Стальные конструкции нормы проектирования

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

R_{c d}

R_cd = 0,025 R_un / g_m

Растяжение в направлении толщины проката (до 60 мм)

R_{t h}

R_{t h} = 0,5 R_un / g_m

_______

Обозначение, принятое в табл. 1:

g_m — коэффициент надежности по материалу, определяемый в соответствии с п. 3.2.

Таблица 2

Государственный стандарт или технические условия на прокат

Коэффициент надежности по материалу g_m

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

1,025

ГОСТ 27772 (стали С590, 590К); ГОСТ 380 (для круга и квадрата размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023); ГОСТ 19281 (для круга и квадрата с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм²) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023]; ГОСТ 10705; ГОСТ 10706

1,050

ГОСТ 19281 [для круга и квадрата с пределом текучести свыше З8О МПа (39 кгс/мм²) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023]; ГОСТ 8731; ТУ 14-3-567

1,100

Таблица 3

Сварные соединения

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления сварных соединений

Стыковые

Сжатие. Растяжение и изгиб при автоматической, полуавтоматической или ручной сварке с физи ческим контролем каче ства швов

По пределу текучести

R_wy

R_wy =R_y

По временному сопротивлению

R_wu

R_wu = R_u

Растяжение и изгиб при автоматической, полу автоматической или ручной сварке

По пределу текучести

R_wy

R_wy = 0,85 R_y

Сдвиг

R_ws

R_ws = R_s

С угловыми швами

Срез (условный)

По металлу шва

R_wf

R_wf = 0,55

По металлу границы сплавления

R_wz

R_wz = 0,45 R_un

Примечания:

1. Для швов, выполняемых ручной сваркой, значения R_wun cледует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва, указанным в ГОСТ 9467.

2. Для швов, выполняемых автоматической или полуавтоматической сваркой, значения R_wun cледует принимать по табл. 4 настоящих норм.

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

Таблица 4

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

Марки порошковой проволоки (по ГОСТ 26271)

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

под флюсом (ГОСТ 9087)

в углекислом газе (по ГОСТ 8050) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157)

Св-08, Св-08А

-

-

410(4200)

Св-08ГА

-

-

450(4600)

Св-10ГА

Св-08Г2С

ПП-АН8, ПП-АНЗ

490(5000)

Св-10НМА, Св-10Г2

СВ-08Г2С*

-

590(6000)

Св-08ХН2ГМЮ,

Св-08Х1ДЮ

СВ-10ХГ2СМА,

СВ-08ХГ2СДЮ

-

685(7000)

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

Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать, как для стыковых соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.

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

3.5. Расчетные сопротивления одноболтовых соединений следует 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 R_ba следует определять по формуле

R _{b a} = 0,5 R _un (1)

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

R_bv = 0,45 R_un. (2)

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в табл. 60.

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

R_bh = 0,7 R_bun , (3)

где R_bun — наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61.

3.8. Расчетное со противление растяжению высокопрочной стальной проволоки R_dh, применяемой в виде пучков или прядей, следует определять по формуле

R_dh = 0,63 R_un. (4)

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 g_m = 1,6.

4. УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

При расчете конструкций и соединений следует учитывать:

коэффициенты надежности по ответственности зданий и сооружений g_n, принимаемые согласно ГОСТ 27751;

коэффициент надежности g_u = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлений R_u;

коэффициенты условий работы g_c и коэффициенты условий работы соединения g_b принимаемые по табл. 6 и 36 разделов настоящих норм по проектированию зданий, сооружений и конструкций, а так же по прил.4.

Таблица 5

Напряженое состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления одноболтовых соединений

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

R_bs

R_bs = 0,38R_bun

R_bs = 0,4R_bun

R_bs= 0,4R_bun

—

Растяжение

R_bt

R_bt = 0,42R_bun

R_bt = 0,4R_bun

R_bt= 0,5R_bun

—

Смятие:

а) болты класса

точности А

б) болты класса точности В и С

R_bp

—

—

—

—

—

—

R_bp =

R_bp

Примечание. Допускается применять высокопрочные болты без регулируемого натяжения из стали марки 40Х ,,селект", при этом расчетные сопротивления R_bs и R_bt следует определять как для болтов класса 10.9, а расчетное сопротивление R_bp как для болтов класса точности В и С.

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

Таблица 6

Элементы конструкций

Коэффициент условий работы g _c

1. Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т. п. при весе перекрытий, равном или большем вре менной 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 покрытий и перекрытий (например, стропильных и аналогичных им ферм) при гибкости l / 60

0,8

4. Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость при w_b < 1,0

0,95

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

0,9

6. Элементы стержневых конструкций покрытий и перекрытий:

а) сжатые (за исключением замкнутых трубчатых сечений) при расчетах на устойчивость

б) растянутые в сварных конструкциях

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

0,95

0,95

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 соединений (кроме соединений на 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

б) стержневых конструкций покрытий и перекрытий

1,1

1,05

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

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

раскосы по рис. 10, а

распорки по рис. 10, б, в

раскосы по рис. 10, в, г, д

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

в) при сложной перекрестной решетке с одноболтовыми соединениями по рис. 10, е

0,9

0,9

0,8

0,75

0,7

10. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков только меньшей полкой), за исключением элементов конструкций, указанных в поз. 9 настоящей таблицы, раскосов по рис. 10 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, толщиной, мм:

а) до 40

б) св. 40 до 60

в) ,,60 ,, 80

1,2

1,15

1,1

Примечания:

1. Коэффициенты условий работы g_c < 1 при расчете одновременно учитывать не следует.

2. Коэффициенты условий работы, 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 условий работы, приведенные в поз. 3; 4; 6, а, в; 7; 8; 9 и 10, а также в поз. 5 и 6, б (кроме стыковых сварных соединений), при расчете соединении рассматриваемых элементов учитывать не следует.

4. В случаях, неоговоренных в настоящих нормах, в формулах следует принимать g_c = 1_.

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ

  Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы 5.1. Расчет на прочность элементов, в том числе двутаврового сечения с гофрированными стенками (Рис. 1), подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, кроме указанных в п. 5.2, следует выполнять по формуле

(5)

При расчете элементов двутаврового сечения с поперечно-гофрированной стенкой следует принимать А_n равной сумме площадей нетто двух поясов.

При расчете элементов двутаврового сечения с продольно-гофрированной стенкой следует принимать А_n равной сумме площадей нетто двух поясов и гофрированной стенки, вычисленной с учетом развернутой длины гофров.

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 g_c в формуле (6) должно приниматься по прил. 4 настоящих норм.

5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением R_u / g_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 j следует определять по формулам:

при 0 < 2,5

(8)

при 2,5 < 4,5

(9)

при > 4,5

(10)

Численные значения j приведены в табл. 72.

а)

б)

Рис. 1. Двутавры с гофрированными стенками

а – с продольными гофрами; б – с поперечными гофрами

При расчете элементов двутаврового сечения с продольно-гофрированной стенкой (Рис. 1а) следует принимать А равной сумме площадей брутто двух поясов и гофрированной стенки, вычисленной с учетом развернутой длины гофров.

При расчете элементов двутаврового сечения с поперечно-гофрированной стенкой (Рис. 1б) следует принимать А равной сумме площадей сечения брутто двух поясов. Радиусы инерции сечения симметричного двутавра с поперечно-гофрированной стенкой следует определять по формулам:

i_х = 0,5h; i_y = 0,29в_f,

где h – расстояние между центрами тяжести поясов двутавра,

в_f – ширина пояса.

Для несимметричных двутавров проверяется устойчивость каждого пояса в его плоскости.

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 l_x < Зl_y. где l_x и l_y — расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно x-x и y-y (рис.2), 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)

где — коэффициент продольного изгиба, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3;

с — коэффициент, определяемый по формуле

, (12)

где ;

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

Здесь

J_w — секториальный момент инерции сечения;

b_i и t_i — соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.

Для сечения, приведенного на рис. 2,а, значения и a должны определяться по формулам

(13)

где b = b / h.

Рис. 2. П-образные сечения элементов

а - открытое;

б, в - укрепленные планками или решеткой

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