сечениΠтипов 1 и 3; Nad = M/2b - для сечения типа 2; для сечения типа 3 при изгибе в плоскости, перпендикулярной оси х-х, усилие от момента Nad = 1,16M / b (здесь b - расстояние между осями ветвеΩ.

Отдельные ветви внецентренно-сжатых сквозных стержнеΠс планками следует проверять на устоёивость как внецентренно-сжатые элементы с учетом усилиΠот момента и местного изгиба ветвеΠот фактическоΠили условной поперечной силы (как в поясах безраскосноΊфермы), а также п. 5.36 настоящих норм.

5.34. Расчет на устоёивость сплошностенчатых стержнеά подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшеΠжесткости (Jx > Jy) с плоскостью симметрии следует выполнять по формуле

,                                                         (62)

где

;

здесь φеу следует определять согласно требованиям п. 5.27* с заменой в формулах т и λ соответственно на ту и λу, а с - согласно требованиям п. 5.31.

При вычислении приведенного относительного эксцентриситета mef,y = ηmу для стержнеΠдвутаврового сечения с неодинаковыми полками коэффициент η следует определять как для сечения типа 8 по табл. 73.

Если mef,y < mx, то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формулам (51) и (56), принимая еу = 0.

Значения относительных эксцентриситетов следует определять по формулам:

 и ,                                              (63)

где Wcx и Wcv - моменты сопротивления сечениΠдля наиболее сжатого волокна относительно осеΠсоответственно x-x и у-у.

Если λх > λу, то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формуле (51), принимая еу = 0.

В случае несовпадения плоскости наибольшеΊжесткости (Jx > Jy) с плоскостью симметрии расчетное значение mх следует увеличить на 25 %.

Рис. 6. Сквозное сечение стержня из двух сплошностенчатых ветвеμ/span>

5.35. Расчет на устоёивость сквозных стержнеΠиз двух сплошностенчатых ветвеά симметричных относительно оси у-у (рис. 6), с решетками в двух параллельных плоскостях, подверженных сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует выполнять:

для стержня в целом - в плоскости, параллельноΊплоскостям решеток, согласно требованиям п. 5.27*, принимая еу = 0;

для отдельных ветвеΠ- как внецентренно-сжатых элементов по формулам (51) и (56), при этом продольную силу в каждоΠветви следует определять с учетом усилия от момента Мх (см. п. 5.33), а момент Му распределять между ветвями пропорционально их жесткостям (если момент Му деётвует в плоскости одной из ветвеά то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь). Гибкость отдельной ветви следует определять при расчете по формуле (51) согласно требованиям п. 6.13 настоящих норм, при расчете по формуле (56) - по максимальному расстоянию между узлами решетки.

5.36. Расчет соединительных планок или решеток сквозных внецентренно-сжатых стержнеΠследует выполнять согласно требованиям п. 5.9 и 5.10 настоящих норм на поперечную силу, равную большему из двух значениκ фактическую поперечную силу Q или условную поперечную силу Qfjc, вычисляемую согласно требованиям п. 5.8* настоящих норм.

В случае, когда фактическая поперечная сила больше условноά соединять планками ветви сквозных внецентренно-сжатых элементов, как правило, не следует.

ОПОРНЫЕ ЧАСТИ

5.37. Неподвижные шарнирные опоры с центрирующими прокладками, тангенциальные, а при весьма больших реакциях - балансирные опоры следует применять при необходимости строго равномерного распределения давления под опороή

Плоские или катковые подвижные опоры следует применять в случаях, когда нижележащая конструкция должна быть разгружена от горизонтальных усилиά возникающих при неподвижном опирании балки или фермы.

Коэффициент трения в плоских подвижных опорах принимается равным 0,3, в катковых - 0,03.

5.38. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опор следует выполнять (при центральном угле касания поверхностеά равном или большем π/2) по формуле

,                                                            (64)

где F - давление (сила) на опору;

r и l - соответственно радиус и длина шарнира;

Rlp - расчетное сопротивление местному смятию при плотном касании, принимаемое согласно требованиям п. 3.1* настоящих норм.

5.39. Расчет на диаметральное сжатие катков должен производиться по формуле

,                                                               (65)

где п -  число катков;

d и l -   соответственно диаметр и длина катка;

Rcd -      расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемое согласно требованиям п. 3.1* настоящих норм.

6. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛОСКИХ ФЕРМ И СВЯЗЕЙ

6.1. Расчетные длины lef элементов плоских ферм и связеά за исключением элементов перекрестной решетки ферм, следует принимать по табл. 11.

6.2. Расчетную длину lef элемента, по длине которого деётвуют сжимающие силы N1 и N2 (N1 > N2), из плоскости фермы (рис. 7, в, г; рис. 8) следует вычислять по формуле

                                             (66)

Расчет на устоёивость в этом случае следует выполнять на силу N1.

Таблица 11

Направление продольного изгиба

Расчетная длина lef

поясов

опорных раскосов и опорных стоек

прочих элементов решетки

1. В плоскости фермы:

     

а) для ферм, кроме указанных в поз. 1, б

l l 0,8l

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

l l 0,9l

2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы):

     

а) для ферм, кроме указанных в поз. 2, б

l1 l1 l1

б) для ферм с поясами из замкнутых профилеΠс прикреплением элементов решетки к поясам впритык

l1 l1 0,9l1

Обозначения, принятые в табл. 11 (рис. 7):

l -       геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

l1 -     расстояние между узлами, закрепленными от смешения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытиά прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.).

Рис. 7. Схемы решеток ферм для определения расчетных длин элементов

а - треугольная со стоѐами; б - раскосная; в - треугольная со шпренгелем; г - полураскосная треугольная; д - перекрестная

6.3*. Расчетные длины lef элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис. 7, д), следует принимать:

в плоскости фермы - равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения (lef = l);

из плоскости фермы: для сжатых элементов - по табл. 12; для растянутых элементов - равными полной геометрическоΠдлине элемента (lef = l1).

Рис. 8. Схемы для определения расчетной длины пояса фермы из плоскости

а - схема фермы; б - схема связеΊмежду фермами (вид сверху)

Таблица 12

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Расчетная длина lef из плоскости фермы при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба элемента не прерываются

l 0,7l1 l1

ПоддерживающиΠэлемент прерывается и перекрывается фасонкоκ

     

рассматриваемыΠэлемент не прерывается

0,7l1 l1 1,4l1

рассматриваемыΠэлемент прерывается и перекрывается фасонкоμ/span>

0,7l1 -  

Обозначения, принятые в табл. 12 (рис. 7, д):

l - расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов;

l1 - полная геометрическая длина элемента.

6.4. Радиусы инерции i сечениΠэлементов из одиночных уголков следует принимать:

при расчетной длине элемента, равной l или 0,9l (где l - расстояние между ближаёими узлами) - минимальныΠ(i = imin);

в остальных случаях - относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i = ix или i = iy в зависимости от направления продольного изгиба).

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.5*. Расчетные длины lef и радиусы инерции сечениΠi сжатых и ненагруженных элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по табл. 13*.

Таблица 13

Элементы

lef

i

Пояса:

   

по рис. 9*, а, б, в

lm imin

по рис. 9*, г, д, е

1,14lm ix или iy

Раскосы:

   

по рис. 9*, б, в, г

μdld imin

по рис. 9*, а, д

μdldc imin

по рис. 9*, е

ld imin

Распорки:

   

по рис. 9*, б

0,8lс imin

по рис. 9*, в

0,65lс imin

Обозначения, принятые в табл. 13* (рис. 9*):

ldc - условная длина раскоса, принимаемая по табл. 14*;

μd - коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемыΠпо табл. 15*.

Примечания: 1. Раскосы по рис. 9*, а, д, е в точках пересечения должны быть скреплены между собоή

2. Для раскосов по рис. 9*, е необходима дополнительная проверка их из плоскости грани с учетом расчета по деформированной схеме.

3. Значение lef для распорок по рис 9*, в дано для равнополочных уголков.

Рис. 9*. Схемы пространственных решетчатых конструкциμO:P>

а, б, в - с совмещенными в смежных гранях узлами; г, д, е - с несовмещенными в смежных гранях узлами

Расчетные длины lef и радиусы инерции i растянутых элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать:

для поясов - по табл. 13*;

для перекрестных раскосов по рис. 9*, а, д, е:

в плоскости грани - равными длине ld и радиусу инерции imin; из плоскости грани - полной геометрическоΠдлине раскоса Ld, равной расстоянию между узлами прикрепления к поясам, и радиусу инерции ix относительно оси, параллельной плоскости грани;

для раскосов по рис. 9*, б, в, г - равными длине ld и радиусу инерции imin.

Расчетные длины lef и радиус инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно требованиям подраздела «Расчетные длины элементов плоских ферм и связеμ/span>».

Таблица 14*

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Условная длина раскоса Idc при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба элемента не прерываются

ld 1,3ld 0,8Ld

ПоддерживающиΠэлемент прерывается и перекрывается фасонкоλ рассматриваемыΠэлемент не прерывается:

     

в конструкциях по рис. 9*, а

1,3ld 1,6ld Ld

в конструкциях по рис. 9*, д:

     

при 1 < n ≤ 3

(1,75 - 0,15п) ld (1,9 - 0,1n) ld Ld

при п > 3

1,3ld 1,6ld Ld

Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т.п.)

ld ld ld

Обозначения, принятые в табл. 14*:

Ld - длина раскоса по рис. 9*, a, д;

где Jт,тin и Jd,min - наименьшие моменты инерции сечения соответственно пояса и раскоса.

Таблица 15*

Прикрепление элемента к поясам

n

Значение μd при , равном

до 60

св. 60 до 160

св. 160

Сварными швами, болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, без фасонок

До 2 1,14 0,54 + 36 0,765
Св. 6 1,04 0,56 + 28,8 0,74

Одним болтом без фасонки

Независимо от n 1,12 0,64 + 28,8 0,82

Обозначения, принятые в табл. 15*:

п - см. табл. 14*;

l - длина, принимаемая: ld - по рис 9*, б, в, г; ldс - по табл. 14* (для элементов - по рис. 9*, а, д).

Примечания. 1. Значения μd при значениях n от 2 до 6 следует определять линеѐоΠинтерполяциеή

2. При прикреплении одного конца раскоса к поясу фасонок сваркоΠили болтами, а второго конца через фасонку, коэффициент расчетной длины раскоса следует принимать равным 0,5(1 + μd); при прикреплении обоих концов раскоса через фасонки - μd = 1,0.

3. Концы раскосов по рис. 9*, в следует крепить, как правило, без фасонок. В этом случае при их прикреплении к распорке и поясу сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса, значение коэффициента μd следует принимать по строке при значении n «До 2». В случае прикрепления их концов одним болтом значение коэффициента μd следует принимать по строке «Одним болтом без фасонки», при вычислении значения lef по табл. 13* вместо μd следует принимать 0,5 (1 + μd).

6.6. Расчетные длины lеf и радиусы инерции сечениΠi при определении гибкости элементов плоских траверс (например, по рис. 21) следует принимать по табл. 16.

Таблица 16

Конструкция траверсы

Расчетная длина lef и радиус инерции сечения i

поясов

решетки

lef

i

lef

i

С поясами и решеткоΠиз одиночных уголков (рис. 21, а)

lm

lm1
imin

ix
ld, lc

-
imin

-

С поясами из швеллеров и решеткоΠиз одиночных уголков (рис. 21, б)

lm

1,12lm1
iy

ix
ld, lc

-
imin

-

Обозначение, принятое в табл. 16:

ix - радиус инерции сечения относительно оси, параллельной плоскости решетки траверсы.

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.7. Расчетные длины lef элементов структурных конструкций следует принимать по табл. 17.

Радиусы инерции сечениΠi элементов структурных конструкций при определении гибкости следует принимать:

для сжато-изгибаемых элементов относительно оси, перпендикулярной или параллельной плоскости изгиба (i = ix или i = iy);

в остальных случаях - минимальные (i = imin).

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ КОЛОНН (СТОЕК)

6.8. Расчетные длины lef колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн следует определять по формуле

lef = μl,                                                                      (67)

где l - длина колонны, отдельного участка ее или высота этажа;

μ - коэффициент расчетной длины.

6.9*. Коэффициенты расчетной длины μ колонн и стоек постоянного сечения следует принимать в зависимости от условиΠзакрепления их концов и вида нагрузки.

Для некоторых случаев закрепления и вида нагрузки значения μ приведены в прил. 6, табл. 71, а.

6.10*. Коэффициенты расчетной длины колонн постоянного сечения в плоскости рамы при жестком креплении ригелеΠк колоннам следует определять:

для свободных рам при одинаковом нагружении верхних узлов по формулам табл. 17, а;

Таблица 17

Элементы структурных конструкциμ/span>

Расчетная длина lef

1. Кроме указанных в поз. 2 и 3

l

2. Неразрезные (не прерывающиеся в узлах) пояса и прикрепляемые в узлах сваркоΠвпритык к шаровым или цилиндрическим узловым элементам

0,85l

3. Из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах одноΊ полкоκ

 

а) сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, при l / imin:

 

до 90

l

св. 90 до 120

0,9l

«   120   «   150 (только для элементов решетки)

0,75l

св. 150 до 200 (только для элементов решетки)

0,7l

б) одним болтом при l / imin:

 

до 90

l

св. 90 до 120

0,95l

«   120   «   150 (только для элементов решетки)

0,85l

св. 150 до 200 (только для элементов решетки)

0,8l

Обозначение, принятое в табл. 17:

l - геометрическая длина элемента (расстояние между узлами структурной конструкции).

для несвободных рам по формуле

                                          (70, в)

В формуле (70, в) p и n принимаются равными:

в одноэтажной раме: ; ;

в многоэтажной раме:

для верхнего этажа p = 0,5 (p1 + p2); п = п1 + n2;

  «    среднего     «     p = 0,5 (p1 + p2); n = 0,5 (n1 + n2);

  «    нижнего     «     p = p1 + p2; n = 0,5 (n1 + n2),

где p1; p2; n1 ; n2 следует определять по табл. 17, а.

Для одноэтажных рам в формуле (69) и многоэтажных в формулах (70, а, б, в) при шарнирном креплении нижних или верхних ригелеΠк колоннам принимаются р = 0 или п = 0 (Ji = 0 или Js = 0), при жестком креплении р = 50 или п = 50 (Ji = ∞ или Js = ∞).

При отношении H / B > 6 (где H - полная высота многоэтажной рамы, В - ширина рамы) должна быть проверена общая устоёивость рамы в целом как составного стержня, защемленного в основании.

Примечание. Рама считается свободной (несвободноΩ, если узел крепления ригеля к колонне имеет (не имеет) свободу перемещения в направлении, перпендикулярном оси колонны в плоскости рамы.

Коэффициент расчетной длины μ наиболее нагруженной колонны в плоскости одноэтажной свободной рамы здания при неравномерном нагружении верхних узлов и наличии жесткого диска покрытия или продольных связеΠпо верху всех колонн следует определять по формуле

,                                                   (71)*

где μ -         коэффициент расчетной длины проверяемой колонны, вычисленныΠпо табл. 17, а;

Jc и Nc -      соответственно момент инерции сечения и усилие в наиболее нагруженной колонне рассматриваемой рамы;

ΣNi и ΣJi -  соответственно сумма расчетных усилиΠи моментов инерции сечениΠвсех колонн рассматриваемоΊрамы и четырех соседних рам (по две с каждоΠстороны); все усилия Ni следует находить при той же комбинации нагрузок, которая вызывает усилие в проверяемой колонне.

Значения μef, вычисленные по формуле (71)* следует принимать не менее 0,7.

6.11*. Коэффициенты расчетной длины μ отдельных участков ступенчатых колонн в плоскости рамы следует определять согласно прил. 6.

При определении коэффициентов расчетной длины μ для ступенчатых колонн рам одноэтажных производственных зданиΠразрешается:

не учитывать влияние степени загружения и жесткости соседних колонн;

определять расчетные длины колонн лишь для комбинации нагрузок, дающеΠнаибольшие значения продольных сил на отдельных участках колонн, и получаемые значения μ использовать для других комбинациΠнагрузок;

для многопролетных рам (с числом пролетов два и более) при наличии жесткого диска покрытия или продольных связеά связывающих поверху все колонны и обеспечивающих пространственную работу сооружения, определять расчетные длины колонн как для стоек, неподвижно закрепленных на уровне ригелеλ

для одноступенчатых колонн при соблюдении условиΠl2/l1 ≤ 0,6 и N1 /N2 ≥ 3 принимать значения μ по табл. 18.

Таблица 17, а

Расчетные схемы свободных рам

Формулы для определения коэффициента μ

Коэффициенты n и p в формулах (68), (69) и (70 а, б) для рам

однопролетных

многопролетных (k ≥ 2)

                    (68)

                     (69)

при n ≤ 0,2

;   (70, а)

при n > 0,2

;           (70, б)

ВерхниΠэтаж

СредниΠэтаж

НижниΠэтаж

Обозначения, принятые в табл. 17, а:

; ; ; .

k -                       число пролетов;

Jc и lc -               соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;

l, l1, l2 -               пролеты рамы;

Js, Js1, Js2

 и Ji, Ji1, Ji2 -       моменты инерции сечения ригелеά примыкающих соответственно к верхнему и нижнему концу проверяемой колонны.

Примечание. Для краѐеΠколонны свободной многопролетной рамы коэффициент μ следует определять как для колонн однопролетной рамы.

6.12. Исключен.

6.13. Расчетные длины колонн в направлении вдоль здания (из плоскости рам) следует принимать равными расстояниям между закрепленными от смещения из плоскости рамы точками (опорами колонн, подкрановых балок и подстропильных ферм; узлами креплениΊсвязеΠи ригелеΠи т.п.). Расчетные длины допускается определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн.

Таблица 18

Условия закрепления верхнего конца колонны

Коэффициенты μ для участка колонны

нижнего при J2/J1, равном

верхнего

св. 0,1 до 0,3

св. 0,05 до 0,1

СвободныΠконец

2,5 3,0 3,0

Конец, закрепленныΠтолько от поворота

2,0 2,0 3,0

Неподвижныά шарнирно опертыΠконец

1,6 2,0 2,5

Неподвижныά закрепленныΠот поворота конец

1,2 1,5 2,0

Обозначения, принятые в табл. 18:

l1; J1; N1 -   соответственно длина нижнего участка колонны, момент инерции сечения и деётвующая на этом участке продольная сила;

l2; J2; N2 -   то же, верхнего участка колонны.

6.14. Расчетную длину ветвеΠплоских опор транспортерных галереΠследует принимать равноκ

в продольном направлении галереи - высоте опоры (от низа базы до оси нижнего пояса фермы или балки), умноженной на коэффициент μ, определяемыΠкак для стоек постоянного сечения в зависимости от условиΠзакрепления их концов;

в поперечном направлении (в плоскости опоры) - расстоянию между центрами узлов, при этом должна быть также проверена общая устоёивость опоры в целом как составного стержня, защемленного в основании и свободного вверху.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.15*. Гибкости сжатых элементов не должны превышать значений приведенных в табл. 19*.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.16*. Гибкости растянутых элементов не должны превышать значениμ/span>, приведенных в табл. 20*.

Таблица 19*

Элементы конструкциμ/span>

Предельная гибкость сжатых элементов

1. Пояса, опорные раскосы и стоѐи, передающие опорные реакции:

 

а) плоских ферм, структурных конструкций и пространственных конструкций из труб и парных уголков высотой до 50 м

180-60α

б) пространственных конструкций из одиночных уголков, пространственных конструкций из труб и парных уголков высотой св. 50 м

120

2. Элементы, кроме указанных в поз. 1 и 7:

 

а) плоских ферм, сварных пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков, пространственных и структурных конструкций из труб и парных уголков

210-60α

б) пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков с болтовыми соединениями

220-40α

3. Верхние пояса ферм, незакрепленные в процессе монтажа (предельную гибкость после завершения монтажа следует принимать по поз. 1)

220

4. Основные колонны

180-60α

5. Второстепенные колонны (стоѐи фахверка, фонареΠи т.п.), элементы решетки колонн, элементы вертикальных связеΠмежду колоннами (ниже подкрановых балок)

210-60α

6. Элементы связеά кроме указанных в поз. 5, а также стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержнеμ/span>, и другие ненагруженные элементы, кроме указанных в поз. 7

200

7. Сжатые и ненагруженные элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечений подверженные воздеётвию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальноΊ плоскости

150

Обозначение, принятое в табл. 19*:

 - коэффициент, принимаемыΠне менее 0,5 (в необходимых случаях вместо φ следует применять φe).

Таблица 20*

Элементы конструкции

Предельная гибкость растянутых элементов при воздеётвии на конструкцию нагрузок

динамических, приложенных непосредственно к конструкции

статических

от кранов (см. прим. 4) и железнодорожных составов

1. Пояса и опорные раскосы плоских ферм (включая тормозные фермы) и структурных конструкциμ/span>

250 400 250

2. Элементы ферм и структурных конструкциμ/span>, кроме указанных в поз. 1

350 400 300

3. Нижние пояса подкрановых балок и ферм

- - 150

4. Элементы вертикальных связеΊ между колоннами (ниже подкрановых балок)

300 300 200

5. Прочие элементы связеμ/span>

400 400 300

6*. Пояса, опорные раскосы стоек и траверс, тяги траверс опор линиΠэлектропередачи, открытых распределительных устроётв и линиΠконтактных сетеΠтранспорта

250 - -

7. Элементы опор линиΠэлектропередачи, кроме указанных в поз. 6 и 8

350 - -

8. Элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечениΠ(а в тягах траверс опор линиΊ электропередачи и из одиночных уголков), подверженных воздеётвию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости

150 - -

Примечания: 1. В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздеётвиям, гибкость растянутых элементов следует проверять только в вертикальных плоскостях.

2. Гибкость растянутых элементов, подвергнутых предварительному напряжению, не ограничивается.

3. Для растянутых элементов, в которых при неблагоприятном расположении нагрузки может изменяться знак усилия, предельную гибкость следует принимать как для сжатых элементов, при этом соединительные прокладки в составных элементах необходимо устанавливать не реже чем через 40i.

4. Значения предельных гибкостеμspan style="color:black"> следует принимать при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82.

5. К динамическим нагрузкам, приложенным непосредственно к конструкциям, относятся нагрузки, принимаемые в расчетах на выносливость или в расчетах с учетом коэффициентов динамичности.

7. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК И ПОЯСНЫХ ЛИСТОВ ИЗГИБАЕМЫХ И СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

СТЕНКИ БАЛОК

7.1. Стенки балок для обеспечения их устоёивости следует укреплять:

поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными основными и продольными ребрами;

поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устоёивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

a - расстояние между осями поперечных основных ребер;

hеf - расчетная высота стенки (рис. 10), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах - расстоянию между ближаёими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилеά - расстоянию между началами внутренних закруглений в гнутых профилях (рис. 11) - расстоянию между краями выкружек;

t - толщина стенки.

Рис. 10. Расчетная высота стенки составной балки

а - сварной из листов; б - на высокопрочных болтах; в - сварной с таврами

Рис. 11. Схемы поперечных сечениΠгнутых профилеμ/span>

7.2*. Расчет на устоёивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (σ, τ и σloc).

Напряжения σ, τ и σloc следует вычислять в предположении упругоΠработы материала по сечению брутто без учета коэффициента φb.

Сжимающее напряжение σ у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком «плюс», и среднее касательное напряжение τ следует вычислять по формулам:

,                                                          (72)

,                                                               (73)

где h - полная высота стенки;

M и Q - средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты, то M и Q следует вычислять для более напряженного участка с длиноμ/span>, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком.

Местное напряжение σloc в стенке под сосредоточенной нагрузкоΠследует определять согласно требованиям пп. 5.13 и 13.34* (при γf1 = 1,1) настоящих норм.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: σ и τ или σloc и τ.

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устоёивости стенок значения левоΠчасти формулы (74) не превышают 0,9γс при  < 3,8 и γс при  ≥ 3,8.

7.3. Устоёивость стенок балок не требуется проверять, если при выполнении условиΠ(33) условная гибкость стенки  не превышает значениκ

3,5 -   при отсутствии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами;

3,2 -   то же, в балках с односторонними поясными швами;

2,5 -   при наличии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

При этом следует устанавливать поперечные основные ребра жесткости согласно требованиям пп. 7.10, 7.12 и 7.13 настоящих норм.

7.4*. Расчет на устоёивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (σloc = 0) и условной гибкости стенки  ≤ 6 следует выполнять по формуле

,                                                 (74)

где γc - коэффициент, принимаемыΠпо табл. 6* настоящих норм;

;                                                             (75)

;                                                  (76)

В формуле (75) коэффициент сcr следует принимать:

для сварных балок - по табл. 21 в зависимости от значения коэффициента δ:

Таблица 21

δ ≤0,8 1,0 2,0 4,0 6,0 10,0 ≥30
ccr 30,0 31,5 33,3 34,6 34,8 35,1 35,5

,                                                        (77)

где bf и tf - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

β - коэффициент, принимаемыμspan style="color:black"> по табл. 22;

для балок на высокопрочных болтах сcr = 35,2.

Таблица 22

Балки

Условия работы сжатого пояса

β

Подкрановые

Крановые рельсы не приварены

2

Крановые рельсы приварены

Прочие

При непрерывном опирании плит

В прочих случаях

0,8

Примечание. Для отсеков подкрановых балок, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, при вычислении коэффициента δ следует принимать β = 0,8.

В формуле (76) ,

где d - меньшая из сторон пластинки (hef или a);

μ - отношение большеΠстороны пластинки к меньшеή

7.5. Расчет на устоёивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения (σloc = 0) и при τ ≤ 0,9Rs, Af / Aw ≥ 0,25, 2,2 < ≤6 следует выполнять по формуле

MRy γc h²eft (Af / Aw + α),                                             (78)

где

α = 0,24 - 0,15 (τ / Rs)² - 8,5 · 10-3 ( - 2,2)²;

здесь τс следует принимать по табл. 6*, а τ - определять по формуле (73).

7.6*. Расчет на устоёивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис. 12), при наличии местного напряжения (σloc ≠ 0) следует выполнять по формуле

,                                           (79)

где γс - следует принимать по табл. 6* настоящих норм;

σ, σloc; τ - определять согласно требованиям п. 7.2*;

τcr - определять по формуле (76).

Значения σcr и σloc,cr в формуле (79) следует определять:

а) при a / hef ≤ 0,8

σcr - по формуле (75);

,                                                          (80)

Рис. 12. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1)

а - сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б - то же, к растянутому поясу

где c1 - коэффициент, принимаемыΠдля сварных балок по табл. 23 в зависимости от отношения a / hef и значения δ, вычисляемого по формуле (77), а для балок на высокопрочных болтах - по табл. 23, а;

.

Если нагружен растянутыΠпояс, то при расчете стенки с учетом только σloc и τ при определении коэффициента δ по формуле (77) за bf и tf следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

б) при a / hef > 0,8 и отношении σloc / σ больше значений указанных в табл. 24,

σcr - по формуле ,                                                                                           (81)

где с2 - коэффициент, определяемыΠпо табл. 25;

σloc,cr - по формуле (80), в котороΠпри a / hef > 2 следует принимать а = 2hef;

в) при a / hef > 0,8 и отношении σloc,cr / σ не более значений указанных в табл. 24:

σcr - по формуле (75);

σloc,cr - по формуле (80), но с подстановкоΠ0,5a вместо а при вычислении  в формуле (80) и в табл. 23.

Во всех случаях τcr следует вычислять по деётвительным размерам отсека.

7.7. В стенке балки симметричного сечения, укрепленной кроме поперечных основных ребер одним продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии h1 от расчетной (сжатоΩ границы отсека (рис. 13), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:

а) пластинку 3, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле

σ / σcr1 + σloc / σloc,cr1 + (τ / τcr1)² ≤ γc,                                     (82)

где γc следует принимать по табл. 6* настоящих норм, а σ, σloc и τ - определять согласно требованиям п. 7.2*.

Таблица 23

δ

Значения с1, для сварных балок при a / hef, равном

≤0,5

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

≥2,0

≤1 11,5 12,4 14,8 18,0 22,1 27,1 32,6 38,9 45,6
2 12,0 13,0 16,1 20,4 25,7 32,1 39,2 46,5 55,7
4 12,3 13,3 16,6 21,6 28,1 36,3 45,2 54,9 65,1
6 12,4 13,5 16,8 22,1 29,1 38,3 48,7 59,4 70,4
10 12,4 13,6 16,9 22,5 30,0 39,7 51,0 63,3 76,5
≥30 12,5 13,7 17,0 22,9 31,0 41,6 53,8 68,2 83,6

Таблица 23,а

a / hef

0,5

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

c1

13,7

15,9

20,8

28,4

38,7

51,0

64,2

79,8

94,9

Таблица 24

Балки

δ

Предельные значения σloc при a / hef, равном

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

≥2,0

Сварные

≤1 0 0,146 0,183 0,267 0,359 0,445 0,540 0,618
2 0 0,109 0,169 0,277 0,406 0,543 0,652 0,799
4 0 0,072 0,129 0,281 0,479 0,711 0,930 1,132
6 0 0,066 0,127 0,288 0,536 0,874 1,192 1,468
10 0 0,059 0,122 0,296 0,574 1,002 1,539 2,154
≥30 0 0,047 0,112 0,300 0,633 1,283 2,249 3,939

На высокопрочных болтах

- 0 0,121 0,184 0,378 0,643 1,131 1,614 2,347

Таблица 25

a / hef

≤0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

≥2,0

c2

По табл. 21, т.е. с2 = сcr

37,0

39,2

45,2

52,8

62,0

72,6

84,7

Рис. 13. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами и продольным ребром жесткости

a - сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б - то же, к растянутому; 1 - поперечное основное ребро жесткости; 2 - продольное ребро жесткости; 3 - пластинка у сжатого пояса; 4 - пластинка у растянутого пояса

Значения σcr1 и σloc,cr1 следует определять по формулам:

при σloc = 0

,                                                    (83)

где

;

при σloc ≠ 0 и μ1 = a / h1 ≤ 2

;                                                    (84)

,                                          (85)

где                                                         ,                                                     (86)

Если a / h1 > 2, то при вычислении σcr1 и σloc,cr1 следует принимать a = 2h1; τcr1 необходимо определять по формуле (76) с подстановкоΠв нее размеров проверяемой пластинки;

б) пластинку 4, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, - по формуле

,                             (87)

где                                                 ;                                              (88)

σloc,cr2 - следует определять по формуле (80) и табл. 23 при δ = 0,8, заменяя значение отношения a / hef значением a/(hef - h1);

τcr2 - следует определять по формуле (76) с подстановкоΠв нее размеров проверяемой пластинки;

σloc2 = 0,4σloc -     при приложении нагрузки к сжатому поясу (рис. 13, а);

σloc2 = σloc - при приложении нагрузки к растянутому поясу (рис. 13, б).

Коэффициент γс следует определять по табл. 6* настоящих норм.

7.8. При укреплении пластинки 3 дополнительными короткими поперечными ребрами их следует доводить до продольного ребра (рис. 14).

Рис. 14. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1), продольным ребром жесткости (2), разделяющим отсек стенки на пластинку (3) у сжатого пояса и пластинку (4) у растянутого пояса, а также короткими ребрами жесткости (5)

В этом случае расчет пластинки 3 следует выполнять по формулам (82) - (86), в которых величину а следует заменять величиной а1, где а1 - расстояние между осями соседних коротких ребер (рис. 14); расчет пластинки 4 следует выполнять согласно требованиям п. 7.7, б.

7.9. Расчет на устоёивость стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым поясом) следует выполнять по формулам пп. 7.4*, 7.6*-7.8 с учетом следующих изменениκ

для стенок, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, в формулах (75) и (81) и табл. 25 значение hef следует принимать равным удвоенному расстоянию от неёральной оси до расчетной (сжатоΩ границы отсека. При a / hef > 0,8 и σloc 0 следует выполнять оба расчета, указанные в пп. 7.6*, б и 7.6*, в, независимо от значения σlос / σ;

для стенок, укрепленных поперечными ребрами и одним продольным ребром, расположенным в сжатой зоне:

а) в формулы (83), (84) и (87) вместо h1/hef следует подставлять ;

б) в формулу (88) вместо (0,5 - h1/hef) следует подставлять .

Здесь ,

где σt - краевое растягивающее напряжение (со знаком «минус») у расчетной границы отсека.

В случае развитого растянутого (ненагруженного) пояса расчет на устоёивость при одновременном деётвии напряжениΠσ и τ следует производить по формуле (90).

7.10. Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значения условноΠгибкости стенки балки  превышают 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки и 2,2 - при наличии подвижноΊнагрузки на поясе балки.

Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2hef при  > 3,2 и 2,5hef при  ≤ 3,2.

Допускается превышать указанные выше расстояния между ребрами до значения 3hef при условии, что стенка балки удовлетворяет проверкам по пп. 7.4*, 7.6*-7.9 и общая устоёивость балки обеспечена выполнением требований п. 5.16*, а или 5.16*, б, причем значения lef / b для сжатого пояса не должны превышать значений определяемых по формулам табл. 8* для нагрузки, приложенноμ/span> к верхнему поясу.

В местах приложения больших неподвижных сосредоточенных грузов и на опорах следует устанавливать поперечные ребра.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающеΊчасти bh должна быть для парного симметричного ребра не менее hеf / 30 + 40 мм, для одностороннего ребра - не менее hеf / 24 + 50 мм; толщина ребра ts должна быть не менее .

Стенки балок допускается укреплять односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером. Момент инерции такого ребра, вычисляемыΠотносительно оси, совпадающеΠс ближаёеΠк ребру гранью стенки, должен быть не меньше, чем для парного симметричного ребра.

7.11. При укреплении стенки одним продольным ребром необходимые моменты инерции Js сечениμ/span> ребер жесткости следует определять:

для поперечных ребер - по формуле

Js = 3heft3;                                                           (89)

для продольного ребра - по формулам табл. 21 с учетом его предельных значениή

При расположении продольного и поперечных ребер с одной стороны стенки моменты инерции сечениΠкаждого из них вычисляются относительно оси, совпадающеΠс ближаёеΠк ребру гранью стенки.

Таблица 26

h1/hef

НеобходимыΠмомент инерции сечения продольного ребра Jsl

Предельные значения

минимальные Jsl,min

максимальные Jsl,max

0,20(2,5 - 0,5a / hef) × a²t3 / hef1,5heft37heft3

0,25(1,5 - 0,4a / hef) × a²t3 / hef1,5heft33,5heft3

0,301,5heft3--

Примечание. При вычислении Jsl для промежуточных значениΠh1/hef допускается линеѐая интерполяция.

Минимальные размеры выступающеΠчасти поперечных и продольных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям п. 7.10.

7.12. Участок стенки балки составного сечения над опороΠпри укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольныΠизгиб из плоскости как стоѐу, нагруженную опорной реакциеή В расчетное сечение этой стоѐи следует включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной 0,65t с каждоΠстороны ребра. Расчетную длину стоѐи следует принимать равной высоте стенки.

Нижние торцы опорных ребер (рис. 15) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при деётвии опорной реакции не должны превышать: в первом случае (рис. 15, а) - расчетного сопротивления прокатной стали смятию Rp при а ≤ 1,5t и сжатию Ry при а > 1,5t; во втором случае (рис. 15, б) - смятию Rp.

Рис. 15. Схема устроётва опорного ребра жесткости

a - в торце с применением строжки; б - удаленного от торца с плотной пригонкоΠили приваркоΠк нижнему поясу

В случае приварки опорного ребра к нижнему поясу балки сварные швы должны быть рассчитаны на воздеётвие опорной реакции.

7.13. Одностороннее ребро жесткости, расположенное в месте приложения к верхнему поясу сосредоточенной нагрузки, следует рассчитывать как стоѐу, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стоѐи. В расчетное сечение этой стоѐи необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной 0,65t с каждоΠстороны ребра. Расчетную длину стоѐи следует принимать равной высоте стенки.

СТЕНКИ ЦЕНТРАЛЬНО ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ И СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

7.14*. Отношение расчетной высоты стенки к толщине hef / t в центрально-сжатых (т = 0), а также во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах по рис. 16* (т > 0), кроме случаев, указанных в п. 7.16*, как правило, не должно превышать значениΠ, где значения  следует определять по табл. 27*.

Рис. 16*. Схема внецентренно-сжатых элементов двутаврового и коробчатого сечениμ/span>

7.15. Исключен с табл. 28.

7.16*. Для внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечениΠ(рис. 16*), рассчитываемых по формуле (56), отношение расчетной высоты стенки hef к толщине t следует определять в зависимости от значения α = (σ - σ1) / σ (σ - наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком «плюс» и вычисленное без учета коэффициентов φe, φexy или cφ; σ1 - соответствующее напряжение у противоположноΊрасчетной границы стенки) и принимать не более значений определяемых:

при α ≤ 0,5 - по п. 7.14* настоящих норм;

  «    α ≥ 1 - по формуле

,                                    (90)

где β = 1,4 (2α - 1)  - (здесь  - среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении);

при 0,5 < α < 1 - линеѐоΠинтерполяциеΠмежду значениями, вычисленными при α = 0,5 и α = 1.

7.17*. Для внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов с сечениями, отличными от двутаврового и коробчатого (за исключением таврового сечения), установленные в п. 7.16* значения отношениΠhef / t следует умножать на коэффициент 0,75.

7.18*. Для центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов таврового сечения с условной гибкостью  от 0,8 до 4 отношение расчетной высоты стенки тавра к толщине при 1 ≤ bf / hef ≤ 2 не должно превышать значений определяемых по формуле

,                                 (91)*

где bf - ширина полки тавра;

hef - расчетная высота стенки тавра.

При значениях  < 0,8 или  > 4 в формуле (91)* следует принимать соответственно  = 0,8 или  = 4.

При назначении сечения элемента по предельноΊгибкости, а также при соответствующем обосновании расчетом наибольшие значения hef / t следует умножать на коэффициент  (где φm = φ или φm = φе, σ = N / A), но не более чем на 1,25.

Таблица 27

ОтносительныΊ эксцентриситет

Сечение элемента

Значение  и

Формулы для определения

т = 0

Двутавровое

 < 2,0

 = 1,30 + 0,152

 ≥ 2,0

 = 1,20 + 0,35, но не более 2,3

Коробчатое, швеллерное прокатное

 < 1,0

 = 1,2

 ≥ 1,0

 = 1,0 + 0,2, но не более 1,6

Швеллерное, кроме прокатного