СП СП 16.13330.2017 Стальные конструкции

17 Требования по проектированию конструкций антенных сооружений связи высотой до 500 м

17.1 Для стальных конструкций антенных сооружений (АС) следует применять стали согласно приложению В (кроме сталей С390К, С590, С590К) и сталь марок 20 и 09Г2С по действующим НД. При этом следует принимать распределение конструкций по группам:

• 1 – оттяжки из стальных канатов и цепей различной конфигурации, несущие ванты антенных полотен и антенные провода; элементы (механические детали) оттяжек мачт и антенных полотен, детали крепления оттяжек к фундаментам и к стволам стальных опор; фланцы и фланцевые соединения элементов стволов мачт и башен, включая опорные фланцы и башмаки;
• 2 – сплошностенчатые и решетчатые стволы мачт и башен, решетка, диафрагмы стволов башенных опор;
• 3 – лестницы, переходные площадки; металлоконструкции крепления антенного оборудования.

Материалы для соединений следует принимать согласно разделу5, нормативные и расчетные сопротивления материалов и соединений – согласно разделу6 и приложениям В и Г.

17.2 Для оттяжек и элементов антенных полотен следует применять стальные круглые канаты оцинкованные по группе СС, грузовые нераскручивающиеся одинарной свивки (спиральные) или нераскручивающиеся двойной крестовой свивки с металлическим сердечником (круглопрядные), при этом спиральные канаты следует применять при расчётных усилиях до 325 кН. В канатах следует применять стальную круглую канатную проволоку наибольших диаметров марки 1. Для средне- и сильноагрессивных сред – применять канаты, оцинкованные по группе ЖС, с требованиями для канатов группы СС. При увеличении длины обвязок из мягкой оцинкованной проволоки, расположенных по концам канатов, на 25 % следует применять раскручивающиеся канаты.

Для оттяжек со встроенными изоляторами орешкового типа следует применять стальные канаты с неметаллическими сердечниками, если это допускается радиотехническими требованиями.

Для оттяжек с усилиями, превышающими несущую способность канатов из круглой проволоки, следует применять стальные канаты закрытого типа из зетобразных и клиновидных оцинкованных проволок.

17.3 Концы стальных канатов в стаканах или муфтах следует закреплять заливкой цинковым сплавом ЦАМ9-1,5Л.

17.4 Для элементов антенных полотен следует применять провода согласно таблицеБ.2. Применение медных проволок допускается только в случаях технологической необходимости.

17.5 Значение расчётного сопротивления (усилия) растяжению проводов и проволок следует принимать равным значению разрывного усилия, установленному госуарственными стандартами, делённому на коэффициент надежности по материалу γm:

• для алюминиевых и медных проводов γm = 2,5;
• для сталеалюминиевых проводов при номинальных сечениях, мм2:
  • 16 и 25 – γm = 2,8;
  • 35 – 95 – γm = 2,5;
  • 120 и более - γm = 2,2;
• для биметаллических сталемедных проволок γm = 2,0.

17.6 При расчётах конструкций АС следует принимать коэффициенты условий работы, установленные в 4.3; разделе 14 и таблице 47.

Таблица 47​

​

17.7 Относительные отклонения опор (к высоте) не должны превышать значений (кроме отклонений опор, для которых техническим заданием на проектированиеустановлены иные значения):

• 1/100 – при ветровой или гололедной нагрузке;
• 1/300 – при односторонней подвеске антенны к опоре при отсутствии ветра.

17.8 Монтажные соединения элементов конструкций, передающие расчётные усилия, следует проектировать на болтах класса точности В и высокопрочных болтах. При знакопеременных усилиях следует принимать соединения на высокопрочных болтах или на монтажной сварке.

Во фланцевых соединениях следует применять высокопрочные болты. Применение монтажной сварки или болтов класса точности А должно быть согласовано с монтирующей организацией.

17.9 Раскосы гибкостью более 250 при перекрестной решётке в местах пересечений должны быть скреплены между собой.

Прогибы распорок диафрагм и элементов технологических площадок в вертикальной и горизонтальной плоскостях не должны превышать 1/250 пролета.

17.10 В конструкциях решетчатых опор диафрагмы должны устанавливаться на расстоянии между ними не более трех размеров среднего поперечного сечения секции опоры, а также в местах приложения сосредоточенных нагрузок и переломов поясов.

17.11 Болты фланцевых соединений труб следует размещать на одной окружности минимально возможного диаметра на равных расстояниях между собой.

17.12 Элементы решетки ферм, сходящиеся в одном узле, следует центрировать на ось пояса в точке пересечения их осей. В местах примыкания раскосов к фланцам их расцентровка должна быть не более трети размера поперечного сечения пояса. При расцентровке на больший размер элементы должны быть рассчитаны с учетом узловых моментов.

В прорезных фасонках для крепления раскосов из круглой стали конец прорези следует засверливать отверстием диаметром в 1,2 раза больше диаметра раскоса.

17.13 Оттяжки в мачтах с решётчатым стволом следует центрировать в точке пересечения осей поясов и распорок. За условную ось оттяжек следует принимать хорду.

Листовые проушины для крепления оттяжек должны подкрепляться ребрами жесткости, предохраняющими их от изгиба.

Конструкции узлов крепления оттяжек, которые не вписываются в транспортные габариты секций ствола мачт, следует проектировать на отдельных вставках в стволе в виде жестких габаритных диафрагм.

17.14 Натяжные устройства (муфты), служащие для регулирования длины и закрепления оттяжек мачт, должны крепиться к анкерным устройствам гибкой канатной вставкой. Длина канатной вставки между торцами втулок должна быть не менее 20 диаметров каната.

17.15 Для элементов АС следует применять типовые механические детали, прошедшие испытания на прочность и усталость.

Резьбу на растянутых элементах следует принимать согласно действующим НД (исполнение впадины резьбы с закруглением).

17.16 В оттяжках мачт, на проводах и канатах горизонтальных антенных полотен для гашения вибрации следует предусматривать последовательную установку парных низкочастотных (1 – 2,5 Гц) и высокочастотных (4 – 40 Гц) виброгасителей рессорного типа. Низкочастотные гасители следует выбирать в зависимости от частоты основного тона оттяжки, провода или каната. Расстояние s от концевой заделки каната до места подвески гасителей следует определять по формуле

s ≥ 0,41·10ᶺ(-3)d√(P/m), (215)​

где d – диаметр каната, провода, мм;

m – масса 1 м каната, провода, кг;
Р – предварительное натяжение в канате, проводе, Н.​

Высокочастотные гасители следует устанавливать выше низкочастотных на расстоянии s. При пролетах проводов и канатов антенных полотен, превышающих 300 м, гасители следует устанавливать независимо от расчета.

Для гашения колебаний типа «галопирование» следует изменять свободную длину каната (провода) поводками.

17.17 Антенные сооружения радиосвязи необходимо окрашивать согласно требованиям по маркировке и светоограждению высотных препятствий.

17.18 Механические детали оттяжек, арматуры изоляторов, а также метизы должны быть оцинкованными.

 

18. Требования по проектированию конструкций зданий и сооружений при реконструкции

18.1 Общие положения

18.1.1 Остаточный ресурс конструкций зданий и сооружений следует оценивать на основании анализа имеющейся технической документации, визуального, инструментального освидетельствований, проверочных расчетов несущей способности и деформативности конструктивных элементов, имеющих дефекты или получивших повреждение в процессе эксплуатации. В итоге освидетельствования техническое состояние элементов зданий и сооружений должно быть определено в соответствии с действующими нормативными документами как:

• нормативное – при отсутствии дефектов и повреждений исоответствии всех требований проектной документации, действующим нормам и национальным стандартам;
• работоспособное – при наличии дефектов и повреждений локального характера, которые при последующем развитии не могут оказать влияния на несущую способность других элементов и конструкции в целом, ине ограничивают в конкретных условиях нормальную эксплуатацию здания или сооружения;
• ограниченно работоспособное – при наличии дефектов и повреждений, не представляющих опасности внезапного разрушения или потери устойчивости конструкций, но могущих в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов конструкций, или (при развитии повреждения) перейти в категорию опасных, когда для обеспечения эксплуатации здания (сооружения) необходим контроль за состоянием конструкций, за продолжительностью их эксплуатации, за параметрами технологических процессов (например, ограничение грузоподъемности мостовых кранов) или требуется усиление конструкций;
• аварийное – при наличии дефектов и повреждений, свидетельствующих об исчерпании несущей способности особо ответственных элементов и соединений, представляющих опасность разрушения конструкций и могущих вызвать потерю устойчивости объекта в целом.

18.1.2При усилении или изменении условий работы сохраняемых конструкций следует обеспечивать как минимум их работоспособное состояние.

На период от проведения обследования до усиления конструкции, находящиеся в ограниченно работоспособном состоянии, должны быть обеспечены необходимым контролем.

При усилении конструкций следует предусматривать конструктивные решения и методы производства работ, обеспечивающие плавное включение элементов и конструкций усиления в совместную работу с сохраняемыми конструкциями, в том числе при использовании искусственного регулирования усилий и временную разгрузку конструкций.

18.1.3Для конструкций, запроектированных по ранее действовавшим нормам и техническим условиям, проверочный расчет не следует проводить в случаях, если за период эксплуатации не менее 15 лет в них не возникли дефекты и повреждения, не изменились условия дальнейшей эксплуатации, нагрузки и воздействия, а при их изменении не увеличились усилия в основных элементах.

18.2 Расчетные характеристики стали и соединений

18.2.1 Оценивать качество материала конструкций следует по данным заводских сертификатов или по результатам испытаний образцов. Испытания следует выполнять при отсутствии исполнительной документации или сертификатов, недостаточности имеющихся в них сведений или обнаружении повреждений, которые могли быть вызваны низким качеством металла.

18.2.2 При исследовании и испытании металла следует определять следующие показатели:

• химический состав – массовую долю элементов по таблице В.2 (приложение В);
• предел текучести, временное сопротивление и относительное удлинение при испытаниях на растяжение (следует проводить испытания с построением диаграммы работы стали);
• ударную вязкость для температур, соответствующих группе конструкций и расчётной температуре по таблице В.1(приложение В);
• ударную вязкость после деформационного старения для групп конструкций и расчётных температур по таблице В.1(приложение В);
• в отдельных случаях макро- и микроструктуру стали (в частности, для конструкций 1-й и 2-й групп приложения В, выполненных из кипящей стали толщиной свыше 12 мм и эксплуатирующихся при отрицательных температурах).

Места отбора проб для определения перечисленных показателей, число проб и необходимость усиления мест вырезки устанавливает организация, производящая обследование конструкций.

18.2.3 Исследования и испытания металла конструкций, изготовленных до 1932 г., следует проводить в специализированных научно-исследовательских институтах, где, кроме свойств металла, устанавливается способ производства стали: пудлинговая, конвертерная с продувкой воздухом (бессемеровская или томасовская), мартеновская или электросталь.

18.2.4 Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб сохраняемых конструкций следует назначать согласно требованиям 6.1, при этом значения Ryn, Run и γm следует принимать:

• для металла конструкций, изготовленных до 1932 г., – по полученным при испытаниях минимальным значениям предела текучести и временного сопротивления, γm = 1,2;
  Ry для пудлинговой стали должно быть не более 170 Н/мм2, для конвертерной, мартеновской и электростали – не более 210 Н/мм2;
• для металла конструкций, изготовленных после 1932 г.:
  
  а) при наличии сертификата – по минимальным значениям предела текучести и временного сопротивления, установленным в НД, по которым изготовлена данная металлопродукция; γm = 1,025 для проката, изготовленного по нормативной документации, использующей процедуру контроля свойств проката; γm = 1,05 для проката, изготовленного после 1982 г. до 1988г.; γm = 1,1 – для всего остального проката;
  
  б) при отсутствии сертификата (по результатам исследований металла согласно 18.2.2, а также по сведениям о виде проката и времени строительства следует определять марку стали и нормативный документ, по которому изготовлена данная металлопродукция) – по минимальным значениям предела текучести и временного сопротивления, установленным в нормативном документе для данной продукции, γm = 1,1;
  
  в) в случаях, когда идентифицировать сталь не удалось, – по минимальному результату испытаний, γm = 1,1; Ry должно быть не более 210 Н/мм2.

Испытания металла не производятся, если в элементах конструкций нормальные напряжения не выше 165 Н/мм2.

18.2.5 Расчётные сопротивления сварных соединений сохраняемых конструкций, подлежащих реконструкции или усилению, следует назначать с учётом марки стали, сварочных материалов, видов сварки, положения швов и способов их контроля, примененных в конструкциях.

При отсутствии установленных нормами необходимых данных следует принимать:

• для угловых швов Rwf = Rwz = 0,44Run; βf = 0,7 и βz= 1,0, считая при этом γс = 0,8;
• для растянутых стыковых швов Rwy = 0,55Ry в конструкциях, изготовленных до 1972 г., и Rwy = 0,85Ry– после 1972 г. Уточнять несущую способность сварных соединений следует по результатам испытаний образцов, взятых из конструкции.

18.2.6 Расчётные сопротивления срезу и растяжению болтов, а также смятию элементов, соединяемых болтами, следуетопределять согласно 6.5. Если невозможноустановить класс прочности болтов, то значения расчётных сопротивлений одноболтовыхсоединений следует принимать: Rbs = 150 Н/мм2 и Rbt = 160 Н/мм2.

18.2.7 Расчётные сопротивления заклепочных соединений следует принимать по таблице 48.

Если в исполнительной документации отсутствуют указания о способе образования отверстий и материале заклепок и установить их по имеющимся данным не представляется возможным, расчетные сопротивления следует принимать по таблице 48 как для соединений на заклепках группы С из стали марки Ст 2.

Расчёт заклёпочных соединений следует выполнять согласно формулам 14.2.9, принимая Rbs = Rrs; Rbp = Rrp; Rbt = Rrt; Ab = Abn = Ar = 0,785d²ᵣ; γb = 1; db = dr.

Таблица 48​

​

18.3 Усиление конструкций

18.3.1 Конструкции, эксплуатируемые при положительной температуре и изготовленные из кипящей малоуглеродистой стали, а также из других сталей, у которых по результатам испытаний значения ударной вязкости ниже гарантированных национальными стандартами по сталям для групп конструкций в соответствии с требованиями приложенияВ, неподлежат усилению или замене при условии, что напряжения в элементах из этих сталей небудут превышать значений, имевшихся до реконструкции. Решение об использовании, усилении или замене конструкций, если эксплуатация их не будет соответствовать указанному условию, следует принимать на основании заключения.

18.3.2 Расчётную схему конструкции следует принимать с учетом особенностей её действительной работы, в том числе с учетом фактических отклонений геометрической формы, размеров сечений, условий закрепления и выполнения узлов сопряжения элементов.

Проверочные расчёты элементов конструкций и их соединений следует выполнять с учетом обнаруженных дефектов и повреждений, коррозионного износа, фактических условий сопряжения и опирания. Принимая для позиций 4 и 5 таблицы 1 коэффициент условий работы γс = 1,0, расчёт элементов следует выполнять по деформированной схеме.

18.3.3 Конструкции, не удовлетворяющие требованиям 15.7.1 – 15.7.5, 17.2 и разделов 7–9, 11–14, а также требованиям СП 20.13330 по ограничению вертикальных прогибов, должны быть усилены или заменены, за исключением случаев, указанных в настоящемподразделе.

Отклонения от геометрической формы, размеров элементов и соединений от номинальных, превышающие допускаемыедействующими стандартами и СП70.13330, но не препятствующие нормальной эксплуатации, не устраняются при условии обеспечения несущей способности конструкций с учётом требований 18.3.2.

18.3.4 Не следует усиливать элементы конструкций, если:

• их вертикальные и горизонтальные прогибы и перемещения превышают предельные значения, установленные СП 20.13330, но не препятствуют нормальной эксплуатации, исходя из технологических требований;
• их гибкость превышает предельные значения, установленные в 10.4, но отклонения положения конструкций не превышают значений, установленных СП 70.13330, и усилия в элементах не будут возрастать в процессе дальнейшей эксплуатации, а также в тех случаях, когда возможность использования таких элементов проверена расчётом или испытаниями.

18.3.5 При усилении конструкций следует учитывать возможность предварительного напряжения и активного регулирования усилий (в том числе за счёт сварки, изменений конструктивной и расчётной схем), а также упругопластическую работу стали, закритическую работу тонкостенных элементов и обшивок конструкций в соответствии с действующими нормами.

18.3.6 Конструкции усиления и методы его выполнения должны предусматривать меры по снижению нежелательных дополнительных деформаций элементов в процессе усиления в соответствии с 4.3.5.

Несущая способность конструкций в процессе выполнения работ по усилению должна обеспечиваться с учетом влияния ослаблений сечений дополнительными отверстиями под болты и влияния сварки.

Взависимости от степени нагруженности элементовусиление конструкции должно производиться под полной нагрузкой, с частичной разгрузкой или с полной разгрузкой.

18.3.7 Прерывистые фланговые швы следует применять в конструкциях 3-й и 4-й групп (согласно приложениюВ), эксплуатируемых при расчетной температуре не ниже минус 450С в неагрессивной или слабоагрессивной среде, для обеспечения совместной работы деталей усиления и существующей конструкции.

Во всех случаях применения угловых швов следует назначать минимально необходимые катеты. Концевые участки швов следует проектировать с катетом бóльшим, чем катет промежуточных участков, и устанавливать их размеры в соответствии с расчётом.

18.3.8 При усилении элементов конструкций применяют комбинированные соединения: заклёпочные с фрикционными или заклёпочные с болтами класса точности А.

18.3.9 В элементах групп конструкций 1, 2, 3 или 4 (согласно приложениюВ), подверженных при усилении нагреву вследствие сварки, расчётное напряжение σd не должно превышать значений 0,2Ry; 0,4Ry; 0,6Ry или 0,8Ry соответственно.

Напряжение σd следует определять от нагрузок, действующих во время усиления, для неусиленного сечения с учётом фактического состояния конструкций (ослаблений сечения, искривлений элемента и др.).

При превышении указанных напряжений необходима разгрузка конструкций или подведение временных опор.

18.3.10 Основными способами усиления конструкций являются:

• увеличение площади поперечного сечения отдельных элементов конструкции;
• изменение конструктивной схемы всего каркаса или отдельных элементов его;
• регулирование напряжений.

Каждый из этих способов применяется самостоятельно или в комбинации с другим.

18.3.11 При расчёте элементов конструкций, усиленных путем увеличения сечения следует учитывать разные расчётные сопротивления материалов конструкции и усиления. Следует принимать одно расчётное сопротивление, равное меньшему из них, если они отличаются не более чем на 15 %.

18.3.12 Расчёт на прочность и устойчивость элементов, усиленных способом увеличения сечений следует выполнять с учётом напряжений, существовавших в элементе в момент усиления (с учётом разгрузки конструкций). При этом следует учитывать начальные искривления элементов, смещение центра тяжести усиленного сечения и искривления, вызванные сваркой.

Искривления от сварки при проверке устойчивости элементов при центральном сжатии и сжатии с изгибом следует учитывать введением дополнительного коэффициента условий работы γc,ad = 0,8.

Проверку на прочность элементов, для которых согласно 18.3.11 принято одно расчётное сопротивление, кроме расчета по формулам (50), (51) и (105), следует выполнять на полное расчётное усилие без учёта напряжений, существовавших до усиления, а при проверке стенок балок на местную устойчивость следует использовать дополнительный коэффициент условий работы γс,аd = 0,8.

18.3.13 Расчёт на прочность элементов конструкций, усиливаемых методом увеличения сечений, следует выполнять по формулам:

а) для центрально растянутых симметрично усиливаемых элементов – (5);

б) для центрально сжатых симметрично усиливаемых элементов​

N / ARyγNγc ≤ 1, (216)​

где γN= 0,95 – при усилении без использования сварки;

γN = 0,95 – 0,25 σd / Ry – при усилении с использованием сварки;​

в) для несимметрично усиливаемых центрально растянутых, центрально сжатых и внецентренно сжатых элементов

(1/RyγMγc)(N/A + yMx/Ix + xMy/Iy) ≤ 1, (217)​

где γМ= 0,95 для конструкций группы 1;
γМ = 1 для конструкций групп 2, 3 и 4;
при N/ARy ≥ 0,6 следует принимать γМ = γN, здесь γN следует определять как в формуле (216).​

Изгибающие моменты Мх и Му следует определять относительно главных осей усиленного сечения.

18.3.14 Расчет на устойчивость сжатых элементов сплошного сечения в плоскости действия моментов выполняется по формуле

N / φe ARy,ef γc ≤ 1, ( 218)​

где A – площадь усиленного сечения;

γс – коэффициент условий работы, принимаемый не более 0,9.
φe –коэффициент, определяемый по таблице Д.3(приложение Д) в зависимости от условнойгибкости усиленного элемента λ̅ и приведенного относительногоэксцентриситета mef = ηmf; η–коэффициент влияния формы сечения по таблице Д.2 (приложение Д);
​

mf = ef (A/Wc), (219)​

здесь Wc– момент сопротивления для наиболее сжатого волокна;

ef – эквивалентный эксцентриситет, учитывающий особенности работы усиленного стержня и определяемый по формуле​

ef = e + fж+ kwfw. (220)
​

где е – эксцентриситет продольной силы относительно центральной оси усиленного сечения после усиления; в тех случаях, когда эксцентриситет продольной силы остается неизменным, его значение определяется выражением е = е0– еA, где еA – смещение центра тяжести сечения при усилении, принимаемое со своим знаком (рисунок 23, а) и б);
общем случае сжатия с изгибом, а также в случае приложения дополнительных продольных или поперечных сил после усиления, величина е определяется выражением е = М/N, где М – расчетный момент относительно центральной оси усиленного сечения; при несимметричном усилении центрально сжатого (первоначально) элемента в качестве е0 случайный эксцентриситет учитывается с таким знаком, чтобы учесть наиболее неблагоприятный случай;​

Рисунок 23 – К определению эксцентриситета продольной силы
при положительном (а) и отрицательном (б) значениях​

fж – определяется по формуле​

fж = f0[1 - αN(∑Iᵣ / (I₀ + ∑Iᵣ))], (221)​

здесь f0 – начальный прогиб усиливаемого элемента; в расчетах сжатых стержней на устойчивость значение f0 определяется от расчетных начальных нагрузок; в расчетах на деформативность – от нормативных начальных нагрузок;

∑Iᵣ – сумма моментов инерции элементов усиления, присоединяемых одновременно, относительно их собственных центральных осей, перпендикулярных к плоскости изгиба;
αN = Nэ / (Nэ – N₀) – коэффициент, учитывающий влияние продольной силы:

• при расчете изгибаемых элементов αN = 1;
• при малых значениях собственных моментов инерции элементов усиления ( ∑Iᵣ/I < 0,1) деформации не учитывают и fж = f₀;
• при присоединении элементов усиления к плоским поверхностям усиливаемого элемента, например, параллельным плоскости изгиба, принимается fж = f₀;

fw – дополнительный остаточный прогиб, возникающий вследствие приварки элементов усиления, определяется по формуле​

fw = αNa(Vl²₀/8I)∑niyi, (222)
​

здесь а – средний коэффициент прерывности шпоночного шва с учетом протяженности концевых его участков (при сплошных швах a = 1); V = 0,04kf²– параметр продольного укорочения элемента от наложения одиночного шва; kf– катет связующих швов, см; l₀=lef– расчетная длина элемента в плоскости изгиба (для однопролетных балок l₀ – пролет балки); уi–расстояние от i–го шва до центральной оси усиленного сечения, принимаемое со своим знаком; ni – коэффициент, учитывающий начальное напряженно-деформированное состояние элемента и схему его усиления и зависящий от ξi =σ₀i / Ry₀ – коэффициента, характеризующего уровень начальных напряжений в зоне i-го шва в наиболее нагруженном сечении элемента (рисунок 24).​

1– в растянутой зоне сечения; 2– в сжатой зоне, в расчетах на устойчивость;
3– в сжатой зоне в расчетах на деформативность; 4 – в растянутой и сжатой зонах
сечения при схемах усиления, связанных с наложением двусторонних швов
Рисунок 24 – Зависимости n(ξ) при швах​

Если сварочный прогиб fw является разгружающим фактором (знак fw не совпадает со знаком суммы (с + fж)) и приводит к уменьшению абсолютной величины эквивалентного эксцентриситета, то значение kw принимается равным 0,5; в противном случае kw= 1.

18.3.15При расчёте на устойчивость элементов при центральном сжатии и сжатии с изгибом следует принимать для усиленного сечения в целом приведенное значение расчётного сопротивления, вычисляемое по формуле

Ry,ef = Ry√(k), (223)
​

где Ry – расчётное сопротивление основного металла, определяемое согласнотребованиям 18.2.4;

k – коэффициент, вычисляемый по формуле

k = [(Rya/Ry)(1 - A/Aa) + A/Aa][(Rya/Ry)(1 - I/Ia) + I/Ia]. (224)​

Здесь Rya– расчётное сопротивление металла усиления;

A, I – соответственно площадь и момент инерции неусиленного сечения элемента относительно оси, перпендикулярной к плоскости проверки устойчивости;
Aa, Ia – то же, усиленного сечения элемента в целом.​

18.3.16 Не следует усиливать существующие стальные конструкции, выполненные с отступлением от требований 14.1.7, 14.1.10, 14.2.2, 15.1, 15.2.1, 15.2.3, 15.3.3–15.3.5, 15.4.2, 15.4.5, 15.5.2, 15.5.4, 15.11.1, 16.14, 16.16, 17.8–17.11, 17.16, при условии, что:

• отсутствуют вызванные этими отступлениями повреждения элементов конструкций;
• исключены изменения в неблагоприятную сторону условий эксплуатации конструкций;
• несущая способность и жесткость обоснованы расчётом с учётом требований 18.3.2, 18.3.4, 18.3.9;
• выполняются мероприятия по предупреждению усталостного и хрупкого разрушения конструкций, на которые распространяются требования 12.1.1, 12.1.3 и раздела 13.

При выполнении этих условий для проверок устойчивости центрально сжатых элементов следует принимать тип сечения «b» вместо типа «с» (см. таблицы 7 и Д.1 (приложение Д)).

 

Приложение А

Основные буквенные обозначения величин​

A – площадь сечения брутто;

Аbn – площадь сечения болта нетто;

Аd – площадь сечения раскосов;

Аf – площадь сечения полки (пояса);

Аn – площадь сечения нетто;

Аw – площадь сечения стенки;

Аwf – площадь сечения по металлу углового шва;

Аwz – площадь сечения по металлу границы сплавления;

В – бимомент, изгибно-крутящий бимомент;

Е – модуль упругости;

F – сила;

G – модуль сдвига;

I – момент инерции сечения брутто;

Ib – момент инерции сечения ветви;

Im; Id – моменты инерции сечения пояса и раскосов фермы;

Ir – момент инерции сечения ребра, планки;

Irl– момент инерции сечения продольного ребра;

It – момент инерции при свободном кручении;

Ix; Iy– моменты инерции сечения брутто относительно осей х – х и y– у соответственно;

Ixn; Iyn – то же, сечения нетто;

Iω – секториальный момент инерции сечения;

Iωn – то же, сечения нетто;

М – момент, изгибающий момент;

Мх; Му – моменты относительно осей х – х и у – у соответственно;

N – продольная сила;

Nad – дополнительное усилие;

Nbm – продольная сила от момента в ветви колонны;

Q – поперечная сила, сила сдвига;

Qfic – условная поперечная сила для соединительных элементов;

Qs – условная поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости;

Rbа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов;

Rbh – расчётное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;

Rbр – расчётное сопротивление смятию одноболтового соединения;

Rbs – pacчётное сопротивление срезу одноболтового соединения;

Rbt – расчётное сопротивление растяжению одноболтового соединения;

Rbun – нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным временному сопротивлению σв по национальным стандартам и техническим условиям на болты;

Rbu – расчётное сопротивление растяжению U-образных болтов;

Rbуn – нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным пределу текучести σт по национальным стандартам и техническим условиям на болты;

Rcd – расчётное сопротивление диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью);

Rdh – расчётное сопротивление растяжению высокопрочной проволоки;

Rlp – расчётное сопротивление местному смятию в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании;

Rp – расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (приналичии пригонки);

Rs – расчётное сопротивление стали сдвигу;

Ru – расчётное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по Rs – временному сопротивлению;

Run – временное сопротивление стали, принимаемое равным минимальному значению σв по национальным стандартам и техническим условиям на сталь;

Rv – расчётное сопротивление стали усталости;

Rwf – расчётное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;

Rwu – расчётное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

Rwun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению;

Rws – расчётное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу;

Rwy – расчётное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

Rwz – расчётное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

Rу – расчётное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

Ryf – то же, для полки (пояса);

Ryw – то же, для стенки;

Ryn – предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести σт по национальным стандартам и техническим условиям на сталь;

S – статический момент сдвигаемой части сечения брутто относительно нейтральной оси;

Wx; Wy –моменты сопротивления сечения брутто относительно осей х – х и у – у соответственно;

Wc; Wt – моменты сопротивления сечения для сжатой и растянутой полки соответственно;

Wxn; Wyn – моменты сопротивления сечения нетто относительно осей х - х и у – у соответственно;

Wω – секториальный момент сопротивления сечения брутто;

Wωn – секториальный момент сопротивления сечения нетто;

Wcω; Wtω – секториальный момент сопротивления сечения для наиболее сжатой и растянутой точки сечения соответственно;

b – ширина;

bef – расчётная ширина;

bf – ширина полки (пояса);

br –ширина выступающей части ребра, свеса;

сх; су –коэффициенты для расчёта с учётом развития пластических деформаций при изгибе относительно осей х – х, у – у соответственно;

d – диаметр отверстия болта;

db – наружный диаметр стержня болта;

е –эксцентриситет силы;

h – высота;

hef – расчётная высота стенки;

hw – высота стенки;

i – радиус инерции сечения;

imin – наименьший радиус инерции сечения;

ix; iy – радиусы инерции сечения относительно осей х – х и у – у соответственно;

kf – катет углового шва;

l – длина, пролет;

lc – длина стойки, колонны, распорки;

ld – длина раскоса;

lef – расчётная длина;

lm – длина панели пояса фермы или колонны;

ls – длина планки;

lw – длина сварного шва;

lx; ly – расчётные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х – х и у – у соответственно;

m – относительный эксцентриситет, m = eA/Wc;

r – радиус;

t – толщина;

tf – толщина полки (пояса);

tw – толщина стенки;

αf – отношение площадей сечений полки (пояса) и стенки, αf = Af /Aw;

βf ; βz – коэффициенты для расчёта углового шва соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления;

γb – коэффициент условий работы болтового соединения;

γс – коэффициент условий работы;

γf – коэффициент надежности по нагрузке; m – коэффициент надежности по материалу;

γn – коэффициент надежности по ответственности;

γu – коэффициент надежности в расчётах по временному сопротивлению;

γs – коэффициент надежности по устойчивости системы;

η– коэффициент влияния формы сечения;

λ – гибкость, λ= lef / i;

λ̅ – условная гибкость, λ̅ = λ√(Rᵧ/E);

λef – приведённая гибкость стержня сквозного сечения;

λ̅ef – условная приведённая гибкость стержня сквозного сечения, λ̅ef = λef√(Rᵧ/E);

λ̅f – условная гибкость свеса пояса, λ̅f = (bef/tf)√(Rᵧ/E);

λ̅f,1 – условная гибкость поясного листа, λ̅f,1 = (bef,1/tf)√(Rᵧ/E);

λ̅w – условная гибкость стенки, λ̅w = (hef/tw)√(Rᵧ/E);

λ̅uf – предельная условная гибкость свеса пояса (поясного листа);

λ̅uw – предельная условная гибкость стенки;

λх; λу – расчётные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х – х и у – у соответственно;

|σ| - абсолютная величина нормального напряжения;

σloc – местное напряжение;

σх; σу – нормальные напряжения, параллельные осям х – х и у – у соответственно;

τ; τху – касательное напряжение;

τх ; τу – касательные напряжения, параллельные осям х – х и у – у соответственно;

φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии;

φх(у) – коэффициент устойчивости при сжатии;

φb – коэффициент устойчивости при изгибе;

φе – коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом;

φеху – коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом в двух плоскостях;

ω - секториальная координата.

 

Приложение Б

Физические характеристики материалов для стальных конструкций
​

Таблица Б.1​

Физические характеристики материалов для стальных конструкций

​

Таблица Б.2​

Физические характеристики проводов и проволоки


Приложение В

Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления​

Группы стальных конструкций

Группа 1. Сварные конструкции* или их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546), в том числе максимально стесняющих развитие пластических деформаций, или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических**, вибрационных или подвижных нагрузок балки крановых путей; балки рабочих площадок; балки путей подвесного транспорта; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузки от подвижных составов; главные балки и ригели рам при динамической нагрузке; пролетные строения транспортёрных галерей; фасонки ферм; стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров; бункерные балки; оболочки параболических бункеров; стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов.

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; оболочки силосов; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры транспортёрных галерей; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 при наличии сварных монтажных соединений.

Группа 3.Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в расчетных сечениях связей свыше 0,4Ry; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен АС; колонны бетоновозных эстакад; прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; вспомогательные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.
Примечания
1 При назначении стали для конструкций зданий и сооружений класса КС-3 (ГОСТ 27751) номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 – 4).
2 При толщине проката t > 40 мм номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2 – 4); при толщине проката t ≤ 6 мм – увеличивать на единицу (для групп 1 – 3).
________________
*Конструкция или её элемент считается имеющим сварные соединения, если они расположены в местах действия значительных расчетных растягивающих напряжений (σ > 0,3Ry; σ > 0,3Rwf или σ > 0,3Rwz) либо в местах, где возможно разрушение сварного соединения, например, из-за значительных остаточных напряжений, что может привести к непригодности к эксплуатации конструкции в целом.
**Конструкции относятся к подвергающимся воздействию динамических нагрузок, если отношение абсолютного значения нормального напряжения, вызванного динамической нагрузкой, к суммарному растягивающему напряжению от всех нагрузок в том же сечении α > 0,2 – см. формулу (170).

Таблица В.1​

Нормируемые показатели ударной вязкости проката

​

Таблица В.2​

Требования по химическому составу

​

Таблица В.3​

Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе
листового, широкополосного универсального, сортовогопроката и труб*
​

*Трубы стальные бесшовные и бесшовные горячедеформированные, а также электросварные прямошовные диаметром 114 – 530 мм с толщиной стенки от 4,0 до 12,7 мм; диаметром 508 – 1422 мм с толщиной стенки от 8 до 50 мм и диаметром 530–1420 мм улучшенной свариваемости и хладостойкости для строительных металлических конструкций следует принимать по соответствующим действующим техническим условиям.

 

Таблица В.4​

Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и
изгибе фасонного проката в виде двутавров с параллельными гранями полок

​

Таблица В.5​

Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении,
сжатии и изгибе фасонного проката

​

Таблица В.6​

Расчётные сопротивления проката смятию торцевой поверхности,
местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков

​

Таблица В.7​

Расчётные сопротивления отливок из углеродистой стали

​

Таблица В.8​

Расчётные сопротивления отливок из серого чугуна



Рисунок В.1 – Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей​

Таблица В.9​

Характеристики сталей для обобщенной
расчетной диаграммы работы (см. рисунок В.1)
​

 

Приложение Г

Материалы для соединений стальных конструкций
​

Таблица Г.1​

Материалы для сварки, соответствующие стали

​

Таблица Г.2​

Нормативные и расчетные сопротивления металла
швов сварных соединений с угловыми швами

​

Таблица Г.3​

Требования к болтам при различных условиях их применения

​

Таблица Г.4​

Марки стали фундаментных болтов и условия их применения

​

Таблица Г.5​

Нормативные сопротивления стали болтов и расчётные сопротивления
одноболтовых соединений срезу и растяжению, Н/мм2

​

Таблица Г.6​

Расчётные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами

​

Таблица Г.7​

Расчётные сопротивления растяжению фундаментных болтов

​

Таблица Г.8​

Нормативные и расчётные сопротивления
растяжению высокопрочных болтов из стали 40Х

​

Таблица Г.9​

Площади сечения болтов
​

 

Приложение Д

Коэффициенты для расчета на устойчивость
центрально и внецентренно сжатых элементов
​

Таблица Д.1​

Коэффициенты устойчивости при центральном сжатии

​

Таблица Д.2​

Коэффициенты влияния формы сечения η

​

Таблица Д.3​

Коэффициенты устойчивости φc при внецентренном сжатии сплошностенчатых
стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии
​

Продолжение таблицы Д.3​

​

Окончание таблицы Д.3​

​

Таблица Д.4​

Коэффициенты устойчивости φе при внецентренном сжатии сквозных
стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии

​

Продолжение таблицы Д.4​

​

Окончание таблицы Д.4​

​

Таблица Д.5​

Приведенные относительные эксцентриситеты mef для
внецентренно сжатых стержней с шарнирно опёртыми концами
​

 

Коэффициент сmax для расчета на устойчивость
сжатых стержней открытого сечения​

1. Коэффициент cmax для сечений типов 1, 2, 3, приведенных на рисунках в таблице Д.6, следует вычислять по формуле

cmax = 2/[1 + δB + √((1 - δB)² + (16/μ)(α - ex/h)²)], (Д.1)

где δ = ρlμ;​

B = 1 + 2(β/ρ)(ex/h);
μ = 8ω + 0,156Itλ²ᵧ / Ah²; (Д.2)​

α= ax/h – отношение расстояния ах между центром тяжести и центром изгиба сечения к высоте сечения h;
eх = Mx/N– эксцентриситет приложения сжимающей силы относительно оси х - х, принимаемый со своим знаком (в таблице Д.6 приведен со знаком «плюс»);
А – площадь сечения.
ρ= (Ix+Iy) / Ah² + α²;
ω= Iω /(Iyh²)– здесь Iω - cекториальный момент инерции сечения;
It = (k/3)Σbiti³ – момент инерции сечения при свободном кручении,
bi и ti –ширина и толщина листов соответственно, образующих сечение, включая стенку; k = 1,29– для двутаврового сечения с двумя осями симметрии; k = 1,25– для двутаврового сечения с одной осью симметрии; k = 1,20 – для таврового сечения, k = 1,12– для швеллерного (П-образного) сечения.​

2 Коэффициент cmax при расчёте на устойчивость стержня П-образного сечения на центральное сжатие (тип 4 при обозначениях, принятых в таблице Д.6,и Iу > Iх) следует вычислять по формуле (Д.1) при ех = 0 и β =0 (тогда В = 1), учитывая при этом, что

А= htf(2 + η);

Iω = tfh³b³(3 +2η) / 12(6 + η) = Аh²b²(3 +2η) / 12(6 + η)(2 + η);

Iy = htfb²(6 + η) / 12 = Ab²(6 + η) / 12(2 + η);

Ix = tfh³(1 +2η) / 3(2 +η) = Ah²(1 +2η) / 3(2 +η)2.
​

3 Коэффициент cmax при расчёте на устойчивость стержня швеллерного сечения (тип 5 при обозначениях, принятых в таблице Д.6, и Iх > Iу ), следует вычислять по формуле (Д.3)

cmax = 2 / [1 + + δ + √((1 - δ)² + (16/μ)(αy/b)²)], (Д.3)​

где δ = 4ρ/µ;

μ= 8ω + 0,156Itλх²/Аb² + α²;

α= ay/b –отношение расстояния ау между центром тяжести и центром изгиба сечения к ширине сечения b – см. таблицу Д.6;

ay = 4η₁b(3η₁ +1)/(2η1+ 1)(6η₁ +1);

ρ= (Ix+Iy) / Ab² + α²;

It = 0,37Σbiti³; bi и ti – соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение;

ω= Iω / Ixb² – см. таблицу Д.6.​

При этом:

A = htw(2η₁+ 1);

Iω = η₁twh³b² (3η₁ +2) / 12(6η₁ +1);

Iy = 2η₁twhb²b²(η₁² + 2,5η₁ + 1) / (2η₁+ 1)²;

Ix= twh³(6η₁ +1) / 12.​

Формулы для определения ω, α и β или их значения приведены в таблице Д.6.

Таблица Д.6​

Коэффициенты, ω, α и β

​

4. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых элементов двутаврового сечения с двумя осями симметрии, непрерывно подкрепленных вдоль одной из полок (рисунок Д.1), следует выполнять по формуле (111), в которой коэффициент с = cmax следует вычислять по формуле

cmax = [1 + Ix/Iy + α/9,87] / [1 + 4((ix² + iy²)/(h² + ex/h))]. (Д.4)


Рисунок Д.1 — Схема сечения элемента, подкрепленного вдоль полки​

Коэффициент α следует определять по формуле (Ж.4) приложения Ж.

При определении α значение lef следует принимать равным расстоянию между сечениями элемента, закрепленными от поворота относительно продольной оси (расстояние между узлами крепления связей, распорок и т.п.).

Эксцентриситет ех = Мх/ в формуле (Д.4) считается положительным, если точка приложения силы смещена в сторону свободной полки; для центральносжатых элементов ех = 0.

При определении ех за расчетный момент Мх следует принимать наибольший момент в пределах расчетной длины lef элемента.

Приложение Е

Коэффициенты для расчета элементов
конструкций с учётом развития пластических деформаций​

Таблица Е.1​

Коэффициенты cx, cy, n

​

Таблица Е.2​

Коэффициенты α1, α2, α3 для расчета на изгиб
прямоугольных плит, опертых по четырем и трем сторонам
​

 

Приложение Ж

Коэффициент устойчивости при изгибе b
​

Ж.1 Коэффициент φb для расчёта на устойчивость изгибаемых элементов двутаврового, таврового и швеллерного сечения следует определять в зависимости от расстановки связей, раскрепляющих сжатый пояс, вида нагрузки и места ее приложения. При этом предполагается, что нагрузка действует в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy), а опорные сечения закреплены от боковых смещений и поворота.

Ж.2 Для балки и консоли двутаврового сечения с двумя осями симметрии коэффициент φb следует принимать равным:

• при φ₁ ≤ 0,85

φb = φ₁; (Ж.1)​

• при φ₁ > 0,85

φb = 0,68 + 0,21 φ₁ ≤ 1, (Ж.2)​

где значение φ₁ следует вычислять по формуле

φ₁ = Ψ(Iy/Ix)(h/lef)²(E/Ry), (Ж.3)​

Где ψ– коэффициент, вычисляемый согласно требованиям Ж.3;

h – полная высота сечения прокатного двутавра или расстояние между осями поясов (пакетов поясных листов) составного двутавра;
lef – расчётная длина балки или консоли, определяемая согласно 8.4.2.​

Ж.3 Значение коэффициента ψ в формуле (Ж.3) следует вычислять по формулам таблиц Ж.1 и Ж.2 в зависимости от числа закреплений сжатого пояса, вида нагрузки и места её приложения, а также от коэффициента α, равного:

а) для прокатных двутавров​

α = 1,54(It/Iy)(lef/h)², (Ж.4)​

где It– момент инерции при свободном кручении, определяемый согласно приложению Д;
h – полная высота сечения;​

б) для составных двутавров из листов со сварными или фрикционными поясными соединениями​

α = 8(leftf/hbf)²(1 + at³/bft³f). (Ж.5)​

Где для сварных двутавров из трех листов:

tf и bf – толщина и ширина пояса балки;
h – расстояние между осями поясов;
a = 0,5h;
t – толщина стенки (t = tw);​

для составных двутавров с фрикционными поясными соединениями:

tf – суммарная толщина листов пояса и полки поясного уголка;
bf – ширина листов пояса;
h – расстояние между осями пакетов поясных листов;
α – ширина вертикальной полки поясного уголка за вычетом толщины его полки;
t – cуммарная толщина стенки и вертикальных полок поясных уголков.​

Если на участке балки lef эпюра Мх по своему очертанию отличается от приведённых в таблице Ж.1, то допускается значение ψ определять по формулам для наиболее близкой по очертанию эпюры Мх, в которую может быть вписана фактическая эпюра.

Вслучаях, когдауконсоли балки сжатый пояс закреплён от бокового перемещения в конце или по ее длине, значение ψ принимается равным:

• при сосредоточенной нагрузке, приложенной к растянутому поясу на конце консоли, ψ = 1,75ψ1, где значение ψ1 следует принимать согласно примечанию к таблице Ж.1;
• в остальных случаях – как для консоли без закреплений.

Ж.4 Для разрезной балки двутаврового сечения с одной осью симметрии (рисунок Ж.1) коэффициент φb следует определять по таблице Ж.3, где значения φ1, φ2 и φn следует вычислять по формулам:

φ₁ = ψa(Iy/Ix)(2hh₁/l²ef)(E/Ry); (Ж.6)

φ₂ = ψa(Iy/Ix)(2hh₂/l²ef)(E/Ry); (Ж.7)

n = I₁ / (I₁ + I₂). (Ж.8)​

В формулах (Ж.6) – (Ж.8) обозначено:

ψα- коэффициент, вычисляемый по формуле

ψα = [B + √(B² + C)]D; (Ж.9)​

h – расстояние между осями поясов;
h₁ и h₂ – расстояние от центра тяжести сечения до оси более развитого и менее развитого поясов соответственно;
lef– расчётная длина балки, определяемая согласно 8.4.2;
I₁ и I₂– моменты инерции сечения более развитого и менее развитого поясов относительно оси симметрии сечения балки соответственно.​

Таблица Ж.1​

Коэффициент ψ для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии

​

Таблица Ж.2​

Коэффициент ψ для жестко заделанных консолей
двутаврового сечения с двумя осями симметрии



Рисунок Ж.1– Схема двутаврового сечения с одной осью симметрии
​

Таблица Ж.3​

Коэффициент φb

​

Ж.5 Значения В, С и D в формуле (Ж.9) следует определять по таблицам Ж.4 и Ж.5 в зависимости от коэффициентов:
​

δ = n + 0,734β; (Ж.10)

μ = n + 1,145β; (Ж.11)

β = (2n - 1){0,47 - 0,035(b₁/h)[1 + b₁/h - 0,075(b₁/h)²]}; (Ж.12)

η = (1 - n)[9,87n + 0,385(It/I₂)(lef/h)²], (Ж.13)​

где значения n, b₁, h, I₂, lef следует принимать согласно настоящему приложению, а It – согласно приложению Д.

Коэффициент α в таблице Ж.5 следует определять по формуле (Ж.4).
​

Таблица Ж.4​

Коэффициент В

​

Таблица Ж.5​

Коэффициенты С и D

​

Ж.6 Для двутаврового сечения при 0,9 < n < 1,0 коэффициент ψа следует определять линейной интерполяцией между значениями, полученными по формуле (232) для двутаврового сечения при n = 0,9 и для таврового при n = 1.

Для таврового сечения при сосредоточенной или равномерно распределенной нагрузке и α< 40 коэффициенты ψа следует умножать на (0,8 + 0,004α).

В балках с менее развитым сжатым поясом при n > 0,7 и 5 ≤ lef/b₂ ≤ 25 значение коэффициента φ₂ необходимо уменьшать умножением на (1,025 – 0,015 lef/b₂) и следует принимать при этом не более 0,95. Значения lef/b₂ > 25 в таких балках не допускаются.

Ж.7 Для балки швеллерного сечения коэффициент b следует принимать равным φb = 0,7φ₁, где φ₁ следует определять как для балок двоякосимметричного двутаврового сечения, используя формулы (Ж.3) и (Ж.4), где значения Ix, Iy, It следует принимать для швеллера.

 

Приложение И

Коэффициенты расчетной длины μ участков ступенчатых колонн​

И.1 Коэффициент расчётной длины μ₁ для защемлённого в основании нижнего учаcтка одноступенчатой колонны следует принимать:

• при верхнем конце колонн, свободном от закреплений, – по таблице И.1;
• при закреплении верхнего конца от поворота, но возможности его свободного смещения – по таблице И.2;
• при закреплении верхнего конца от смещения по формуле

μ₁ = √([μ²₁₂ + μ²₁₁(β - 1)] / β), (И.1)
​

где μ₁₂ и μ₁₁ – коэффициенты расчётной длины нижнего участка колонны при нагрузках F₁ = 0 и F₂ = 0 соответственно, определяемые при шарнирном опирании верхнего конца по таблице И.3, а при закреплении от поворота – по таблице И.4.

В таблицах И.1 – И.4 обозначено:

α₁ = (l₂/l₁)√(I₁/βI₂) и n = I₂l₁/I₁l₂,
​

где I₁, I₂, l₁, l₂ – моменты инерции сечений и длины нижнего и верхнего участков колонны соответственно;

β= (F₁ + F₂)/F₂.​

И.2 Коэффициент расчётной длины μ₂ для верхнего участка одноступенчатой колонны во всех случаях следует определять по формуле

μ₂ = μ₁/a₁ ≤ 3. (И.2)
​

И.3 Коэффициент расчётной длины μ₁ для защемлённого в основании нижнего участка двухступенчатой колонны (рисунок И.1,а) при условиях закрепления верхнего конца, указанных в таблице И.5, следует определять по формуле

μ₁ = √([β₁μ²m₁ + (β₂μ²m₂ + μ²m₃)(1 + δ₂)²(I₁/Im₁)]/[1 + β₁ + β₂]), (И.3)​

Где β₁ = F₁/F₃; β₂ = F₂/F₃; δ₂ = l₂/l₁;

μm₁, μm₂, μm₃ – коэффициенты, определяемые по таблице И.5 как для одноступенчатых колонн по рисунку И.1,б,в,г);
Im₁ = (I₁l₁ + I₂l₂)/(l₁ + l₂) – приведённое значение момента инерции сечения участка длиной (l₁ + l₂).​

Здесь F₁, F₂, F₃ – продольные силы, приложенные к верху нижнего, среднего и верхнего участков колонн с моментами инерции I₁, I₂, I₃ и длинами l₁, l₂, l₃ соответственно.

Приведённое значение момента инерции сечения участка длиной (l₂ + l₃) на рисунке И.1,б следует определять по формуле

Im₂ = (I₂l₂ + I₃l₃)/(l₂ + l₃).


Рисунок И.1 – Схема двухступенчатой колонны (а) и условные схемы
загружений при приложении сил F₁, F₂ и F₃ соответственно к нижнему (б),
к среднему (в), к верхнему (г) участкам​

И.4 Коэффициенты расчётной длины: 2 для среднего участка двухступенчатой колонны длиной l2 и μ3 для верхнего участка колонны длиной l₃ следует определять по формулам:

μ₂ = μ₁/α₂ (И.4)

μ₃ = μ₁/α₃ ≤ 3 (И.5)​

где

α₂ = (l₂/l₁)√(I₁(F₂ + F₃) / I₂(F₁ + F₂ + F₃));

α₃ = (l₃/l₁)√(I₁F₃ / I₃(F₁ + F₂ + F₃)).​

Таблица И. 1​

Коэффициенты расчетной длины μ₁ для одноступенчатых
колонн с верхним концом, свободным от закреплений

​

Таблица И.2​

Коэффициенты расчетной длины μ₁ для одноступенчатых
колонн с верхним концом, закрепленным только от поворота

​

Таблица И.3​

Коэффициенты расчетной длины μ₁₂ и μ₁₁ для одноступенчатых
колонн с неподвижным шарнирно-опертым верхним концом

​

Таблица И.4​

Коэффициенты расчетной длины μ₁₂ и μ₁₁ для одноступенчатых
колонн с неподвижным верхним концом, закрепленным от поворота

​

Таблица И.5​

Коэффициенты μm1, μm2, μm3


Приложение К

К расчету элементов на усталость​

Таблица К.1​

Группы элементов и соединений при расчете на усталость


Библиография​

[1] Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

____________________________________________________________________________________________________
УДК 69+624.014.2.04 (083.74)

Ключевые слова: стальные строительные конструкции зданий и сооружений, особые условия эксплуатации стальных конструкций, расчетные характеристики материалов и соединений, фланцевые соединения, фрезерованные торцы, напряженно деформированное состояние элементов, упругая, упруго-пластическая и пластическая работа, методика, устойчивость, прочность, коэффициенты, узлы, стержни, центрально и внецентренно сжатые, изгибаемые элементы, проектирование стальных конструкций, предотвращение хрупкого разрушения, группы стальных конструкций, элементы конструкций, колонны, стойки, фермы, связи, прогоны, балки, балки крановых путей, листовые конструкции, висячие конструкции, конструкций опор воздушных линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта, антенные сооружения
____________________________________________________________________________________________________