Мосты и трубы

4.100*. Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), следует определять по формуле

, (226)

где Р - усилие натяжения высокопрочного болта;

m - коэффициент трения, принимаемый по табл. 57*;

g_bh - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 83*.

Таблица 83*

Число высокопрочных болтов в соединении

Значения коэффициента надежности g_bh при обработке контактных поверхностей* способом

пескоструйным или дробеструйным

дробеструйным с нанесением фрикционного грунта или клеефрикционного покрытия

газоплазменным

стальными щетками

дробеметным

дробеметным с газоплазменным нагревом пверхности металла в зоне отверстия до 250-300 °С

2 - 4

1,568

1,250

1,956

2,514

1,441

1,396

5 - 19

1,362

1,157

1,576

1,848

1,321

1,290

1,184

1,068

1,291

1,411

1,208

1,189

___________

* Число обрабатываемых контактных поверхностей (одна или обе) следует принимать по табл. 57*.

Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле

P = R_bh A_bh m_bh, (227)

где R_bh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, определяемое по формуле (139);

m_bh - коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равный 0,95.

4.101. Число n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле

, (228)

где m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

Q_bh - расчетное усилие на один болтоконтакт, определяемое по формуле (226);

n_s - число контактов в соединении.

4.102. При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, следует определять согласно указаниям пп. 4.96 и 4.97.

4.103. Высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:

при отсутствии местного давления

; (229)

при воздействии на пояс местного давления q

, (230)

где n_s - число контактов в соединении;

Q_bh - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом и определяемое по формуле (226); остальные обозначения те же, что и в п. 4.99.

4.104. В случае, если совместная работа проезжей части и поясов главных ферм обеспечивается специальными горизонтальными диафрагмами, расчет прикрепления продольных балок к поперечным следует выполнять на поперечную силу и момент с учетом требований п. 4.74; при этом усилия в болтах, прикрепляющих вертикальные уголки к стенке поперечной балки, необходимо определять как для фланцевых соединений.

Расчет болтовых и фрикционных соединений прикреплений балок проезжей части пролетных строений с решетчатыми главными фермами допускается выполнять только на поперечную силу, вводя дополнительный коэффициент условий работы m_b согласно табл. 84.

Таблица 84

Характеристика прикрепления и места расположения болтов

Особенности конструкции узла

Коэффициент условий работы m_b

Во всех пролетных строениях

Вертикальные уголки прикрепления поперечной балки к узлу решетчатой главной фермы:

болты в полках уголков, прикрепляемых к ферме

Конструкция не способна воспринимать опорный момент

0,85

Конструкция способна воспринимать опорный момент

0,9

то же, к поперечной балке

Независимо от конструкции

0,9

Совместная работа проезжей части и поясов главных ферм не обеспечивается

Вертикальные уголки прикрепления продольной балки к поперечной:

болты в полках уголков, прикрепляемых к поперечной балке

Конструкция не способна воспринимать опорный момент

0,7

Конструкция способна воспринимать опорный момент

0,9

то же, к продольной балке

Независимо от конструкции

0,9

4.105. Расчет по прочности стыковых накладок растянутых элементов ферм и поясов сплошных балок следует выполнять с введением для накладок коэффициента условий работы m = 0,9.

4.106. Листы узловых фасонок следует проверять на прочность прикрепления растянутых и сжатых элементов по контуру, соединяющему центры отверстий периферийных болтов прикрепления указанных элементов, по формуле

N £ 0,675 t R_y m S(0,212a_i + 1)l_i, (231)

где N - продольное усилие в элементе;

t - толщина узловой фасонки;

m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

l_i - длина i-го участка проверяемого контура узловой фасонки;

a_i - угол между направлением i-го участка проверяемого контура и осью элемента (0 £ a_i £ p/2), рад.

4.107. Прочность узловых болтов-шарниров допускается проверять в предположении работы болта на изгиб как свободно лежащей балки, нагруженной сосредоточенными силами по оси пакетов, соприкасающихся с болтом, принимая расчетные сопротивления по табл. 48*.

Расчет соединительных планок и перфорированных листов 4.108*. Соединительные планки или перфорированные листы сквозных сжатых элементов следует рассчитывать на условную поперечную силу Q_fic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

, (232)

где N - продольное усилие сжатия в элементе;

j - коэффициент продольного изгиба при проверке устойчивости элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов, принимаемый по табл. 1*-3 обязательного приложения 15* в зависимости от приведенного относительного эксцентриситета е_ef;

a - коэффициент, принимаемый равным 0,024-0,00007l, но не более 0,015, 0,017 и 0,018 соответственно для сталей марок 16Д, 15ХСНД, 10ХСНД, 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс;

здесь l - гибкость элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов.

Соединительные планки и перфорированные листы сквозных сжато-изогнутых элементов следует рассчитывать на поперечную силу, равную сумме фактической поперечной силы при изгибе и условной Q_fic, определяемой по формуле (232).

При расположении соединительных элементов в нескольких параллельных плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости, поперечную силу Q следует распределять:

при соединительных планках или перфорированных листах, а также в случае их сочетания - поровну между всеми плоскостями планок и перфорированных листов;

при сплошном листе (пакете) и соединительных планках или перфорированных листах - на сплошной лист (пакет) принимать часть поперечной силы, равную Q и определяемую по формуле

, (233)

где A_ef - площадь сечения брутто сквозного элемента, равная Sbt_ef; здесь b и t_ef определяются по п. 4.37;

А_bl,_ef - часть сечения элемента, работающая вместе со сплошным листом и равная A_bl + 2t_v z₁ (здесь А_bl - площадь сечения сплошного листа; t_v - толщина вертикального листа или пакета; z₁ - коэффициент, принимаемый по п. 4.55*).

Соединительные планки и перфорированные листы в промежутках между отверстиями перфорации следует рассчитывать на приходящуюся на них часть поперечной силы Q как элементы безраскосных ферм.

Расчет опорных частей 4.109*. Элементы опорных частей (катки, балансиры, плиты), как правило, следует рассчитывать как конструкции на упругом основании.

Допускается определять усилия в верхних балансирах всех опорных частей, в нижних балансирах неподвижных опорных частей в предположении равномерного распределения нагрузки по площади опирания.

4.110*. При расчете опорных частей должны быть учтены указания пп. 2.20* и 2.28*, а для подвижных опорных частей следует учитывать также эксцентриситеты передачи давления, равные продольным перемещениям катков, секторов и балансиров от нормативных нагрузок и воздействий.

Продольные перемещения подвижных опорных частей следует определять от постоянной нагрузки, временной вертикальной нагрузки с динамическим коэффициентом, деформации опор и их оснований, а также от температуры, указанной в п. 2.27*. При этом для пролетных строений с отношением расстояния между фермами к пролету свыше 1:15 следует учитывать воздействие на неподвижные опорные части нагрузок, возникающих от перепада температур поясов главных ферм в размере 15 °С.

4.111. Заделку анкерного болта следует рассчитывать в соответствии с указаниями п. 5.14 СНиП 2.03.01-84* с введением при этом коэффициента условий работы m = 0,7.

4.112*. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опорных частей (при центральном угле касания поверхностей, равном или большем 90°) следует выполнять по формуле

. (234)

Расчет на диаметральное сжатие катков следует выполнять по формуле

. (235)*

В формулах (234) и (235*):

F - давление на опорную часть;

F₁ - давление на один наиболее нагруженный каток;

r - радиус кривизны поверхности катка или шарнира;

l - длина катка или шарнира;

m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

R_lp, R_cd - расчетные сопротивления соответственно местному смятию при плотном касании и диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемые согласно требованиям п. 4.7*.

КОНСТРУИРОВАНИЕ Общие положения 4.113*. При проектировании стальных конструкций необходимо:

учитывать возможности технологического и кранового оборудования заводов-изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортного и монтажного оборудования строительных организаций;

разделять конструкции на отправочные элементы из условий выполнения максимального объема работ на заводах-изготовителях с учетом грузоподъемности и габаритов транспортных средств;

предусматривать связи, обеспечивающие в процессе транспортирования, монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость конструкции в целом, ее частей и элементов;

осуществлять унификацию монтажных блоков и элементов, а также узлов и расположения болтовых отверстий;

обеспечивать удобство сборки и выполнения монтажных соединений, предусматривая монтажные крепления элементов, устройство монтажных столиков и т.п.;

осуществлять унификацию осуществляемого проката по профилям и длинам с учетом требования об использовании металла с минимальными отходами и потерями;

учитывать допуски проката и допуски заводского изготовления;

предусматривать применение автоматической сварки под флюсом и фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

4.114. При проектировании стальных конструкций следует исключать стесненное расположение привариваемых деталей, резкие изменения сечения элементов, образование конструктивных «надрезов» в виде обрывов фасонок и ребер жесткости или вырезов в них, примыкающих под углом к поверхности напряженных частей сечения (поясов и стенки балок, листов составных элементов и т.д.).

Для повышения выносливости и хладостойкости конструкций и снижения отрицательного влияния остаточных деформаций и напряжений от сварки следует предусматривать мероприятия конструктивного и технологического характера (оптимальный порядок сборки и сварки элементов: роспуск швов; предварительный выгиб и местный подогрев; нагрев отдельных зон после сварки; полное проплавление и выкружки на концах обрываемых деталей, подходящие по касательной к поверхности оставшейся части сечения; механическую обработку зон концентрации напряжений и др.).

В конструкциях северного исполнения следует исключать обрыв отдельных частей сечения по длине элемента в целом (или монтажного блока, если в стыках блоков применены фрикционные соединения).