Свод правил СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81.
СП 16.13330.2011
СВОД ПРАВИЛ
СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Steel structures
Актуализированная редакция
___________________________________________________________
Дата введения 2011-05-20
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ: ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко - институт ОАО "НИЦ "Строительство", ЦНИИПСК им.Мельникова и др.
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 791 и введен в действие с 20 мая 2011 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 16.13330.2010
Информация об изменениях к настоящему актуализированному своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
ВНЕСЕНЫ правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30.12.2015 N 984/пр c 25.03.2016
Введение
Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности людей в зданиях и сооружениях и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки.
Актуализация СНиП II-23-81* выполнена следующим авторским коллективом: Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство" в составе специалистов: д-ра техн. наук И.И.Ведяков, П.Д.Одесский, П.Г.Еремеев, кандидаты техн. наук Г.Е.Бельский, Л.А.Гильденгорн, М.И.Гукова, Б.Н.Решетников, Ю.Н.Симаков, М.Р.Урицкий, М.И.Фарфель, Б.С.Цетлин, инженеры А.П.Лавров, Л.С.Сошникова; Электростальский политехнический институт МИСиС (д-р техн. наук, проф. В.И.Моисеев); ЦНИИПСК им.Мельникова: д-р техн. наук, проф. чл.-корр. РААСН А.Б.Павлов, д-р техн. наук В.М.Горицкий, кандидаты техн. наук В.В.Евдокимов, Е.М.Баско, инженеры Г.Р.Шеляпина, М.М.Ефремов, В.И.Мейтин, В.М.Бабушкин; МГСУ (д-р техн. наук А.Р.Туснин); СПбГАСУ (д-р техн. наук Г.И.Белый); ЮФУ (канд. техн. наук Б.А.Пушкин), Челябинский ЗМК (инж. А.В.Гайдамако); "Институт Теплоэлектропроект" - ОАО "Инженерный центр ЕЭС" (инж. И.К.Вишницкий).
1 Область применения
1.1 Настоящие правила следует соблюдать при проектировании стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения, работающих при температуре не выше 100°С и не ниже минус 60°С.
Нормы не распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.
1.2 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей; магистральных и технологических трубопроводов; резервуаров специального назначения; конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим воздействиям, интенсивным воздействиям температуры, радиации, агрессивных сред; конструкций гидротехнических и мелиоративных сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений, зданий атомных электростанций, а также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих), следует соблюдать дополнительные требования, предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены особенности работы этих конструкций.
2 Нормативные ссылки
Перечень нормативных документов и стандартов, на которые имеются ссылки в настоящих нормах, приведен в приложении А.
Примечание - При пользовании настоящим СП целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национальных органов Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим СП следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 2601, ГОСТ Р ИСО 857-1, ГОСТ Р ИСО 17659 и ГОСТ 28548.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4 Общие положения
4.1 Основные требования к конструкциям
4.1.1 При проектировании стальных строительных конструкций следует:
принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации;
соблюдать требования СП 28.13330 в части защиты строительных конструкций от коррозии и требования [1];
стальные конструкции следует проектировать и возводить с учетом их огнестойкости, а также соблюдать их огнезащиту в соответствии с СП 2.13130;
увеличение толщины проката и стенок труб с целью защиты от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций допускается только при технико-экономическом обосновании;
соблюдать требования государственных стандартов и других нормативных документов на конструкции соответствующего вида; при необходимости выполнять расчет точности размеров конструкций и их элементов согласно нормативным документам;
Не допускается использование восстановленных (т.е. бывших в употреблении и выведенных из первичной эксплуатации или прошедших комплекс диагностических и восстановительных работ) стальных труб, профилей, балок, листов, полос, свай, шпунтов и других видов металлоконструкций предусматривать в проектной и рабочей документации на строительство, реконструкцию и капитальный ремонт зданий и сооружений повышенного и нормального уровня ответственности без заключения специализированной научной организации.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.1.2 Открытые конструкции, не замурованные в бетоне или в кирпичной кладке и т.п., должны быть доступны для наблюдения, оценки технического состояния, выполнения профилактических и ремонтных работ, не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.
4.1.3 Рабочие чертежи стальных конструкций должны соответствовать требованиям по изготовлению (СП 53-101) и монтажу конструкций (СП 70.13330).
В рабочих чертежах конструкций (марок КМ и КМД) и в документации на заказ материалов следует указывать:
марки стали и дополнительные требования к ним, предусмотренные государственными стандартами или техническими условиями и настоящими нормами;
способ выполнения сварных соединений, вид и режим сварки; типы, марки, диаметры электродов и материалов для автоматической и механизированной сварки, положение шва при сварке, тип подкладки для стыковых швов;
классы прочности и точности болтов;
способ подготовки контактных поверхностей для фрикционных соединений;
расположение и размеры сварных, болтовых и фрикционных соединений с указанием выполнения их в заводских или монтажных условиях и, при необходимости, последовательность наложения швов и установки болтов;
способы и объем контроля качества;
требования к защите конструкций от коррозии.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2 Основные расчетные требования
4.2.1 Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям ГОСТ Р 54257.
Расчет стальных конструкций следует выполнять с учетом назначения конструкций, условий их изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации, а также свойств материалов.
В расчетных схемах должны быть учтены деформационные характеристики опорных закреплений, оснований и фундаментов.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.2 При расчете конструкций значения нагрузок и воздействий, а также предельные значения прогибов и перемещений элементов конструкций следует принимать согласно требованиям СП 20.13330, СП 43.13330 и разделов 16 и 17 настоящих норм.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.3 За расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную согласно СП 131.13330.
Расчетная технологическая температура устанавливается заданием на разработку строительной части проекта.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.4 Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.
Рассматриваются следующие расчетные модели несущих конструкций:
отдельные конструктивные элементы (например, растянутые и сжатые стержни, балки, стойки и колонны сплошного сечения и др.);
плоские или пространственные системы, раскрепленные (несвободные - рисунок 1, а); систему следует считать раскрепленной, если конструкция раскрепления не менее чем в 5 раз уменьшает горизонтальные перемещения системы; расчет таких конструкций может быть выполнен путем расчета отдельных элементов с учетом их взаимодействия между собой и с основанием;
плоские или пространственные системы, нераскрепленные (свободные - рисунок 1, б); при расчете таких конструкций, наряду с проверкой отдельных элементов, следует учитывать возможность достижения предельного состояния системы в целом;
листовые конструкции (оболочки вращения).
Рисунок 1 - Схемы систем раскрепленных (а) и не раскрепленных от перемещений (б)
4.2.5 Пространственные стальные конструкции следует, как правило, рассчитывать как единые системы с учетом факторов, определяющих напряженное и деформированное состояние, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием, геометрической и физической нелинейности, свойств материалов и грунтов.
Допускается выполнять проверку устойчивости стержневых конструкций (в том числе пространственных) с использованием сертифицированных вычислительных комплексов как идеализированных систем в предположении упругих деформаций стали.
4.2.6 Оценку общей устойчивости каркаса допускается производить по недеформированной схеме для каркасов рамной (с жесткими узлами ригелей с колоннами), рамно-связевой (рамный каркас с вертикальными диафрагмами жесткости или жесткими вставками) или связевой (безригельный каркас или с нежесткими узлами ригелей с колоннами) систем, которые имеют в своем составе продольные и поперечные рамы и связи, установленные в соответствии с 15.4 настоящих норм.
В рамно-связевой или в связевой системах, когда узлы связевого блока не совпадают с узлами каркаса, расчет следует выполнять по деформированной схеме (с учетом геометрической нелинейности системы).
4.2.7 Элементы конструкций, рассматриваемые в настоящих нормах, подразделяются на три класса в зависимости от напряженно-деформированного состояния (НДС) расчетного сечения:
4.2.8 Буквенные обозначения величин, использованные в настоящих нормах, приведены в приложении Б.
4.3 Учет назначения и условий работы конструкций
4.3.1 В зависимости от назначения, условий работы и наличия сварных соединений конструкции следует подразделять на четыре группы согласно приложению В настоящих норм.
4.3.2 При расчете конструкций и соединений следует учитывать:
Таблица 1
|
|
Элементы конструкций | Коэффициенты условий работы |
1 Балки сплошного сечения и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п. при временной нагрузке, не превышающей вес перекрытий | 0,90 |
2 Колонны общественных зданий при постоянной нагрузке, равной не менее 0,8 расчетной, и опор водонапорных башен | 0,95 |
3 Колонны одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами | 1,05 |
4 Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из двух уголков в сварных фермах покрытий и перекрытий при расчете на устойчивость указанных элементов с гибкостью  60 | 0,80 |
5 Растянутые элементы (затяжки, тяги, оттяжки, подвески) при расчете на прочность по неослабленному сечению | 0,90 |
6 Элементы конструкций из стали с пределом текучести до 440 Н/мм  , несущие статическую нагрузку, при расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов (кроме фрикционных соединений) | 1,10 |
7 Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков - большей полкой): |
|
а) непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка: |
|
раскосы по рисунку 15, а и распорки по рисунку 15, б, в, е | 0,90 |
раскосы по рисунку 15, в, г, д, е | 0,80 |
б) непосредственно к поясам одним болтом или через фасонку независимо от вида соединения | 0,75 |
8 Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой (для неравнополочных уголков - меньшей полкой), за исключением элементов плоских ферм из одиночных уголков и элементов, указанных в позиции 7 настоящей таблицы, раскосов по рисунку 15, б, прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков | 0,75 |
9 Опорные плиты из стали с пределом текучести до 390 Н/мм , несущие статическую нагрузку, толщиной, мм: |
|
а) до 40 | 1,20 |
б) св. 40 до 60 | 1,15 |
в) " 60 " 80 | 1,10 |
Примечания
1 Коэффициенты  1 при расчете совместно учитывать не следует. 2 При расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов, коэффициенты условий работы, приведенные в позициях 6 и 1; 6 и 2; 6 и 3, следует учитывать совместно.
3 При расчете опорных плит коэффициенты, приведенные в позициях 9 и 2, 9 и 3, следует учитывать совместно.
4 Коэффициенты для элементов, приведенных в позициях 1 и 2, следует учитывать также при расчете их соединений.
5 В случаях, не оговоренных в настоящей таблице, в формулах следует принимать  1. | |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3.3 При проектировании конструкций, подвергающихся непосредственному воздействию подвижных, вибрационных и других переменных нагрузок, вызывающих усталость металла, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концентрации напряжения, и следует выполнять расчет на усталость.
4.3.4 При проектировании конструкций, возводимых или эксплуатируемых в условиях низких температур, при которых повышается возможность хрупкого разрушения, следует учитывать требования к материалу, конструированию и технологии изготовления.
4.3.5 При проектировании сварных конструкций следует снижать вредное влияние остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строжки, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).
5 Материалы для конструкций и соединений
5.1 При назначении стали для конструкций следует учитывать группу конструкций, расчетную температуру, требования по ударной вязкости и химическому составу согласно приложению В.
5.2 Для конструкций следует использовать фасонный (уголки, двутавры, швеллеры), листовой, широкополосный универсальный прокат и гнутые профили с техническими требованиями по ГОСТ 27772, ГОСТ 14637, ГОСТ 535, ГОСТ 19281, тонколистовой прокат из углеродистой стали по ГОСТ 16523 и из стали повышенной прочности - по ГОСТ 17066, холодногнутые профили по ГОСТ 11474, профили гнутые замкнутые квадратные и прямоугольные по ГОСТ 30245, сортовой прокат (круг, квадрат, полоса) по ГОСТ 535 и ГОСТ 19281, электросварные трубы по ГОСТ 10705 и ГОСТ 10706, горячедеформированные трубы по ГОСТ 8731.
Допускается использовать другие материалы, имеющие сертификат соответствия установленной формы, при условии выполнения требований приложения В настоящих норм к механическим свойствам и химическому составу.
Для обеспечения предела огнестойкости (45 мин) для всех групп, согласно приложению В, открытых конструкций (см. 4.1.3) независимо от расчетной температуры следует назначать прокат из стали 06МБФ по [3]*, имеющей расчетные характеристики стали С345-4 по ГОСТ 27772, или прокат из других сталей, обеспечивающих предел огнестойкости 45 мин.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.3 Для отливок (опорных частей и т.п.) следует применять сталь марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л, удовлетворяющую требованиям ГОСТ 977 для групп: II (отливки ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при статических и переменных нагрузках) или III (отливки особо ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при динамических нагрузках). Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна следует принимать по таблице В.9.
Для отливок групп II и III могут применяться низколегированные стали по согласованию с организацией - составителем норм.
5.4 Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467; сварочную проволоку по ГОСТ 2246, флюсы по ГОСТ 9087, порошковую проволоку по ГОСТ 26271 для автоматической и механизированной сварки в соответствии с таблицей Г.1, а также углекислый газ по ГОСТ 8050, аргон по ГОСТ 10157.
5.5 Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие техническим требованиям ГОСТ Р 898-1*, ГОСТ Р 52628, и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123, а также высокопрочные болты, указанные в 5.6, ГОСТ Р ИСО 4759-3 и ГОСТ Р ИСО 8992.
Болты следует применять по ГОСТ 7798 и ГОСТ 7805 согласно требованиям таблицы Г.3.
Гайки следует применять по ГОСТ 5915 и ГОСТ 5927. При работе болтов на срез и растяжение классы прочности гаек следует принимать в соответствии с классом прочности болтов: 5 - при 5.6; 8 - при 8.8; 10 - при 10.9; 12 - при 12.9.
При работе болтов только на срез допускается применять класс прочности гаек при классе прочности болтов: 4 - при 5.6 и 5.8; 5 - при 8.8; 8 - при 10.9; 10 - при 12.9.
Шайбы следует применять: круглые по ГОСТ 11371, косые - по ГОСТ 10906 и пружинные нормальные - по ГОСТ 6402.
Высокопрочными болтами следует считать болты класса прочности не ниже 10.9.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.6 Для фрикционных и фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты, гайки и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 52643, а их конструкцию и размеры болтов принимать по ГОСТ Р 52644, гайки и шайбы к ним - по ГОСТ Р 52645 и ГОСТ Р 52646.
Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты климатического исполнения ХЛ.
5.7 Допускается применение высокопрочных болтов по другим стандартам и ТУ с техническими требованиями не ниже указанных в ГОСТ Р 52643 при наличии сертификата установленной формы.
5.8 Выбор марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0 и требованиям, приведенным в таблице Г.4, а их конструкцию и размеры принимать по ГОСТ 24379.1.
Болты (U-образные) для крепления оттяжек антенных сооружений связи, а также U-образные и фундаментные болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных устройств следует применять из стали марок, также указанных в таблице Г.4.
Анкерные болты следует применять согласно требованиям СП 43.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.9 Гайки для фундаментных и U-образных болтов диаметром до 48 мм следует применять по техническим требованиям ГОСТ 5915 с техническими требованиями по ГОСТ Р 52628, свыше 48 мм - по ГОСТ 10605.
Для фундаментных болтов из стали Ст3пс2, Ст3сп2, Ст3пс4, Ст3сп4 диаметром до 48 мм следует применять гайки класса прочности 4 по ГОСТ Р 52628, диаметром свыше 48 мм - из материала не ниже группы 02 по ГОСТ 18126.
Для фундаментных болтов диаметром до 48 мм из стали марки 09Г2С и других сталей по ГОСТ 19281 следует применять гайки класса прочности не ниже 5-го по ГОСТ Р 52628, диаметром свыше 48 мм - из материала не ниже группы 05 по ГОСТ 18126. Допускается применять гайки из стали марок, принимаемых для болтов.
5.10 Для шарниров, катков и болтов, работающих в качестве шарниров, а также подкладных листов под катки, следует применять поковки по СП 35.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.11 Для несущих элементов висячих покрытий, оттяжек опор воздушных линий электропередачи, распределительных устройств, контактных сетей транспорта, мачт и башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях следует применять:
канаты спиральные по ГОСТ 3062; ГОСТ 3063; ГОСТ 3064;
канаты двойной свивки по ГОСТ 3066; ГОСТ 3067; ГОСТ 3068; ГОСТ 3081; ГОСТ 7669; ГОСТ 14954;
канаты закрытые несущие по ГОСТ 3090; ГОСТ 18901; ГОСТ 7675; ГОСТ 7676;
пучки и пряди параллельных проволок, формируемых из канатной проволоки, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 7372.
5.12 Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует принимать согласно приложению Г.
6 Расчетные характеристики материалов и соединений
Таблица 2
|
|
Напряженное состояние | Расчетные сопротивления проката и труб |
Растяжение, сжатие, изгиб: |
|
по пределу текучести |  |
по временному сопротивлению |  |
Сдвиг |  |
Смятие: |
|
торцевой поверхности (при наличии пригонки) |  |
местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании |  |
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) |  |
Таблица 3
|
|
Государственный стандарт или технические условия на прокат и трубы | Коэффициент надежности по материалу |
ГОСТ 27772 (кроме сталей С590 и С590К) и другая нормативная документация, использующая процедуру контроля свойств проката по ГОСТ 27772 | 1,025 |
1,100 | |
Для остального проката и труб, соответствующих требованиям настоящих норм | 1,050 |
Для проката и труб, поставляемых по зарубежной нормативной документации | 1,100 |
Значения нормативных и расчетных сопротивлений при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката приведены в таблице В.5, труб - в таблице В.6.
Значения расчетных сопротивлений проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в таблице В.7.
6.2 Расчетные сопротивления гнутых профилей следует принимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены.
6.3 Значения расчетных сопротивлений отливок из углеродистой стали следует принимать по таблице В.8.
6.4 Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 4.
Таблица 4
|
|
|
|
Сварные соединения | Напряженное состояние | Характеристика расчетного сопротивления | Расчетные сопротивления сварных соединений |
Стыковые | Сжатие, растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке с физическим контролем качества шва | По пределу текучести |  |
|
| По временному сопротивлению |  |
| Растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке | По пределу текучести |  |
| Сдвиг |  | |
С угловыми швами | Срез (условный) | По металлу шва |  |
|
| По металлу границы сплавления |  |
Примечание - Значения коэффициентов надежности по металлу шва  следует принимать равными: 1,25 - при  490 Н/мм ; 1,35 - при  590 Н/мм . | |||
Расчетное сопротивление сварного стыкового соединения элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыкового соединения из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.
6.5 Расчетные сопротивления одноболтового соединения следует определять по формулам, приведенным в таблице 5.
Таблица 5
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряженное состояние | Условное обозначение | Расчетные сопротивления одноболтовых соединений | |||||
|
| срезу и растяжению болтов классов прочности | смятию соединяемых элементов | ||||
|
| 5,6 | 5,8 | 8,8 | 10,9 | 12,9 |
|
Срез |  | 0,42  | 0,41 | 0,40 | 0,35 | - | |
Растяжение |  | 0,45 | - | 0,54 | - | - | |
Смятие: |
|
|
| ||||
болты класса точности А |  | - | 1,60 | ||||
болты класса точности В |
| - | 1,35 | ||||
*  следует определять для соединяемых элементов из стали с пределом текучести до 440 Н/мм . | |||||||
Значения нормативных и расчетных сопротивлений срезу и растяжению стали болтов в одноболтовых соединениях приведены в таблице Г.5, а смятию элементов, соединяемых болтами, в таблице Г.6.
Значения расчетных сопротивлений растяжению фундаментных болтов приведены в таблице Г.7.
7 Расчет элементов стальных конструкций при центральном растяжении и сжатии
7.1 Расчет элементов сплошного сечения
Таблица 6
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты | Значения коэффициентов , и | |||||
| при одном болте и расстоянии  , равном | при  и  при количестве болтов в ряду | ||||
| 1,35 * | 1,5 | 2 | 2 | 3 | 4 |
| 1,70 | 1,70 | 1,70 | 1,77 | 1,45 | 1,17 |
| 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,19 | 0,36 | 0,47 |
| 0,65 | 0,85 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
* Только для элементов решеток (раскосов и распорок), кроме постоянно работающих на растяжение, при толщине полки до 6 мм.
Обозначения, принятые в таблице 6:
- расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия;  - расстояние вдоль усилия между центрами отверстий. | ||||||
Таблица 7
|
|
|
|
Тип сечения | Значения коэффи- циентов | ||
Обозна- чение | Форма | | |
|  | 0,03 | 0,06 |
|  | 0,04 | 0,09 |
 |  | 0,04 | 0,14 |
Примечание - Для прокатных двутавров высотой свыше 500 мм при расчете на устойчивость в плоскости стенки следует принимать тип сечения . | |||
7.1.4 Расчет на устойчивость стержней из одиночных уголков следует выполнять с учетом требований 7.1.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка и расчетную длину следует принимать согласно требованиям 10.1.4 и 10.2.1.
При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования 16.12.
7.1.5 Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2) рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования 7.2.2; 7.2.3; 7.2.7 и 7.2.8.
а - открытое; б, в - укрепленные планками или решетками
Рисунок 2 - П-образные сечения элементов
7.2 Расчет элементов сквозного сечения
Таблица 8
|
|
|
|
Тип сече- ния | Схема сечения | Приведенная гибкость стержня сквозного сечения | |
|
| с планками | с решетками |
1 |  |  , (12) где  |  , (15) где  |
2 |  |  , (13) где  ;  |  , (16) где  ;  (  и  относятся к сторонам соответственно  и  ) |
3 |  |  , (14) где  |  , (17) где |
Обозначения, принятые в таблице 8:
 - гибкость сквозного стержня в целом в плоскости, перпендикулярной оси ;
 - наибольшая из гибкостей сквозного стержня в целом в плоскостях, перпендикулярных оси или ;
 ,  ,  - гибкости отдельных ветвей при изгибе в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки; ( , ) - расстояние между осями ветвей;
,  - размеры, определяемые по рисункам 3 и 4;
 - площадь сечения всего стержня;
 ,  - площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), расположенных соответственно в плоскостях, перпендикулярных осям 1-1 и 2-2;
 - площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке - двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);
 ,  - моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1-1 и 3-3 (для сечений типов 1 и 3);
,  - то же, двух уголков относительно осей соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);
 - момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси (рисунок 4; для сечений типов 1 и 3);
 ,  - момент инерции сечения одной из планок, расположенных в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2). Примечание - К типу 1 также следует относить сечения, у которых вместо швеллеров применены двутавры, трубчатые и другие профили для одной или обеих ветвей; при этом оси и 1-1 должны проходить через центры тяжести соответственно сечения в целом и отдельной ветви, а значения  и в формуле (12) должны обеспечить наибольшее значение . | |||
Расчет на устойчивость сквозных стержней с числом панелей менее шести допускается выполнять:
при планках - как расчет рамных систем;
при решетках - согласно требованиям 7.2.5.
При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок 2, б и в) гибкость ветви следует вычислять по радиусу инерции полусечения относительно его центральной оси, перпендикулярной плоскости планок.
7.2.4 В сквозных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. При необходимости следует учитывать влияние моментов в узлах, например от расцентровки элементов решетки.
Допускается принимать более высокие значения условной гибкости ветвей, но не более 4,1 при условии, что расчет таких стержней выполнен согласно требованиям 7.2.5.
а - треугольная, б - треугольная с распорками, в - крестовая, г - крестовая с распорками
Рисунок 3 - Схемы решеток сквозных стержней
Рисунок 4 - Сквозной стержень с планками
При этом в пределах длины сжатого элемента следует предусматривать не менее двух промежуточных связей (прокладок).
при наличии только соединительных планок (решеток) - поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;
при наличии сплошного листа и соединительных планок (решеток) - пополам между листом и планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу;
7.2.9 Расчет элементов соединительных решеток составных стержней следует выполнять как расчет элементов решеток плоских ферм. При расчете раскосов решеток по рисунку 3 усилие в раскосе следует определять по формуле
7.2.10 Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (18).
7.3 Проверка устойчивости стенок и поясных листов центрально-сжатых элементов сплошного сечения
Рисунок 5 - Расчетные размеры стенок, свесов полок, поясных листов в прокатных, составных и гнутых профилях
полную высоту стенки - в сварных элементах;
расстояние между ближайшими к оси элемента краями поясных уголков - в элементах с фрикционными поясными соединениями;
расстояние между началами внутренних закруглений - в прокатных профилях;
расстояние между краями выкружек - в гнутых профилях.
Таблица 9
|
|
|
Сечение | Условная гибкость элемента | Предельная условная гибкость стенки |
 |  2 |  (23) |
|  2 |  (24) |
 | 1 |  (25) |
| 1 |  (26) |
 | 0,8 |  (27) |
| 0,8 |  (28) |
 | 0,8  4 |  (29) |
Обозначения, принятые в таблице 9:
- условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии;
 - ширина полки тавра. Примечания
1 В коробчатом сечении значение следует определять для пластинок, расположенных параллельно плоскости, в которой проверяется устойчивость элемента в целом. 2 В тавровом сечении должно соблюдаться условие 1  2; при 0,8 или  4 в формуле (29) следует принимать соответственно  0,8 или 4. 3 Знак " " в формулах означает, что значение в случае его превышения при расчете по формуле следует принимать равным указанному в правой части. | ||
В сплошностенчатых ветвях колонн сквозного сечения ребра жесткости допускается устанавливать только в узлах крепления соединительных решеток (планок).
Стенки допускается укреплять односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, приваренных к стенке пером. Момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не менее чем для парного симметричного ребра.
При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей гранью стенки.
Продольные ребра жесткости следует включать в расчетные сечения элементов.
Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать как для поперечных ребер согласно требованиям 7.3.3.
для двутаврового и швеллерного сечений
для коробчатого сечения:
при центральном сжатии
при внецентренном сжатии
В формулах (31)-(33) обозначено:
для двутаврового сечения
для коробчатого сечения
для швеллерного сечения
от грани стенки до края поясного листа (полки) - в сварных элементах;
от оси крайнего болта в поясе до края поясного листа - в элементах с фрикционными поясными соединениями;
от начала внутреннего закругления до края полки - в прокатных профилях;
от края выкружки до края полки - в гнутых профилях (см. рисунок 5).
Таблица 10
|
|
Сечение | Предельная условная гибкость свеса (отгиба) полки при гибкости элемента 0,8 4 |
 |  (37) |
 |  (38) |
 |  (39) |
 |  (40) |
Обозначение, принятое в таблице 10:
- условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии. Примечание - Для свесов (отгибов) полок (см. рисунок 5) предельные значения условной гибкости , вычисленные по формулам (37) и (38), следует умножать на коэффициент 1,5, а по формуле (39) - на 1,6. | |
8 Расчет элементов стальных конструкций при изгибе
8.1 Общие положения расчета
В зависимости от назначения и условий эксплуатации конструкций расчет изгибаемых элементов (балок) следует выполнять без учета или с учетом пластических деформаций в соответствии с подразделением элементов на три класса согласно 4.2.7.
Балки 1-го класса следует применять для всех видов нагрузок и рассчитывать в пределах упругих деформаций; балки 2-го и 3-го классов следует применять для статических нагрузок и рассчитывать с учетом развития пластических деформаций.
Балки крановых путей под краны групп режимов работы 1К-8К по ГОСТ 25546 при расчете на прочность следует относить к 1-му классу.
8.2 Расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения
8.2.1 Расчет на прочность балок 1-го класса следует выполнять по формулам:
при действии момента в одной из главных плоскостей
при действии в сечении поперечной силы
при действии моментов в двух главных плоскостях (и наличии бимомента)
при одновременном действии в стенке балки момента и поперечной силы
В балках, рассчитываемых по формуле (43), значения напряжений в стенке балки должны быть проверены по формуле (44) в двух главных плоскостях изгиба.
для случаев по рисунку 6, а и б
для случая по рисунку 6, в
4,5 - для балок с фрикционными поясными соединениями;
а - сварная; б - прокатная; в - сварная или прокатная при нагрузке от колеса крана
Рисунок 6 - Схемы распределения сосредоточенной нагрузки на стенку балки
Рисунок 7 - Схемы двутаврового (а) и коробчатого (б) сечений балок с действующими на них усилиями
8.2.5 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового и коробчатого сечений с двумя осями симметрии, изгибаемых в плоскости наибольшей жесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20%, при соблюдении требований 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18 следует выполнять по формуле (50) как сечений 2-го класса с учетом частичного перераспределения опорных и пролетных моментов.
В этом случае расчетное значение момента следует определять по формуле
а) в неразрезных балках с шарнирно опертыми концами большему из значений:
8.2.6 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих 8.2.5, в случае изгиба в двух главных плоскостях следует выполнять по формуле (51) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно указаниям 8.2.5.
при изгибе в одной главной плоскости
при изгибе в двух главных плоскостях
В формулах (59) и (60) обозначено:
Расчет бистальных балок при наличии зоны чистого изгиба и в опорном сечении, а также с учетом ослабления сечения следует выполнять согласно 8.2.3 и приложению М.
8.3 Расчет на прочность балок крановых путей сплошного сечения
8.3.1 Расчет на прочность балок крановых путей следует выполнять согласно требованиям 8.2.1 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, определяемых согласно СП 20.13330.
8.3.2 Расчет на прочность стенок балок крановых путей (за исключением балок, рассчитываемых на усталость, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических производств и 8К) следует выполнять по формуле (44), в которой при расчете сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 0,87 следует принимать коэффициент 0,77.
В формулах (67) обозначено:
Все напряжения в формулах (63)-(67) следует принимать со знаком "плюс".
8.3.4 Расчет на прочность подвесных балок крановых путей (монорельсов) следует выполнять с учетом местных нормальных напряжений от давления колеса крана, направленных вдоль и поперек оси балки.
Расчет на прочность стенок бистальных балок крановых путей следует выполнять согласно требованиям 8.3.2.
8.4 Расчет на общую устойчивость изгибаемых элементов сплошного сечения
8.4.1 Расчет на устойчивость двутавровых балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса, удовлетворяющих требованиям 8.2.1 и 8.2.8, следует выполнять по формулам:
при изгибе в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения
при изгибе в двух главных плоскостях (и наличии секториальных напряжений)
В формулах (69) и (70) обозначено:
8.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует считать обеспеченной:
а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и с ним связанный с помощью сварки, болтов, самонарезающих винтов и др; при этом силы трения учитывать не следует;
Таблица 11
|
|
Место приложения нагрузки | Условная предельная гибкость сжатого пояса прокатной или сварной балки |
К верхнему поясу |  (71) |
К нижнему поясу |  (72) |
Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе |  (73) |
Обозначения, принятые в таблице 11:
и  - соответственно ширина и толщина сжатого пояса; - расстояние (высота) между осями поясных листов. Примечания
1 Значения определены при 1  6 и 15  35; для балок с отношением  15 в формулах таблицы 11 следует принимать  15. 2 Для балок с фрикционными поясными соединениями значения следует умножать на 1,2. 3 Значения допускается повысить умножением на коэффициент  , где  . | |
8.4.5 Прикрепления к сжатому поясу жесткого настила, продольных или поперечных связей, которые должны обеспечить устойчивость изгибаемого элемента, следует рассчитывать на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:
при непрерывном закреплении - по формуле
При этом допускается принимать значения условной предельной гибкости пояса балки:
Учет пластических деформаций при расчете балок со сжатым поясом, менее развитым, чем растянутый, допускается лишь при выполнении требований 8.4.4, а.
8.5 Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых элементов сплошного сечения
8.5.1 Устойчивость стенок балок 1-го класса следует считать обеспеченной, если выполнены требования 8.2.1, 8.3.1-8.3.3, 8.4.1-8.4.5 и условная гибкость стенки
3,2 - то же, в балках с односторонними поясными швами;
При этом следует устанавливать поперечные (и опорные) ребра жесткости согласно требованиям 8.5.9 или согласно 8.5.11 и 8.5.12.
а - при приложении сосредоточенной нагрузки к сжатому поясу; б - то же, к растянутому поясу
Рисунок 8 - Схема участка балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости
В формуле (80) обозначено:
Таблица 12
|
|
|
|
|
|
|
|
Поясные соединения балок | Значение при , равном | ||||||
| 0,8 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 10,0 |  30,0 |
Сварные | 30,0 | 31,5 | 33,3 | 34,6 | 34,8 | 35,1 | 35,5 |
Фрикционные | 35,2 | ||||||
Таблица 13
|
|
|
Балки | Условия работы сжатого пояса | |
Крановых путей | Крановые рельсы не приварены | 2,0 |
| Крановые рельсы приварены |  |
Прочие | При непрерывном опирании плит | |
| В прочих случаях | 0,8 |
Примечание - Для отсеков балок крановых путей, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, при вычислении коэффициента следует принимать 0,8. | ||
Таблица 14
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 | Значения при  , равном , равном | |||||||||
| 0,50 | 0,60 | 0,67 | 0,80 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
0,10 | 56,7 | 46,6 | 41,8 | 34,9 | 28,5 | 24,5 | 21,7 | 19,5 | 17,7 | 16,2 |
0,15 | 38,9 | 31,3 | 27,9 | 23,0 | 18,6 | 16,2 | 14,6 | 13,6 | 12,7 | 12,0 |
0,20 | 33,9 | 26,7 | 23,5 | 19,2 | 15,4 | 13,3 | 12,1 | 11,3 | 10,7 | 10,2 |
0,25 | 30,6 | 24,9 | 20,3 | 16,2 | 12,9 | 11,1 | 10,0 | 9,4 | 9,0 | 8,7 |
0,30 | 28,9 | 21,6 | 18,5 | 14,5 | 11,3 | 9,6 | 8,7 | 8,1 | 7,8 | 7,6 |
0,35 | 28,0 | 20,6 | 17,4 | 13,4 | 10,2 | 8,6 | 7,7 | 7,2 | 6,9 | 6,7 |
0,40 | 27,4 | 20,0 | 16,8 | 12,7 | 9,5 | 7,9 | 7,0 | 6,6 | 6,3 | 6,1 |
Таблица 15
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Значения коэффициента при , равном , равном | |||||||
| 0,50 | 0,60 | 0,67 | 0,80 | 1,00 | 1,20 | 1,40 | 1,60 |
1 | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 |
2 | 1,64 | 1,64 | 1,64 | 1,67 | 1,76 | 1,82 | 1,84 | 1,85 |
4 | 1,66 | 1,67 | 1,69 | 1,75 | 1,88 | 2,01 | 2,09 | 2,12 |
6 | 1,67 | 1,68 | 1,70 | 1,77 | 1,92 | 2,08 | 2,19 | 2,26 |
10 | 1,68 | 1,69 | 1,71 | 1,78 | 1,96 | 2,14 | 2,28 | 2,38 |
30 | 1,68 | 1,70 | 1,72 | 1,80 | 1,99 | 2,20 | 2,38 | 2,52 |
Таблица 16
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение при или  , равном | |||||||
0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
По таблице 12 | 37,0 | 39,2 | 45,2 | 52,8 | 62,0 | 72,6 | 84,7 |
8.5.6 Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, следует считать обеспеченной, если условие (80) будет выполнено с учетом следующих изменений:
Таблица 17
|
|
|
|
|
|
|
| 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
| 10,2 | 12,7 | 15,5 | 20,0 | 25,0 | 30,0 |
а) для балок двоякосимметричного двутаврового и коробчатого сечений
б) для балок асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами,
Таблица 18
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 | Значения при , равном | |||||||
| 2,2 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 |
0 | 0,240 | 0,239 | 0,235 | 0,226 | 0,213 | 0,195 | 0,173 | 0,153 |
0,5 | 0,203 | 0,202 | 0,197 | 0,189 | 0,176 | 0,158 | 0,136 | 0,116 |
0,6 | 0,186 | 0,185 | 0,181 | 0,172 | 0,159 | 0,141 | 0,119 | 0,099 |
0,7 | 0,167 | 0,166 | 0,162 | 0,152 | 0,140 | 0,122 | 0,100 | 0,080 |
0,8 | 0,144 | 0,143 | 0,139 | 0,130 | 0,117 | 0,099 | 0,077 | 0,057 |
0,9 | 0,119 | 0,118 | 0,114 | 0,105 | 0,092 | 0,074 | 0,052 | 0,032 |
8.5.9 Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости:
в балках 2-го и 3-го классов - при любых значениях условной гибкости стенки на участках длины балки, где учитываются пластические деформации, а на остальных участках - как в балках 1-го класса.
Поперечные ребра жесткости следует устанавливать, как правило, в местах приложения неподвижных сосредоточенных нагрузок и на опорах балок.
При укреплении стенки односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером, момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не меньше, чем для парного ребра.
а) пластинку 1, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле
где
б) пластинку 2, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, - по формуле
при
а - балка со сжатым верхним поясом; б - балка с растянутым верхним поясом
Рисунок 9 - Схема балки, укрепленной поперечными (3) и продольными (4) ребрами жесткости
8.5.13 Промежуточные ребра, расположенные на пластинке 1 между сжатым поясом и продольным ребром, следует доводить до продольного ребра (рисунок 10).
Рисунок 10 - Схема балки, укрепленной поперечными (3), продольными (4) и промежуточными (5) ребрами жесткости
8.5.15 При укреплении стенки поперечными ребрами и парным продольным ребром жесткости места расположения и моменты инерции сечений этих ребер должны удовлетворять требованиям 8.5.9 и формулам таблицы 19.
Таблица 19
|
|
|
|
|
 | Моменты инерции ребра | |||
| поперечного (  ) | продольного (  ) | ||
|
| требуемое | предельное | |
|
|
| минимальное | максимальное |
0,20 |  |  |  |  |
0,25 |
|  | |  |
0,30 |
| | - | - |
Примечание - При вычислении * для промежуточных значений допускается линейная интерполяция. | ||||
При расположении продольного и поперечных ребер жесткости с одной стороны стенки моменты инерции сечений каждого из них следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки.
8.5.17 Участок стенки балки над опорой следует рассчитывать на устойчивость при центральном сжатии из плоскости балки как стойку, нагруженную опорной реакцией.
а - в торце с применением строжки; б - удаленного от торца с плотной пригонкой или приваркой к нижнему поясу
Рисунок 11 - Схема опорного ребра жесткости
Сварные швы, прикрепляющие опорное ребро к нижнему поясу балки, следует рассчитывать на воздействие опорной реакции.
При отсутствии опорных ребер жесткости (в прокатных балках) расчетным сечением стойки является полоса стенки шириной, равной длине участка опирания балки.
для свеса полки (без окаймления и отгиба) двутаврового сечения
для поясного листа коробчатого сечения
для однородного сечения
для бистального сечения
для свеса полки (без окаймления и отгиба) двутаврового сечения
для поясного листа коробчатого сечения
8.6 Расчет опорных плит
8.6.1 Площадь стальной опорной плиты должна удовлетворять требованиям расчета на прочность фундамента.
Передача расчетного усилия на опорную плиту может осуществляться через фрезерованный торец или через сварные швы конструкции, опирающейся на плиту.
8.6.2 Толщину опорной плиты следует определять расчетом на изгиб пластинки по формуле
для консольного участка плиты
для участка плиты, опертого на четыре стороны в направлении короткой и длинной сторон соответственно
для участка плиты, опертого по трем сторонам
9 Расчет элементов стальных конструкций при действии продольной силы с изгибом
9.1 Расчет на прочность элементов сплошного сечения
Расчет на прочность элементов в случаях, не предусмотренных расчетом по формуле (105), следует выполнять по формуле
9.2 Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения
9.2.1 Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов при действии момента в одной из главных плоскостей следует выполнять как в этой плоскости (плоская форма потери устойчивости), так и из этой плоскости (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).
9.2.2 Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле
для колонны постоянного сечения рамной системы - наибольшему моменту в пределах длины колонны;
для ступенчатой колонны - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;
для колонны с одним защемленным, а другим свободным концом - моменту в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины колонны от заделки;
для сжатых поясов ферм и структурных плит, воспринимающих внеузловую поперечную нагрузку, - наибольшему моменту в пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругой неразрезной балки;
Таблица 20
|
|
|
|
Относительный эксцентриситет  | Момент при условной гибкости стержня | ||
| 4 | 4 | |
 3 3  20 |   |   | |
Обозначения, принятые в таблице 20:
- наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня; - наибольший изгибающий момент в пределах средней трети длины стержня, принимаемый равным не менее 0,5 ; - изгибающий момент, принимаемый равным при 3 и 4, но не менее 0,5 . | |||
для стержней с концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, - максимальный момент в пределах средней трети длины, но не менее половины наибольшего момента по длине стержня;
для стержней с одним защемленным, а другим свободным концом - момент в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки.
9.2.7 Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) элементов двутаврового сечения, непрерывно подкрепленных вдоль одной из полок, следует выполнять согласно приложению Ж.
где
Таблица 21
|
|
|
|
|
|
Тип сече- ния | Схема сечения и эксцентриситет | Значения коэффициентов | |||
|
| при | при | ||
|
| 1 | 1  5 |  3,14 | 3,14 |
1 |  | 0,7 | 0,65+0,05 | 1 |  |
2 |  |
|
|
|
|
3 |  |
|
|
|
|
4 |  | 1-0,3  |  | 1 |  1 при  0,5 |
Обозначения, принятые в таблице 21:
 и  - моменты инерции соответственно большей и меньшей полок относительно оси симметрии сечения ; - значение при  3,14. Примечание - При значениях  0,3 следует принимать  0,3. | |||||
Здесь следует определять:
Значения относительных эксцентриситетов следует вычислять по формулам:
9.2.10 Расчет на устойчивость стержней сплошного постоянного коробчатого сечения при сжатии с изгибом в одной или в двух главных плоскостях следует выполнять по формулам:
9.3 Расчет на устойчивость элементов сквозного сечения
9.3.1 При проверке на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) стержней сквозного сечения с соединительными планками или решетками следует выполнять как расчет стержня в целом, так и отдельных ветвей.
9.3.5 Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых) трехгранных сквозных стержней с решетками и постоянным по длине равносторонним сечением следует выполнять согласно требованиям раздела 16.
Рисунок 12 - Схема сквозного сечения стержня из двух сплошностенчатых ветвей
В случае когда фактическая поперечная сила больше условной, следует соединять ветви сквозных внецентренно-сжатых элементов, как правило, решетками.
9.4 Проверка устойчивости стенок и поясов
9.4.1 Расчетные размеры проверяемых на устойчивость стенок и поясных листов (полок) следует принимать согласно требованиям 7.3.1 и 7.3.7.
Таблица 22
|
|
|
|
|
Тип сече- ния | Схема сечения и эксцентриситет | Условия применения формул | Предельная условная гибкость стенки | |
1 |  | 1  10; для двутавра  |  2 |  (125) |
|
|
|  2 |  (126) |
2 |  |  ; 1  2 | 
 (127) | |
3 |  | 1 2 |  (128) | |
4 |  | 1 2; 0,8  4 |  (129) | |
5 |  |  1 |  (130) | |
Обозначения, принятые в таблице 22:
 - условная гибкость стержня в плоскости действия момента; - коэффициент, определяемый по таблице 17 в зависимости от ; (здесь - наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс" и вычисленное без учета коэффициентов ,  и  ; - соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки);  (здесь - среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении; для коробчатого сечения  ; - ширина полки тавра. Примечания
1 Для сечений типа 1 при значениях 0 1 или 10 20 значения следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными согласно 7.3.2 ( 0) или 8.5.8* ( 20) и по формулам (125) и (126) соответственно. | ||||
| ||||
2 Для сечения типа 2 при  0,5 значение следует определять дважды: согласно 7.3.2 и с использованием формул (125), (126); при 0,5  1 - линейной интерполяцией между значениями , вычисленными при  0,5 и 1. 3 Для сечения типа 4 при 0,8 или  4 в формуле (129) следует принимать  0,8 или 4 соответственно. 4 Для сечений типа 5 при значениях 0  1 значения следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными согласно 7.3.2 (  0) и по формуле (130). | ||||
Таблица 23
|
|
|
|
Тип сече- ния | Схема сечения и эксцентриситет | Условие приме- нения формул | Предельная условная гибкость свеса пояса или поясного листа при гибкости стержня 0,8 4 |
1 |  | 0 5 |  (132) |
2 |  |
|  (133) |
3 |  | - |  (134) |
4 |  |
|  (135) |
Обозначение, принятое в таблице 23:
 - предельное значение условной гибкости свеса пояса или поясного листа центрально-сжатого элемента, определяемое согласно требованиям 7.3.8 и 7.3.9. Примечание - При 5 20 значения следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными по формулам настоящей таблицы, и согласно 8.5.18 и 8.5.19 (при  20) соответственно. | |||
Размеры отгиба следует определять согласно требованиям 7.3.10.
10 Расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных конструкций
10.1 Расчетные длины элементов плоских ферм и связей
а - треугольная со стойками; б - раскосная; в - треугольная со шпренгелями; г - полураскосная треугольная; д - перекрестная
Рисунок 13 - Схемы для определения расчетных длин сжатых элементов (обозначения - см. таблицу 24) решеток ферм
Таблица 24
|
|
|
|
Направление продольного изгиба элемента фермы | Расчетные длины и | ||
| поясов | опорных раскосов и опорных стоек | прочих элементов решетки |
1 В плоскости фермы : |
|
|
|
а) для ферм, кроме указанных в позиции 1, б | | | 0,8 |
б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык | | | 0,9 |
2 В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы) : |
|
|
|
а) для ферм, кроме указанных в позиции 2, б |  | | |
б) для ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык | | | 0,9 |
3 В любом направлении  для ферм из одиночных уголков при одинаковых расстояниях между точками закрепления элементов в плоскости и из плоскости фермы | 0,85 | | 0,85 |
Обозначения, принятые в таблице 24 (см. рисунок 13):
- геометрическая длина элемента (расстояние между центрами ближайших узлов) в плоскости фермы; - 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.). | |||
в плоскости пояса фермы
из плоскости пояса фермы
в плоскости ветви
из плоскости ветви
а - пояса фермы; б - ветви колонны
Рисунок 14 - Схемы для определения расчетной длины элементов
Таблица 25
|
|
|
|
Конструкция узла пересечения элементов решетки | Расчетная длина из плоскости фермы (связи) при поддерживающем элементе | ||
| растянутом | неработающем | сжатом |
Оба элемента не прерываются | | 0,7 | |
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой: |
|
|
|
рассматриваемый элемент не прерывается | 0,7 | | 1,4 |
рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой | 0,7 | - | - |
Обозначения, принятые в таблице 25 (см. рисунок 13, д):
- расстояние от центра узла фермы (связи) до точки пересечения элементов; - полная геометрическая длина элемента. | |||
10.2 Расчетные длины элементов пространственных решетчатых конструкций, в том числе структурных
Таблица 26
|
|
Элементы структурных конструкций | Расчетная длина |
1 Кроме указанных в позициях 2 и 3 | |
2 Неразрезные (не прерывающиеся в узлах) пояса, а также элементы поясов и решеток, прикрепляемых в узлах сваркой впритык к шаровым или цилиндрическим узловым элементам | 0,85 |
3 Из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах одной полкой: |
|
а) сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, при  : |
|
до 90 | |
св. 90 до 120 | 0,90 |
св. 120 до 150 (только для элементов решетки) | 0,75 |
св. 150 до 200 (только для элементов решетки) | 0,70 |
б) одним болтом при : |
|
до 90 | |
св. 90 до 120 | 0,95 |
св. 120 до 150 (только для элементов решетки) | 0,85 |
св. 150 до 200 (только для элементов решетки) | 0,80 |
_______________
* Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя бзы данных.
Таблица 27
|
|
|
|
|
Элементы пространственных конструкций | Сжатые и ненагруженные элементы | Растянутые элементы | ||
| | | | |
Пояса: |
|
|
|
|
по рисунку 15, а, б, в |  |  | | |
по рисунку 15, г, д | 0,73 | | 0,73 | |
по рисунку 15, е | 0,64 | | 0,64 | |
Раскосы: |
|
|
|
|
по рисунку 15, а, д |  | |  |  |
по рисунку 15, б, в, г, е |  | |  | |
Распорки: |
|
|
|
|
по рисунку 15, б, е | 0,80  | | - | - |
по рисунку 15, в | 0,73 | |
|
|
Обозначения, принятые в таблице 27 (рисунок 15):
 - условная длина, принимаемая по таблице 28;  - коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по таблице 29. Примечания
1 Раскосы по рисунку 15, а, д в точках пересечения должны быть скреплены между собой.
2 Значение для распорок по рисунку 15, в дано для равнополочных уголков. 3 В скобках даны значения и для раскосов из плоскости грани конструкции. | ||||
Таблица 28
|
|
|
|
Конструкция узла пересечения элементов решетки | Условная длина раскоса при поддерживающем элементе | ||
| растянутом | неработающем | сжатом |
Оба стержня не прерываются | | 1,3 | 0,8  |
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой; рассматриваемый элемент не прерывается: |
|
|
|
в конструкциях по рисунку 15, а | 1,3 | 1,6 | |
в конструкциях по рисунку 15, д | (1,75-0,15 ) | (1,9-0,1 ) | |
Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т.п.) | | | |
Обозначение, принятое в таблице 28 (рисунок 15):
 , где  и  - наименьшие моменты инерции сечения соответственно пояса и раскоса. Примечание - При  1 и  3 в формулах таблицы следует принимать соответственно  1 и 3. | |||
Таблица 29
|
|
|
|
|
Прикрепление раскоса к поясам | Значение | Значение при , равном | ||
|
| до 60 | св. 60 до 160 | св. 160 |
Сварными швами, болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса | До 2 | 1,14 | 0,54+36  | 0,765 |
| Свыше 6 | 1,04 | 0,54+28,8 | 0,740 |
Одним болтом без фасонки | При любых значениях | 1,12 | 0,64+28,8 | 0,820 |
Обозначения, принятые в таблице 29:
- по таблице 28; - длина, принимаемая равной: - для раскосов по рисунку 15, б, в, г, е; по таблице 28 - для раскосов по рисунку 15, а, д. Примечания
1 Значение при 2  6 следует определять линейной интерполяцией. 2 При прикреплении одного конца раскоса к поясу без фасонок сваркой или болтами, а второго конца - через фасонку коэффициент расчетной длины раскоса следует принимать равным 0,5(1+ ); при прикреплении обоих концов раскосов через фасонки  1,0. | ||||
а, б, в - с совмещенными в смежных гранях узлами; г, д - с несовмещенными в смежных гранях узлами; е - с частично совмещенными в смежных гранях узлами
Рисунок 15 - Схемы пространственных решетчатых конструкций
10.2.6 Расчетные длины сжатых элементов пространственных решетчатых конструкций допускается определять из расчета с использованием сертифицированных вычислительных комплексов (в предположении упругой работы стали и недеформированной схемы). При этом рекомендуется использовать программные комплексы, в которых несущая способность сжатых стержней определена с учетом неплоской формы продольного изгиба.
10.3 Расчетные длины колонн (стоек)
10.3.2 При определении коэффициентов расчетной длины колонн (стоек) значения продольных сил в элементах системы следует принимать, как правило, для того сочетания нагрузок, для которого выполняется проверка устойчивости колонн (стоек) согласно разделам 7 и 9.
При этом необходимо различать несвободные (раскрепленные) рамы, у которых узлы крепления ригелей к колоннам не имеют свободы перемещения в направлении, перпендикулярном оси колонны в плоскости рамы, и свободные (нераскрепленные) рамы, у которых такие перемещения возможны (см. рисунок 1).
Таблица 30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема закрепления колонны (стойки) и вид нагрузки |  |  |  |  |  |  |  |
 |
| 1,0 | 0,7 | 0,5 | 2,0 | 1,0 | 2,0 | 0,725 | 1,12 |
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.
