Стальные конструкции нормы проектирования

где W_cx и W_cy — моменты сопротивления сечений для наиболее сжатого волокна относительно осей соответственно х-х и у-у.

Если l_x > l_y, то кроме расчета по формуле (66) следует произвести дополнительную проверку по формуле (55), принимая е_y = 0.

В случае несовпадения плоскости наибольшей жесткости (J_x > J_y ) с плоскостью симметрии расчетное значение m_x следует увеличить на 25 %.

5.36. Расчет на устойчивость стержней двутаврового сечения с поперечно-гофрированной стенкой, подверженных сжатию и изгибу в двух плоскостях, при совпадении плоскостей наибольшей жесткости (J_x > J_y) с плоскостью симметрии (рис.1,б) следует выполнять:

для стержня в целом – в плоскости наибольшей жесткости (в плоскости стенки) согласно требованиям п.5.27, принимая e_y = 0;

для поясов двутавра – как внецентренно-сжатых элементов по формуле (55), при этом продольную силу в каждом поясе следует определять с учетом усилия от момента М_х (см. п.5.33), а момент М_y распределять между поясами двутавра пропорционально их жесткостям (если момент М_y действует в плоскости одного пояса, то следует считать его полностью передающимся на этот пояс). Гибкость пояса в его плоскости следует определять согласно требованиям п.6.13. настоящих норм.

5.37. Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси у-у (рис. 7), с решетками в двух параллельных плоскостях, подверженных сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует выполнять:

Рис. 7. Сквозное сечение стержня из двух сплошностенчатых ветвей

для стержня в целом — в плоскости, параллельной плоскостям решеток, согласно требованиям п. 5.27, принимая е_y = 0;

для отдельных ветвей — как внецентренно-сжатых элементов по формулам (55) и (60), при этом продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом усилия от момента М_х (см. п. 5.33), а момент M_y распределять между ветвями пропорционально их жесткостям (если момент M_y действует в плоскости одной из ветвей, то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь). Гибкость отдельной ветви следует определять при расчете по формуле (55) согласно требованиям п. 6.13 настоящих норм, при расчете по формуле (60) - по максимальному расстоянию между узлами решетки.

5.38. Расчет соединительных планок или решеток сквозных внецентренно-сжатых стержней следует выполнять согласно требованиям п. 5.9 и 5.10 настоящих норм на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактическую поперечную силу Q или условную поперечную силу Q_fic, вычисляемую согласно требованиям п. 5.8 настоящих норм.

В случае, когда фактическая поперечная сила больше условной, соединять планками ветви сквозных внецентренно-сжатых элементов, как правило, не следует.

Расчет поперечно-гофрированных стенок внецентренно-сжатых стержней двутаврового сечения следует выполнять на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактическую поперечную силу Q или условную поперечную силу Q_{fic ,} вычисляемую согласно требованиям п. 5.8 настоящих норм.

Опорные части 5.39. Неподвижные шарнирные опоры с центрирующими прокладками, тангенциальные, а при весьма больших реакциях – балансирные опоры следует применять при необходимости cтрогo равномерного распределения давления под опорой.

Плоские или катковые подвижные опоры следует применять в случаях, когда нижележащая конструкция должна быть разгружена от горизонтальных усилий, возникающих при неподвижном опирании балки или фермы.

Коэффициент трения в плоских подвижных опорах принимается равным 0,3, в катковых - 0,03.

5.40. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опор следует выполнять (при центральном угле касании поверхностей, равном или большем p / 2) по формуле

, (68)

где F — давление (сила) на опору;

r и l— соответственно радиус и длина шарнира;

R_lp — расчетное сопротивление местному смятию при плотном касании, принимаемое согласно требованиям п. 3.1 настоящих норм.

5.41. Расчет на диаметральное сжатие катков должен производиться по формуле

, (69)

где n — число катков;

d и l — соответственно диаметр и длина катка;

R_cd — расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемое согласно требованиям п. З.1 настоящих норм.

6. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ   Расчетные длины элементов плоских ферм и связей 6.1. Расчетные длины l_ef элементов плоских ферм и связей, за исключением элементов перекрестной решетки ферм, следует принимать по табл. 11.

6.2. Расчетную длину l_ef элемента, по длине которого действуют сжимающие силы N₁ и N₂ (N₁ > N₂), из плоскости фермы (рис. 8, в, г; рис. 9) следует вычислять по формуле

ℓ_ef = ℓ₁ . (70)

Расчет на устойчивость в этом случае следует выполнять на силу N₁.

6.3. Расчетные длины ℓ_ef элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис. 8, д), следует принимать:

в плоскости фермы - равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения (ℓ_ef = ℓ );

из плоскости фермы: для сжатых элементов - по табл. 12; для растянутых элементов - равными полной геометрической длине элемента (ℓ_ef = ℓ₁ ).

Рис.8. Схемы решеток ферм для определения расчетных длин элементов

а-треугольная со стойками

б-раскосная

в-треугольная со шпренгелем

г-полураскосная – треугольная

д-перекрестная

Таблица 11

Направление продольного изгиба Расчетная длина l _ef

поясов

Опорных раскосов и опорных стоек

Прочих элементов решетки

1. В плоскости фермы:

а) для ферм, кроме указанных в поз.1,б

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы):

а) для ферм, кроме указанных в поз. 2,б

б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

ℓ

ℓ

ℓ₁

ℓ₁

ℓ

ℓ

ℓ₁

ℓ₁

0,8 ℓ

0,9 ℓ

ℓ₁

0,9 ℓ₁

Обозначения, принятые в табл. 11 (рис. 8) :

ℓ - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;

ℓ₁ - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т. п.).

Таблица 12

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Расчетная длина l_ef из плоскости фермы при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба элемента не прерываются

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:

рассматриваемый элемент не прерывается

рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой

l

0,7 l₁

0,7 l₁

0,7 l₁

l₁

-

l₁

1,4 l₁-

Обозначения, принятые в табл. 12 (рис. 8, д):

l - расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов;

l₁ - полная геометрическая длина элемента.

а)

Рис. 9. Схемы для определения расчетной длины пояса фермы из плоскости

а — схема фермы; б — схема связей между фермами (вид сверху)

6.4. Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:

при расчетной длине элемента, равной l или 0,9l (где l - расстояние между ближайшими узлами) - минимальный (i = i_min);

в остальных случаях - относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i = i_x или i = i_y в зависимости от направления продольного изгиба).

  Расчетные длины элементов пространственных решетчатых конструкций 6.5. Расчетные длины l_ef и радиусы инерции сечений i сжатых и ненагруженных элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по табл. 13.

Расчетные длиныl_ef и радиусы инерции i растянутых элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать:

для поясов - по табл. 13;

для перекрестных раскосов по рис. 10, а, д, е: в плоскости грани - равными длине l_d и радиусу инерции i_min; из плоскости грани - полной геометрической длине раскоса L_d, равной расстоянию между узлами прикрепления к поясам, и радиусу инерции i_x, относительно оси, параллельной плоскости грани;

для раскосов по рис. 10, б, в, г — равными длине l_d и радиусу инерции i_min.

Расчетные длины l_ef и радиус инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно требованиям подраздела “Расчетные длины элементов плоских ферм и связей”.

Таблица 13

Элементы

l_ef

i

Пояса:

по рис. 10,а,б, в

по рис. 10,г,д,е

Раскосы:

по рис. 10,б,в,г

по рис. 10,а,д

по рис. 10,е

Распорки:

по рис. 10,б

по рис. 10,в

l_m

1,14 l_m

m_d l_d

m_d l_dc

l_d

0,8 l_c

0,65l_c

i_min

i_х или i_y

i_min

i_min

i_min

i_min

i_min

Обозначения, принятые в табл. 13 (рис.10): l_dc - условная длина раскоса, принимаемая по табл. 14;

m_d - коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по табл. 15.

Примечания: 1. Раскосы по рис. 10, а, д, e

в точках пересечения должны быть скреплены между собой.

2. Для раскосов по рис. 10,е необходима дополнительная проверка их из плоскости грани с учетом расчета по деформированной схеме.

3. Значение l_ef для распорок по рис. 10,в дано для равнополочных уголков.

Рис. 10. Схемы пространственных решетчатых конструкций

а, б. в - с совмещенными в смежных гранях узлами;

г, д, е - с несовмещенными в смежных гранях узлами.

6.6. Расчетные длины l_ef и радиусы инерции сечений i при определении гибкости элементов плоских траверс (например, по рис. 25) следует принимать по табл.16.

Таблица 14

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Условная длина раскоса l_dc при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба элемента не прерываются

l_d

1,3l_d

0,8 L_d

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой; рассматриваемый элемент не прерывается:

в конструкциях по рис. 10, а

1,3 l_d

1,6l_d

L_d

в конструкциях по рис. 10, д:

при 1 < n £ 3

(1,75 - 0,15n) l_d

(1,9 - 0,1n)l_d

L_d

при n > 3

1,3 l_d

1,6 l_d

L_d

Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т.п.)

l_d

l_d

l_d

Обозначения, принятые в табл. 14:

L_d – длина раскоса по рис. 10, а, д;

n = ,

где и - наименьшие моменты инерции сечения соответственно пояса и раскоса

Таблица 15

Прикрепление элемента к поясам

n

Значение m_d при , равном

до 60

св. 60 до 160

св.160

Сварными швами, болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, без фасонок

До 2

1,14

0,54 + 36

0,765

Св.6

1,04

0,56 + 28,8

0,74

Одним болтом без фасонки

Независимо oт n

1,12

0,64 + 28,8

0,82

Обозначения, принятые в табл. 15:

n - см табл. 14;

l - длина, принимаемая: l_d - по рис. 10,б,в,г; l_dc - по табл. 14 (для элементов - по рис. 10,а,д).

Примечания: 1. Значения m_d при значениях n от 2 до 6 следует определять линейной интерполяцией.

2. При прикреплении одного конца раскоса к поясу фасонок сваркой или болтами, а второго конца через фасонку, коэффициент расчетной длины раскоса следует принимать равным 0,5(1 + m_d);

при прикреплении обоих концов раскоса через фасонки - m _d = 1,0.

3. Концы раскосов по рис. 10,в следует крепить, как правило, без фасонок. В этом случае при их прикреплении к распорке и поясу сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса, значение коэффициента m_d следует принимать по строке при значении n ,,До 2". В случае прикрепления их концов одним болтом значение коэффициента m_d следует принимать по строке ,,Одним болтом без фасонки", при вычислении значения l_ef no табл. 13 вместо m_d следует принимать 0,5 (1 + m_d) .

Таблица 16

Конструкция траверсы

Расчетная длина l_ef и радиус инерции сечения i

поясов

решетки

l_ef

i

l_ef

i

С поясами и решеткой из одиночных уголков (рис. 25, а)

l_m

l_m1

i_min

i_x

l_d, l_c

-

i_min

-

С поясами из швеллеров и решеткой из одиночных уголков (рис. 25, б)

l_m

1,12 l _m1

i_y

i_x

l_d, l_c

-

i_min

-

Обозначение, принятое в табл. 16:

i_x - радиус инерции сечения относительно оси, параллельной плоскости решетки траверсы.

Расчетные длины элементов структурных конструкций 6.7. Расчетные длины l_ef элементов структурных конструкций следует принимать по табл.17.

Радиусы инерции сечений i элементов структурных конструкций при определении гибкости следует принимать:

для сжато-изгибаемых элементов относительно оси, перпендикулярной или параллельной плоскости изгиба (i = i_x или i = i_y) ;

в остальных случаях — минимальные (i = i_min).

  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, (71)

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.

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;

Таблица 17

Элементы структурных конструкций

Расчетная длина

1. Кроме указанных в поз. 2 и 3

l

2. Неразрезные (не прерывающихся в узлах) пояса и прикрепляемые в узлах сваркой впритык к шаровым или цилиндрическим узловым элементам

0,85l

3. Из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах одной полкой :