РАСЧЕТ центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов стальных конструкций на осевые силы и изгиб

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

(5)

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

5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с соотношением R_u / γ_u > R_y, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле

(6)

5.3. Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле

(7)

Значения φ следует определять по формулам:

при 0 < λ ≤ 2,5

(8)

при 2,5 < λ ≤ 4,5

(9)

при λ > 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 стержней радиус инерции сечения уголка i и расчетную длину l_ef 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 λ_x < 3λ_y, где λ_x и λ_y — расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно x—x и y—y (рис. 1), рекомендуется укреплять планками или решеткой, 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 устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

(11)

φ_y — коэффициент продольного изгиба, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3;
с — коэффициент, определяемый по формуле

(12)

;
α = a_x/h — относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба.

;
J_w — секториальный момент инерции сечения;
b_i и t_i — соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.

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

(13)

β = b / h

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

Таблица 7

Приведенные гибкости *λ_ef* составных стержней сквозного сечения
Тип сечения	Схема сечения	с планками при		с решетками
Тип сечения	Схема сечения	J_s_l / (J_b b) < 5	J_s_l / (J_b b) ≥ 5	с решетками
1		(14)	(17)	(20)
2		(15)	(18)	(21)
3		(16)	(19)	(22)

b — расстояние между осями ветвей;
l — расстояние между центрами планок;
λ — наибольшая гибкость всего стержня;
λ₁, λ₂, λ₃ — гибкость отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1—1, 2—2 и 3—3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов;
A — площадь сечения всего стержня;
A_d1 и A_d2 — площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке — двух раскосов), лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1—1 и 2—2;
A_d — площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке — двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);
α₁ и α₂ — коэффициенты, определяемые по формуле

a, b, l — размеры, определяемые по рис. 2;
n, n₁, n₂, n₃ — коэффициенты, определяемые соответственно по формулам

J_b1 и J_b3 — моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1—1 и 3—3 (для сечений типов 1 и 3);
J_b1 и J_b2 — то же, двух уголков относительно осей соответственно 1—1 и 2—2 (для сечения типа 2);
J_s — момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси x—x (рис. 3);
J_s1 и J_s2 — моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1—1 и 2—2 (для сечения типа 2).

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

Гибкость отдельных ветвей λ₁, λ₂ и λ₃ на участке между планками должна быть не более 40.

При наличии в одной из плоскостей сплошного 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 ветвей между узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость λ_ef стержня в целом. Допускается принимать более высокие значения гибкости ветвей, но не более 120, при условии, что расчет таких стержней выполнен 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 крайних болтов не превышают:

для сжатых элементов — 40i
для растянутых элементов — 80i

Здесь радиус инерции i уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений — минимальный.

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

5.8*. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу Q_fic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

(23)*

Q_fic = 7,15 × 10⁻⁶ (2330−E/R_y)N/φ,

N — продольное усилие в составном стержне;
φ — коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

Условную поперечную силу Q_fic следует распределять:

при наличии только соединительных планок (решеток) поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;
при наличии сплошного листа и соединительных планок (решеток) — пополам между листом и планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу;
при расчете равносторонних трехгранных составных стержней условная поперечная сила, приходящаяся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, должна приниматься равной 0,8Q_fic.

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

силу F, срезывающую планку, по формуле

(24)

F = Q_sl / b;

момент M₁, изгибающий планку в ее плоскости, по формуле

(25)

M₁ = Q_sl/2

где Q_s — условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани.

СНиП II-23-81 Составной стержень на планках

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

(26)

N — усилие в одной ветви стержня;
А — площадь сечения одной ветви;
A_d — площадь сечения одного раскоса;
α — коэффициент, определяемый по формуле

(27)

α = a l²/(a³+2b³)

a, l

СНиП II-23-81 Схема крестовой решетки с распорками

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

Приложение 4*

Коэффициенты условий работы для растянутого одиночного уголка, прикрепляемого одной полкой болтами

Коэффициент условий работы γ_с при расчете на прочность сечений по формуле (6) в местах крепления элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, поставленными в один ряд, при расстояниях вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия a ≥ 1,5d и между центрами отверстий b ≥ 2d (здесь d — диаметр отверстия для болта) с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см²) следует определять по формуле

(164)*

A_n — площадь сечения уголка нетто;
A_n1 — площадь части сечения прикрепляемой полки уголка между краем отверстия и пером;
α₁ и α₂ — коэффициенты, определяемые по табл. 65 при расстояниях от оси установки болтов до обушка уголка не менее 0,5b и до пера не менее 1,2d (здесь b — ширина полки уголка, d — диаметр отверстия для болта).

Таблица 65

Коэффициенты α₁ и α₂
Коэффициент	Значения α₁ и α₂ при количестве болтов в ряду
Коэффициент	2	3	4	5
α₁	1,82	1,49	1,20	0,87
α₂	0,195	0,37	0,48	0,61

При вычислении значений A_n, A_n₁ и d следует учитывать положительный допуск на диаметр отверстия d.

Для одноболтовых соединений при расстоянии вдоль усилия от края элемента до центра болта 2d ≥ a ≥ 1,35d коэффициент условий работы γ_с в формуле (6) следует определять по формуле

(165)

где β = 1 при a = 2d; β = 0,85 при a = 1,5d и β = 0,65 при а = 1,35d.

Коэффициенты условий работы γ_с установленные в настоящем приложении и в поз. 5 табл. 6*, одновременно не учитываются.

Реклама на сайте

Металлические ограждения лестниц жилых зданий по типовой серии 1.100.2-5.1
Стальные ограждения лестничных маршей по типовой серии 1.050.9-4.93.3
Металлические ограждения лестниц общественных зданий по типовой серии 1.256.2-2.1

Мы изготавливаем следующие типовые металлоизделия:

Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-7.94.2:

Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-3.2:

Стальные лестницы-стремянки для колодцев по: