Сполучення балки з колоною на болтах з опорним фланцем
Розрахункову несучу здатність на згин MjRd сполучення балки з колоною на болтах з опорним фланцем можна визначити за формулою
(9.17)
де FtrRd - ефективна несуча здатність на розтяг ряду болтів г, hr - відстань від ряду болтів г до центра стиску;
г - номер ряду болтів.
Примітка. У болтовому вузловому з’єднанні з більш ніж одним рядом болтів, що працюють на розтяг, ряди болтів нумеруються, починаючи з низки болтів найбільш віддаленого від центра стиску.
У болтових з’єднаннях з опорним фланцем центр стиску слід вважати розташованим на лінії, що проходить через середину стиснутої полиці приєднуваного елемента.
Ефективну розрахункову несучу здатність на розтяг FtrRd кожного ряду болтів слід визначати по черзі, починаючи з першого, найбільш віддаленого від центра стиску, потім другого і так далі.
При визначенні ефективної розрахункової несучої здатності на розтяг Ftr Rd ряду болтів г, ефективною розрахунковою несучою здатністю на розтяг всіх інших болтів, розташованих ближче до центра стиску, варто знехтувати.
Ефективну розрахункову несучу здатність на розтяг FtrRd ряду болтів г слід приймати такою, що дорівнює розрахунковій несучій здатності на розтяг Ft Rd , розглядаючи ізольовано від інших рядів болтів (див. 9.7.2.6).
Значення ефективної розрахункової несучої здатності на розтяг FtrRd ряду болтів г, розглянутого ізольовано від інших рядів, слід приймати таким, що дорівнює значенню найменшою несучої здатності на розтяг окремих рядів болтів при розрахунку наступних основних компонентів:
стінки колони при поперечному розтягу Ft wc Rd;
полиці колони при поперечному згині Ft fc Rd;
опорного фланця при згині Ft ep Rd;
стінки балки при розтягу Ft wb Rd.
Ефективну розрахункову несучу здатність на розтяг Ftr Rd ряду болтів г слід, за необхідності, зменшувати до значення, меншого ніж Ft Rd , визначеного в 9.7.2.6, щоб при урахуванні в розрахунку всіх рядів болтів до ряду г включно виконувалися наступні умови:
сумарна розрахункова несуча здатність YFt Rd< Vwp Rd /0 , де 0 слід визначати за 9.3.7;
сумарна розрахункова несуча здатність XFt Rd не повинна перевищувати найменшого з таких двох значень:
розрахункової несучої здатності стінки колони при поперечному стиску Fc wc Rd;
розрахункової несучої здатності стінки і полиці балки при стиску FcfbRd.
Крутильна жорсткість
Базова модель
Крутильну жорсткість вузла слід визначати, виходячи з згинальних жорсткостей його ОСНОВНИХ компонентів, кожен З ЯКИХ представлений коефіцієнтами пружної жорсткості kj , що визначаються за 9.8.2.
Для болтових вузлових з’єднань з опорним фланцем, що прикріплюється більш ніж ОДНИМ рядом розтягнутих болтів, коефіцієнти жорсткості kj для відповідних основних компонентів слід визначати комбінуванням їх значень. Для сполучень балки з колоною і стиків балок слід застосовувати метод, наведений у 9.8.3
У болтовому вузловому з’єднанні з опорним фланцем, прикріпленим більш, ніж одним рядом розтягнутих болтів, з метою спрощення розрахунку роботою одного з рядів болтів можна знехтувати за умови, що при розрахунку не враховують роботу всіх інших рядів болтів, найближчих до центра стиску. Кількість решти рядів болтів не обов’язково має бути таким самим, що і при визначенні розрахункової несучої здатності з’єднання на дію згинального моменту.
Якщо осьова сила, що діє на приєднаний елемент, не перевищує 5 % розрахункової несучої здатності NplRd його поперечного перерізу, то крутильну жорсткість Sj сполучення балки з колоною або стику балок при дії моменту MjEd , меншого розрахункової несучої здатності вузла на дію згинального моменту MjEd , можна з достатньою точністю визначити за формулою
Е
(9.18)
z2де к, - коефіцієнт жорсткості для основного компонента вузла /;
z - плече внутрішньої пари сил, див. 9.7.1;
р - відношення жорсткостей Sj іпі/S,, див. 9.7.1.6.
Примітка. Початкова крутильна жорсткість SJini визначається за виразом (9.18) при р = 1,0.
Коефіцієнт жорсткості р слід визначати таким чином:
-
(9.19,а)
<MJ:Rd,TO^ = (^,5MhEd/MjiRdy,
(9.19,6)
якщо Mj Ed2
-якщо-М;К(/ < MjEd О
де коефіцієнту визначається за таблицею 9.6.
Таблиця 9.6 - Значення коефіцієнта у
|
Тип з’єднання |
V |
|
Зварне |
2,7 |
|
Болтове з опорним фланцем |
2,7 |
|
Болтове з поясною кутиковою накладкою |
3,1 |
Основні компоненти, які слід враховувати при визначенні жорсткості зварного сполучення балки з колоною і вузлового з’єднання з поясними кутиковими накладками на болтах, наведені в таблиці 9.7. Основні компоненти болтового з’єднання з опорним фланцем і опорною плитою наведені в таблиці 9.8. Для обох таблиць значення коефіцієнтів для основних компонентів слід визначати за таблицею 9.9.
Коефіцієнти жорсткості для основних компонентів вузлів
Коефіцієнти жорсткості для основних компонентів вузлів слід визначати за таблицею 9.9.
Таблиця 9.7 - Вузлові зварні з’єднання і болтові з’єднання з поясною кутиковою накладкою
|
Зварне сполучення балки з колоною |
Коефіцієнти жорсткості kj , прийняті в розрахунку |
|
Одностороннє |
Лі; к2; к3 |
|
Двостороннє - при дії моментів, однакових за значенням і протилежних за напрямом |
к2; к3 |
|
Двостороннє - при дії неоднакових за значенням моментів |
ку, к2; к3 |
|
Сполучення балки з колоною на болтах і поясною кутиковою накладкою |
Коефіцієнти жорсткості kj , прийняті в розрахунку |
|
Одностороннє |
ку, к2; к3; кЛ; к6; к10; /(ц*; /q2** |
|
Двостороннє - при дії моментів, однакових за значенням і протилежних за напрямом |
^11*1 ^12** |
|
Двостороннє - при дії неоднакових за значенням моментів |
kt; к2; к3; к4; к6; kw; V; k12** |
Кінець таблиці 9.7
|
Зварне сполучення балки з колоною |
Коефіцієнти жорсткості kj , прийняті в розрахунку |
||||||
|
Моменти, однакові за абсолютною величиною і протилежні за напрямом |
Нерівні моменти |
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
[ j |
JMjEd j |
1 Г_ |
J |
|||
Таблиця 9.8 - Болтові з’єднання фланця
|
Сполучення балки з колоною на болтах і фланцях |
Кількість рядів розтягнутих болтів |
Коефіцієнти жорсткості к,, прийняті в розрахунку |
|
Одностороннє |
Один |
ку, к2; к3; к4; к5; к10 |
|
Два і більше |
ку к?, keq |
|
|
Двостороннє - при дії моментів, однакових за значенням і протилежних за напрямом |
Один |
к^ к$; к^ к$, /сю |
|
Два і більше |
^2> ^eq |
|
|
Двостороннє - при дії неоднакових за значенням моментів |
Один |
/<1; къ к$, к$, /сю |
|
Два і більше |
ку, к2; keq |
|
|
Стик балок на болтах і фланцях |
Кількість рядів розтягнутих болтів |
Коефіцієнти жорсткості к,, прийняті в розрахунку |
|
Двостороннє - при дії моментів, однакових за значенням і протилежних за напрямом |
Один |
/<5 [ліворуч]; к5 [праворуч]; кю |
|
Два і більше |
keq |
Таблиця 9.9 - Коефіцієнти жорсткості для основних компонентів вузлів
|
Компонент |
Коефіцієнт жорсткості к. |
|
|
Ділянка стінки колони при зсуві |
Нежорстке одностороннє з’єднання або двостороннє з’єднання балок однакової висоти |
Жорстке з’єднання |
|
0,38ДуС X і PZ |
к-і = оо |
|
|
z - плече внутрішньої пари сил, див. таблицю 9.5; р - коефіцієнт трансформації, див. 9.3.7 |
||
|
Стінка колони при стиску |
Нежорстке з'єднання |
Жорстке з’єднання |
|
0j7beff сwctwcК2- dc |
к2= |
|
|
beff,c,wc ~ ефективна ширина, див. 9.6.3.2 |
||
Кінець таблиці 9.9
|
Компонент |
Коефіцієнт жорсткості к/ |
|
|
Стінка колони при розтягу |
Жорстке або нежорстке болтове з'єднання з одним рядом болтів або нежорстке зварне з'єднання |
Жорстке зварне з’єднання |
|
0,7be/jf j wctwcKa dc |
к3=<х> |
|
|
deff,t,wc - ефективна ширина стінки колони при розтягу |
||
|
Полиця колони при згині (для одного ряду розтягнутих болтів) |
0,9Lff f3b — егтtc «4 3 ГГҐ leff- найменша з ефективних довжин (для з’єднання з одним рядом болтів, розглядаючи його ізольовано від інших рядів або як частина групи рядів болтів) |
|
|
Опорний фланець при згині (для одного ряду розтягнутих болтів) |
. _0,9Zefffp3 «5 з leff- найменша з ефективних довжин (для з’єднання з одним рядом болтів, розглядаючи його ізольовано від інших рядів або як частина групи рядів болтів) m - у загальному випадку визначається за кривими на рисунку 9.14 |
|
|
Поясна накладка при згині |
_0,9/efff3 «6 з leff- ефективна довжина поясний накладки, яка визначається за рисунком 9.12; m - див. рисунок 9.16 |
|
|
Болти при розтягу (для одного ряду болтів) |
/г10 = 1,6Дв/І_ь, з попереднім натягом або без Lb- подовження болта довжиною, що дорівнює затискній довжині (загальна товщина матеріалу стягувальних елементів і шайб) плюс напівсума висоти головки болта і гайки |
|
Рисунок 9.16 - Значення а для непідкріплених полиць колони і опорних фланців
Здатність до кручення
Загальні положення
У разі виконання статичного розрахунку вузол у місці утворення пластичного шарніра повинен мати достатню здатність до кручення.
Здатність до кручення болтового або зварного вузлового з’єднання слід визначати, використовуючи положення, наведені в 9.9.2 або 9.9.3. Методи розрахунку, наведені в цих пунктах, застосовні тільки для сталей S235, S275, S355 і для вузлів, в яких розрахункове значення осьової сили NEd , що діє в приєднаному елементі, не перевищує 5 % розрахункової несучої здатності в пластичній стадії NplRd його поперечного перерізу.
В якості альтернативи 9.9.2 і 9.9.3 здатність вузла до кручення не слід перевіряти за умови, що розрахункова несуча здатність MjRd вузлового з’єднання, принаймні, в 1,2 раза вище розрахункової несучої здатності в пластичній стадії Mpl Rd поперечного перерізу приєднувального елемента.
