Страница 11: СНиП РК 5.04-23-2002. Стальные конструкции нормы проектирования (32584)

8.19. Для определения напряжений в центре эллиптической мембраны, закрепленной на деформируемом контуре, допускается применять требования п. 8.18 при условии замены значения радиуса значением большей главной полуоси эллипса (отношение большей полуоси к меньшей должно быть не более 1,2).

9. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

9.1. Стальные конструкции и их элементы (подкрановые балки, балки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, конструкции под двигатели и др.), непосредственно воспринимающие многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с количеством циклов нaгpyжeний 105 и более, которые могут привести к явлению усталости, следует проектировать с применением таких конструктивных решений, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, и проверять расчетом на выносливость.

Количество циклов нагружений следует принимать по технологическим требованиям эксплуатации.

Конструкции высоких сооружений типа антенн, дымовых труб, мачт, башен и подъемно-транспортных сооружений, проверяемые на резонанс от действия ветра, следует проверять расчетом на выносливость.

Расчет конструкций на выносливость следует производить на действие нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

9.2. Расчет на выносливость следует производить по формуле

??max ?? ??R??????, (142)

где R?? - расчетное сопротивление усталости, принимаемое по табл. 33 в зависимости от временного сопротивления стали и групп элементов конструкций, приведенных в табл.83;

?? - коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений n и вычисляемый:

при n < 3,9 ?? 10 6 по формулам:

для групп элементов 1 и 2;(143)

для групп элементов 3—8;(144)

при n ?? 3,9 ?? 10 6?? = 0,77;

???? - коэффициент, определяемый по табл. 34 в зависимости от вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений ?? = ??min / ??max; здесь ??max и ??min - соответственно наибольшее и наименьшее по абсолютному значению напряжения в рассчитываемом элементе, вычисленные по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов ??, ??e, ??b. При разнозначных напряжениях коэффициент асимметрии напряжений следует принимать со знаком „минус".

При расчетах на выносливость по формуле (142) произведение ??R?????? не должно превышать R u / ??u

Таблица 33

9.3. Стальные конструкции и их элементы, непосредственно воспринимающие нагрузки с количеством циклов нагружений менее 105, следует проектировать с применением таких конструктивных решений, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, и в необходимых случаях проверять расчетом на малоцикловую прочность.

Таблица 34

10. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ С УЧЕТОМ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

Центрально- и внецентренно-растянутые элементы, а также зоны растяжения изгибаемых элементов конструкций, возводимых в климатических районах ??1, ??2, ????2, ????3 , ????4 и ????5, следует проверять на прочность с учетом сопротивления хрупкому разрушению по формуле

??max ?? ?? Ru / ??u ,(145)

где ??max - наибольшее растягивающее напряжение в расчетном сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициентов динамичности и ?? b;

?? - коэффициент, принимаемый по табл. 84.

Элементы, проверяемые на прочность с учетом хрупкого разрушения, следует проектировать с применением решений, при которых не требуется увеличивать площадь сечения, установленную расчетом согласно требованиям разд. 5 настоящих норм.

11. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сварные соединения

11.1. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле

(146)

где t - наименьшая толщина соединяемых элементов;

??w - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2 t, или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

При расчете сварных стыковых соединений элементов конструкций, рассчитанных согласно п. 5.2, в формуле (146) вместо Rw y следует принимать Rw u / ??u.

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно прил. 2, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества растянутых швов.

Рис. 23. Cхема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

1 - сечение по металлу шва; 2 - сечение по металлу границы сплавления

11.2. Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис. 23) :

по металлу шва (сечение 1)

N / (??f kf ??w ) ?? Rwf ??wf ??c ;(147)

по металлу границы сплавления (сечение 2)

N / (??z kf ??w ) ?? Rw z ??w z ??c ;(148)

где ??w - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на ;

??f и ??z - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2) - по табл. 35; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см2) не зависимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки ??f = 0,7 и ??z = 1;

??w f и ??w z - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах ??1, ??2, ????2 и ????3, для которых ??w f = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rw un = 410 МПа (4200 кгс/см2) и ?? w z = 0,85 для всех сталей.

Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см2) следует применять электроды или сварочную проволоку согласно п. 3.4 настоящих норм, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва Rwf должны быть более Rwz, а при ручной сварке - не менее чем в 1,1 раза превышать расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления Rwz, но не превышать значений Rwz ??z / ??f ; в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см2) допускается применять электроды или сварочную проволоку, для которых выполняется условие Rw z ?? Rw f ?? Rw z ?? z / ?? f.

При выборе электродов или сварочной проволоки следует учитывать группы конструкций и климатические районы, указанные в табл. 55

11.3. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

(149)

по металлу границы сплавления

(150)

где W- момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

Wz - то же, по металлу границы сплавления.

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения этих швов следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

;(151)

по металлу границы сплавления

;(152)

где J и J- моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

Jи J- то же, по металлу границы сплавления;

x и y - координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения.

11.4. Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (33), в которой значения ??x, ??y, ??xy, и Ry следует принимать соответственно: ??x = ?? w x и ??y = ?? w y - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям;

??xy = ??wxy - касательное напряжение в сварном соединении; Ry = Rw y .

11.5. При расчете сварных соединений с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия

??f ?? R w f ?? w f ??c и ??z ?? R w z ?? w z ??c ,(153)

где ??f и ??z - напряжения в расчетом сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом.

Таблица 35

Болтовые соединения

11.6. В болтовых соединениях при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным.

11.7. Расчетное усилие Nb, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

на срез

Nb = R bs ??b A ns ;(154)

на смятие

Nb = R bp ??b d ?? t ;(155)

на растяжение

Nb = Rbt Abn .(156)

Обозначения, принятые в формулах (154) - (156):

Rbs, Rbp, Rbt - расчетные сопротивления болтовых соединений;

d - наружный диаметр стержня болта;

A = ?? d2 / 4 - расчетная площадь сечения стержня болта;

Abn - площадь сечения болта нетто; для болтов с метрической резьбой значение Abn следует принимать по таблице 62 прил. 2 или по прил. 1 к ГОСТ 22356;

?? t - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

ns - число расчетных срезов одного болта;

??b - коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл. 36.

Для одноболтовых соединений следует учитывать коэффициенты условий работы ??с согласно требованиям п. 11.8.

11.8. Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

,(157)

где N min - меньшее из значении расчетного усилия для одного болта, вычисленных согласно требованиям п. 11.7 настоящих норм.

11.9. При действии на соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

11.10. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и растяжение.

Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на равнодействующее усилие.

11.11. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10%.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей количество болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша должно быть увеличено против расчета на 50 %.

Таблица 36