Свод правил СП 128.13330.2012 Алюминиевые конструкции. Актуализированная редакция СНиП 2.03.06-85.

     СП 128.13330.2012

СВОД ПРАВИЛ

 АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

 Aluminium structures

Актуализированная редакция

СНиП 2.03.06-85

___________________________________________________________

ОКС 91.080.10

Дата введения 2013-01-01

 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, ЗАО "Метакон центр", ООО "Иплана МП", ООО "Сталко ИПЛ"

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 29 декабря 2011 г. N 619 и введен в действие с 01 января 2013 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 128.13330.2011 "СНиП 2.03.06-85 Алюминиевые конструкции"

Информация об изменениях к настоящему 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     

 Введение

Настоящий свод правил является актуализированной редакцией СНиП 2.03.06-85 "Алюминиевые конструкции". Основанием для разработки нормативного документа является Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"

Актуализация СНиП 2.03.06-85 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, профессоры И.И.Ведяков, П.Д.Одесский, Ю.В.Кривцов, кандидаты техн. наук Б.Г.Бажанов, М.И.Гукова, В.Г.Искендиров, Б.С.Цетлин, В.В.Пивоваров, инженеры Л.С.Сошникова, П.П.Колесников; канд. техн. наук Г.Г.Михайлов, инженеры О.А.Хохлова, Е.Б.Алексеева (ЗАО "Метакон центр"); д-р техн. наук В.К.Востров; канд. техн. наук И.Л.Ружанский (ЦНИИПСК им.Мельникова); инж. В.Ю.Озеров ("ООО СТАЛКО ИПЛ"); инж. Н.Н.Эрастова (ООО "ИПЛАНА МП").

      1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает нормы проектирования строительных алюминиевых конструкций (или конструкций из алюминиевых сплавов) зданий и сооружений.

Нормы не распространяются на проектирование алюминиевых конструкций мостов и конструкций зданий и сооружений, подвергающихся многократному воздействию нагрузок (усталостная прочность), а также непосредственному воздействию подвижных или динамических нагрузок или воздействию температуры выше 100 °С.

1.2 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации, конструкций уникальных зданий и сооружений, а также специальных видов конструкций необходимо соблюдать 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 настоящем своде правил, приведен в приложении А.

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа 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 сводом правил 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

Термины, использованные в настоящем СП, применены в соответствии с ГОСТ 1583.

      4 Общие положения

4.1 Алюминиевые конструкции следует применять при строительстве и реконструкции зданий и сооружений для ограждающих и несущих конструкций в следующих случаях:

при необходимости значительного снижения массы ограждающих и несущих конструкций зданий и сооружений;

с целью обеспечения повышенных архитектурных требований к конструкциям зданий или сооружений;

при необходимости обеспечения повышенной коррозионной стойкости, сохранения прочностных характеристик при низких температурах, отсутствия искрообразования и магнитных свойств.

4.2 При проектировании алюминиевых конструкций необходимо:

выбирать конструктивные схемы, а также сечения элементов и марки деформируемых алюминиевых сплавов, технического алюминия (условно названных "алюминий") и литейных сплавов (условно названных "литейный алюминий"), обеспечивающие прочность и устойчивость конструкций;

максимально использовать широкие возможности получения профилей оптимального сечения при прессовании;

учитывать технологические возможности предприятий-изготовителей профилей и конструкций;

соблюдать требования по защите строительных конструкций от коррозии согласно СП 28.13330;

соблюдать требования ФЗ РФ от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", СП 2.13130, СП 4.13130, ГОСТ Р 53293 и ГОСТ 30403;

учитывать требования государственных стандартов и пользоваться каталогами алюминиевых профилей.

4.3 Расчет алюминиевых конструкций должен удовлетворять требованиям настоящих норм.

4.4 Буквенные обозначения величин, использованные в настоящем своде правил, приведены в приложении Б.

      5 Материалы для конструкций и соединений

5.1 Выбор марки сплава и состояния поставки полуфабрикатов алюминия для конструкций следует производить в зависимости от:

характера и интенсивности нагрузки, напряженного состояния элементов конструкций, расчетных температур и требуемых механических свойств алюминия;

стойкости к коррозии;

технологичности изготовления полуфабрикатов;

технологии изготовления и монтажа конструкций;

архитектурных требований.

5.2 Для алюминиевых конструкций следует применять алюминий марок и состояний, указанных в таблице 1.

По химическому составу алюминий поставляется по ГОСТ 4784. Вид сплава в ГОСТе и в таблице 1, кроме буквенного, имеет цифровое обозначение, в котором первая цифра - основа сплава (1 - алюминий), вторая - номер композиции, две последние - порядковый номер в своей группе.

Состояние полуфабрикатов из алюминиевых деформируемых сплавов обозначаются буквенно-цифровой маркировкой: М - мягкий, отожженный; Т - закаленный и естественно состаренный; Т1 - закаленный и искусственно состаренный; Т4 - не полностью закаленный и естественно состаренный; Т5 - не полностью закаленный и искусственно состаренный; Н - нагартованный; Н2 - полунагартованный.

5.3 В зависимости от назначения зданий и сооружений при использовании алюминия конструкции разделяются на четыре группы. Примерный состав групп:

Группа I - ограждающие конструкции (кровли, витрины, витражи, фонарные переплеты, подвесные потолки, перегородки) и заполнение проемов (окна, двери, ворота).

Группа II - конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции:

пространственные листовые покрытия зданий, в том числе купольные или висячие;

крупноблочные и решетчатые покрытия с предварительно напряженной кровельной обшивкой;

резервуары и силосы;

кровельные и стеновые панели общественных и промышленных зданий, в том числе со взрывоопасным производством, а также при наличии высокой влажности внутреннего воздуха;

кровельные панели общественных зданий, к которым предъявляются высокие архитектурные требования.

Группа III - несущие сварные конструкции:

стационарные несущие конструкции: фермы, колонны, прогоны покрытий, пространственные решетчатые конструкции покрытий промышленных большепролетных зданий; зданий при наличии агрессивных сред; покрытий общественных зданий: выставочных павильонов, аэровокзалов и т.п.;

элементы стволов и башен антенных сооружений; опоры высоковольтных линий электропередачи, возводимые в удаленных или труднодоступных районах;

сборно-разборные конструкции каркасов зданий и сооружений, блоки покрытия и др.

Группа IV - конструкции, относящиеся к группе III, не имеющие сварных соединений.

5.4 Виды алюминиевых полуфабрикатов для строительных конструкций следует принимать по таблице 1. По согласованию с металлургическими заводами допускается применение других видов полуфабрикатов из сплавов, обеспечивающих требуемые характеристики прочности, жесткости, долговечности и других свойств.     

Таблица 1

5.5 Для изготовления алюминиевых отливок, а также для соединительных элементов, опорных элементов конструкций следует применять литейный сплав марки АК8М3ч (ВАЛ8), удовлетворяющий по химическому составу требованиям ГОСТ 1583. При необходимости повышения коррозионной стойкости следует применять сплавы АК7ч (АЛ9) или АК9ч (АЛ4).

Допускается применять отливки из материалов, указанных в СП 16.13330, при соответствующей защите от контактной коррозии.  

5.6 При аргонодуговой сварке алюминиевых конструкций следует в зависимости от свариваемого сплава (см. таблицу 8) применять сварочную проволоку по ГОСТ 7871 из алюминия марок СвА5, СвАМг3 и Св1557, удовлетворяющих по химическому составу требованиям ГОСТ 4784, и аргон марки А по ГОСТ 10157.

5.7 Болты из алюминия марок АМг5п и АВТ1 следует применять по ГОСТ 14838 и ГОСТ 21488. Допускается применять для болтов алюминий марок АД33Т1, Д18Т, В65Т и В94Т1.

5.8 Стальные болты в алюминиевых конструкциях следует применять согласно требованиям СП 16.13330. Для соединений с использованием стальных болтов необходимо предусматривать мероприятия по защите их от контактной коррозии в соответствии с ГОСТ 9.303.

В случае применения болтов из нержавеющей стали дополнительные мероприятия по защите алюминия от контактной коррозии не требуются.

Для болтовых соединений следует применять стальные болты, удовлетворяющие техническим требованиям ГОСТ 1759.0, ГОСТ Р 52627, ГОСТ Р 52628, и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123. Шайбы следует применять: круглые - по ГОСТ 11371, косые - по ГОСТ 10906 и пружинные нормальные - по ГОСТ 6402; гайки - по ГОСТ 5915.

Для фрикционных и фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты (болты в исполнении ХЛ класса прочности не ниже 10.9 с предварительным напряжением):

для фрикционных соединений - удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 52643 и ГОСТ Р 52644, а их конструкцию и размеры - по ГОСТ 22353 и ГОСТ Р 52644, гайки и шайбы к ним - по ГОСТ Р 52645, ГОСТ Р 52646 и ГОСТ Р 52643;

для фланцевых соединений - удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 52643 и ГОСТ Р 52644, а их конструкцию и размеры - по ГОСТ 22353 и ГОСТ Р 52644, гайки и шайбы к ним - по ГОСТ Р 52643, ГОСТ Р 52644 и ГОСТ Р 52645.

Винты нормальной точности следует применять по ГОСТ 17473, ГОСТ 17475, ГОСТ 10619 и ГОСТ 10621.

Заклепки из стали и алюминия следует применять по ГОСТ 10299, ГОСТ 10300, ГОСТ 10301 и ГОСТ 10304.

Следует применять следующие алюминиевые сплавы для поставленных в холодном состоянии заклепок:

нагартованных - АД1Н;

термически неупрочняемых - АМц и АМг;

отожженных - Амг5пМ;

закаленных и искусственно состаренных - сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости - АД33Т1 и АВТ1 и высокопрочный заклепочный сплав - В94Т1;

"сырых" (без термической обработки) - Д18п;

закаленных и естественно состаренных (с термической обработкой) - дуралюминиевый заклепочный сплав повышенной пластичности Д18Т и дуралюминиевый заклепочный сплав повышенной прочности В65Т.

В целях повышения коррозионной стойкости следует не допускать расхождения в содержании меди в основном металле и металле заклепок.

5.9 В конструкциях из алюминиевых сплавов анкерные болты следует выполнять из стали при соответствующей защите от контактной коррозии. Анкерные болты следует применять согласно требованиям СП 43.13330.

5.10 Физические характеристики алюминия для строительных конструкций следует принимать по таблицам В.1 и В.2.

      6 Расчетные характеристики материалов и соединений

6.1 Расчетные значения сопротивления (расчетные сопротивления) для расчетных температур наружного воздуха от 50 до минус 65

°

С для деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой, приведены в таблице 3, а упрочняемых термической обработкой - в таблице 4, при этом расчетные сопротивления сдвигу и смятию установлены в соответствии с таблицей 2 с округлением значений расчетных сопротивлений до 5 Н/мм

.

Таблица 2

Напряженное состояние	Расчетные сопротивления
Растяжение, сжатие и изгиб
Сдвиг
Смятие
торцевой поверхности (при наличии пригонки)
местное при плотном касании

Таблица 3

Напряженное состояние	Обозначение	Расчетное сопротивление, Н /мм , термически не упрочняемого алюминия марок
		АД1М	АМцМ	АМцН2	АМг2М	АМг2Н2, АМг3Н2		литейного АК8М3ч (ВАЛ8)
						плиты, прутки, профили, трубы	листы
Растяжение, сжатие и изгиб		25	40	100	70	120	140	135
Сдвиг		15	25	60	40	75	85	80
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)		40	65	160	110	190	220	215
Смятие местное при плотном касании		20	30	75	50	90	105	105
Растяжение в направлении толщины прессованных полуфабрикатов		25	40	100	70	120	-	-

Таблица 4

Напряженное состояние	Обоз- начение	Расчетное сопротивление, Н/мм , термически упрочняемого алюминия марок
		АД31Т; АД31Т4	АД31Т5	АД31Т1	АД33Т	АД33Т1	АВМ (листы)	АВТ1*	1925Т	1915Т**
Растяжение, сжатие и изгиб		55	100	120	95	160	70	170	175	195
Сдвиг		35	60	75	60	100	45	105	105	120
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)		90	160	190	155	255	115	270	280	310
Смятие местное при плотном касании		40	75	90	75	120	55	130	130	145
Растяжение в направлении толщины прессованных полуфабрикатов		55	100	120	95	160	70	170	50	50
* Для труб следует принимать 175 Н/мм .   ** Для профилей и труб через 3 мес после прессования следует принимать 220 Н/мм ; а через 6 мес и более - 230 Н/мм .

Окончание таблицы 4

Напряженное состояние	Обоз- начение	Расчетное сопротивление, Н/мм , термически упрочняемого алюминия марок
		АВТ				В95Т1
		листы (0,5-4)	листы (5-25); прутки; профили	плиты (26-40)	трубы	листы* (5-10); прутки; профили ( 10)**; трубы	листы (0,5-4); плиты* (26-40)
Растяжение, сжатие и изгиб		110	100	90	115	300	290
Сдвиг		70	60	55	70	180	175
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)		175	160	145	185	480	465
Смятие местное при плотном касании		85	75	70	90	225	220
Растяжение в направлении толщины прессованных полуфабрикатов		110	100	90	115	300	290
Примечание - Значения в скобках приведены в мм.     * Листы и плиты плакированные.     ** Для профилей из сплава В95Т1 толщиной от 10 до 20 мм - 320 Н/мм ; от 20 до 40 мм - 340 Н/мм .

Значение расчетного сопротивления алюминия при растяжении, сжатии и изгибе

следует принимать равным меньшему из значений расчетного сопротивления по условному пределу текучести

и расчетного сопротивления по временному сопротивлению

. При этом

;

,

где

- нормативное сопротивление алюминия, принимаемое равным значению условного предела текучести сечения

по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;

       

- нормативное сопротивление алюминия разрыву, принимаемое равным минимальному значению временного сопротивления

по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;

1,1;

1,45.

При проектировании ограждающих конструкций из алюминиевых сплавов марок АМц и АМг (состояние поставок М и Н2) расчетные сопротивления при изгибе, растяжении и сжатии могут быть увеличены на 10% для:

профилированных листов и замкнутых погонных элементов, у которых плоские прямолинейные участки не превышают 50 толщин исходной заготовки;

профилированных, холодногнутых погонных элементов, если они заканчиваются деформированным участком, и плоские участки не превышают 50 толщин исходной заготовки.

При расчете конструкций следует учитывать коэффициенты влияния изменения температуры

и коэффициенты условий работы элементов алюминиевых конструкций

, приведенные соответственно в таблицах 5 и 6, а также коэффициенты надежности по назначению

, принимаемые согласно требованиям Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

Таблица 5

Марка алюминия	Значения коэффициента , при расчетной температуре, ° С
	ниже минус 65	от минус 65 до 50	от 51 до 100
АД1, АМц	1	1	0,85
АМг2, АМг3	1,05		0,9
АД31, АД33, АВ	1,1
В95, 1915, 1925,	1,05
АК8М3ч (ВАЛ8)

Таблица 6

Элементы конструкций	Коэффициенты условий работы,
1 Корпуса и днища резервуаров	0,80
2 Колонны жилых и общественных зданий при постоянной нагрузке, составляющей не менее 0,8 от расчетной	0,90
3 Сжатые элементы решетки плоских ферм при гибкости:
50	0,90
50	0,75
4 Сжатые раскосы и стойки пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепляемых к поясам одной полкой (для неравнополочных уголков - большей полкой):
а) сварными швами или двумя и более болтами (заклепками), установленными вдоль уголка;	0,75
б) одним болтом	0,60
5 Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой (для неравнополочных уголков - меньшей полкой), за исключением элементов конструкций, указанных в поз.4 настоящей таблицы и плоских ферм из одиночных уголков	0,60
Примечания     1 Коэффициенты условий работы позиций 3 и 5 при расчете совместно учитывать не следует.     2 Коэффициенты условий работы позиций 3 и 4 не распространяются на крепления соответствующих элементов в узлах.     3 Для сжатых раскосов пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков при треугольной решетке с распорками (см. рисунок 8, а) коэффициент условий работы позиции 4 не учитывается.     4 Для случаев, не оговоренных настоящей таблицей, в формулах следует принимать 1,0.

Отнесение объекта к конкретному уровню ответственности производится Генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком согласно ГОСТ Р 54257.

Приведенные в таблице 5 значения коэффициентов

не зависят от состояния поставки алюминия (см. таблицу 1).

При непрерывном действии нормативной нагрузки свыше одного года, а также при непрерывном действии свыше двух лет нормативной нагрузки, составляющей свыше 0,9 расчетной, для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50

°

С, коэффициенты

, следует уменьшать на 10% .

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.

6.2 Расчетные сопротивления растяжению алюминия

из листов для элементов конструкций, эксплуатация которых возможна и после достижения алюминием условного предела текучести, следует принимать по таблице 7.

Таблица 7

Марка и состояние алюминия	АД1М	АМцМ	АМг2М	АМг3М
Расчетное сопротивление , Н/мм	35	55	85	100

6.3 Расчетные сопротивления сварных соединений для расчетных температур от 50 до минус 65 °С приведены в таблицах 8 и 10.

6.4 Расчетное сопротивление

сварных соединений, выполненных аргонодуговой сваркой с физическим контролем качества шва (рентгено- или гаммаграфированием, ультразвуковой дефектоскопией и др.) следует принимать для термически не упрочняемого алюминия по таблице 8 и для термически упрочняемого алюминия - по таблице 9.

Для сварных стыковых растянутых швов, качество которых не контролируется физическими методами, значения расчетных сопротивлений по таблицам 8 и 9 следует умножать на 0,8.

Таблица 8

Сварные соединения и швы	Напряженное состояние	Обозначение	Расчетное сопротивление сварных швов, Н/мм , термически не упрочняемого алюминия марок
			АД1М	АМцМ	АМг2М; АМг2Н2	АМг3М; АМг3Н2
			при сварке с применением электродной или присадочной проволоки марок
			СвА5	СвАМц	СвАМг3	СвАМг5
Встык	Сжатие, растяжение		25	40	65	70
	Изгиб		30*	45*	65	70
	Сдвиг		15	25	40	45
Угловые швы	Срез		20	30	45	50
* Для конструкций, эксплуатация которых возможна и после достижения алюминием предела текучести.

Таблица 9

Сварные соединения и швы	Напряженное состояние	Обозначение	Расчетное сопротивление сварных швов, Н/мм , термически упрочняемого алюминия марок
			АД31T; АД31Т4	АД31Т5	АД31Т1	АД33Т; АВТ	1915Т*
						при толщине металла, мм
						4-10	5-12
			с применением электродной или присадочной проволоки марок
			СвАМг3; 1557				1557
Встык	Сжатие, растяжение, изгиб**		55	65	80	100	155
	Сдвиг		35	40	50	60	105
Угловые швы (фланговые и лобовые)	Срез		45			55	110
* Сварка алюминия марки 1915Т при толщине металла 4 мм производится только вольфрамовым электродом, при этом следует принимать 110 Н/мм .   ** При сварке плавящимся (автоматическая и механизированная сварка) или вольфрамовым (ручная и механизированная сварка) электродом.     Примечания     1 Расчетные сопротивления сварных соединений алюминия марки 1915Т указаны для прессованных профилей и листов.     2 Расчетные сопротивления сварных соединений могут быть повышены повторной закалкой и старением (после сварки соединения), при этом для сплава АД31 следует принимать ; для сплава 1915Т - (где - расчетное сопротивление, определяемое по таблице 6).   3 В сварных нахлесточных соединениях из сплава АД31 применять лобовые швы не допускается.

6.5 Расчетное сопротивление

алюминия в околошовной зоне (рисунок 1, сечение 1-1) при аргонодуговой сварке и использовании электродной или присадочной проволоки следует принимать по таблице 10.

а - встык; б - внахлестку лобовыми швами; в - внахлестку фланговыми швами; г - схема прикрепления поперечного элемента 1 к элементу 2, не имеющему стыка; 1-1 - расчетное сечение

Рисунок 1 - Схемы сварных соединений конструкций

Таблица 10

Вид сварного соединения	Напряженное состояние	Обоз- начение	Расчетное сопротивление, Н/мм , в околошовной зоне алюминия
			термически не упрочняемого марок			термически упрочняемого марок
			АД1М	АМцМ	АМг3М; АМг3Н2	АД31Т; АД31Т4	АД31Т5	АД31Т1		1915Т
			при сварке с применением проволоки марок
			СвА5	СвАМг3		СвАМг3; 1557			1557
Встык и внахлестку лобовыми швами (сечение 1-1 на рисунках 1, а и 1, б)	Растяжение, сжатие и изгиб		25	40	65	55	65	80	160
	Сдвиг		15	25	40	35	40	50	105
Внахлестку фланговыми швами (сечение 1-1 на рисунке 1, в)	Растяжение, сжатие и изгиб		25	40	65	50	60* 75*	80* 105*	140* 155*
* Для соединения прессованных профилей внахлестку.     Примечания     1 Расчетное сопротивление алюминия марки 1915Т указано для профилей толщиной 5-12 мм. Для профилей толщиной 4 мм при сварке вольфрамовым электродом 165 Н/мм .   2 Влияние продольных сварных швов элементов конструкций (в обшивках, кровельных полотнищах и т.п.) на разупрочнение алюминия в околошовной зоне не учитывается.     3 Над чертой указаны расчетные сопротивления при сварке алюминия вольфрамовым электродом, под чертой - плавящимся электродом.

6.6 При расчете на прочность сварных конструкций с элементами без стыка, к которым прикрепляются сваркой поперечные элементы (рисунок 1,

г

), следует учитывать ослабление этих элементов в зоне термического влияния путем снижения расчетного сопротивления алюминия

до значения

, принимаемого по таблицам 8 и 9.

6.7 В алюминиевых тонколистовых конструкциях допускается применять аргонодуговую точечную сварку плавящимся электродом. Расчетная несущая способность на срез сварных точек, выполненных аргонодуговой точечной сваркой плавящимся электродом по ГОСТ 14776, указана в таблице 11.

Таблица 11

Сварка	Толщина элементов, мм	Расчетная несущая способность точки на срез,
Аргонодуговая точечная плавящимся электродом (алюминий марок АМг2Н2 и АМг3Н2; сварочная проволока марки СвАМг3 или 1557)	1,0+1,0	1950
	1,0+2,0	2350
	1,5+1,5	2950
	2,0+2,0	3350
Примечание - Первая цифра в графе "толщина элементов" - толщина верхнего элемента.

6.8 Расчетные сопротивления срезу сварных соединений внахлестку

, выполненных контактной роликовой сваркой, для алюминия марок АД1М, АМцМ, АМг2М и АМг3М следует принимать равными расчетным сопротивлениям

(см. таблицы 3 и 7).

Для алюминия марок АМг2Н2 или АМг3Н2

(где

- толщина более тонкого из свариваемых элементов, мм).

6.9 Расчетные сопротивления заклепочных и болтовых соединений для расчетных температур от плюс 50 до минус 65 °С приведены в таблицах 12 и 13.     

Таблица 12

Соединение на болтах	Напряженное состояние	Обозначение	Расчетное сопротивление соединений на болтах , Н/мм , из алюминия марок
			АМг5п	АД33Т1; АВТ1	Д18Т	B65T	B94T1
Повышенной точности	Растяжение		125	160	145	200	250
	Срез		90	95	95	130	150
Нормальной и грубой точности	Растяжение		125	160	145	200	250
	Срез		80	85	85	115	135
Соединение на заклепках	Расчетное сопротивление срезу соединений на заклепках , Н/мм , из алюминия марок
	АД1Н	АМцН	АМг2Н	АМг5пМ; АД33Т1; ABT1; Д18п	Д18Т	В65Т	B94T1
	35	40	70	100	110	145	170
Примечания     1 Расчетное сопротивление на растяжение болтов с обжимными кольцами следует принимать равным 0,9 .   2 В продавленные отверстия ставить заклепки не допускается.     3 Расчетные сопротивления соединений на заклепках с потайными или полупотайными головками следует снижать на 20%. Указанные заклепки растягивающие усилия не воспринимают.

Таблица 13

Марка алюминия элементов конструкций	Расчетное сопротивление смятию элементов конструкций, Н/мм , для соединений
	на заклепках	на болтах
АД1М	40	35
АМцМ	65	60
АМцН2; АВТ	160	145
АМг2М; АМг3М; АВМ	110	100
АМг2Н2; АМг3Н2; АД31Т1	195	175
АД31Т; АД31Т4	90	80
АД31Т5	155	140
АД33Т	140	125
АВТ1	270	255
В95Т1	460	420
1915Т	315	285
1925Т1	275	245
Примечание - Расчетные сопротивления приведены для соединений на болтах, поставленных на расстоянии 2 от их оси до края элемента. При сокращении этого расстояния до 1,5 приведенные расчетные сопротивления следует понижать на 40%.

Для соединений на болтах и заклепках расчетные сопротивления растяжению и срезу следует принимать по материалу заклепок или болтов (см. таблицу 12), смятию - по материалу соединяемых элементов (см. таблицу 13).

6.10 Расчетные сопротивления растяжению

и срезу

соединений на болтах, поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, приведены в таблице 12.

6.11 Расчетные сопротивления срезу

соединений на заклепках, поставленных в холодном состоянии в сверленые и затем рассверленные отверстия, приведены в таблице 12.

6.12 Расчетные сопротивления смятию элементов конструкций для соединений на заклепках

и болтах

, поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, следует принимать по таблице 13.

6.13 Расчетные сопротивления алюминия и литейного алюминия, соединений сварных и на болтах для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50

°

С, необходимо умножать на коэффициент

, указанный в таблице 5.

6.14 При расчете элементов и соединений алюминиевых конструкций следует учитывать коэффициенты условий работы

, принимаемые по таблице 6.

      7 Расчет элементов алюминиевых конструкций при центральном растяжении, сжатии и изгибе

      7.1 Расчет элементов сплошного сечения

7.1.1 Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой

, следует выполнять по формуле

.                                                      (1)

7.1.2 Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения (приведенных в таблице Г.1), подверженных центральному сжатию силой

, следует выполнять по формуле

.                                                    (2)

Численные значения коэффициента

приведены в таблицах Г.2 и Г.3 приложения Г.

7.1.3 При расчете стержней из одиночных уголков на центральное сжатие радиус инерции сечения

следует принимать:

а) минимальным, если стержни прикреплены только по концам;

б) относительно оси, параллельной одной из полок уголка при наличии промежуточного закрепления (распорок, шпренгелей, связей и т.п.), предопределяющего направление выпучивания уголка в плоскости, параллельной второй полке.

7.1.4 Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2), не усиленные и усиленные отбортовками или утолщениями (бульбами), при

(где

и

- расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям

и

) следует укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования 7.2.2 и 7.2.6.

а - открытое; б, в - укрепленные планками или решетками; г - расчетное сечение

Рисунок 2 - П-образные сечения элементов

При отсутствии планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле (2) в главных плоскостях

и

, следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

,                                                    (3)

где

- коэффициент, вычисляемый по формуле

,                                        (4)

где

;

;

;

       

- относительное расстояние между центром изгиба и центром тяжести;

       

- здесь

- секториальный момент инерции сечения;

       

- момент инерции сечения при свободном кручении,

       

и

- соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение, включая стенку.

Для сечения, приведенного на рисунке 2,

г

, при

:     

	(5)

При наличии утолщений круглого сечения (бульб) момент инерции при кручении

следует увеличить на

, где

- число бульб в сечении;

- диаметр бульб.

      7.2 Расчет элементов сквозного сечения

7.2.1 Расчет на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (1), где

- площадь сечения нетто всего стержня.

7.2.2 При расчете на устойчивость по формуле (2) для составных сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент

относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) следует определять по таблице Г.2 с заменой

на

. Значение

- условную гибкость стержня следует определять в зависимости от значений

, приведенных в таблице 14 для стержней с числом панелей, как правило, не менее шести.

Таблица 14

Тип сече- ния	Схема сечения	Приведенная гибкость стержня сквозного сечения
		с планками		с решетками
1		,   где	(6)	,      где	(9)
2		,        где ;	(7)	,     где ;   ( и относятся к сторонам соответственно и )	(10)
3		,   где	(8)	,       где	(11)
Обозначения, принятые в таблице 14:     - гибкость сквозного стержня в целом в плоскости, перпендикулярной оси ;   - наибольшая из гибкостей сквозного стержня в целом в плоскостях, перпендикулярных осям 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);   , - моменты 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 (6) должны обеспечить наибольшее значение .

а - треугольная; б - треугольная с распорками; в - крестовая; г - крестовая с распорками

Рисунок 3 - Схемы решеток сквозных стержней

Рисунок 4 - Сквозной стержень с планками

7.2.3 В сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви

,

, или

, (см. таблицу 14) на участке между сварными швами или крайними болтами (заклепками), прикрепляющими планки, должна быть не более 1,4.

При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок 2, б, 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.

В сквозных стержнях с решетками условная гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 2,7 и не должна превышать условную приведенную гибкость

стержня в целом.

7.2.5 Расчет стержней составных сечений из уголков, швеллеров и др., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что участки между соединяющими сварными швами или центрами крайних болтов не превышают для сжатых элементов 30

и для растянутых 80

. Здесь радиус инерции сечения

уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений - минимальный.

При этом в пределах длины сжатого элемента следует предусматривать не менее двух промежуточных связей (прокладок).

7.2.6 Расчет соединительных планок и элементов решеток сжатых стержней сквозного сечения следует выполнять на условную поперечную силу

, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

,                                  (12)

где

- продольное усилие в сквозном стержне;

       

- коэффициент устойчивости при центральном сжатии, принимаемый при расчете сквозного стержня в плоскости планок или решеток.

Условную поперечную силу

следует распределять:

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;

при расчете равносторонних трехгранных сквозных стержней - по 0,8

для каждой системы соединительных планок (решеток), расположенной в одной грани.

7.2.7 Расчет соединительных планок и их прикреплений (см. рисунок 4) следует выполнять как расчет элементов безраскосных ферм, на совместное действие силы

, срезывающей планку, и момента

, изгибающего планку в ее плоскости, значения которых следует определять по формулам:

;                                                      (13)

,                                                     (14)

где

- условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани.

7.2.8 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

,                                                    (15)

где

- коэффициент, принимаемый равным: 1,0 для решетки по рисунку 3,

а

,

б

и 0,5 - по рисунку 3,

в

;

- условная поперечная сила, приходящаяся на одну плоскость решетки.

При расчете раскосов крестовой решетки с распорками (рисунок 3,

г

) следует учитывать дополнительное усилие

, возникающее в каждом раскосе от обжатия ветвей и определяемое по формуле

,                                            (16)

где

- здесь

,

,

- размеры, указанные на рисунке 3;

- усилие в одной ветви стержня;

,

- площади сечений раскоса и ветви соответственно.

7.2.9. Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (12).

      7.3 Расчет изгибаемых элементов

7.3.1 Расчет на прочность элементов следует выполнять по формулам:

при действии момента в одной из главных плоскостей

;                                               (17)

при действии в сечении поперечной силы

;                                                 (18)

при действии моментов в двух главных плоскостях

,                                     (19)

где

и

- расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

7.3.2 Для стенок балок при одновременном действии момента и поперечной силы должны быть выполнены условия:

,

,                     (20)

где

- нормальное напряжение в срединной плоскости стенки, параллельное продольной оси балки;

       

- то же, перпендикулярное продольной оси балки, в том числе

, определяемое по формуле (42);

- касательное напряжение в стенке.

Напряжения

и

, принимаемые в формуле (20) со своими знаками, а также

, следует определять в одной и той же точке стенки балки.

В балках, рассчитываемых по формуле (19), значения напряжений в стенке балки должны быть проверены по формулам (20) в двух главных плоскостях изгиба.

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (18), а также значение

в формуле (20), следует умножать на коэффициент

, определяемый по формуле

,                                                   (21)

где

- шаг отверстий в одном ряду;

- диаметр отверстия.

7.3.3 Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения следует выполнять по формулам:

при изгибе в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения

;                                                 (22)

при изгибе в двух главных плоскостях

.                                       (23)

В формулах (22) и (23) обозначено:

- коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый по приложению Д;

- момент сопротивления сечения относительно оси

, вычисленный для сжатого пояса;

- момент сопротивления сечения относительно оси

, совпадающей с плоскостью изгиба.

7.3.4 При определении значения

за расчетную длину балки

следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей

(где

- пролет балки); за расчетную длину консоли следует принимать:

при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь

- длина консоли) или расстояние между точками закрепления сжатого пояса в горизонтальной плоскости - при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

7.3.5 Устойчивость балок 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;

б) при значениях условной гибкости сжатого пояса балки

, не превышающих ее предельных значений

, определяемых по формулам таблицы 15 для балок симметричного двутаврового сечения или асимметричного - с более развитым сжатым поясом, рассчитываемых по формуле (22), и имеющих отношение ширины растянутого пояса к ширине сжатого пояса не менее 0,75.

Таблица 15

Место приложения нагрузки	Условная предельная гибкость сжатого пояса сварной или прессованной балки
К верхнему поясу	(24)
К нижнему поясу	(25)
Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе	(26)
Обозначения, принятые в таблице 15:     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 15 следует принимать 15.   2 Для балок с поясными соединениями на заклепках или высокопрочных болтах значения следует умножать на 1,2.

При выполнении требований 7.3.5, а балки, изгибаемые в двух плоскостях, на устойчивость не проверяются.

      7.4 Расчет элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом

7.4.1 Расчет на прочность сплошностенчатых внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) и внецентренно растянутых (растянуто-изгибаемых) элементов следует выполнять по формуле

,                           (27)

где

,

- расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

7.4.2 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых и 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).

Расчет на устойчивость внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

.                                               (28)

В формуле (28) коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом

следует определять:

а) для сплошностенчатых стержней по таблице Е.1 в зависимости от условной гибкости

и приведенного относительного эксцентриситета

, определяемого по формуле

,                                                       (29)

где

- коэффициент влияния формы сечения, определяемый по таблице Е.3;

       

- относительный эксцентриситет (здесь

- эксцентриситет, при вычислении которого значения

следует принимать согласно требованиям 7.4.3;

- момент сопротивления сечения, вычисленный для наиболее сжатого волокна).

При значениях

10 расчет на устойчивость сплошностенчатых стержней выполнять не требуется;

б) для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, - по таблице Е.2 в зависимости от условной приведенной гибкости, определяемой по формуле

,                                                (30)

и относительного эксцентриситета

, определяемого по формулам

или

,                                    (31)

где

,

- расстояния соответственно от оси

или

до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

В составных сквозных стержнях каждую ветвь необходимо проверять по формуле (27) при соответствующих значениях

,

,

, вычисленных для данной ветви.

7.4.3 Расчетные значения изгибающих моментов

, необходимые для вычисления эксцентриситета

в элементе (для одного и того же сочетания нагрузок), следует принимать равными:

для стержней постоянного сечения рамных систем - наибольшему моменту в пределах длины стержней;

для ступенчатых стержней - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;

для консолей - моменту в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки;

для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими одну ось симметрии, совпадающую с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам таблицы 16 в зависимости от относительного эксцентриситета

и принимаемому равным не менее 0,5

.

Таблица 16

Относительный эксцентриситет	Момент при условной гибкости стержня
	4	4
3
3 10
Обозначения, принятые в таблице 16:     - наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня;   - наибольший изгибающий момент в пределах средней трети длины стержня, принимаемый равным не менее 0,5 .

Для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, приведенные относительные эксцентриситеты

следует определять по таблице Е.4.

7.4.4 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых стержней сплошного постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости (

), совпадающей с плоскостью симметрии, а также швеллеров следует выполнять по формуле

,                                               (32)

где

- коэффициент, определяемый по формуле

,                                             (33)

где

,

- коэффициенты, определяемые по таблице 17.

Таблица 17

Тип сече- ния	Схема сечения и эксцентриситет	Значения коэффициентов
		при	при
		1 5	3,8	3,8
1			1
2
3
4			1	;   1 при 0,5
5	Замкнутое или сквозное с решетками или планками		1
Обозначения, принятые в таблице 17:     и - моменты инерции соответственно большей и меньшей полок относительно оси симметрии сечения ;   - значение при 3,8.   Примечания     1 При значениях 0,3 следует принимать 0,3.   2 При значениях 1 или 5 следует принимать соответственно 1 или 5.

Значения коэффициентов

и

для сквозных стержней с решетками или планками следует принимать только при наличии не менее двух промежуточных диафрагм по длине стержня. В противном случае следует принимать коэффициенты, установленные для стержней открытого двутаврового сечения.

При определении относительного эксцентриситета

за расчетный момент

следует принимать:

для стержней с шарнирно-опертыми 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 консолей - момент в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки.

При гибкости

3,8 коэффициент

не должен превышать для стержней:

замкнутого сечения - единицы;

двутаврового сечения с двумя осями симметрии - значений, определяемых по формуле

,                               (34)

где

;

;

;

;

- расстояние между осями поясов.

7.4.5 Внецентренно сжатые элементы постоянного сечения, изгибаемые в плоскости наименьшей жесткости (

и

0), следует рассчитывать по формуле (28), а при гибкости

- также проверять расчетом на устойчивость из плоскости действия момента как центрально сжатые элементы по формуле

,                                                  (35)

где

- коэффициент устойчивости при центральном сжатии, определяемый согласно требованиям 7.1.2.

При

проверки устойчивости из плоскости действия момента не требуется.

7.4.6 При проверке на устойчивость внецентренно сжатых стержней сквозного сечения с соединительными планками или решетками следует выполнять как расчет стержня в целом, так и отдельных ветвей.

При расчете стержня в целом относительно свободной оси по формуле (28), когда решетка или планки расположены в плоскостях, параллельных плоскости действия момента, коэффициент

следует определять по таблице Е.2 в зависимости от условной приведенной гибкости

и относительного эксцентриситета

, определяемого по формуле

,                                                   (36)

где

- эксцентриситет, при вычислении которого значения

следует принимать согласно требованиям 7.4.3;

- расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости действия момента, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви;

- момент инерции сечения сквозного стержня относительно свободной оси.

При значениях

10 расчет на устойчивость стержня в целом не требуется; в этом случае расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с решетками по формуле (2) продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия

от момента. Значение этого усилия следует вычислять по формулам:

- при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной оси

, для сечений типов 1 и 3 (см. таблицу 14);

- то же, для сечений типа 2 (см. таблицу 14);

- при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной оси

, для сечений типа 3 (см. таблицу 14);

- то же, для сечений типа 2 (см. таблицу 14).

Здесь

,

,

- расстояния между осями ветвей (см. таблицу 14).

При изгибе стержня сквозного сечения типа 2 (см. таблицу 14) в двух плоскостях усилие

следует определять по формуле

.                                       (37)

При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с планками в формуле (28) следует учитывать дополнительное усилие

от момента

и местный изгиб ветвей от фактической или условной поперечной силы (как в поясах безраскосной фермы).

7.4.7 Расчет на устойчивость стержней сплошного постоянного сечения, подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости (

) с плоскостью симметрии, а также при сечении типа 3 (см. таблицу 14), следует выполнять по формуле

,                                                  (38)

где

.

Здесь следует определять:

- согласно требованиям 7.4.2, принимая в формулах вместо

и

соответственно

и

;

- согласно требованиям 7.4.4.

Если

, то, кроме расчета по формуле (38), следует произвести дополнительную проверку по формулам (28) и (32), принимая

0.

Если

, то, кроме расчета по формуле (38), следует произвести дополнительную проверку по формуле (28), принимая

0.

Значения относительных эксцентриситетов следует вычислять по формулам:

и

,                                (39)

где

и

- моменты сопротивления сечений для наиболее сжатого волокна относительно осей соответственно

и

.

Если плоскость наибольшей жесткости сечения стержня (

) не совпадает с плоскостью симметрии, то расчетное значение

следует увеличить на 25%.

7.4.8 Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси

(рисунок 5), с решетками в двух параллельных плоскостях, подверженных сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует выполнять:

для стержня в целом - в плоскости, параллельной плоскостям решеток, согласно требованиям 7.4.2, принимая

0;

для отдельных ветвей - как внецентренно сжатых элементов по формулам (28) и (32); при этом продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия от момента

(см. 7.4.6), а момент

распределять между ветвями пропорционально их жесткостям

(см. рисунок 5); если момент

действует в плоскости одной из ветвей, то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь.

Рисунок 5 - Схема стержня сквозного сечения из двух сплошностенчатых ветвей

При расчете отдельной ветви по формуле (32) гибкость ее определяется по максимальному расстоянию между узлами решетки.

7.4.9 Расчет соединительных планок или решеток сквозных внецентренно сжатых стержней следует согласно требованиям 7.2.6 и 7.2.8 выполнять на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактической поперечной силы

или условной поперечной силы

, вычисляемой согласно требованиям 7.2.6.

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

      7.5 Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых и сжатых элементов

Стенки балок

7.5.1 Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять двусторонними ребрами:

поперечными, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными и продольными, а также поперечными промежуточными, расположенными в сжатой зоне стенки балки.

7.5.2 Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния:

,

и

. Напряжения

,

и

следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента

.

Сжимающее (краевое) напряжение

у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение

следует вычислять по формулам:

;                                                      (40)

,                                                    (41)

где

и

- средние значения соответственно изгибающего момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека

(расстояние между осями поперечных ребер жесткости) больше его расчетной высоты

, то значения

и

следует вычислять как средние для более напряженного участка с длиной, равной

; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком;

       

- расчетная высота стенки, равная: в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах - расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков; в клепаных балках - расстоянию между ближайшими к оси балки рисками поясных уголков; в сварных балках - полной высоте стенки; в прессованных профилях - высоте в свету между полками (рисунок 6);

       

- полная высота стенки;

       

- толщина стенки.

Рисунок 6 - Расчетные размеры стенок, свесов полок, поясных листов в прессованных, составных и гнутых профилях и типы прессованных профилей

Местное напряжение

(

) в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям 7.5.4.

7.5.3 Устойчивость стенок балок следует считать обеспеченной, если условная гибкость стенки

не превышает предельных значений:

- для сварных или прессованных балок;

- для балок на болтах и высокопрочных болтах.

При наличии местных напряжений в стенках балок указанные предельные значения

, следует умножать на 0,7.

Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости (см. 7.5.6) при

2,5.

7.5.4 При сосредоточенной нагрузке на верхнем поясе балки в местах, не укрепленных ребрами, местное напряжение в стенке под грузом

следует определять по формуле

,                                              (42)

где

- расчетное значение сосредоточенной нагрузки (силы);

       

- толщина стенки;

- условная длина распределения сосредоточенной нагрузки;

- коэффициент, принимаемый равным 3,25 для сварных балок и 3,75 - на высокопрочных болтах;

- момент инерции пояса балки относительно собственной оси.

     В отсеках, где местная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно учитываются только два компонента -

и

или

и

.

Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при наличии местного напряжения (

0) следует выполнять:

а) при

0,8 - по формуле

,                      (43)

где

,

и

- значения, определяемые согласно указаниям 7.5.2;

и

- значения, определяемые по формулам (50) и (51);

- критическое напряжение смятия стенки под нагрузкой, определяемое по формуле

,                                                    (44)

здесь

- коэффициент, принимаемый по таблице 18,

;

- значения, определяемые согласно указаниям 7.5.5;

Таблица 18

Отношение	0,5	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
Коэффициент	11,28	14,52	17,77	21,86	26,80	32,30	38,35	45,00
Обозначения, принятые в таблице 18, - см. 7.5.2.

б) при

0,8 - по формуле (43) два раза:

при первой проверке

следует определять по формуле

,                                                 (45)

где

- коэффициент, принимаемый по таблице 19;

Таблица 19

Отношение	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6
Коэффициент	33,70	38,77	45,26	53,16	62,18	72,20	83,75	96,16	109,56
Обозначения, принятые в таблице 19, - см. 7.5.2.

при второй проверке

следует определять по формуле (50) , а

- по формуле (44) с подстановкой величины

вместо

.

В стенке, укрепленной продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии

от сжатой кромки отсека, обе пластинки, на которые ребро разделяет отсек, следует проверять отдельно:

первую пластинку, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, - по формуле

,                                                      (46)

где

                                                

,                                 (47)

,                                                       (48)

здесь

;

;

- параметр, равный:

при

2 и

2 при

2;

- напряжение, определяемое по формуле (51);

- значения, определяемые согласно указаниям 7.5.5;

вторую пластинку, расположенную между растянутым поясом и продольным ребром, - по формуле

,

где

и

- напряжения, определяемые соответственно по формулам (57) и (51);

;

- напряжение, определяемое по формуле (44) и таблице18, принимая

вместо

.

Если первая пластинка укреплена дополнительно короткими поперечными ребрами, то их следует доводить до продольного ребра. При этом для проверки первой пластинки необходимо применять формулы (46) и (48), в которых

следует заменять величиной

(где

- расстояние между осями соседних коротких ребер).

Проверка второй пластинки в этом случае остается без изменений.

7.5.5 Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (

0) следует считать обеспеченной, если выполнено условие

,                                    (49)  

где

                                                       

;                                                 (50)

;                                    (51)

                                           (52)

(здесь при

0,7 следует принимать

1. Значения

1 не допускаются);

- следует принимать по таблице 6;

В формулах (49)-(52):

- отношение большей стороны отсека стенки к меньшей;

 

- условная гибкость отсека стенки высотой

;

- меньшая из сторон отсека стенки (

или

);

.                                                (53)

В стенке балки симметричного сечения (при отсутствии местного напряжения), укрепленной кроме поперечных ребер одним продольным ребром, расположенным на расстоянии

от расчетной (сжатой) границы отсека, обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:

а) пластинку, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, - по формуле

,                                      (54)

где

  

                                         (55)

(здесь

- условная гибкость пластинки высотой

);

- следует определять по формуле (51) с подстановкой размеров проверяемой пластинки;

- следует определять по формуле (52), принимая при этом

;

 

- следует принимать по таблице 6;

б) пластинку, расположенную между растянутым поясом и продольным ребром, - по формуле

,                          (56)

где

  

;                                   (57)

- следует определять по формуле (51) с подстановкой размеров проверяемой пластинки;

- следует принимать по таблице 6.

7.5.6 В стенке, укрепленной только поперечными ребрами жесткости, ширина их выступающей части

должна быть для парного симметричного ребра не менее -

40 мм; толщина ребра

- не менее

; расстояние между ребрами не должно превышать

.

7.5.7 При укреплении стенки поперечными ребрами и одним парным продольным ребром жесткости места расположения и моменты инерции сечений этих ребер должны удовлетворять требованиям 7.5.6 и формулам таблицы 20.

Таблица 20

	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.

7.5.8 Участок стенки балки над опорой следует рассчитывать на устойчивость при центральном сжатии из плоскости балки как стойку, нагруженную опорной реакцией.

При укреплении стенки балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части

(как правило, не менее 0,5

, здесь

- ширина нижнего пояса балки) в расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорных ребер и полосы стенки шириной не более 0,5

с каждой стороны ребра.

Толщина опорного ребра жесткости

должна быть не менее 3

, где

- ширина выступающей части.

Расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки балки

.

Нижние торцы опорных ребер жесткости должны быть плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки и рассчитаны на воздействие опорной реакции.

Стенки центрально, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов

7.5.9 Для центрально сжатых элементов условную гибкость стенки

следует принимать не более значений, определяемых по формулам таблицы 21.     

Таблица 21

Сечение элемента	Наибольшие значения при значениях условной гибкости стержня
	1	5
Двутавровое		3,1
Н-образное		3,5
Швеллерное, трубчатое прямоугольное ( - для большей стенки)		2,5
Трубчатое квадратное		2,25
Примечания     1 Приведенные в таблице 21 данные относятся к сварным и прессованным профилям.     2 При вычислении для промежуточных значений допускается линейная интерполяция между значениями при 1 и 5.

При назначении сечения элемента по предельной гибкости, а также при соответствующем обосновании расчетом, наибольшие значения

следует умножать на коэффициент

(где

), но не более чем в 1,5 раза. При этом значения

следует принимать не более 5,3.

7.5.10 Для внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов условную гибкость стенки

следует определять в зависимости от значения

(где

- наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс" и вычисленное без учета коэффициентов

,

или

;

- соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки) и принимать не более значений, определяемых при:

0,5 - по 7.5.9;

1 - по формуле

;                                            (58)

0,5

1 - линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при

0,5 и

1.

7.5.11 При укреплении стенки внецентренно сжатого или сжато-изгибаемого элемента продольным ребром жесткости с моментом инерции

, расположенным посередине стенки, наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рассматривать как самостоятельную пластинку и проверять согласно требованиям 7.5.10.

Продольные ребра жесткости следует включать в расчетные сечения элементов.

Если устойчивость стенки не обеспечена, то в расчет следует вводить два крайних участка стенки шириной по 0,6

, считая от границ расчетной высоты.

7.5.12 Стенки внецентренно сжатых элементов сплошного сечения (колонн, стоек, опор и т.п.) при

2,5 следует, как правило, укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии 2

одно от другого; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер. При наличии продольного ребра расстояние между поперечными ребрами допускается увеличивать в 1,5 раза.

Минимальные размеры выступающей части поперечных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям 7.5.6.

Поясные листы и полки центрально, внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых и изгибаемых элементов

7.5.13 Расчетную ширину свеса поясных листов (полок)

следует принимать равной расстоянию (см. рисунок 6):

в прессованных, составных и сварных элементах без поясных листов - от грани стенки до края полки;

в болтовых элементах с поясными листами - от ближайшей риски болтов до свободного края листа.

При наличии вута, образующего со свесом угол не менее 30°, расчетную ширину свеса следует измерять до начала вута (в случае выкружки - принимать вписанный вут).

7.5.14 В центрально, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементах значение гибкости свеса поясного листа (полки)

следует принимать не более значений, указанных в таблице 22 в зависимости от условной гибкости

и типа сечений (где

следует принимать в соответствии с 7.5.13;

- толщина свеса).

В случае недонапряжения элемента наибольшие значения

из таблицы 22 следует увеличивать в

раз, но не более чем в 1,5 раза, при этом значения

необходимо принимать не более 1,3 (здесь (

- меньшее из значений

,

,

,

, использованное при проверке устойчивости стержня;

).

Таблица 22