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

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ КОЛОНН (СТОЕК)

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

l_ef = m l   (67)

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

m — коэффициент расчетной длины.

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

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

Таблица 17, а

Расчетные схемы		Формулы для	Коэффициенты n и p в формулах (68), (69) и (70 а, б) для рам
свободных рам		определения коэффициента m	однопролетных	многопролетных (k ≥ 2)
	(68)
		(69)
	при n ≤ 2 (70, а)     при n > 0,2    (70,б)	Верхний этаж   Средний этаж   Нижний этаж
Обозначения, принятые в таблице 17, а:
;   ;   ;  .
k	— число пролетов;
Jc и lc	— соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;
l, l1, l2	— пролет рамы;
Js, Js1, Js2 и Ji, Ji1, Ji2	— моменты инерции сечения ригелей, примыкающих соответственно к верхнему и нижнему концу проверяемой колонны
Примечание. Для крайней колонны свободной многопролетной рамы коэффициент следует определять как для колонн однопролетной рамы.

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

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

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); n = n₁ + n₂);

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

для нижнего этажа 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 ригелей к колоннам принимаются p = 0 или n=0 (J_i = 0 или J_s = 0), при жестком креплении p = 50 или n = 50 (J_i = ¥ или J_s = ¥).

При отношении Н/В > 6 (где Н — полная высота многоэтажной рамы, В — ширина рамы) должна быть проверена общая устойчивость рамы в целом как составного стержня, защемленного в основании.

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

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

,  (71)*

где m — коэффициент расчетной длины проверяемой колонны, вычисленный по табл. 17, а;

J_c и N_c — соответственно момент инерции сечения и усилие в наиболее нагруженной колонне рассматриваемой рамы;

åN_i и åJ_i — соответственно сумма расчетных усилий и моментов инерции сечений всех колонн рассматриваемой рамы и четырех соседних рам (по две с каждой стороны); все усилия N_i следует находить при той же комбинации нагрузок, которая вызывает усилие в проверяемой колонне.

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

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

При определении коэффициентов расчетной длины m и для ступенчатых колонн рам одноэтажных производственных зданий разрешается:

не учитывать влияние степени нагружения и жесткости соседних колонн;

определять расчетные длины колонн лишь для комбинации нагрузок, дающей наибольшие значения продольных сил на отдельных участках колонн, и получаемые значения m использовать для других комбинаций нагрузок;

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

для одноступенчатых колонн при соблюдении условий l₂/l₁ ≤ 0,6 и N₁/N₂ ≥ 3 принимать значения m по табл. 18.

Таблица 18

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 креплений связей и ригелей и т. п.). Расчетные длины допускается определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн.

6.14. Расчетную длину ветвей плоских опор транспортерных галерей следует принимать равной:

в продольном направлении галереи — высоте опоры (от низа базы до оси нижнего пояса фермы или балки), умноженной на коэффициент m, определяемый как для стоек постоянного сечения в зависимости от условий закрепления их концов;

в поперечном направлении (в плоскости опоры) — расстоянию между центрами узлов, при этом должна быть также проверена общая устойчивость 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*.

Таблица 19*

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.16*. Гибкости растянутых элементов не должны превышать значений, приведенных в табл. 20*.

Таблица 20*

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

СТЕНКИ БАЛОК

7.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости 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 устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

 a — расстояние между осями поперечных основных ребер;

h_ef — расчетная высота стенки (рис. 10), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах — расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, — 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

7.2*. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (s, t и σ_loc).

Напряжение s, t и σ_loc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента j_b.

Сжимающее напряжение s у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение t 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 длиной, 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 σ_loc в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям пп. 5.13 и 13.34* (при g_f1 = 1,1) настоящих норм.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: s и t или σ_loc и t.

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (74) не превышают 0,9γ_c при l_w < 3,8 и γ_c при l_w ≥ 3,8.

7.3. Устойчивость стенок балок не требуется проверять, если при выполнении условий (33) условная гибкость стенки  не превышает значений:

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 устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (σ_loc = 0) и условной гибкости стенки l_w ≤ 6 следует выполнять по формуле

,   (74)

где γ_c — коэффициент, принимаемый по табл. 6* настоящих норм;

;  (75)

. (76)

В формуле (75) коэффициент c_cr следует принимать:

для сварных балок — по табл. 21 в зависимости от значения коэффициента d:

Таблица 21

,  (77)

где b_f и t_f — соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

  b — коэффициент принимаемый по табл. 22;

для балок на высокопрочных болтах c_cr = 35,2.

Таблица 22

В формуле (76) ,

где d — меньшая из сторон пластинки (h_ef или a);

m — отношение большей стороны пластинки к меньшей.

7.5. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения (σ_loc = 0) и при t ≤ 0,9R_s, A_f /A_w ≥ 0,25, 2,2 <  ≤ 6 следует выполнять по формуле

M ≤ R_yγ_ch²_eft(A_f /A_w + a), (78)

где a = 0,24 — 0,15(t/R_s)² — 8,5 × (— 2,2)²;

здесь γ_c следует принимать по табл. 6*, а t — определять по формуле (73).

7.6*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис. 12), при наличии местного напряжения (s_loc &supl; 0) следует выполнять по формуле

, (79)

где   γ_c — следует принимать по табл. 6* настоящих норм;

s; σ_loc; t — определять согласно требованиям п. 7.2*;

  t_cr — определять по формуле (76).

Значения s_cr и s_loc,cr в формуле (79) следует определять:

а) при a/h_ef ≤ 0,8

s_cr — по формуле (75);

,  (80)

где c₁ — коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл. 23 в зависимости от отношения a/h_ef и значения d вычисляемого по формуле (77), а для балок на высокопрочных болтах — по табл. 23,а;

.

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

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

Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только σ_loc и t при определении коэффициента d по формуле (77) за b_f и t_f следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

б) при a/h_ef > 0,8 и отношении σ_loc/s больше значений, указанных в табл. 24,

s_cr — по формуле  ,  (81)

где c₂ — коэффициент, определяемый по табл. 25;

 s_loc,cr — по формуле (80), в которой при a/h_ef > 2 следует принимать a = 2h_ef;

в) при a/h_ef > 0,8 и отношении s_loc,cr/s не более значений, указанных в табл. 24:

  s_cr — по формуле (75);

s_loc,cr — по формуле (80), но с подстановкой 0,5а вместо а при вычислении  в формуле (80) и в табл. 23.

Во всех случаях t_cr следует вычислять по действительным размерам отсека.

Таблица 23

Таблица 23,а

Таблица 24

Таблица 25