Для изготовления элементов, в которых в на правлении по толщине проката возникают высокие растягивающие напряжения от внешней нагрузки, приближающиеся к 0,5 Ru , и высокие растягиваю щие реактивные напряжения, рекомендуется приме нять стали, используемые для конструкций группы 1.
Фланцы и подобные им элементы тяжело нагру женных ферм, балок и т. п. при толщине элементов свыше рекомендуется выполнять из листово го проката с пониженным содержанием серы (не более 0,015 - 0,020).
Для изготовления элементов ответственных кон струкций, в которых заведомо ожидается большой уровень реактивных напряжений, например, вслед ствие приварки защемленных элементов при нали чии зазоров между ними, также рекомендуется использовать конструктивно-технологические реше ния, исключающие возникновение высоких растя гивающих реактивных напряжений в направлении толщины проката.
Материал элементов конструкций, воспринимаю щих растягивающие напряжения по толщине листа, в зонах, прилегающих к местам наложения сварных швов, рекомендуется на предприятиях по изготовлению металлоконструк ций дополнительно (до сварки) подвергать ультра звуковому дефекто скопическому контролю на на личие внутренних несплошностей типа расслоев, гру бых шлаковых включений и т. п. Площадь макси мально допустимого дефекта не должна превышать 1 см2, а до пустимая частота дефектов - 10 м-2. Расстояние между дефектами не должно быть мень ше величины наибольшего из них.
2.1.5 (2.9) Физические характеристики стального проката следует принимать с учетом их изме нения в диапазоне климатических температур, как указано в табл. 3.
2.1.6 При выборе уровня прочности стали следует руководст воваться результатами технико-экономических ра счетов с учетом получения максимальной экономии металла при минимальном использовании дефицит ных легирующих элементов за счет расширенного применения термической обработки и с учетом обес печения надежности конструкций в условиях клима тических воздействий.
Таблица 3
|
Характеристика стального проката |
Значения характеристики |
|
|
|
при t = 20?? C |
при климатической ti |
|
Плотность, кг/м3 |
?? = 7850 |
|
|
Коэффициент линейного расширения, ??С-1 |
?? = 0,12 ?? 10-4 |
??i = ?? ??1 + 0,02 (ti-t )??* |
|
Модуль упругости, МПа (кгс/см2) |
Е = 2,06 ??105 (2,1 ?? 106) |
Еi = Е ??1+0,27??10-3 (ti-t)??** |
|
Модуль сдвига, МПа (кгс/см2) |
G = 0,78 ??105(0,8 ?? 106) |
|
|
Коэффициент поперечной деформации (Пуассона) |
?? = 0,3 |
* Получено обобщением данных, приведенных в ??????.
** Получено с учетом данных ??????.
2.1.7 Для конструкций из листового проката тол щиной менее можно применять марки угле родистой стали по ГОСТ 380 с физическими характеристиками (плотностью, коэффициентом линейного расширения, модулем упругости, моду лем сдвига, коэффициентом поперечной деформа ции) в соответствии с табл. 50 СНиП РК 5.04-23-2002. Расчетные сопротивления следует уста навливать де лением нормативных значений предела текучести и временного сопротивления, указанных в ГОСТ 380 для проката толщиной до , на коэффициент надежности по материалу, равный 1,05 в соответствии с табл. 2 СНиП РК 5.04-23-2002.
2.2 Болты и гайки для соединений
2.2.1 (2.4) Выбор болтов следует производить по табл. 57 СНиП РК 5.04-23-2002 с учетом условий их применения - климатического района, характера действующих нагрузок, условий работы в соедине ниях (растяжение или срез).
Для конструкций, возводимых в климатичес ких районах I1, I2, II2 и II3, но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, болты следует назначать по табл. 4.
2.2.2 Для болтовых соединений следует, как пра вило, использовать крепежные изделия из „Сокра щенного сортамента крепежных изделий для строи тельных металлических конструкций"
Таблица 4
|
Условия работы болтов |
Технологические требования к болтам (по табл. 1 и 10 ГОСТ 1759) |
||
|
|
класс прочности (табл. 1) |
дополнительные виды испытаний (табл. 10) |
марка стали |
|
В конструкциях, не рассчитываемых на выносливость |
|||
|
Растяжение или срез |
4.6; 5.6; 4.8; 5.8; 6.6 |
Поз.1 То же То же |
По табл. 1 То же 35 |
|
В конструкциях, рассчитываемых на выносливость |
|||
|
Растяжение или срез Срез |
4.6; 5.6; 6.6 4.8; 5.8 |
Поз. 1 и 4 То же Поз. 1 |
По табл. 1 35 По табл. 1 |
2.2.3 Крепежные изделия применяют обычно без покрытия. Применение, в случае необходимости, крепежных изделий с покрытием по ГОСТ 1759 должно быть согласовано проектной организацией с заказчиком проектируемого объекта.
2.2.4 Запрещается использовать болты без клей ма и маркировки. Клеймение и маркировка должны соответствовать ГОСТ 1759.
2.2.5 Запрещается использовать крепежные изде лия с отклонениями от соответствующих стандар тов, в том числе крепежные детали 2-го сорта и бол ты, изготовленные из автоматных сталей.
2.2.6 Запись условных обозначений крепежных изделий на всех стадиях разработки и про изводства стальных конструкций следует выполнять только по форме, приведенной в ГОСТ 1759 и в Инструкции КМ. Запре щается при записи условных обозначений крепеж ных изделий делать пропуск каких-либо характерис тик, предусмотренных соответствующими стандар тами, в том числе допол нительных требований, за исключением длины болтов в чертежах КМ.
2.3 Фундаментные болты
2.3.1 По условиям эксплуатации болты подраз деляются на расчетные и конструктивные.
К расчетным болтам относятся болты, восприни мающие нагрузки, возникающие при эксплу атации строительных конструкций.
К конструктивным болтам относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций, устойчивость которых против опро кидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкций.
Конструктивные болты предназначаются для рих товки строительных конструкций во время их мон тажа, обеспечения стабильной работы во время экс плуатации конструкций, а также для предот вра ще ния случайных смещений конструкций.
2.3.2 Выбор марки стали шпилек расчетных бол тов, предназначенных для крепления стро ительных конструкций, следует производить по табл. 5 с уче том климатических районов.
Шпильки болтов допускается изготовлять из ста лей других марок, механические свойства которых не ниже свойств сталей марок, указанных в табл. 5.
Для климатических районов строительства II4, ????5 и других (t ?? - 40 °С) допускается изготовлять шпильки расчетных болтов с резьбой диаметром и более из низколегированной стали марок 09 Г2С-2 и 10Г2С1-2 по ГОСТ 19281.
2.3.3 Шпильки конструктивных болтов для всех климатических районов следует изготовлять из ста ли марки ВСтЗкп2 по ГОСТ 535.
Марки стали шпилек конструктивных болтов, если последние подлежат проверке на сейсмичес кие воздействия, следует назначать как для шпилек расчетных болтов.
2.3.4 Гайки и муфты фундаментных болтов сле дует изготовлять из сталей тех же марок, что и шпильки.
Таблица 5
|
Климатический район строительства (расчетная температура, ??С) |
????4 (-30 ?? t ?? - 40); ????5 и др. (t ?? -30) |
??2, ????2 и ????3 (-40 ?? t ?? -50) |
??1 (-50 ?? t ?? -65) |
|
Марка стали шпилек |
ВСт3кп2 (по ГОСТ 535) |
09Г2С-6 и 10Г2С1-6 (по ГОСТ 19281) |
09Г2С-8 и 10Г2С1-8 (по ГОСТ 19281) |
3 РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ
3.1 Общие положения
3.1.1 Основной интегральной характеристикой со противления стали деформированию при дей ствии нагрузки является экспериментально получаемая зависимость между напряжением ?? = N/A и относи тельным удлинением ?? = ?? ℓ/ℓ - диаграмма работы (деформирования) стали при одноосном растяже нии (где N - растягивающая сила; А - площадь сечения образца; ℓ - расчетная длина образца).
Значение напряжения, соответствующего наи большей нагрузке, предшествующей разрушению образца, называется временным сопротивлением Run (??u).
При значениях напряжений, равных физическому (для сталей с явно выраженной площадкой теку чести) или условному пределу текучести (рис. 2), работа стали соп ро вождается соответственно теку честью или развитием значительных упругопластических деформаций без ее разрушения.
1 - при наличии явно выраженной площадки те кучести; 2 - при отсутствии площадки текучести
Рисунок 2- Диаграммы работы стали
Таким образом, основными параметрами для оценки работы стали при действии нагрузки явля ются значения временного сопротивления Run (??u) и пре дела текучести Ryn (??у), устанавливаемые в государственных стандартах и технических ус ловиях на поставку металлопроката.
3.1.2 (3.1) Значения временного сопротивления Run (??u) и предела текучести Ryn (??у) для металлопроката, выпускаемого металлургической промышленностью, имеют некоторый разброс. С учетом случайной из менчивости этих характеристик в СНиП РК 5.04-23-2002 установлены значения нормативных сопротивлений соответственно по временному сопротивлению Run = ??u (??b) и по пре де лу текучести Ryn = ??y (??т), обеспеченность которых при поставке металлопро ката по госу дарст венным стандартам и техническим условиям составляет, как правило, не менее 0,95, что соот ветствует требованиям [2].
3.1.3 (3.2) Возможные отклонения сопротивлений сталей в неблагоприятную сторону от их норматив ных значений согласно [2] учтены с помощью коэф фициентов надежности по материалу ??m , которые установлены в СНиП РК 5.04-23-2002 в зависимости от обеспеченности нормативных сопротивлений, гаран тируемой методами контроля качества металлопро ката на металлургических предприятиях.
Чем выше обеспеченность нормативных сопро тивлений поставляемого проката, тем более низки ми приняты коэффициенты надежности по материа лу (см. табл. 2 СНиП РК 5.04-23-2002).
3.2 Расчетные сопротивления стального проката
3.2.1 (3.1) Значения основных расчетных сопротив лений определены делением значений Run и Ryn на коэффициент надежности по материалу ??m > 1,0:
Ru = Run / ??m ; Ry = Ryn / ??m , (5)
где Ru - расчетное сопротивление по временному сопротивлению;
Ry - расчетное сопротивление по пределу теку чести.
Значения коэффициента надежности по материа лу ??m в формулах (5) приняты одинаковыми при определении Ru и Ry.
3.2.2 Расчетные сопротивления проката и труб для различ ных видов напряженных состояний приведены в табл. I СНиП РК 5.04-23-2002 в соответствии с государст венными стандартами с использова нием коэффициентов перехода от основных расчет ных сопротивлений. Хотя меха нические свойства проката вдоль и поперек направления прокатки несколько отличаются, расчетные сопротивления в СНиП РК 5.04-23-2002 приняты одинаковыми независимо от направления прокатки.
3.2.3 Расчетные сопротивления проката Rth при растяжении в направлении толщины следует опреде лять по формуле
Rth = 0,5 Run /??m . (6)
Развернутая формула для определения величины Rth, будет иметь вид
Rth = . (7)
Значение коэффициента снижения прочности про ката на растяжение в направлении толщины листа ??th практически не зависит от уровня прочности стали и тол щины листа в пределах до и равно 0,72. При этом обеспеченность нормативного сопротивления на растяжение в направлении толщины ??th Run на основании статистических данных принята 0,95.
Неоднородность прочностных свойств проката по толщине существенно выше, чем в плоскости листа. С учетом этого коэффициент надежности по мате риалу при растяжении в направлении толщины листа принят ??mth = 1,1 ??m .
Формула (7) предусматривает расчет на проч ность по временному сопротивлению, т. е. предель ным состоянием является разрушение. Для предот вращения разрушения в формулу (7) введен коэф фициент надежности ??u = 1,3.
После подстановки числовых значений коэффи циентов ??th, ??mth, ??u в формулу (7) расчетное со противление Rth приводится к виду (6).
При расчете проката по Rth коэффициент надеж ности ??u , определяемый в соответствии с разд. 4 СНиП РК 5.04-23-2002 учитывать не следует.
3.2.4 В изгибаемых элементах конструкций (типа пластин, плит, фланцев) малой высоты сопро тивле ние проката переходу в упругопластическое состоя ние из-за наличия больших градиентов нап ряжений существенно превышает расчетные сопротивления Ry, приведенные в СНиП РК 5.04-23-2002
В связи с этим в СНиП РК 5.04-23-2002 предусмотрена возможность учета повышенных значений сопротив ления металла при определении высоты сечения (толщины) элементов конструкций типа опорных плит введением для них коэффициентов условий работы ??c > 1 (см. табл. 6 СНиП РК 5.04-23-2002).
3.3 Расчетные сопротивления сварных соединений
3.3.1 (3.4) Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных соединений, при ве денные в СНиП РК 5.04-23-2002, предполагают следующие условия:
- подготовка материалов, сборка конструкций, сварка и контроль качества осуществляется в соот ветствии с требованиями [8] и других норматив ных документов;
- сварочные материалы для стыковых соединений соответствуют прочности свариваемой стали и ус ловиям эксплуатации конструкций и применяются в соответствии с табл. 55 СНиП РК 5.04-23-2002;
- сварочные материалы для расчетных угловых швов применяются в соответствии с табл. 56 СНиП РК 5.04-23-2002 с учетом условий эксплуатации конструкций, указанных в табл. 55 СНиП РК 5.04-23-2002.
3.3.2 Расчетные сопротивления стыковых соедине ний, выполняемых всеми видами дуговой сварки, принимаются равными расчетным сопротивлениям стального проката при условии соблю дения требова ний п. 12.10, 12.11 СНиП РК 5.04-23-2002 о полном проваре соеди няемых элементов, обеспечиваемом сварками: дву сторонней, односторонней с подваркой корня шва, на подкладках, а также при физическом контроле качества швов.
