СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*" (с Поправкой, с Изменением N 1)

СВОД ПРАВИЛ

СП 16.13330.2017 Стальные конструкции
Steel structures
Актуализированная редакция СНиП II-23-81*
(с Поправкой, с Изменением N 1)


Дата введения: 2017-08-28


Статус: действующий

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко, МГСУ, СПбГАСУ

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции"

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2018 год

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 16 августа 2018 г. N 530/пр c 17.02.2019


Оглавление

Введение
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Общие положения
4.1 Основные требования к конструкциям
4.2 Основные расчетные требования
4.3 Учет назначения и условий работы конструкций
5 Материалы для конструкций и соединений
6 Расчетные характеристики материалов и соединений
7 Расчет элементов стальных конструкций при центральном растяжении и сжатии
7.1 Расчет элементов сплошного сечения
7.2 Расчет элементов сквозного сечения
7.3 Проверка устойчивости стенок и поясных листов центрально сжатых элементов сплошного сечения
8 Расчет элементов стальных конструкций при изгибе
8.1 Общие положения расчета
8.2 Расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения
8.3 Расчёт на прочность балок крановых путей сплошного сечения
8.4 Расчет на общую устойчивость изгибаемых элементов сплошного сечения
8.5 Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых элементов сплошного сечения
8.6 Расчет опорных плит
9 Расчет элементов стальных конструкций при действии продольной силы с изгибом
9.1 Расчёт на прочность элементов сплошного сечения
9.2 Расчёт на устойчивость элементов сплошного сечения
9.3 Расчёт на устойчивость элементов сквозного сечения
9.4 Проверка устойчивости стенок и поясов
10 Расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных конструкций
10.1 Расчетные длины элементов плоских ферм и связей
10.2 Расчётные длины элементов пространственных решётчатых конструкций, в том числе структурных
10.3 Расчётные длины колонн (стоек)
10.4 Предельные гибкости элементов
11 Расчет листовых конструкций
11.1 Расчет на прочность
11.2 Расчёт на устойчивость
12 Расчет элементов стальных конструкций на усталость
12.1 Общие положения расчета
12.2 Расчёт балок крановых путей
13 Проектирование стальных конструкций с учетом предотвращения хрупкого разрушения
14 Проектирование соединений стальных конструкций
14.1 Сварные соединения
14.2 Болтовые соединения
14.3 Фрикционные соединения (на болтах c контролируемым натяжением)
14.4 Поясные соединения в составных балках
15 Требования по проектированию зданий, сооружений и конструкций
15.1 Расстояния между температурными швами
15.2 Фермы и структурные плиты покрытий
15.3 Колонны
15.4 Связи
15.5 Балки
15.6 Балки крановых путей
15.7 Листовые конструкции
15.8 Висячие покрытия
15.9 Фланцевые соединения
15.10 Соединения с фрезерованными торцами
15.11 Монтажные крепления
15.12 Опорные части
16 Требования по проектированию конструкций опор воздушных линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта
17 Требования по проектированию конструкций антенных сооружений связи высотой до 500 м
18 Требования по проектированию конструкций зданий и сооружений при реконструкции
18.1 Общие положения
18.2 Расчетные характеристики стали и соединений
18.3 Усиление конструкций
Приложение А. Основные буквенные обозначения величин
Приложение Б. Физические характеристики материалов для стальных конструкций
Приложение В. Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления
Приложение Г. Материалы для соединений стальных конструкций
Приложение Д. Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально и внецентренно сжатых элементов
Приложение Е. Коэффициенты для расчета элементов конструкций с учётом развития пластических деформаций
Приложение Ж. Коэффициент устойчивости при изгибе φb
Приложение И. Коэффициенты расчетной длины μ участков ступенчатых колонн
Приложение К. К расчету элементов на усталость
Библиография

Введение

Настоящий свод правил разработан в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

Пересмотр СП 16.13330.2011 выполнен авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (д-р техн. наук И.И.Ведяков, д-р техн. наук П.Д.Одесский; канд. техн. наук М.И.Гукова, канд. техн. наук Д.В.Конин, канд. техн. наук М.Р.Урицкий, канд. техн. наук М.И.Фарфель, канд. техн. наук Б.С.Цетлин; инж. С.В.Гуров); НИУ МГСУ (д-р техн. наук А.Р.Туснин); ЗАО "Эркон" (д-р техн. наук Г.И.Белый); АРСС (инж. Д.С.Еремеев, инж. А.А.Сосков).

Изменение N 1 к настоящему своду правил разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель - д-р техн. наук И.М.Ведяков; исполнители - д-р техн. наук П.Д.Одесский, канд. техн. наук М.И.Гукова, канд. техн. наук Д.В.Конин, канд. техн. наук М.Р.Урицкий, канд. техн. наук М.И.Фарфель, канд. техн. наук Д.В.Соловьев, С.В.Гуров).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования и распространяется на проектирование и расчет стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения, работающих при температуре не выше 100°С и не ниже минус 60°С.

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.

1.2 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей; магистральных и технологических трубопроводов; резервуаров специального назначения; конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим воздействиям, интенсивным воздействиям огня, температуры, радиации, агрессивных сред; конструкций гидротехнических и мелиоративных сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений, зданий атомных электростанций, а также конструкций специальных видов (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих, тонкостенных), следует соблюдать требования, предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены особенности работы этих конструкций.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 839-80 Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия

ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 3822-79 Проволока биметаллическая сталемедная. Технические условия

ГОСТ 19425-74 Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные. Сортамент

ГОСТ 25546-82 Краны грузоподъемные. Режимы работы

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28548-90 Трубы стальные. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 28.13330.2012 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы" (с изменением N 1)

СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий" (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменением N 1)

СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (с изменением N 2)

Примечание.
При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 2601, ГОСТ Р ИСО 857-1, ГОСТ Р ИСО 17659 и ГОСТ 28548.

4 Общие положения

4.1 Основные требования к конструкциям

4.1.1 При проектировании стальных строительных конструкций следует:

  • принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации;
  • соблюдать требования СП 28.13330 в части защиты строительных конструкций от коррозии;
  • соблюдать требования [1];
  • учитывать их огнестойкость и обеспечивать их огнезащиту в соответствии с системой противопожарной защиты объектов;
  • применять атмосферостойкие (коррозионно-стойкие) и огнестойкие стали;
  • обосновывать увеличение расчетной толщины проката и стенок труб требованиями защиты от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций;
  • соблюдать требования нормативных документов на конструкции соответствующего вида;
  • выполнять расчет точности размеров конструкций и их элементов при техническом обосновании согласно нормативным документам.

Не допускается предусматривать использование восстановленных стальных труб и других бывших в употреблении видов металлоконструкций, в проектной и рабочей документации на строительство, реконструкцию и капитальный ремонт зданий и сооружений повышенного и нормального уровней ответственности, а также при строительстве и эксплуатации особо опасных, технически сложных и уникальных объектов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.1.2 Конструкции, кроме замурованных в бетоне, кирпичной кладке или другими способами, должны быть доступными для наблюдения, оценки технического состояния, выполнения профилактических и ремонтных работ, не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.

4.1.3 Рабочие чертежи конструкций должны соответствовать требованиям нормативных документов по изготовлению, качеству и монтажу (СП 70.13330) стальных строительных конструкций.

В рабочих чертежах конструкций (КМ и КМД) и в документации на заказ материалов следует указывать:

  • марки стали и дополнительные требования к ним, предусмотренные государственными стандартами или техническими условиями и настоящим сводом правил;
  • способ выполнения сварных соединений, тип (способ) сварки; типы, марки, диаметры электродов, положение шва при сварке, тип подкладки для стыковых швов;
  • классы прочности и точности болтов; при использовании болтов с контролируемым натяжением - усилие предварительного натяжения и способ контроля натяжения болта;
  • способ подготовки контактных поверхностей для фрикционных соединений;
  • расположение и размеры сварных, болтовых и фрикционных соединений с указанием выполнения их в заводских или монтажных условиях и, в отдельных случаях, последовательность наложения швов и установки болтов;
  • способы и объем контроля качества при изготовлении и монтаже;
  • требования к защите конструкций от коррозии.

4.2 Основные расчетные требования

4.2.1 Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям по надежности ГОСТ 27751.

Расчет стальных конструкций следует выполнять с учетом назначения конструкций, условий их изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации, а также свойств материалов.

В расчетных схемах должны быть учтены деформационные характеристики опорных закреплений, оснований и фундаментов.

4.2.2 При расчете конструкций значения нагрузок и воздействий, а также предельные значения прогибов и перемещений элементов конструкций следует принимать согласно СП 20.13330, СП 43.13330 и разделов 16 и 17.

4.2.3 За расчетную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определенную согласно СП 131.13330.

Расчетная технологическая температура устанавливается в задании на разработку строительной части проекта.

4.2.4 Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.

Рассматриваются следующие расчетные модели несущих конструкций:

  • отдельные конструктивные стержневые элементы (растянутые, сжатые, внецентренно сжатые, сжато-изгибаемые и изгибаемые);
  • плоские или пространственные системы, раскрепленные (несвободные - рисунок 1, а); расчет таких конструкций выполняется путем расчета отдельных элементов с учетом их взаимодействия между собой и с основанием по СП 22.13330;
  • плоские или пространственные системы, нераскрепленные (свободные - рисунок 1, б); при расчете таких конструкций, наряду с проверкой отдельных элементов, следует учитывать возможность достижения предельного состояния системы в целом;
  • листовые конструкции (оболочки вращения).

Рисунок 1 - Схемы систем, раскрепленных и не раскрепленных от перемещений

Рисунок 1 - Схемы систем, раскрепленных (а) и не раскрепленных от перемещений (б)

При моделировании нелинейной работы стали для расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать расчетную диаграмму работы сталей в обобщенных параметрах и , представленную на рисунке В.1 (приложение В). Значение соответствующих координат характерных точек диаграммы следует принимать по таблице В.9. Расчеты выполняют по одному из трех вариантов кривой: OBD, OACD, OACDEF в зависимости от класса элементов конструкций (4.2.7).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2.5 Пространственные стальные конструкции следует рассчитывать как единые системы с учетом факторов, определяющих напряженное и деформированное состояния, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием.

При расчете пространственных конструкций (мембран, пластинок, оболочек), а также конструкций с элементами из высокопрочных материалов с нелинейной диаграммой деформирования, следует учитывать влияние геометрической и физической нелинейности.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2.6 Оценивать общую устойчивость каркаса по недеформированной схеме следует для: рамной (с жесткими узлами соединения ригелей с колоннами), рамно-связевой (рамный каркас с вертикальными диафрагмами жесткости или жесткими вставками) или связевой (с шарнирными узлами соединения ригелей с колоннами) систем, у которых есть в своем составе продольные и поперечные рамы и связи, установленные в соответствии с 15.4.

В рамно-связевой или в связевой системе, когда узлы связевого блока не совпадают с узлами каркаса, расчет следует выполнять по деформированной схеме (с учетом геометрической нелинейности системы).

4.2.7 Элементы конструкций, рассматриваемые в настоящем своде правил, в зависимости от напряженно-деформированного состояния (НДС) расчетного сечения подразделяются на три класса:

  • 1-й класс - НДС, при котором напряжения по всей площади сечения не превышают расчетного сопротивления стали |σ|≤Ry (упругое состояние сечения);
  • 2-й класс - НДС, при котором в одной части сечения |σ|<Ry, а в другой |σ|=Ry (упруго-пластическое состояние сечения);
  • 3-й класс - НДС, при котором по всей площади сечения |σ|=Ry (пластическое состояние сечения, условный пластический шарнир).

4.2.8 Буквенные обозначения величин, использованные в настоящем своде правил, приведены в приложении А.

4.3 Учет назначения и условий работы конструкций

4.3.1 В зависимости от назначения, условий работы и наличия сварных соединений конструкции следует подразделять на четыре группы согласно приложению В.

4.3.2 При расчете конструкций и соединений следует учитывать:

  • коэффициенты надежности по ответственности γn, принимаемые согласно требованиям ГОСТ 27751;
  • коэффициент надежности γu=1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлений Ru;
  • коэффициенты условий работы элементов конструкций и соединений γc, γc1 и γb, принимаемые по таблице 1; пункту 7.1.2; таблице 45 и разделам 14, 16, 17 и 18.

Отношение критической нагрузки к расчетной для стержневых конструкций, рассчитываемых как идеализированные пространственные системы с использованием сертифицированных вычислительных комплексов (согласно 4.2.5, 4.2.6), должно быть не меньше коэффициента надежности по устойчивости системы в целом γs=1,3.

4.3.3 При проектировании конструкций, подвергающихся непосредственному воздействию подвижных, вибрационных и других переменных нагрузок, вызывающих усталость металла, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, а в случаях, указанных в настоящем своде правил, выполнять расчет на усталость.

Таблица 1. СП 16.13330.2017

Элементы конструкций

Коэффициенты условий работы γc

1

Балки сплошного сечения и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п. при временной нагрузке, не превышающей вес перекрытий

0,90

2

Колонны

общественных и жилых зданий при постоянной нагрузке, равной не менее 0,8 расчетной;

0,95

многоэтажных зданий высотой до 150 м включительно;

0,95

двутаврового сечения многоэтажных зданий высотой более 150 м;

0,90

коробчатого сечения многоэтажных зданий высотой более 150 м;

0,87

опоры водонапорных башен

0,95

3

Колонны одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами

1,05

4

Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из двух уголков в сварных фермах покрытий и перекрытий при расчете на устойчивость указанных элементов с гибкостью λ>60

0,80

5

Растянутые элементы (затяжки, тяги, оттяжки, подвески) при расчете на прочность по неослабленному сечению

0,90

6

Элементы конструкций из стали с пределом текучести до 440 Н/мм2, несущие статическую нагрузку, при расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов (кроме фрикционных соединений)

1,10

7

Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков - большей полкой):

а) непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка:

раскосы по рисунку 15, а и распорки по рисунку 15, б, в, е

0,90

раскосы по рисунку 15, в, г, д, е

0,80

б) непосредственно к поясам одним болтом или через фасонку независимо от вида соединения

0,75

8

Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой (для неравнополочных уголков - меньшей полкой), за исключением элементов плоских ферм из одиночных уголков и элементов, указанных в позиции 7 настоящей таблицы, раскосов по рисунку 15, б, прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков

0,75

9

Опорные плиты из стали с пределом текучести до 390 Н/мм2, несущие статическую нагрузку, толщиной, мм:

а) до 40

1,20

б) св. 40 до 60

1,15

в) св. 60 до 80

1,10

Примечания:

  1. Коэффициенты γc<1 при расчете совместно учитывать не следует.
  2. При расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов, коэффициенты условий работы, приведенные в позициях 6 и 1; 6 и 2; 6 и 3 следует учитывать совместно.
  3. При расчете опорных плит коэффициенты, приведенные в позициях 9 и 2, 9 и 3, следует учитывать совместно.
  4. Коэффициенты для элементов, приведенных в позициях 1 и 2, следует учитывать также при расчете их соединений.
  5. В случаях, не оговоренных в настоящей таблице, в формулах следует принимать γc=1.

4.3.4 При проектировании конструкций, возводимых или эксплуатируемых в условиях низких температур (t<-45°С), при которых повышается возможность хрупкого разрушения, следует учитывать требования к материалу, конструированию и технологии изготовления.

4.3.5 При проектировании сварных конструкций следует снижать вредное влияние остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строжки, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).

5 Материалы для конструкций и соединений

5.1 Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует принимать согласно таблицам Б.1 и Б.2 (приложение Б).

5.2 При назначении стали для конструкций следует учитывать группу конструкций, расчетную температуру, требования по ударной вязкости и химическому составу согласно приложению В.

5.3 Для конструкций следует использовать фасонный (уголки, двутавры, швеллеры), листовой, широкополосный универсальный прокат и гнутые профили; тонколистовой прокат из углеродистой стали и из стали повышенной прочности; холодногнутые профили; профили гнутые замкнутые квадратные и прямоугольные; сортовой прокат (круг, квадрат, полоса) в соответствии с действующими нормативными документами (НД); электросварные и горячедеформированные бесшовные трубы - в соответствии с таблицами В.1 и В.2 (приложение В).

Другие материалы, с сертификатом соответствия установленной формы, следует использовать при условии выполнения требований приложения В к механическим свойствам и химическому составу.

В зависимости от особенностей конструкций и узлов при заказе стали следует учитывать классификацию листового проката в зависимости от значения относительного сужения Ψz (см. 13.4) в соответствии с действующим стандартом.

Для обеспечения предела огнестойкости (45 мин) для всех групп, согласно приложению В, открытых конструкций (см. 4.1.2), независимо от расчетной температуры, следует назначать прокат из стали С 355П или прокат из других сталей, обеспечивающих предел огнестойкости 45 мин.

5.4 Для отливок (опорных частей и т.п.) следует применять сталь, удовлетворяющую требованиям действующих стандартов для группы II (отливки ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при статических и переменных нагрузках) или III (отливки особо ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность, работающих при динамических нагрузках). Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна следует принимать по таблице В.8.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.5 Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки; сварочную проволоку; флюсы; порошковую проволоку для автоматической и механизированной сварки в соответствии с таблицей Г.1 (приложение Г), а также углекислый газ и аргон в соответствии с действующими стандартами.

Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного сопротивления Run основного металла, а также значения твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных соединений, установленные соответствующими нормативными документами.

5.6 Для болтовых соединений следует применять стальные болты, гайки и шайбы, удовлетворяющие техническим требованиям действующих нормативных документов и стандартов, а также высокопрочные болты, указанные в 5.7.

Болты следует применять согласно таблице Г.3.

При работе болтов на срез и растяжение классы прочности гаек следует принимать в соответствии с классом прочности болтов: 5 - при 5.6; 8 - при 8.8; 10 - при 10.9; 12 - при 12.9.

При работе болтов только на срез применяют класс прочности гаек при классе прочности болтов: 4 - при 5.6 и 5.8; 5 - при 8.8; 8 - при 10.9; 10 - при 12.9.

Шайбы следует применять: круглые, косые и пружинные нормальные в соответствии с действующими стандартами.

5.7 Для фрикционных и фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты, гайки и шайбы, конструкцией и размерами, удовлетворяющими действующим стандартам.

Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты климатического исполнения ХЛ.

5.8 Марки стали для фундаментных болтов, их конструкцию и размеры следует выбирать в соответствии с действующими стандартами и требованиями, приведенными в таблице Г.4 (приложение Г).

Болты (U-образные) для крепления оттяжек антенных сооружений связи, а также U-образные и фундаментные болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных устройств следует применять из стали марок, указанных в таблице Г.4 (приложение Г).

Анкерные болты следует применять согласно требованиям СП 43.13330.

5.9 Гайки для фундаментных и U-образных болтов следует применять по соответствующим техническим требованиям действующих стандартов.

Для фундаментных болтов из стали Ст3пс2, Ст3сп2, Ст3пс4, Ст3сп4 диаметром до 48 мм следует применять гайки класса прочности 4, диаметром свыше 48 мм - из материала не ниже группы 02 по соответствующему стандарту.

Для фундаментных болтов диаметром до 48 мм из стали марки 09Г2С и других сталей следует применять гайки класса прочности не ниже 5-го, диаметром свыше 48 мм - из материала не ниже группы 05 по соответствующему стандарту. Гайки следует применять из стали марок, принимаемых для болтов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.10 Для шарниров, катков и болтов, работающих в качестве шарниров, а также подкладных листов под катки, следует применять поковки по СП 35.13330.

5.11 Для несущих элементов висячих покрытий, оттяжек опор воздушных линий электропередачи, распределительных устройств, контактных сетей транспорта, мачт и башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях в соответствии с действующими стандартами следует применять:

  • канаты спиральные;
  • канаты двойной свивки;
  • канаты закрытые несущие;
  • пучки и пряди параллельных проволок, формируемых из канатной проволоки.

6 Расчетные характеристики материалов и соединений

6.1 Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 2, где нормативные сопротивления Ryn и Run следует принимать согласно НД.

Таблица 2. СП 16.13330.2017

Напряженное состояние

Расчетные сопротивления проката и труб

Растяжение, сжатие, изгиб:

по пределу текучести

Ry=Rynm

по временному сопротивлению

Ru=Runm

Сдвиг

Rs=0,58Rynm

Смятие

торцевой поверхности (при наличии пригонки)

Rp=Runm

местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании

Rlp=0,5Runm

Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)

Rcd=0,025Runm

Значения коэффициентов надежности по материалу γm проката, гнутых профилей и труб следует принимать по таблице 3.

Таблица 3. СП 16.13330.2017

Условия контроля свойств проката

Коэффициент надежности по материалу γm

Для проката при статистической процедуре контроля его свойств

1,025

Для проката, не использующего статистическую процедуру контроля его свойств с пределом текучести свыше 380 Н/мм2 и для горячедеформированных труб

1,100

Для остального проката и труб, соответствующих требованиям настоящего свода правил

1,050

Для проката и труб, поставляемых по зарубежной нормативной документации

1,050

Таблица 3 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Значения нормативных и расчетных сопротивлений при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального проката и труб приведены в таблице В.3, фасонного проката - в таблицах В.4 и В.5 (приложение В).

Значения расчетных сопротивлений проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в таблице В.6 (приложение В).

6.2 Расчетные сопротивления гнутых профилей следует принимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены.

6.3 Значения расчетных сопротивлений отливок из углеродистой стали следует принимать по таблице В.7 (приложение В).

6.4 Расчетные сопротивления сварных соединений для соединений различных видов и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 4.

Таблица 4. СП 16.13330.2017

Сварные соединения

Напряженное состояние

Характеристика расчетного сопротивления

Расчетные сопротивления сварных соединений

Стыковые

Сжатие, растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке при контроле качества шва неразрушающими методами

По пределу текучести

Rwy=Ry

По временному сопротивлению

Rwu=Ru

Растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке

По пределу текучести

Rwy=0,85Ry

Сдвиг

Rws=Rs

С угловыми швами

Срез (условный)

По металлу шва

По металлу границы сплавления

Rwz=0,45Run

Примечание. Значения коэффициентов надежности по металлу шва γwm следует принимать равными: 1,25 - при Rwun≤490 Н/мм2; 1,35 - при Rwun≥590 Н/мм2.

Таблица 4 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Расчетное сопротивление сварного стыкового соединения элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыкового соединения из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.

Значения нормативных Rwun и расчетных Rwf сопротивлений металла угловых швов приведены в таблице Г.2 (приложение Г).

6.5 Расчетные сопротивления одноболтового соединения следует определять по формулам, приведенным в таблице 5.

Таблица 5. СП 16.13330.2017

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления одноболтовых соединений

срезу и растяжению болтов классов прочности

смятию соединяемых элементов

5.6

5.8

8.8

10.9

12.9

Срез

Rbs

0,42Rbun

0,41Rbun

0,40Rbun

0,35Rbun

-

Растяжение

Rbt

0,45Rbun

-

0,54Rbun

0,7Rbun

-

Смятие:

Rbp*

-

1,60Ru

а) болты класса точности А

б) болты класса точности В

-

1,35Ru

* Rbp следует определять для соединяемых элементов из стали с пределом текучести до 440 Н/мм2.

Значения нормативных и расчетных сопротивлений срезу и растяжению стали болтов в одноболтовых соединениях приведены в таблице Г.5, а смятию элементов, соединяемых болтами, в таблице Г.6 (приложение Г).

6.6 Расчетное сопротивление растяжению фундаментных и анкерных болтов Rba следует определять по формуле

.(1)

Значения расчетных сопротивлений растяжению фундаментных болтов приведены в таблице Г.7 (приложение Г).

Расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов RbU, указанных в 5.8, следует определять по формуле

.(2)

6.7 Расчетное сопротивление растяжению Rbh высокопрочных болтов, классов прочности не менее 10.9, следует определять по формуле

,(3)

где Rbun - нормативное сопротивление болта, принимаемое по таблице Г.8.

6.8 Расчетное сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки Rdh, применяемой в виде пучков или прядей, следует определять по формуле

.(4)

6.9 Значение расчетного сопротивления (усилия) растяжению стального каната следует принимать равным значению разрывного усилия каната в целом, установленному НД на стальные канаты, деленному на коэффициент надежности по материалу γm=1,6.

7 Расчет элементов стальных конструкций при центральном растяжении и сжатии

7.1 Расчет элементов сплошного сечения

7.1.1 Расчет на прочность элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn≤440 Н/мм2 при центральном растяжении или сжатии силой N следует выполнять по формуле

.(5)

Расчет на прочность растянутых элементов, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также растянутых или сжатых элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn>440 Н/мм2 следует выполнять по формуле (5) с заменой значения Ry на Ruu.

7.1.2 Расчет на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по формуле (5), а сечений растянутого одиночного уголка из стали с пределом текучести до 380 Н/мм2, прикрепляемого одной полкой болтами, поставленными в один ряд по оси, расположенной на расстоянии не менее 0,5b (b - ширина полки уголка) от обушка уголка и не менее 1,2d (d - диаметр отверстия для болта с учетом положительного допуска) от пера уголка, по формуле

,(6)

где γc1=(α1An1/An2)β.

Здесь An - площадь сечения уголка нетто;

An1 - площадь части сечения прикрепляемой полки уголка между краем отверстия и пером;

α1, α2, β - коэффициенты, принимаемые по таблице 6.

Таблица 6. СП 16.13330.2017

Коэффициент

Значения коэффициентов α1, α2 и β

при одном болте и расстоянии a, равном

при a≥1,5d и s≥2d при числе болтов в ряду

1,35d*

1,5d

2d

2

3

4

α1

1,70

1,70

1,70

1,77

1,45

1,17

α2

0,05

0,05

0,05

0,19

0,36

0,47

β

0,65

0,85

1,0

1,0

1,0

1,0

* Только для элементов решеток (раскосов и распорок), кроме постоянно работающих на растяжение, при толщине полки до 6 мм.

Обозначения, принятые в таблице 6:

  • "a" - расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия;
  • "s" - расстояние вдоль усилия между центрами отверстий.

При расчете тяг и поясов траверс, элементов опор ВЛ, ОРУ и КС, непосредственно примыкающих к узлам крепления проводов, а также элементов, соединяющих в стойках узлы крепления тяг и растянутых поясов траверс, коэффициент γc1 следует уменьшать на 10%.

7.1.3 Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N и удовлетворяющих требованиям 7.3.2-7.3.9, следует выполнять по формуле

,(7)

где φ - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при 0,6 следует определять по формуле

.(8)

Значение коэффициента δ в формуле (8) следует вычислять по формуле

,(9)

где - условная гибкость стержня;

α и β - коэффициенты, определяемые по таблице 7 в зависимости от типов сечений.

Значения коэффициента φ, вычисленные по формуле (8), следует принимать не более при значениях условной гибкости свыше 3,8; 4,4 и 5,8 для типов сечений a, b и с, соответственно.

При значениях <0,6 для типов сечений a и b следует принимать φ=1.

Вычисленные по формуле (8) значения коэффициента φ приведены в таблице Д.1 (приложение Д).

Таблица 7. СП 16.13330.2017

Тип сечения

Значение коэффициента

обозначение

форма

a

b

a

0,03

0,06

b

0,04

0,09

с

0,04

0,14

Примечание. Значения коэффициентов для прокатных двутавров высотой свыше 500 мм при расчете на устойчивость в плоскости стенки следует принимать по типу сечения a.

Таблица 7 (Измененная редакция, Изм. N 1).

7.1.4 Расчет на устойчивость стержней из одиночных уголков следует выполнять с учетом требований 7.1.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка и расчетную длину следует принимать согласно 10.1.4 и 10.2.1.

При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования 16.12.

7.1.5 Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2) следует укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования 7.2.2; 7.2.3; 7.2.7 и 7.2.8.

Рисунок 2 - П-образные сечения элементов

а) - открытое; б), в) - укрепленные планками или решетками

Рисунок 2 - П-образные сечения элементов

При отсутствии планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле (7) в главных плоскостях х-х и у-у, следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

;(10)

здесь φc - коэффициент, принимаемый равным

φc1 при φ1≤0,85;

φc=(0,68+0,21φ1)≤1 при φ1>0,85,

где значение φ1 следует вычислять по формуле

.(11)

В формуле (11) коэффициент cmax следует определять по приложению Д.

7.1.6 Соединение пояса со стенкой в центрально сжатом элементе составного сплошного сечения следует рассчитывать по формулам таблицы 43 на сдвиг от условной поперечной силы Qfic, определяемой по формуле (18), при этом коэффициент φ следует принимать в плоскости стенки.

7.2 Расчет элементов сквозного сечения

7.2.1 Расчет на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (5), где An - площадь сечения нетто всего стержня.

7.2.2 Расчет на устойчивость сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых соединены планками или решетками, следует выполнять по формуле (7); при этом коэффициент φ относительно свободной оси (перпендикулярной к плоскости планок или решеток) следует определять по формулам (8) и (9) для сечений типа b с заменой в них на . Значение следует определять в зависимости от значений λef, приведенных в таблице 8 для стержней с числом панелей не менее шести.

Таблица 8. СП 16.13330.2017

Тип сечения

Схема сечения

Приведенная гибкость λef стержня сквозного сечения

с планками

с решетками

1


,        (12)

где


,        (15)

где

2


,(13)

где ;


,        (16)

где ;
(d1 и d2 относятся к сторонам соответственно b1 и b2)

3


,        (14)

где


,        (17)

где

Обозначения, принятые в таблице 8:

  • λy - гибкость сквозного стержня в целом в плоскости, перпендикулярной к оси у-у;
  • λmax - наибольшая из гибкостей сквозного стержня в целом в плоскостях, перпендикулярных к осям х-х или у-у;
  • λb1, λb2, λb3 - гибкости отдельных ветвей при изгибе в плоскостях, перпендикулярных к осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки;
  • b, (b1, b2) - расстояние между осями ветвей;
  • d, lb - размеры, определяемые по рисункам 3 и 4;
  • А - площадь сечения всего стержня;
  • Ad1, Ad2 - площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), расположенных соответственно в плоскостях, перпендикулярных к осям 1-1 и 2-2;
  • Ad3 - площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке - двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);
  • Ib1, Ib3 - моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1-1 и 3-3 (для сечений типов 1 и 3);
  • Ib1, Ib2 - то же, двух уголков относительно осей соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);
  • Is - момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси х-х (рисунок 4; для сечений типов 1 и 3);
  • Is1, Is2 - момент инерции сечения одной из планок, расположенных в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2).

Примечание. К типу 1 также следует относить сечения, у которых вместо швеллеров применены двутавры, трубчатые и другие профили для одной или обеих ветвей; при этом оси у-у и 1-1 должны проходить через центры тяжести соответственно сечения в целом и отдельной ветви, а значения n и λb1 в формуле (12) должны обеспечить наибольшее значение λef.

Рисунок 3 - Схемы решеток сквозных стержней

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

Рисунок 3 - Схемы решеток сквозных стержней

Рисунок 4 - Сквозной стержень с планками

Рисунок 4* - Сквозной стержень с планками

________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.

Расчет на устойчивость сквозных стержней с числом панелей менее шести следует выполнять:

  • при планках - как расчет рамных систем;
  • при решетках - согласно требованиям 7.2.5.

7.2.3 В сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви , или (см. таблицу 8) на участке между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки, должна быть не более 1,4.

При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок 2, б) и в)) гибкость ветви следует вычислять по радиусу инерции полусечения относительно его центральной оси, перпендикулярной к 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. Влияние моментов в узлах следует учитывать, 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.

Принимать более высокие значения условной гибкости ветвей, но не более 4,1, следует при условии, что расчет таких стержней выполнен согласно требованиям 7.2.5.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.2.5 Расчет сквозных стержней с решетками с учетом указанного в 7.2.2 и 7.2.4 следует выполнять по формуле (7) с заменой в ней значения Ry на Ryd1Ry.

При этом коэффициент устойчивости φ1 для отдельной ветви при 2,7 следует принимать равным 1,0, а при 3,2 - определять по формуле (8) при расчетной длине lef=0,7lb, где lb - длина ветви (на рисунке 3, а длина ветви - 2lb).

В интервале условных гибкостей 2,73,2 значение φ1 следует определять линейной интерполяцией между 1,0 и значением φ1 при =3,2.

7.2.6 Расчет стержней составных сечений из уголков, швеллеров и др., соединенных стенками вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатые при условии, что участки между соединяющими сварными швами или центрами крайних болтов не превышают для сжатых элементов 40i и для растянутых 80i. Здесь радиус инерции сечения i 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).

7.2.7 Расчет соединительных планок и элементов решеток сжатых стержней сквозного сечения следует выполнять на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

,(18)

где N - продольное усилие в сквозном стержне;

φ - коэффициент устойчивости при центральном сжатии (для сечения типа в), принимаемый при расчете сквозного стержня в плоскости планок или решеток.

Условную поперечную силу Qfic следует распределять:

  • при наличии только соединительных планок (решеток) - поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных к 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 - равной 0,8Qfic для каждой системы соединительных планок (решеток), расположенной в одной грани.

7.2.8 Расчет соединительных планок и их прикреплений (см. рисунок 4) должен выполняться, как расчет элементов безраскосных ферм, на совместное действие силы Fs, срезывающей планку, и момента Ms, изгибающего планку в ее плоскости, значения которых следует определять по формулам:


;(19)

,(20)

где Qs - условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани.

7.2.9 Расчет элементов соединительных решеток составных стержней следует выполнять как расчет элементов решеток плоских ферм. При расчете раскосов решеток по рисунку 3 усилие в раскосе следует определять по формуле

,(21)

где α1 - коэффициент, принимаемый равным: 1,0 для решетки по рисункам 3, a, б и 0,5 - по рисунку 3, в;

Qs - условная поперечная сила, приходящаяся на одну плоскость решетки.

При расчете раскосов крестовой решетки с распорками (рисунок 3, г) следует учитывать дополнительное усилие Nad, возникающее в каждом раскосе от обжатия ветвей и определяемое по формуле

,(22)

где α2=dlb2/(2b3+d3)-b, lb, d - размеры, указанные на рисунке 3;

Nb - усилие в одной ветви стержня;

Ad, Ab - площадь сечения одного раскоса и одной ветви соответственно.

7.2.10 Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (18).

Расчет распорок, предназначенных для уменьшения расчетной длины ветвей колонн в плоскости, перпендикулярной к плоскости поперечных рам, при наличии нагрузок от мостовых или подвесных кранов, следует выполнять на условную поперечную силу, определяемую по формуле (18), где значение N следует принимать равным сумме продольных сил в двух ветвях колонн, соединенных распоркой.

7.3 Проверка устойчивости стенок и поясных листов центрально сжатых элементов сплошного сечения

7.3.1 При проверке устойчивости стенок расчетную высоту hef следует принимать по рисунку 5:

Рисунок 5 - Расчетные размеры стенок, свесов полок, поясных листов в прокатных, составных и гнутых профилях

Рисунок 5 - Расчетные размеры стенок, свесов полок, поясных листов в прокатных, составных и гнутых профилях

  • полную высоту стенки - в сварных элементах;
  • расстояние между ближайшими к оси элемента краями поясных уголков - в элементах с фрикционными поясными соединениями;
  • расстояние между началами внутренних закруглений - в прокатных профилях;
  • расстояние между краями выкружек - в гнутых профилях.

7.3.2 Устойчивость стенок центрально сжатых элементов сплошного сечения следует считать обеспеченной, если условная гибкость стенки не превышает значений предельной условной гибкости , определяемых по формулам таблицы 9. Более гибкие стенки следует применять при подтверждении их устойчивости (теоретическим или опытным путем).

Таблица 9. СП 16.13330.2017

Сечение

Условная гибкость элемента

Предельная условная гибкость стенки

≤2


       (23)

>2


       (24)

≤1


1,2       (25)

>1


       (26)

≤0,8


1,0       (27)

>0,8


       (28)


       (29)

Обозначения, принятые в таблице 9:

  • - условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии;
  • bf - ширина полки тавра.

Примечания:

  1. В коробчатом сечении значение следует определять для пластинок, расположенных параллельно плоскости, в которой проверяется устойчивость элемента в целом.
  2. В тавровом сечении должно соблюдаться условие 1≤bf/hef≤2; при <0,8 или >4 в формуле (29) следует принимать =0,8 или =4 соответственно.
  3. Знак "≤" в формулах означает, что значение в случае его превышения при расчете по формуле следует принимать равным указанному в правой части.

Таблица 9 (Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.3 Стенки центрально сжатых элементов сплошного сечения (колонн, стоек, опор и т.п.) при 2,3, за исключением рассчитанных с учетом геометрической нелинейности конструкций, следует укреплять поперечными ребрами жесткости с шагом от 2,5hef до 3hef.

В сплошностенчатых ветвях колонн сквозного сечения ребра жесткости следует устанавливать только в узлах крепления соединительных решеток (планок).

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части br должна быть не менее (hef/30+40) мм - для парного симметричного ребра, не менее (hef/20+50) мм - для одностороннего ребра; толщина ребра tr должна быть не менее .

При укреплении стенки односторонними поперечными ребрами жесткости одиночные уголки следует приваривать к стенке пером.

7.3.4 В центрально сжатых элементах двутаврового сечения с расчетной высотой стенки hef в случае укрепления стенки продольным ребром жесткости, расположенным посередине и с моментом инерции сечения Irl, при , значение , установленное в 7.3.2, следует умножить на коэффициент

.(30)

При расположении ребра с одной стороны стенки, его момент инерции следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей гранью стенки и он должен быть не менее, чем для парного симметричного ребра.

В случае выполнения продольного ребра в виде гофра стенки при вычислении hef следует учитывать развернутую длину гофра.

Продольные ребра жесткости следует включать в расчетные сечения элементов.

Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать как для поперечных ребер согласно требованиям 7.3.3.

7.3.5 При расчете центрально и внецентренно сжатых стержней сплошного сечения в случаях, когда фактическое значение условной гибкости стенки превышает (при центральном сжатии не более чем в 2 раза) значение предельной условной гибкости стенки , полученное согласно требованиям 7.3.2, а также 9.4.2 и 9.4.3, в формулах (7), а также (109), (111), (115), (116), (120) и (121) принимают расчетную уменьшенную площадь сечения Ad взамен А.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.6 Значение Ad следует вычислять по формулам:

  • для двутаврового и швеллерного сечений
  • ,(31)

  • для коробчатого сечения:
    • при центральном сжатии
    • ;(32)

    • при внецентренном сжатии
    • ,(33)

где hef и hd - расчетная и уменьшенная высота стенки, расположенной параллельно плоскости, в которой проверяется устойчивость;

bef,1 и bd - расчетная и уменьшенная ширина пояса коробчатого сечения, расположенного перпендикулярно к плоскости, в которой проверяется устойчивость.

Значение hd в центрально сжатых элементах следует вычислять по формулам:

  • для двутаврового сечения
  • ,(34)

    где при >3,5 следует принимать =3,5;

  • для коробчатого сечения
  • ,(35)

    где при >2,3 следует принимать =2,3;

  • для швеллерного сечения
  • .(36)

Значения и в формулах (34)-(36) для центрально сжатых элементов следует принимать согласно требованиям 7.3.2. При вычислении значения bd для коробчатого сечения по формуле (35) вместо hd, tw, и следует принимать соответственно bd, tf, и , при этом значение следует определять согласно требованиям 7.3.9.

Значение hd для внецентренно сжатых элементов двутаврового и коробчатого сечений следует вычислять по формулам соответственно (34) и (35); при этом в этих формулах значения и следует принимать согласно 9.4.2.

7.3.7 При проверке устойчивости поясных листов за расчетную ширину свеса bef следует принимать расстояние:

  • от грани стенки до края поясного листа (полки) - в сварных элементах;
  • от оси крайнего болта в поясе до края поясного листа - в элементах с фрикционными поясными соединениями;
  • от начала внутреннего закругления до края полки - в прокатных профилях;
  • от края выкружки до края полки - в гнутых профилях (см. рисунок 5).

7.3.8 Устойчивость поясных листов и полок центрально сжатых элементов сплошного сечения следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса (полки) не превышает значений предельной условной гибкости свеса пояса (полки) , определяемых по формулам таблицы 10, в которых при значениях <0,8 или >4 следует принимать соответственно =0,8 или =4.

Таблица 10. СП 16.13330.2017

Сечение

Предельная условная гибкость свеса (отгиба) полки при гибкости элемента

0,36+0,10       (37)

0,43+0,08       (38)

0,40+0,07       (39)

0,85+0,19       (40)

Обозначение, принятое в таблице 10:

- условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии.

Примечание. Для свесов (отгибов) полок (cм. рисунок 5) предельные значения условной гибкости , вычисленные по формулам (37) и (38), следует умножать на коэффициент 1,5, а по формуле (39) - на 1,6.

Таблица 10 (Измененная редакция, Изм. N 1).

7.3.9 В центрально сжатых элементах коробчатого сечения предельную условную гибкость поясного листа следует принимать по таблице 10, как для стенок коробчатого сечения: .

7.3.10 Высота отгиба полки (стенки) aef (см. рисунок 5) должна быть не менее 0,3bef в элементах, не усиленных планками, и 0,2bef - в элементах, усиленных планками (см. таблицу 10); при этом толщина ребра должна быть не менее .

7.3.11 При назначении сечений центральносжатых элементов по предельной гибкости (в соответствии с 10.4) значения предельных условных гибкостей стенки и поясов (), определяемых по таблицам 9 и 10 соответственно, следует увеличивать умножением на коэффициент , но не более чем на 1,25.

8 Расчет элементов стальных конструкций при изгибе

8.1 Общие положения расчета

В зависимости от назначения и условий эксплуатации конструкций расчет изгибаемых элементов (балок) следует выполнять без учета или с учетом пластических деформаций в соответствии с подразделением элементов на три класса согласно 4.2.7.

Балки 1-го класса следует применять для нагрузок всех видов и рассчитывать в пределах упругих деформаций; балки 2-го и 3-го классов следует применять для статических нагрузок и рассчитывать с учетом развития пластических деформаций.

Балки крановых путей под краны групп режимов работы 1К-8К по ГОСТ 25546 при расчете на прочность следует относить к 1-му классу.

Бистальные балки следует относить ко 2-му классу и рассчитывать с учетом ограниченных пластических деформаций в стенке, значения которых следует определять при достижении расчетного сопротивления Ryf в поясах, выполненных из более прочной стали.

8.2 Расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения

8.2.1 Расчет на прочность балок 1-го класса следует выполнять по формулам:

  • при действии момента в одной из главных плоскостей
  • ;(41)

  • при действии в сечении поперечной силы
  • ;(42)

  • при действии моментов в двух главных плоскостях (и наличии бимомента)
  • ,(43)

    где х и у - расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения, а ω - секториальная координата этой точки;

  • при одновременном действии в стенке балки момента и поперечной силы
  • ,

    ,(44)

где σx=Mxy/Ixn - нормальное напряжение в срединной плоскости стенки, параллельное продольной оси балки;

σy - то же, перпендикулярное к продольной оси балки, в том числе σloc, определяемое по формуле (47);

τxy=QS/(Itw) - касательное напряжение в стенке.

Напряжения σx и σy, принимаемые в формуле (44) со своими знаками, а также τxy следует определять в одной и той же точке стенки балки.

При проверке прочности на действие поперечной силы на опоре для разрезных балок формулу (42) следует использовать без учета работы поясов.

В балках, рассчитываемых по формуле (43), значения напряжений в стенке балки должны быть проверены по формуле (44) в двух главных плоскостях изгиба.

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (42), а также значение τxy в формуле (44), следует умножать на коэффициент α, определяемый по формуле

,(45)

где s - шаг отверстий в одном вертикальном ряду;

d - диаметр отверстия.

8.2.2 Расчет на прочность стенки балки, не укрепленной ребрами жесткости, при действии местного напряжения σloc в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, следует выполнять по формуле

,(46)

где

.(47)

Здесь F - расчетное значение нагрузки (силы);

lef - условная длина распределения нагрузки, определяемая по формулам:

для случаев по рисунку 6, а) и б)

;(48)

для случая по рисунку 6, в

.(49)

где h - размер, равный сумме толщины верхнего пояса балки и катета поясного шва, если нижняя балка сварная (см. рисунок 6, а), либо расстоянию от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (см. рисунок 6, б);

Ψ - коэффициент, принимаемый равным: 3,25 - для сварных и прокатных балок; 4,5 - для балок с фрикционными поясными соединениями;

Ief - сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса или момент инерции сечения, состоящего из пояса и рельса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу пояса и рельса;

b - ширина опирания верхнего элемента.

Рисунок 6 - Схемы распределения сосредоточенной нагрузки на стенку балки

a) - сварная балка; б) - прокатная балка; в) - сварная или прокатная балки при нагрузке от колеса крана

Рисунок 6 - Схемы распределения сосредоточенной нагрузки на стенку балки

8.2.3 Расчет на прочность разрезных балок 2-го и 3-го классов двутаврового и коробчатого сечений (рисунок 7) из стали с нормативным сопротивлением Ryn≤440 Н/мм2 при соблюдении требований 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18 и при касательных напряжениях τx=Qx/Aw≤0.9Rs (кроме опорных сечений) следует выполнять по формулам:

  • при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix>Iy)
  • ;(50)

  • при изгибе в двух главных плоскостях и напряжениях τy=Qy/(2Af)≤0,5Rs
  • .(51)

Здесь Mx, My - абсолютные значения изгибающих моментов;

cx, cy - коэффициенты, принимаемые по таблице Е.1;

β - коэффициент, принимаемый равным:

  • при τx≤0,5Rs      β=1;
  • при 0,5Rsx≤0,9Rs
  • ,(52)

    где af=Af/Aw - отношение площади сечения пояса к площади сечения стенки (для несимметричного сечения Af - площадь меньшего пояса; для коробчатого сечения Aw - суммарная площадь сечений двух стенок).

  • при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix>Iy) и стесненном кручении симметричных двутавров

    ,(53)

где cω - определяется линейной интерполяцией по таблице 10а:

Таблица 10а. СП 16.13330.2017

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,99

cω

1,470

1,636

1,845

2,054

2,263

2,472

2,681

2,890

3,099

3,308

3,496

Рисунок 7 - Схемы двутаврового и коробчатого сечений балок с действующими на них усилиями

Рисунок 7 - Схемы двутаврового (а) и коробчатого (б) сечений балок с действующими на них усилиями

При расчете сечения в зоне чистого изгиба в формулах (50) и (51) следует принимать β=1 и вместо коэффициентов cx и cy соответственно

; .

Расчет на прочность в опорном сечении балок (при Mx=0 и My=0) следует выполнять по формулам:


,(54)

.(55)

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формул (54) и (55) следует умножать на коэффициент α, определяемый по формуле (45).

Для установления размеров минимальных сечений составных балок коэффициенты cx и cy следует принимать меньше значений, приведенных в таблице Е.1, но не менее 1,0. Методика подбора минимальных сечений изгибаемых элементов приведена в правилах по проектированию стальных конструкций.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.2.4 Расчет на прочность разрезных балок переменного сечения согласно 8.2.3 с учетом пластических деформаций выполняется только в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочетанием усилий М и Q; в остальных сечениях балки расчет следует выполнять при значениях коэффициентов cx и cy меньших, чем в таблице Е.1 (приложение Е), или согласно 8.2.1.

8.2.5 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового и коробчатого сечений с двумя осями симметрии, изгибаемых в плоскости наибольшей жесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20%, при соблюдении требований 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18 следует выполнять по формуле (50) как расчет элементов 2-го класса с учетом частичного перераспределения опорных и пролетных моментов.

В этом случае расчетное значение момента следует определять по формуле

,(56)

где Mmax - наибольший изгибающий момент в пролете или на опоре, определяемый из расчета неразрезной балки в предположении упругой работы стали;

Mef - условный изгибающий момент, равный:

  • а) в неразрезных балках с шарнирно опертыми концами большему из значений:

  • ;(57)

    ,(58)

    где символ max означает, что следует найти максимум всего следующего за ним выражения;

    M1 - изгибающий момент в крайнем пролете, вычисленный как в шарнирно опертой однопролетной балке;

    a - расстояние от сечения, в котором действует момент M1, до крайней опоры;

    l - длина крайнего пролета;

    M2 - максимальный изгибающий момент в промежуточном пролете, вычисленный как в шарнирно опертой однопролетной балке;

  • б) в однопролетных и неразрезных балках с защемленными концами Mef=0,5M3,
    где M3 - наибольший из моментов, вычисленных как в балках с шарнирами на опорах;
  • в) в балке с одним защемленным и другим свободно опертым концом значение Mef следует определять по формуле (57).

Значение τx в формуле (52) следует вычислять в сечении, где действует Mmax; если Mmax - момент в пролете, следует проверить опорное сечение балки.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.2.6 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих 8.2.5, в случае изгиба в двух главных плоскостях следует выполнять по формуле (51) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно 8.2.5.

8.2.7 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих требованиям 8.2.5, 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18, следует выполнять по формуле (50) как расчет элементов 3-го класса с учетом перераспределения изгибающих моментов и образования условных пластических шарниров, а также влияния касательных напряжений τx в соответствии с 8.2.3 в сечениях с максимальным изгибающим моментом.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.2.8 Расчет на прочность бистальных разрезных балок двутаврового и коробчатого сечений с двумя осями симметрии при соблюдении требований 8.4.4, 8.5.9 и 8.5.17 и при касательных напряжениях τx≤0,9Rs и τy≤0,5Rs (кроме опорных сечений) следует выполнять как расчет элементов 2-го класса по формулам:

  • при изгибе в одной главной плоскости
  • ;(59)

  • при изгибе в двух главных плоскостях
  • .(60)

В формулах (59) и (60):

,(61)

где αf=Af/Aw; r=Ryf/Ryw;

βr - коэффициент, принимаемый равным:

при τx≤0,5Rs

βr=1;

при 0,5Rsx<0,9Rs

;

(62)

cyr - коэффициент, принимаемый равным 1,15 - для двутаврового сечения и 1,05/r - для коробчатого сечения.

Расчет бистальных балок при наличии зоны чистого изгиба и в опорном сечении, а также с учетом ослабления сечения следует выполнять согласно 8.2.3 и правил проектирования стальных конструкций.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.3 Расчёт на прочность балок крановых путей сплошного сечения

8.3.1 Расчет на прочность балок крановых путей следует выполнять согласно 8.2.1 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, определяемых по СП 20.13330.

8.3.2 Расчет на прочность стенок балок крановых путей (за исключением балок, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических производств и 8К) следует выполнять по формуле (44), в которой при расчете сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 0,87 следует принимать коэффициент 0,77.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.3.3 При расчете на прочность стенок балок крановых путей из стали с пределом текучести не более 440 Н/мм2 для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К должны быть выполнены условия:


;(63)

;(64)

;(65)

,(66)

где β - коэффициент, принимаемый равным 0,87 для расчета разрезных балок и 0,77 для расчета сечений на опорах неразрезных балок;

; ; ; ;
; ; ;

.(67)

В формулах (67):

M и Q - изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки соответственно от расчетной нагрузки, определяемой согласно СП 20.13330;

γf - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок, принимаемый согласно СП 20.13330;

γf1 - коэффициент увеличения сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана, принимаемый согласно дополнительному коэффициенту по СП 20.13330;

Fn - полное нормативное значение сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана;

lef - условная длина, определяемая согласно 8.2.2;

а - расстояние между вертикальными ребрами стенки балки;

Mt - местный крутящий момент, определяемый по формуле

,(68)

где е=0,2b, (здесь b - ширина подошвы рельса);

Qt - расчетная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового пути, вызываемая перекосами мостовых кранов и непараллельностью крановых путей и принимаемая согласно СП 20.13330;

hr - высота кранового рельса;

If=It+bftf3/3 - сумма собственных моментов инерции при кручении рельса и пояса, где bf и tf - соответственно ширина и толщина верхнего пояса балки.

Все напряжения в формулах (63)-(67) следует принимать со знаком "плюс".

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.3.4 Расчет на прочность подвесных балок крановых путей (монорельсов) следует выполнять с учетом местных нормальных напряжений от давления колеса крана, направленных вдоль и поперек оси балки.

8.3.5 Расчет на прочность бистальных балок крановых путей двутаврового сечения с двумя осями симметрии для кранов групп режимов работы 1К-5К при r=Ryf/Ryw≤1,5 следует выполнять согласно требованиям 8.3.2 или по формуле (60), в которой:

My - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, полностью передающийся на верхний пояс балки;

Wxn=Wxnf - момент сопротивления сечения верхнего пояса относительно оси у-у;

cy - коэффициент, принимаемый равным 1,15.

8.4 Расчет на общую устойчивость изгибаемых элементов сплошного сечения

8.4.1 Расчет на устойчивость двутавровых балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса, удовлетворяющих требованиям 8.2.1 и 8.2.8, следует выполнять по формулам:

  • при изгибе в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения
  • ;(69)

  • при изгибе в двух главных плоскостях (и наличии бимоментов)
  • .(70)

В формулах (69) и (70):

φb - коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый по приложению Ж для балок с опорными сечениями, закрепленными от боковых смещений и поворота;

Wcx - момент сопротивления сечения относительно оси х-х, вычисленный для сжатого пояса;

Wcy - момент сопротивления сечения относительно оси у-у, совпадающей с плоскостью изгиба, вычисленный для наиболее сжатой точки сжатого пояса;

Wcω - секториальный момент сопротивления сечения, вычисленный для наиболее сжатой точки сжатого пояса.

Знак "+" у второго и третьего членов в формуле (70) принимается, если в рассматриваемой точке соответствующее усилие вызывает сжатие.

Для бистальных балок в формулах (69) и (70), а также при определении φb, Ry следует заменять на Ryf.

8.4.2 При определении значения φb за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef=l (где l - пролет балки); за расчетную длину консоли следует принимать: lef=l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l - длина консоли) или расстояние между точками закрепления сжатого пояса в горизонтальной плоскости - при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

8.4.3 Расчет на устойчивость балок крановых путей двутаврового сечения следует выполнять по формуле (70), в которой: My - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, полностью передающийся на верхний пояс балки; Wy=Wyf - момент сопротивления сечения верхнего пояса относительно оси у-у.

8.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует считать обеспеченной:

  • а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (железобетонные плиты из тяжелого, легкого и ячеистого бетонов, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и связанный с ним 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 11 для балок симметричного двутаврового сечения или асимметричного - с более развитым сжатым поясом, рассчитываемых по формуле (69) и имеющих отношение ширины растянутого пояса к ширине сжатого пояса не менее 0,75.

Таблица 11. СП 16.13330.2017

Место приложения нагрузки

Условная предельная гибкость сжатого пояса прокатной или сварной балки

К верхнему поясу


0,35+0,0032b/t+(0,76-0,02b/t)b/h       (71)

К нижнему поясу


0,57+0,0032b/t+(0,92-0,02b/t)b/h       (72)

Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе


0,41+0,0032b/t+(0,73-0,016b/t)b/h       (73)

Обозначения, принятые в таблице 11:

  • b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса;
  • h - расстояние (высота) между осями поясных листов.

Примечания:

  1. Значения определены при 1≤h/b6 и 15≤b/t≤35; для балок с отношением b/t<15 в формулах таблицы 11 следует принимать b/t=15.
  2. Для балок с фрикционными поясными соединениями значения следует умножать на 1,2.
  3. Значения следует повышать умножением на коэффициент , где σ=M/(Wcγc).

8.4.5 Прикрепления к сжатому поясу жесткого настила, продольных или поперечных связей, которые должны обеспечивать устойчивость изгибаемого элемента, следует рассчитывать на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении балки в отдельных точках - по формуле (18), в которой φ следует определять для сечения типа b (см. таблицу 7) при гибкости λ=lef/i (где i - радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N - вычислять по формуле

,(74)

где Af и Aw - площади сечения сжатого пояса и стенки соответственно;

;

Ryf и Ryw - расчетные сопротивления стали сжатого пояса и стенки соответственно;

при непрерывном закреплении - по формуле

,(75)

где qfic - условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic - условная поперечная сила, определяемая по формуле (18), в которой φ=1, а N следует вычислять по формуле (74).

8.4.6 Устойчивость балок 2-го и 3-го классов следует считать обеспеченной при выполнении требований перечисления а) или б) 8.4.4 при условии умножения значений , определяемых по формулам таблицы 11, на коэффициент

,(76)

где c1x - коэффициент, определяемый по большему значению из формул:

или

,(77)

и изменяющийся в пределах 1<c1xcx.

Здесь Mx - изгибающий момент в сечении;

β - коэффициент, принимаемый по формуле (52);

cx - коэффициент, принимаемый согласно таблице Е.1.

При этом значения условной предельной гибкости пояса балки, принимаемые:

- на участке длины балки, где учитываются пластические деформации;

- на участках длины балки с напряжениями в сечениях σ=M/Wn,minRyγc.

Учет пластических деформаций осуществляется при расчете балок со сжатым поясом, менее развитым, чем растянутый, - только при выполнении требований перечисления а) 8.4.4.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.5 Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых элементов сплошного сечения

8.5.1 Устойчивость стенок балок 1-го класса следует считать обеспеченной, если выполнены требования 8.2.1, 8.3.1-8.3.3, 8.4.1-8.4.5 и условная гибкость стенки (рисунок 5) не превышает значений :

  • 3,5 - при отсутствии местного напряжения (σloc=0) в балках с двусторонними поясными швами;
  • 3,2 - то же, в балках с односторонними поясными швами;
  • 2,5 - при наличии местного напряжения σloc в балках с двусторонними поясными швами.

При этом следует устанавливать поперечные (и опорные) ребра жесткости согласно 8.5.9 или 8.5.11 и 8.5.12.

8.5.2 Проверку устойчивости стенок балок 1-го класса следует выполнять с учетом наибольшего сжимающего напряжения σ у расчетной границы стенки, принимаемого со знаком "плюс", среднего касательного напряжения τ и местного напряжения σloc в стенке под сосредоточенной нагрузкой.

Напряжения σ и τ следует вычислять по формулам:


;(78)

,(79)

где М и Q - средние значения изгибающего момента и поперечной силы соответственно в пределах отсека; если длина отсека a (расстояние между осями поперечных ребер жесткости) больше его расчетной высоты hef, то значения М и Q следует вычислять как средние для более напряженного участка с длиной, равной hef; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком;

hef - расчетная высота стенки, принимаемая по 7.3.1;

hw - полная высота стенки.

Местное напряжение σlocloc,y) в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять по 8.2.2 и 8.3.3.

В отсеках балки, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только σ и τ или σloc и τ.

8.5.3 Устойчивость стенок балок 1-го класса симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости (рисунок 8), при наличии местного напряжения (σloc≠0) и при условной гибкости стенки следует считать обеспеченной, если выполнено условие

,(80)

σ, σloc, τ - напряжения, определяемые согласно требованиям 8.5.2;

σcr - критическое напряжение, вычисляемое по формуле

,(81)

где ccr - коэффициент, определяемый согласно 8.5.4-8.5.6;

σloc,cr - критическое напряжение, вычисляемое по формуле

,(82)

где c1 и c2 - коэффициенты, определяемые согласно 8.5.5;

τcr - критическое напряжение, вычисляемое по формуле

,(83)

здесь μ - отношение большей стороны отсека стенки к меньшей;

;   d - меньшая из сторон отсека стенки (hef или a).

Рисунок 8 - Схема участка балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости

а) - при приложении сосредоточенной нагрузки к сжатому поясу; б) - то же, к растянутому поясу

Рисунок 8 - Схема участка балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости

8.5.4 Для балок по 8.5.3 при σloc=0 коэффициент ccr в формуле (81) следует определять по таблице 12 в зависимости от вида поясных соединений и значения коэффициента δ, вычисляемого по формуле

,(84)

где β - коэффициент, принимаемый по таблице 13;

bf, tf - ширина и толщина сжатого пояса балки, соответственно.

Таблица 12. СП 16.13330.2017

Поясные соединения балок

Значение ccr при δ, равном

≤0,8

1,0

2,0

4,0

6,0

10,0

≥30,0

Сварные

30,0

31,5

33,3

34,6

34,8

35,1

35,5

Фрикционные

35,2

Таблица 13. СП 16.13330.2017

Балки

Условия работы сжатого пояса

β

Крановых путей

Крановые рельсы не приварены

2,0

Крановые рельсы приварены

Прочие

При непрерывном опирании плит

В прочих случаях

0,8

Примечание. Для отсеков балок крановых путей, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, при вычислении коэффициента δ следует принимать β=0,8.

8.5.5 При вычислении значений σloc,cr по формуле (82) при σloc≠0 следует принимать:

  • c1 - по таблице 14 в зависимости от отношения a/hef и значения ρ=1,04lef/hef (здесь значение lef следует определять согласно требованиям 8.2.2);
  • c2 - по таблице 15 в зависимости от отношения a/hef и значения δ, вычисляемого по формуле (84); для балок с фрикционными поясными соединениями следует принимать δ=10.

При σloc≠0 проверку стенки по формуле (80) следует выполнять в зависимости от значения a/hef:

а) при отношении a/hef≤0,8 значение σcr следует определять по формуле (81) с учетом 8.5.4.

Если сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу (рисунок 8, б), то при проверке стенки с учетом только σloc и τ при определении коэффициента δ по формуле (84) за bf и tf следует принимать ширину и толщину растянутого пояса соответственно.

Таблица 14. СП 16.13330.2017

ρ

Значения c1 при a/hef (a1/hef), равном

0,50

0,60

0,67

0,80

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

≥2,0

0,10

56,7

46,6

41,8

34,9

28,5

24,5

21,7

19,5

17,7

16,2

0,15

38,9

31,3

27,9

23,0

18,6

16,2

14,6

13,6

12,7

12,0

0,20

33,9

26,7

23,5

19,2

15,4

13,3

12,1

11,3

10,7

10,2

0,25

30,6

24,9

20,3

16,2

12,9

11,1

10,0

9,4

9,0

8,7

0,30

28,9

21,6

18,5

14,5

11,3

9,6

8,7

8,1

7,8

7,6

0,35

28,0

20,6

17,4

13,4

10,2

8,6

7,7

7,2

6,9

6,7

0,40

27,4

20,0

16,8

12,7

9,5

7,9

7,0

6,6

6,3

6,1

Таблица 15. СП 16.13330.2017

δ

Значения коэффициента c2 при a/hef (a1/hef), равном

0,50

0,60

0,67

0,80

1,00

1,20

1,40

≥1,60

≤1

1,56

1,56

1,56

1,56

1,56

1,56

1,56

1,56

2

1,64

1,64

1,64

1,67

1,76

1,82

1,84

1,85

4

1,66

1,67

1,69

1,75

1,88

2,01

2,09

2,12

6

1,67

1,68

1,70

1,77

1,92

2,08

2,19

2,26

10

1,68

1,69

1,71

1,78

1,96

2,14

2,28

2,38

≥30

1,68

1,70

1,72

1,80

1,99

2,20

2,38

2,52

б) при отношении a/hef>0,8 проверку по формуле (80) следует выполнять дважды: при значении σcr, вычисленном по формуле (81) с учетом 8.5.4, и при таком значении σloc,cr по формуле (82), когда при определении коэффициентов c1 и c2 вместо размера a принят a1=0,5a при 0,8≤a/hef≤1,33 или a1=0,67hef при a/hef>1,33; при значениях σcr и σloc,cr, вычисленных при фактическом значении a/hef (если a/hef>2, в расчете следует принимать a/hef=2); при этом коэффициент ccr в формуле (81) следует определять по таблице 16.

Таблица 16. СП 16.13330.2017

Значение ccr при a/hef или a/(2hc), равном

≤0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

≥2,0

По таблице 12

37,0

39,2

45,2

52,8

62,0

72,6

84,7

Значение τcr во всех случаях следует вычислять по фактическим размерам отсека.

8.5.6 Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, следует считать обеспеченной, если условие (80) выполнено с учетом следующих изменений:

  • при вычислении значений σcr по формулам (81) и (84) вместо значения hef принята удвоенная высота сжатой зоны стенки 2hc;
  • при a/hef>0,8 и σloc≠0 выполнены две проверки, приведенные в 8.5.5, в которых при определении ccr по таблице 16 и σcr - по формуле (81) вместо значения hef принята удвоенная высота сжатой зоны стенки 2hc.

Значения τcr и σloc,cr следует определять по фактическим размерам отсека стенки.

8.5.7 Устойчивость стенок балок 1-го класса асимметричного двутаврового сечения с более развитым растянутым поясом, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при одновременном действии напряжений σ и τ и отсутствии напряжений σloc следует считать обеспеченной, если выполнено условие

,(85)

где α=(σ12)/σ1; β=(σcr1)(τ/τcr); σcr - по формуле (81).

Здесь σ1 и σ2 - сжимающее и растягивающее напряжения у расчетных границ стенки, принимаемые соответственно со знаком "плюс" и "минус" и определяемые по формуле (78);

τ и τcr - касательные напряжения, определяемые по формулам (79) и (83) соответственно;

ccr - коэффициент, определяемый по таблице 17 в зависимости от α.

Таблица 17. СП 16.13330.2017

α

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

ccr

10,2

12,7

15,5

20,0

25,0

30,0

8.5.8 Устойчивость стенок балок 2-го и 3-го классов из однородной стали и бистальных при отсутствии местного напряжения (σloc=0) и с соблюдением требований 7.3.1, 8.2.3 и 8.2.8 следует считать обеспеченной при выполнении условий:

а) для балок двоякосимметричного двутаврового и коробчатого сечений

,(86)

где α - коэффициент, определяемый по таблице 18 (при τ=Q/Aw и по 8.5.1);

Таблица 18. СП 16.13330.2017

τ/Rsw

Значения α при , равном

2,2

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

0

0,240

0,239

0,235

0,226

0,213

0,195

0,173

0,153

0,5

0,203

0,202

0,197

0,189

0,176

0,158

0,136

0,116

0,6

0,186

0,185

0,181

0,172

0,159

0,141

0,119

0,099

0,7

0,167

0,166

0,162

0,152

0,140

0,122

0,100

0,080

0,8

0,144

0,143

0,139

0,130

0,117

0,099

0,077

0,057

0,9

0,119

0,118

0,114

0,105

0,092

0,074

0,052

0,032

r - следует определять по 8.4.5;

б) для балок асимметричного двутаврового сечения с более развитым сжатым поясом, укрепленных только поперечными ребрами,

,(87)

где σ1, σ2 - напряжения в сжатом и растянутом поясах соответственно, если σ1Ryf или σ2Ryf, то следует принимать соответственно σ1=Ryf или σ2=Ryf.

В выражении (87) высоту сжатой зоны стенки h1 следует определять по формуле

.(88)

Значения М и Q следует вычислять в одном сечении балки.

8.5.9 Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости:

  • в балках 1-го класса, если значение условной гибкости стенки превышает 3,2 - при отсутствии подвижной нагрузки на поясе балки или 2,2 - при наличии такой нагрузки;
  • в балках 2-го и 3-го классов - при любых значениях условной гибкости стенки на участках длины балки, где учитываются пластические деформации, а на остальных участках - как в балках 1-го класса.

Расстояние между поперечными ребрами не должно превышать 2hef при 3,2 и 2,5hef при <3,2.

Для балок 1-го класса увеличивать эти расстояния до значения 3hef следует при условии, что устойчивость балки и стенки обеспечена выполнением требований перечисления а) или б) 8,4.4, если не превышает значений, определяемых по формуле (71).

Поперечные ребра жесткости следует устанавливать в местах приложения неподвижных сосредоточенных нагрузок и на опорах балок.

Отсутствие поперечных ребер жесткости должно быть обосновано расчетом по 8.2.2.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части br должна быть не менее (hw/30+25) мм - для парного ребра, не менее (hw/24+40) мм - для одностороннего ребра; толщина ребра tr должна быть не менее .

При укреплении стенки односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером, момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не меньше, чем для парного ребра.

8.5.10 Поперечное ребро жесткости, расположенное в месте приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу, следует проверять расчетом на устойчивость: двустороннее ребро - как центрально сжатую стойку, а одностороннее - как стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. При этом в расчетное сечение стойки необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной с каждой стороны ребра, а расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки hef.

8.5.11 Стенки балок 1-го класса, у которых при действии нормальных напряжений σ от изгиба устойчивость не обеспечена, а также при значениях условной гибкости стенки (где σ - напряжение в сжатом поясе балки), следует укреплять продольным ребром жесткости, устанавливаемым дополнительно к поперечным ребрам.

8.5.12 В стенке балки симметричного двутаврового сечения 1-го класса, укрепленной, кроме поперечных ребер, одной парой продольных ребер жесткости, расположенной на расстоянии h1 от границы сжатого отсека (рисунок 9), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать порознь:

а) пластинку 1, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле

,(89)

здесь значения σ, σloc, τ следует определять согласно требованиям 8.5.2, а значения σcr,1 и σloc,cr,1 - по формулам:

  • при σloc=0
  • ,(90)

    где ;

  • при σloc≠0 и μ1=a/h1≤2 (при μ1>2 следует принимать μ1=2)

  • ;(91)

    ,(92)

    где

    и

    ;(93)

    τcr1 - критическое напряжение, которое следует определять по формуле (83) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

б) пластинку 2, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, - по формуле

,(94)

где σ и τ - напряжения, определяемые по 8.5.2;

,(95)

при

;(96)

σloc,2 - напряжение, в зависимости от того, к какому поясу приложена нагрузка: к сжатому (см. рисунок 9, а) принимается равным 0,4σloc (здесь σloc следует определять согласно 8.5.2); к растянутому (см. рисунок 9, б) - σloc,2loc;

σloc,cr,2 - напряжение, определяемое по формуле (82), где c1 и c2 следует определять соответственно по таблице 14 при ρ=0,4 и по таблице 15 при δ=1, заменяя значение hef значением (hef-h1);

τcr,2 - напряжение, определяемое по формуле (83) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки.

Рисунок 9 - Схема балки, укрепленной поперечными и продольными ребрами жесткости

а) - балка со сжатым верхним поясом; б) - балка с растянутым верхним поясом

Рисунок 9 - Схема балки, укрепленной поперечными (3) и продольными (4) ребрами жесткости

8.5.13 Промежуточные ребра, расположенные на пластинке 1 между сжатым поясом и продольным ребром, следует доводить до продольного ребра (рисунок 10).

В этом случае расчет пластинки 1 следует выполнять по формулам (89)-(93), в которых величину a следует заменять величиной a1, где a1 - расстояние между осями соседних промежуточных ребер (см. рисунок 10). Расчет пластинки 2 следует выполнять по перечислению 8.5.12 б).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 10 - Схема балки, укрепленной поперечными, продольными и промежуточными ребрами жесткости

Рисунок 10 - Схема балки, укрепленной поперечными (3), продольными (4) и промежуточными (5) ребрами жесткости

8.5.14 Проверку устойчивости стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым поясом), укрепленных поперечными ребрами и парным продольным ребром, расположенным в сжатой зоне, следует выполнять по формулам (89) и (90); при этом в формулах (90), (91) и (94) следует заменить отношения h1/hef на , а в формуле (95) (0,5-h1/hef) следует заменить на [σ1/(σ12)-h1/hef], где σ2 - краевое растягивающее напряжение (со знаком "минус") у расчетной границы отсека.

8.5.15 При укреплении стенки поперечными ребрами и парным продольным ребром жесткости места расположения и моменты инерции сечений этих ребер должны удовлетворять требованиям 8.5.9 и формулам таблицы 19.

Таблица 19. СП 16.13330.2017

h1/hef

Момент инерции ребра

поперечного (Ir)

продольного (Irl)

требуемое

предельное

минимальное

максимальное

0,20

≥3heftw3

(2,5-0,5a/hef)a2tw3/hef

1,5heftw3

7heftw3

0,25

(1,5-0,4a/hef)a2tw3/hef

1,5heftw3

8,5heftw3

0,30

1,5heftw3

-

-

Примечание. При вычислении Irl промежуточные значения h1/hef следует определять линейной интерполяцией.

При расположении продольного и поперечных ребер жесткости с одной стороны стенки моменты инерции сечений каждого из них следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки.

8.5.16 При значениях условной гибкости стенки балки симметричного двутаврового сечения проектируют как балки 2-го класса с гибкими (неустойчивыми) стенками согласно правилам проектирования стальных конструкций.

8.5.17 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 br (br не менее 0,5bfi, здесь bfi - ширина нижнего пояса балки) в расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорных ребер и полосы стенки шириной не более с каждой стороны ребра.

Толщина опорного ребра жесткости tr должна быть не менее , где br - ширина выступающей части.

Расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки балки hef.

Нижние торцы опорных ребер (рисунок 11) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии опорной реакции не должны превышать расчетного сопротивления стали: в первом случае (см. рисунок 11, а) - смятию Rp при a≤1,5t и сжатию Ry при a>1,5t; во втором случае (см. рисунок 11, б) - смятию Rp.

Рисунок 11 - Схема опорного ребра жесткости

а) - в торце с применением строжки; б) - удаленного от торца с плотной пригонкой или приваркой к нижнему поясу

Рисунок 11 - Схема опорного ребра жесткости

Сварные швы, прикрепляющие опорное ребро к нижнему поясу балки, следует рассчитывать на воздействие опорной реакции.

При отсутствии опорных ребер жесткости (в прокатных балках) расчетное сечение стойки - полоса стенки шириной, равной длине участка опирания балки.

8.5.18 Устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса или поясного листа балок 1-го класса, а также бистальных 2-го класса при выполнении требований 7.3.7, 8.2.1 и 8.2.8 не превышает предельных значений (), определяемых по формулам:

  • для свеса полки (без окаймления и отгиба) двутаврового сечения
  • ;(97)

  • для поясного листа коробчатого сечения
  • .(98)

Здесь σc - напряжение в сжатом поясе, определяемое по формулам:

  • для однородного сечения
  • или ;

  • для бистального сечения
  • или ,

где α' - значения α из таблицы 18 при τ=0;

если σcRyf, то следует принимать σc=Ryf.

8.5.19 Устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса или поясного листа балок 2-го и 3-го классов из однородной стали при выполнении требований 7.3.7, 8.2.3 и 8.5.8 не превышает предельных значений (), определяемых при 2,25,5 по формулам:

  • для свеса полки (без окаймления и отгиба) двутаврового сечения
  • ;(99)

  • для поясного листа коробчатого сечения
  • .(100)

При <2,2 или >5,5 следует принимать =2,2 или =5,5.

8.5.20 В случае окаймления или отгиба полки (стенки) сечения (рисунок 5), размером aef≥0,3bef и толщиной , значения , определяемые по формулам (97) и (99), увеличивают в 1,5 раза.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.6 Расчет опорных плит

8.6.1 Площадь стальной опорной плиты должна удовлетворять требованиям расчета на прочность фундамента.

Передача расчетного усилия на опорную плиту может осуществляться через фрезерованный торец или через сварные швы конструкции, опирающейся на плиту.

8.6.2 Толщину опорной плиты следует определять расчетом на изгиб пластинки по формуле

,(101)

где Mmax - наибольший из изгибающих моментов М, действующих на полосе единичной ширины разных участков опорной плиты и определяемых по формулам:

  • для консольного участка плиты
  • ;(102)

  • для участка плиты, опертого на четыре стороны в направлении короткой и длинной сторон соответственно
  • ;

    ;(103)

  • для участка плиты, опертого по трем сторонам
  • ,(104)

  • для участка плиты, опертого на две стороны, сходящиеся под углом, по формуле (104), принимая при этом d1 - диагональ прямоугольника, а размер a1 в таблице Е.2 - расстояние от вершины угла до диагонали.

Здесь с - вылет консольного участка плиты;

α1, α2, α3 - коэффициенты, зависящие от условий опирания и отношения размеров сторон участка плиты и принимаемые согласно таблице Е.2 (приложение Е);

q - реактивный отпор фундамента под рассматриваемым участком плиты на единицу площади плиты.

9 Расчет элементов стальных конструкций при действии продольной силы с изгибом

9.1 Расчёт на прочность элементов сплошного сечения

9.1.1 Расчет на прочность внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) и внецентренно растянутых (растянуто-изгибаемых) элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn≤440 Н/мм2, не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, при напряжениях τ<0,5Rs и σ=N/An>0,1Ry следует выполнять по формуле

,(105)

где N, Mx и My, В - абсолютные значения соответственно продольной силы, изгибающих моментов и бимомента при наиболее неблагоприятном их сочетании;

n, cx, cy - коэффициенты, принимаемые согласно таблице Е.1 (приложение Е).

Если σ=N/An≤0,1Ry, формулу (105) следует применять при выполнении требований 8.5.8 и таблицы Е.1 (приложение Е).

Расчет на прочность элементов в случаях, не предусмотренных расчетом по формуле (105), следует выполнять по формуле

,(106)

где х, у - расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

9.1.2 Расчет на прочность внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов по формуле (105) выполнять не требуется при значении приведенного относительного эксцентриситета mef≤20 (9.2.2), отсутствии ослабления сечения и одинаковых значениях изгибающих моментов, принимаемых в расчетах на прочность и устойчивость.

9.1.3 Внецентренно сжатые (сжато-изгибаемые) элементы из стали с нормативным сопротивлением Ryn>440 Н/мм2, с несимметричными сечениями относительно оси, перпендикулярной к плоскости изгиба (например, сечения типов 10, 11 по таблице Д.2), следует проверять на прочность растянутого волокна сечения в плоскости действия момента по формуле

,(107)

где Wtn - момент сопротивления сечения, вычисленный для растянутого волокна;

δ - коэффициент, определяемый по формуле

.(108)

При этом N следует принимать со знаком «-».

(Измененная редакция, Изм. N 1).

9.2 Расчёт на устойчивость элементов сплошного сечения

9.2.1 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов при действии момента в одной из главных плоскостей следует выполнять как в этой плоскости (плоская форма потери устойчивости), так и из этой плоскости (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

9.2.2 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов постоянного сечения (колонн многоэтажных зданий - в пределах этажа) в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

.(109)

В формуле (109) коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом φe следует определять по таблице Д.3 в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета mef, определяемого по формуле

,(110)

где η - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по таблице Д.2 (приложение Д);

m=eA/Wc - относительный эксцентриситет (здесь e=M/N - эксцентриситет, при вычислении которого значения М и N следует принимать согласно требованиям 9.2.3;

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

При значениях mef>20 расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов (раздел 8).

9.2.3 Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента М в элементе следует принимать для одного и того же сочетания нагрузок из расчета системы по недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали.

При этом значения М следует принимать равными:

  • для колонны постоянного сечения рамной системы - наибольшему моменту в пределах длины колонны;
  • для ступенчатой колонны - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;
  • для колонны с одним защемленным, а другим свободным концом - моменту в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины колонны от заделки;
  • для сжатых поясов ферм и структурных плит, воспринимающих внеузловую поперечную нагрузку, - наибольшему моменту в пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругой неразрезной балки;
  • для сжатого стержня с шарнирно опертыми концами и сечением, имеющим одну ось симметрии, совпадающую с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам таблицы 20 в зависимости от относительного эксцентриситета mmax=MmaxA/(NWc) и принимаемому равным не менее 0,5Mmax.

Таблица 20. СП 16.13330.2017

Относительный эксцентриситет mmax

Момент М при условной гибкости стержня

<4

4

mmax≤3

M=Mmax-0,25(Mmax-M1)

M=M1

3<mmax≤20

M=M2+(mmax-3)(Mmax-M2)/17

M=M1+(mmax-3)(Mmax-M1)/17

Обозначения, принятые в таблице 20:

  • Mmax - наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня;
  • M1 - наибольший изгибающий момент в пределах средней трети длины стержня, принимаемый равным не менее 0,5Mmax;
  • M2 - изгибающий момент, принимаемый равным М при mmax≤3 и <4, но не менее 0,5Mmax.

Для сжатых стержней двоякосимметричного сплошного сечения с шарнирно опертыми концами, на которых действуют изгибающие моменты, значение mef, необходимое для определения φe, следует принимать согласно таблице Д.5 (приложение Д).

9.2.4 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) стержней сплошного постоянного сечения, кроме коробчатого, из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости (Ix>Iy), совпадающей с плоскостью симметрии, а также швеллеров следует выполнять по формуле

,(111)

где с - коэффициент, определяемый согласно требованиям 9.2.5;

φy - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, определяемый согласно требованиям 7.1.3.

9.2.5 Коэффициент с в формуле (111) следует определять:

  • при значениях mx≤5 по формуле
  • ,(112)

    где α, β - коэффициенты, определяемые по таблице 21;

  • при значениях mx≥10 по формуле
  • ,(113)

    где φb - коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый согласно требованиям 8.4.1 и приложению Ж как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса;

  • при значениях 5<mx<10 по формуле
  • ,(114)

где следует определять: c5 - по формуле (112) при mx=5; c10 - по формуле (113) при mx=10. Здесь mx=(Mx/N)(A/Wc) - относительный эксцентриситет, где Mx следует принимать по 9.2.6.

При гибкости >3,14 коэффициент с не должен превышать значений cmax, определяемых по приложению Д; в случае, если c>cmax, в формулах (111) и (117) вместо с следует принимать cmax.

При значениях отношения ширины сечения к его высоте менее 0,3 коэффициент с следует принимать, равным 0,3.

Таблица 21. СП 16.13330.2017

Тип сечения

Схема сечения и эксцентриситет

Значения коэффициентов

α при

β при

mx≤1

1<mx≤5

3,14

>3,14

1

0,7

0,65+0,05mx

1

2

3

4

1-0,3I2/I1

1-(0,35-0,05mx)I2/I1

1


β=1 при I2/I1<0,5

Обозначения, принятые в таблице 21:

  • I1 и I2 - моменты инерции большей и меньшей полок относительно оси симметрии сечения у-у соответственно;
  • φc - значение φy при =3,14.

9.2.6 При определении относительного эксцентриситета mx в формулах (112)-(114) за расчетный момент Mx следует принимать:

  • для стержней с концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, - максимальный момент в пределах средней трети длины, но не менее половины наибольшего момента по длине стержня;
  • для стержней с одним защемленным, а другим свободным концом - момент в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки.

9.2.7 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов двутаврового сечения, непрерывно подкрепленных вдоль одной из полок, следует выполнять по приложению Ж.

9.2.8 Внецентренно сжатые (сжато-изгибаемые) элементы постоянного сечения, изгибаемые в плоскости наименьшей жесткости (Iy<Ix и ey≠0), следует рассчитывать по формуле (109), а при гибкости λxy - также проверять расчетом на устойчивость из плоскости действия момента как центрально сжатые элементы по формуле

,(115)

где φx - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, определяемый согласно требованиям 7.1.3.

При λx≤λy проверки устойчивости из плоскости действия момента не требуется.

9.2.9 Расчет на устойчивость стержней сплошного постоянного сечения (кроме коробчатого), подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости (Ix>Iy) с плоскостью симметрии, а также при сечении типа 3 (см. таблицу 21) следует выполнять по формуле

,(116)

где

.(117)

Здесь следует определять:

φey - согласно требованиям 9.2.2, принимая в формулах вместо m и соответственно my и ;

с - согласно требованиям 9.2.5:

При вычислении значения mef,ymy для стержней двутаврового сечения с неодинаковыми полками коэффициент η следует определять как для сечения типа 8 по таблице Д.2 (приложение Д).

Если mef,y<mx, то кроме расчета по формуле (116), следует произвести дополнительную проверку по формулам (109) и (111), принимая ey=0.

Если λxy, то кроме расчета по формуле (116), следует произвести дополнительную проверку по формуле (109), принимая ey=0.

Значения относительных эксцентриситетов следует вычислять по формулам:


;(118)

,(119)

где Wcx и Wcy - моменты сопротивления сечений для наиболее сжатого волокна относительно осей х-х и y-y соответственно.

Если плоскость наибольшей жесткости сечения стержня (Ix>Iy) не совпадает с плоскостью симметрии, то расчетное значение mx следует увеличивать на 25% (кроме сечения типа 3 по таблице 21).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

9.2.10 Расчет на устойчивость стержней сплошного постоянного коробчатого сечения при сжатии с изгибом в одной или в двух главных плоскостях следует выполнять по формулам:


;(120)

,(121)

где φex, φey - коэффициенты устойчивости при сжатии с изгибом, определяемые по таблице Д.3 (приложение Д);

cx, cy - коэффициенты, принимаемые по таблице Е.1 (приложение Е);

δx, δy - коэффициенты, определяемые по формулам:

и

(122)

при этом N следует принимать со знаком «-».

и принимаемые равными 1,0 при и соответственно.

При изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix>Iy; My=0) вместо φey следует принимать φy.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

9.3 Расчёт на устойчивость элементов сквозного сечения

9.3.1 При проверке на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) стержней сквозного сечения с соединительными планками или решетками следует выполнять как расчет стержня в целом, так и отдельных ветвей.

9.3.2 При расчете стержня в целом относительно свободной оси (у-у) по формуле (109), когда планки и решетки расположены в плоскостях, параллельных плоскости действия момента, коэффициент φe следует определять по таблице Д.4 в зависимости от условной приведенной гибкости ef - по таблице 8) и относительного эксцентриситета m, определяемого по формуле

, (123)

где e=M/N - эксцентриситет, при вычислении которого значения M и N следует принимать по 9.2.3;

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

I - момент инерции сечения сквозного стержня относительно свободной оси.

При значениях m>20 расчет на устойчивость стержня в целом не требуется; в этом случае расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

9.3.3 При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с решетками по формуле (7) продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия Nad от момента. Значение этого усилия следует вычислять по формулам:

Nad=My/b - при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной к оси у-у, для сечений типов 1 и 3 (см. таблицу 8);

Nad=0,5My/b1 - то же, для сечений типа 2 (см. таблицу 8);

Nad=1,16Mx/b - при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной к оси х-x, для сечений типа 3 (таблица 8);

Nad=0,5Mx/b2 - то же, для сечений типа 2 (см. таблицу 8),

где b, b1, b2 - расстояния между осями ветвей (см. таблицу 8).

При изгибе стержня сквозного сечения типа 2 (см. таблицу 8) в двух плоскостях усилие Nad следует определять по формуле

. (124)

9.3.4 При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с планками в формуле (109) следует учитывать дополнительное усилие Nad от момента М и местный изгиб ветвей от фактической или условной поперечной силы (как в поясах безраскосной фермы).

9.3.5 Расчет на устойчивость внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) трехгранных сквозных стержней с решетками и постоянным по длине равносторонним сечением следует выполнять согласно требованиям раздела 16.

9.3.6 Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси х-х (рисунок 12), 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 9.3.2, принимая ex=0;
  • для отдельных ветвей - как внецентренно сжатых элементов по формулам (109) и (111); при этом продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия от момента My (9.3.3), а момент Mx распределять между ветвями как Mxb=Nbex (см. рисунок 12); если момент Mx действует в плоскости одной из ветвей, то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь. При расчете по формуле (109) гибкость отдельной ветви следует определять с учетом требований 10.3.10, а при расчете по формуле (111) - по максимальному расстоянию между узлами решетки.

Рисунок 12 - Схема сквозного сечения стержня из двух сплошностенчатых ветвей

Рисунок 12 - Схема сквозного сечения стержня из двух сплошностенчатых ветвей

9.3.7 Расчет соединительных планок или решеток сквозных внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) стержней следует выполнять согласно 7.2.8 и 7.2.9 на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактической поперечной силе Q, определенной при расчете стержня как элемента безраскосной фермы, или условной поперечной силе Qfic, вычисляемой согласно требованиям 7.2.7.

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

9.4 Проверка устойчивости стенок и поясов

9.4.1 Расчетные размеры проверяемых на устойчивость стенок и поясных листов (полок) следует принимать согласно 7.3.1 и 7.3.7.

9.4.2 Устойчивость стенок внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов следует считать обеспеченной, если условная гибкость стенки не превышает значений предельной условной гибкости , определяемых по формулам таблицы 22.

Таблица 22. СП 16.13330.2017

Тип сечения

Схема сечения и эксцентриситет

Условия применения формул

Предельная условная гибкость стенки

1

1≤mx≤10;

<2

       (125)

для двутавра
cφye

≥2

       (126)

2

cφy≤φe;
1≤α≤2

       (127)

3

1≤α≤2

       (128)

4

1≤bf/hef≤2;
0,8≤≤4

       (129)

5

my≥1

       (130)

Обозначения, принятые в таблице 22:

  • - условная гибкость стержня в плоскости действия момента;
  • ccr - коэффициент, определяемый по таблице 17 в зависимости от α, α=(σ12)/σ1 (здесь σ1 - наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс" и вычисленное без учета коэффициентов φe, cφy и φe; σ2 - соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки); β=0,15ccrτ/σ1 (здесь τ=Q/(twhw) - среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении; для коробчатого сечения τ=Q/(2twhw); bf - ширина полки тавра).

Примечания:

  1. Для сечений типа 1 при значениях 0<mx<1 или 10<mx≤20 значения следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными согласно 7.3.2 (mx=0) или 8.5.1 (mx=20) и по формуле (125) или (126) соответственно.
  2. Для сечения типа 2 при α≤0,5 значение следует определять дважды; согласно 7.3.2 и с использованием формул (125), (126); при 0,5<α<1 - линейной интерполяцией между значениями , вычисленными при α=0,5 и α=1.
  3. Для сечения типа 4 при <0,8 или >4 в формуле (129) следует принимать =0,8 или =4, соответственно.
  4. Для сечений типа 5 при значениях 0<my<1 значения следует определять линейной интерполяцией между значениями , вычисленными согласно 7.3.2 (my=0), и по формуле (130).

9.4.3 При выполнении условия 0,8≤N/(φeARyγc)≤1 предельную условную гибкость , вычисленную по формулам (125) и (126), увеличивают путем определения ее по формуле

, (131)

где и - значения , вычисленные по формулам (125), (126) и (127).

При выполнении условия N/(φeARyγc)<0,8 значение следует принимать равным .

9.4.4 Укреплять поперечными ребрами жесткости стенки внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементов сплошного сечения (колонн, стоек, опор и т.п.) при 2,3 следует в соответствии с требованиями 7.3.3.

9.4.5 При укреплении стенки внецентренно сжатого (сжато-изгибаемого) элемента продольным ребром жесткости (с моментом инерции Irl≥6heftw3), расположенным посередине стенки, наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рассматривать как самостоятельную пластинку и проверять по формулам таблицы 22. При этом расчет и проектирование ребра и элемента в целом следует выполнять с учетом требований 7.3.4.

9.4.6 В случаях, когда фактическое значение условной гибкости стенки превышает предельное значение , вычисленное для сечений типа 1 по формулам таблицы 22, а для сечений типов 2 и 3 с учетом примечания 2 таблицы 22 (при α≤0,5), проверку устойчивости стержня по формулам (109), (115) и (116), а также при α≤0,5 по формуле (111), следует выполнять с учетом расчетной уменьшенной площади Ad в соответствии с 7.3.6.

9.4.7 Устойчивость поясов (полок) внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) стержней с гибкостью следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса (полки) или поясного листа не превышает значений предельной условной гибкости (), определяемых по формулам таблицы 23.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 23. СП 16.13330.2017

Тип сечения

Схема сечения и эксцентриситет

Условия применения формул

Предельная условная гибкость свеса пояса или поясного листа при гибкости стержня

1

0≤mx≤5

       (132)

2

       (133)

3

-

       (134)

4

       (135)

Обозначение, принятое в таблице 23:

  • - предельное значение условной гибкости свеса пояса или поясного листа центрально-сжатого элемента, определяемое согласно требованиям 7.3.8 и 7.3.9.

Примечания:

  1. При 5<mx≤20 значения () следует определять линейной интерполяцией между значениями (), вычисленными по формулам настоящей таблицы, и согласно 8.5.18 и 8.5.19 (при m=20) соответственно.
  2. При гибкости стержня <0,8 или >4 следует принимать 0,8 и 4 соответственно.

9.4.8 Для полок (стенок) с отгибами (см. рисунок 5), значения предельной условной гибкости (), определяемые по формулам таблицы 23, следует умножать на коэффициент 1,5.

Размеры отгиба следует определять согласно 7.3.10.

9.4.9 При назначении сечений внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов по предельной гибкости (раздел 10.4) значения предельных условных гибкостей стенки , определяемых по формулам таблицы 22, а также поясов (), определяемых по формулам таблицы 23 и согласно 9.4.8, следует увеличивать умножением на коэффициент (здесь φm - меньшее из значений φe, cφy, φexy, использованное при проверке устойчивости элемента), но не более чем в 1,25 раза.

10 Расчетные длины и предельные гибкости элементов стальных конструкций

10.1 Расчетные длины элементов плоских ферм и связей

10.1.1 Расчетные длины сжатых элементов плоских ферм и связей в их плоскости lef и из плоскости lef,1 (рисунок 13, а), б), в), г), за исключением элементов, указанных в 10.1.2 и 10.1.3, следует принимать по таблице 24.

Рисунок 13 - Схемы для определения расчетных длин сжатых элементов (обозначения приведены в таблице 24) решеток ферм

а) - треугольная со стойками; б) - раскосная; в) - треугольная со шпренгелями; г) - полураскосная треугольная; д) - перекрестная

Рисунок 13 - Схемы для определения расчетных длин сжатых элементов (обозначения приведены в таблице 24) решеток ферм

10.1.2 Расчетные длины lef и lef,1 верхнего пояса фермы (неразрезного стержня) постоянного сечения с различными сжимающими или растягивающими усилиями на участках (число участков равной длины к≥2) в предположении шарнирного сопряжения (рисунок 14, а) элементов решетки и связей, следует определять по формулам:

  • в плоскости пояса фермы
  • , (136)

    где α - отношение усилия, соседнего с максимальным, к максимальному усилию в панелях фермы; при этом 1≥α≥-0,55;

  • из плоскости пояса фермы
  • , (137)

    где β - отношение суммы усилий на всех участках (рассматриваемой длины между точками закрепления пояса из плоскости), кроме максимального, к максимальному усилию; при этом (к-1)≥β≥-0,5. При вычислении параметра β в формуле (137) растягивающие усилия в стержнях необходимо принимать со знаком "минус".

Таблица 24. СП 16.13330.2017

Направление продольного изгиба элемента фермы

Расчетные длины lef и lef,1

поясов

опорных раскосов и опорных стоек

прочих элементов решетки

1 В плоскости фермы lef:

 

а) для ферм, кроме указанных в позиции 1, б

l

l

0,8l

б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

l

l

0,9l

2 В направлении, перпендикулярном к плоскости фермы (из плоскости фермы) lef,1:

 

а) для ферм, кроме указанных в позиции 2, б

l1

l1

l1

б) для ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык

l1

l1

0,9l1

3 В любом направлении lef=lef,1 для ферм из одиночных уголков при одинаковых расстояниях между точками закрепления элементов в плоскости и из плоскости фермы

0,85l

l

0,85l

Обозначения, принятые в таблице 24 (см. рисунок 13):

  • l - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами ближайших узлов) в плоскости фермы;
  • l1 - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.).

Расчетные длины lef и lef,1 ветви сквозной колонны постоянного сечения (неразрезного стержня) с различными сжимающими усилиями на участках (число участков равной длины к≥2) с граничными условиями, когда один конец стержня (нижний) жестко закреплен, а другой - шарнирно оперт в плоскости решетки при шарнирном креплении к нему элементов решетки (рисунок 14, б), следует определять по формулам:

  • в плоскости ветви
  • , (138)

    где α - отношение усилия, соседнего с максимальным, к максимальному усилию в месте заделки; при этом 11≥α≥00;

  • из плоскости ветви
  • , (139)

    где β - отношение суммы усилий на всех участках, кроме максимального, к максимальному усилию в месте заделки; при этом (к-1)≥β≥0.

В обоих случаях l - длина участка (см. рисунки 13 и 14); l1 - расстояние между точками связей из плоскости стержня (см. рисунок 14), и расчет на устойчивость следует выполнять на максимальное усилие.

Рисунок 14 - Схемы для определения расчетной длины элементов

а) - пояса фермы; б) - ветви колонны

Рисунок 14 - Схемы для определения расчетной длины элементов

10.1.3 Расчетные длины lef,1 (когда они не зависят от соотношения усилий) элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (см. рисунок 13, д), следует принимать по таблице 25. Определять расчетные длины пересекающихся связей (см. вид 1-1 рисунка 14, а) следует в соответствии с правилами по проектированию стальных конструкций.

Таблица 25. СП 16.13330.2017

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Расчетная длина lef,1 из плоскости фермы (связи) при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба элемента не прерываются

l

0,7l1

l1

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:

 

рассматриваемый элемент не прерывается

0,7l1

l1

1,4l1

рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой

0,7l1

-

-

Обозначения, принятые в таблице 25 (см. рисунок 13, д):

  • l - расстояние от центра узла фермы (связи) до точки пересечения элементов;
  • l1 - полная геометрическая длина элемента.

10.1.4 Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать:

  • при расчетной длине элемента не менее 0,85l (где l - расстояние между центрами ближайших узлов) - минимальными (i=imin);
  • в остальных случаях - относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i=ix или i=iy), в зависимости от направления продольного изгиба.

10.2 Расчётные длины элементов пространственных решётчатых конструкций, в том числе структурных

10.2.1 Расчетные длины lef элементов структурных конструкций следует принимать по таблице 26 (l - геометрическая длина элемента - расстояние между центрами узлов структурных конструкций).

Таблица 26. СП 16.13330.2017

Элементы структурных конструкций

Расчетная длина lef

1 Кроме указанных в позициях 2 и 3

l

2 Неразрезные (не прерывающиеся в узлах) пояса, а также элементы поясов и решеток, прикрепляемых в узлах сваркой впритык к шаровым или цилиндрическим узловым элементам

0,85l

3 Из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах одной полкой:

а) сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, при l/imin:

до 90

l

св. 90 до 120

0,90l

св. 120 до 150 (только для элементов решетки)

0,75l

св. 150 до 200 (только для элементов решетки)

0,70l

б) одним болтом при l/imin:

до 90

l

св. 90 до 120

0,95l

св. 120 до 150 (только для элементов решетки)

0,85l

св. 150 до 200 (только для элементов решетки)

0,80l

10.2.2 Радиусы инерции сечений i элементов структурных конструкций при определении гибкости следует принимать:

  • для сжато-изгибаемых элементов - относительно оси, перпендикулярной к или параллельной плоскости изгиба (i=ix или i=iy);
  • в остальных случаях - минимальными (i=imin).

10.2.3 Расчетные длины lef и радиусы инерции сечений i сжатых, растянутых и ненагруженных элементов пространственных конструкций (рисунок 15) из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по таблицам 27, 28 и 29.

10.2.4 Для определения расчетных длин раскосов по рисунку 15, в, при прикреплении их без фасонок к распорке и поясу сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса, значение коэффициента расчетной длины μd следует принимать по таблице 29 при значении n "До 2". В случае прикрепления их концов одним болтом значение μd следует принимать по таблице 29 для прикрепления "Одним болтом без фасонки", а при вычислении значения lef по таблице 27 вместо μd следует принимать 0,5(1+μd).

10.2.5 Расчетные длины lef и радиусы инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно 10.1.1-10.1.3.

Рисунок 15 - Схемы пространственных решетчатых конструкций

а), б), в) - с совмещенными в смежных гранях узлами;
г), д) - с несовмещенными в смежных гранях узлами;
е) - с частично совмещенными в смежных гранях узлами

Рисунок 15 - Схемы пространственных решетчатых конструкций

Таблица 27. СП 16.13330.2017

Элементы пространственных конструкций

Сжатые и ненагруженные элементы

Растянутые элементы

lef

i

lef

i

Пояса:

 

по рисунку 15, а), б), в)

lm

imin

lm

imin

по рисунку 15, г), д)

0,73lm

imin

0,73lm

imin

по рисунку 15, е)

0,64lm

imin

0,64lm

imin

Раскосы:

 

по рисунку 15, а), д)

μdldc

imin

ld(ld1)

imin(ix)

по рисунку 15, б), в), г), е)

μdld

imin

ld

imin

Распорки:

 

по рисунку 15, б), е)

0,80lc

imin

-

-

по рисунку 15, в)

0,73lc

imin

Обозначения, принятые в таблице 27 (рисунок 15):

  • ldc - условная длина, принимаемая по таблице 28;
  • μd - коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по таблице 29.

Примечания:

  1. Раскосы по рисунку 15, а), д) в точках пересечения должны быть скреплены между собой.
  2. Значение lef для распорок по рисунку 15, в) приведено для равнополочных уголков.
  3. В скобках приведены значения lef и i для раскосов из плоскости грани конструкции.

Таблица 28. СП 16.13330.2017

Конструкция узла пересечения элементов решетки

Условная длина раскоса ldc при поддерживающем элементе

растянутом

неработающем

сжатом

Оба стержня не прерываются

ld

1,3ld

0,8ld1

Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой; рассматриваемый элемент не прерывается:

 

в конструкциях по рисунку 15, а)

1,3ld

1,6ld

ld1

в конструкциях по рисунку 15, д)

(1,75-0,15n)ld

(1,9-0,1n)ld

ld1

Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т.п.)

ld

ld

ld

Обозначение, принятое в таблице 28 (рисунок 15):

,

где lm,min и ld,min - наименьшие моменты инерции сечения пояса и раскоса соответственно.

Примечание. При n<1 и n>3 в формулах таблицы следует принимать n=1 и n=3 соответственно.

Таблица 29. СП 16.13330.2017

Прикрепление раскоса к поясам

Значение n

Значение μd при l/imin, равном

до 60

св. 60 до 160

св. 160

Сварными швами, болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса

До 2

1,14

0,54+36imin/l

0,765

Свыше 6

1,04

0,54+28,8imin/l

0,740

Одним болтом без фасонки

При любых значениях

1,12

0,64+28,8imin/l

0,820

Обозначения, принятые в таблице 29:

Примечания:

  1. Значение μd при 2≤n≤6 следует определять линейной интерполяцией.
  2. При прикреплении одного конца раскоса к поясу без фасонок сваркой или болтами, а второго конца - через фасонку, коэффициент расчетной длины раскоса следует принимать равным 0,5(1+μd); при прикреплении обоих концов раскосов через фасонки - μd=1,0.

10.3 Расчётные длины колонн (стоек)

10.3.1 Расчетные длины lef колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн следует определять по формуле

, (140)

где l - длина колонны, отдельного участка ее или высота этажа;

μ - коэффициент расчетной длины.

10.3.2 При определении коэффициентов расчетной длины колонн (стоек) значения продольных сил в элементах системы следует принимать для того сочетания нагрузок, для которого выполняется проверка устойчивости колонн (стоек) согласно разделам 7 и 9.

Значения коэффициентов расчетной длины μ для колонн постоянного сечения и отдельных участков ступенчатых колонн при любых сочетаниях нагрузок принимаются как для колонн постоянного сечения и отдельных участков ступенчатых колонн в рассчитываемой конструкции при сочетании нагрузок, дающем наибольшие значения продольных сил.

При этом необходимо различать несвободные (раскрепленные) рамы, у которых узлы крепления ригелей к колоннам не имеют свободы перемещения в направлении, перпендикулярном к оси колонны в плоскости рамы, и свободные (нераскрепленные) рамы, у которых такие перемещения возможны (см. рисунок 1).

10.3.3 Коэффициенты расчетной длины μ колонн (стоек) постоянного сечения следует определять в зависимости от условий закрепления их концов и вида нагрузки. Для определенных схем закрепления концов и вида нагрузки значения μ приведены в таблице 30.

Таблица 30. СП 16.13330.2017

Схема закрепления колонны (стойки) и вид нагрузки

μ

1,0

0,7

0,5

2,0

1,0

2,0

0,725

1,12

Коэффициенты расчетной длины колонн (стоек) постоянного сечения с упругим закреплением концов следует определять по формулам, приведенным в своде правил по проектированию стальных конструкций.

10.3.4 Коэффициенты расчетной длины μ колонн постоянного сечения в плоскости свободных или несвободных рам при одинаковом нагружении узлов, расположенных в одном уровне, следует определять по формулам таблицы 31. В свободных рамах при жестком креплении оснований колони (0,03≤p≤50) и шарнирном креплении ригелей к верхним концам колонн в формулах (142) и (143) следует принимать n=0.

Таблица 31. СП 16.13330.2017

Схема рамы

Параметры

Коэффициент расчетной длины

p

n

Свободные рамы

p=0

       (141)

;
k≥2

p=∞

       (142)

;
k≥2

Верхний этаж

при n≤0,2



;       (143)

Средний этаж

при n>0,2



;       (144)

Нижний этаж

Частные случаи

p=0

От 0,03 до 0,2

Св. 0,2

0,03≤p≤50

p=∞

От 0,03 до 0,2

Св. 0,2

Несвободные рамы

Верхний этаж

;       (145)

Средний этаж

Нижний этаж

Частные случаи

p=0

p=∞

Обозначения, принятые в таблице 31:

  • Is1, Is2 и Ii1, Ii2 - моменты инерции сечения ригелей, примыкающих соответственно к верхнему и нижнему концу проверяемой колонны;
  • Ic, lc - соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;
  • l, l1, l2 - пролеты рамы;
  • k - число пролетов;
  • ;  ;  ; .

Примечание. Для крайней колонны свободной многопролетной рамы коэффициент μ следует определять при значениях р и n как для колонн однопролетной рамы.

10.3.5 При отношении H/B≥6 (где Н - полная высота свободной многоэтажной рамы, В - ширина рамы) должна быть проверена общая устойчивость рамы в целом как составного стержня, защемленного в основании и свободного вверху.

10.3.6 При неравномерном нагружении верхних узлов колонн в свободной одноэтажной раме и наличии жесткого диска покрытия или продольных связей по верху всех колонн коэффициент расчетной длины μef наиболее нагруженной колонны в плоскости рамы следует определять по формуле

, (146)

где μ - коэффициент расчетной длины проверяемой колонны, вычисленный по формулам (141) и (142);

Ic, Nc - момент инерции сечения и усилие в наиболее нагруженной колонне рассматриваемой рамы, соответственно;

Ni, ∑Ii - сумма расчетных усилий и моментов инерции сечений всех колонн рассматриваемой рамы и четырех соседних рам (по две с каждой стороны) соответственно; все усилия следует определять при том же сочетании нагрузок, которое вызывает усилие Nc в проверяемой колонне.

10.3.7 Коэффициенты расчетной длины μ отдельных участков ступенчатых колонн в плоскости рамы следует определять согласно приложению И или на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн с учетом 10.3.1 и 10.3.2.

При определении коэффициентов расчетной длины μ для ступенчатых колонн рам одноэтажных производственных зданий не учитывается влияние степени загружения и жесткости соседних колонн; для многопролетных рам (с числом пролетов два и более) при наличии жесткого диска покрытия или продольных связей, связывающих поверху все колонны и обеспечивающих пространственную работу сооружения, расчетные длины колонн следует определять как для стоек, неподвижно закрепленных на уровне ригелей.

10.3.8 Коэффициенты расчетной длины μ, определенные для колонн свободных одноэтажных (при отсутствии жесткого диска покрытия) и многоэтажных рам, следует уменьшать умножением на коэффициент Ψ, определяемый по формуле

, (147)

где α=0.65-0,9β+0,25β2;
.

Здесь обозначено:

β=1-M1/M≤0,2; m=MA/(NWc);

- условная гибкость колонны, вычисленная с учетом требований 7.3.2 и 7.3.3.

Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента М в рассчитываемой свободной раме следует определять согласно 9.2.3.

Значение изгибающего момента М1 следует определять для того же сочетания нагрузок в том же сечении колонны, где действует момент М, рассматривая раму в данном расчетном случае как несвободную.

10.3.9 Расчетные длины колонн в направлении вдоль здания (из плоскости рамы) следует принимать равными расстояниям между закрепленными от смещения из плоскости рамы точками (опорами колонн, подкрановых балок и подстропильных ферм, узлами крепления связей и ригелей и т.п.) или определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн.

10.3.10 Расчетную длину ветвей плоских опор транспортерных галерей следует принимать равной:

  • в продольном направлении галереи - высоте опоры (от низа базы до оси нижнего пояса фермы или балки), умноженной на коэффициент μ, определяемый как для стоек постоянного сечения в зависимости от условий закрепления их концов;
  • в поперечном направлении (в плоскости опоры) - расстоянию между центрами узлов; при этом должна быть проверена общая устойчивость опоры в целом как составного стержня, защемленного в основании и свободного вверху.

10.3.11 Определение расчетных длин колонн (стоек), в т.ч. сжатых элементов пространственных решетчатых конструкций, с использованием сертифицированных программных вычислительных комплексов выполняется в предположении упругой работы стали по недеформированной схеме.

10.4 Предельные гибкости элементов

10.4.1 Гибкости элементов λ=lef/i не должны превышать предельных значений λu, приведенных в таблице 32 для сжатых элементов и в таблице 33 - для растянутых.

10.4.2 Для элементов конструкций, которые согласно приложению В относятся к группе 4 в зданиях и сооружениях всех классов по ГОСТ 27751, значение предельной гибкости повышается на 10%.

Таблица 32. СП 16.13330.2017

Элементы конструкций

Предельная гибкость сжатых элементов λu

1 Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции:

а) плоских ферм, структурных конструкций и пространственных конструкций из труб или парных уголков высотой до 50 м

180-60α

б) пространственных конструкций из одиночных уголков, а также пространственных конструкций из труб и парных уголков высотой св. 50 м

120

2 Элементы, кроме указанных в позициях 1 и 7:

а) плоских ферм, сварных пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков, пространственных и структурных конструкций из труб и парных уголков

210-60α

б) пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков с болтовыми соединениями

220-40α

3 Верхние пояса ферм, не закрепленные в процессе монтажа (предельную гибкость после завершения монтажа следует принимать по позиции 1)

220

4 Основные колонны

180-60α

5 Второстепенные колонны (стойки фахверка, фонарей и т.п.), элементы решетки колонн, элементы вертикальных связей между колоннами (ниже балок крановых путей)

210-60α

6 Элементы связей, кроме указанных в позиции 5, а также стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие ненагруженные элементы, кроме указанных в позиции 7

200

7 Сжатые и ненагруженные элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечений, подверженные воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости

150

Обозначение, принятое в таблице 32:

- коэффициент, принимаемый не менее 0,5 (в соответствующих случаях вместо φ следует принимать φe).

Таблица 33. СП 16.13330.2017

Элементы конструкций

Предельная гибкость растянутых элементов λu при воздействии на конструкцию нагрузок

динамических, приложенных непосредственно к конструкции

статических

от кранов (см. прим.4) и железнодорожных составов

1 Пояса и опорные раскосы плоских ферм (включая тормозные фермы) и структурных конструкций

250

400

250

2 Элементы ферм и структурных конструкций, кроме указанных в позиции 1

350

400

300

3 Нижние пояса балок и ферм крановых путей

-

-

150

4 Элементы вертикальных связей между колоннами (ниже балок крановых путей)

300

300

200

5 Прочие элементы связей

400

400

300

6 Пояса и опорные раскосы стоек и траверс, тяги траверс опор линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта

250

-

-

7 Элементы опор линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта, кроме указанных в позициях 6 и 8

350

-

-

8 Элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечений (а в тягах траверс опор линий электропередачи и из одиночных уголков), подверженных воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости

150

-

-

Примечания:

  1. В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых элементов следует проверять только в вертикальных плоскостях.
  2. Для элементов связей (позиция 5), у которых прогиб под действием собственного веса не превышает l/150, при воздействии на конструкцию статических нагрузок принимают λu=500.
  3. Гибкость растянутых элементов, подвергнутых предварительному напряжению (тяжи с талрепами), не ограничивается.
  4. Значения предельных гибкостей следует принимать при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К в соответствии с СП 20.13330.
  5. Для нижних поясов балок и ферм крановых путей при кранах групп режимов работы 1К-6К принимают λu=200.
  6. К динамическим нагрузкам, приложенным непосредственно к конструкции, относятся нагрузки, принимаемые в расчетах на усталость или с учетом коэффициентов динамичности по СП 20.13330.

11 Расчет листовых конструкций

11.1 Расчет на прочность

11.1.1 Расчет на прочность листовых конструкций (оболочек вращения), находящихся в безмоментном напряженном состоянии, следует выполнять по формуле

, (148)

где σx и σy - нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярным направлениям;

γc - коэффициент условий работы конструкций, назначаемый в соответствии с требованиями СП 43.13330.

При этом абсолютные значения главных напряжений должны быть не более значений расчетных сопротивлений, умноженных на γc.

11.1.2 Напряжения в безмоментных тонкостенных оболочках вращения (рисунок 16), находящихся под давлением жидкости, газа или сыпучего материала, следует определять по формулам:


; (149)

, (150)

где σ1 и σ2 - соответственно меридиональное и кольцевое напряжения;

F - проекция на ось z-z оболочки полного расчетного давления, действующего на часть оболочки abc (см. рисунок 16);

r и β - радиус и угол, показанные на рисунке 16;

t - толщина оболочки;

р - расчетное давление на поверхность оболочки;

r1, r2 - радиусы кривизны в главных направлениях срединной поверхности оболочки.

Рисунок 16 - Схема оболочки вращения

Рисунок 16 - Схема оболочки вращения

11.1.3 Напряжения в замкнутых безмоментных тонкостенных оболочках вращения, находящихся под внутренним равномерным давлением, следует определять по формулам:

  • для цилиндрических оболочек
  • ;

    ; (151)

  • для сферических оболочек
  • ; (152)

  • для конических оболочек
  • ;

    , (153)

где р - расчетное внутреннее давление на единицу поверхности оболочки;

r - радиус срединной поверхности оболочки (рисунок 17);

β - угол между образующей конуса и его осью z-z (см. рисунок 17).

Рисунок 17 - Схема конической оболочки вращения

Рисунок 17 - Схема конической оболочки вращения

11.1.4 При проверке прочности оболочек в местах изменения их формы или толщины, а также изменения нагрузки следует учитывать местные напряжения (краевой эффект).

11.1.5 Напряжения и усилия в оболочках любой конфигурации следует выполнять в соответствии с требованиями 11.1.2-11.1.4, а также с использованием сертифицированных программных комплексов при расчетах по пространственной расчетной схеме.

11.2 Расчёт на устойчивость

11.2.1 Расчет на устойчивость замкнутых круговых цилиндрических оболочек вращения, равномерно сжатых параллельно образующим, следует выполнять по формуле

, (154)

где σ1 - расчетное напряжение в оболочке;

σcr,1 - критическое напряжение, равное меньшему из значений ΨRy или cEt/r (здесь r - радиус срединной поверхности оболочки; t - толщина оболочки) при r/t≤300; при r/t>300 σcr,1=cEt/r.

Значения коэффициентов Ψ при 0<r/t≤300 следует определять по формуле

. (155)

Значения коэффициента c следует определять по таблице 34.

Таблица 34. СП 16.13330.2017

r/t

100

200

300

400

600

800

1000

1500

2500

c

0,22

0,18

0,16

0,14

0,11

0,09

0,08

0,07

0,06

В случае внецентренного сжатия параллельно образующим или чистого изгиба в диаметральной плоскости при касательных напряжениях в месте наибольшего момента, не превышающих значения 0,07E(t/r)3/2, напряжение σcr,1 должно быть увеличено в (1,1-0,1 σ'11) раза, где σ'1 - наименьшее напряжение (растягивающие напряжения считать отрицательными).

11.2.2 В трубах, рассчитываемых как сжатые или внецентренно сжатые стержни при условной гибкости , должно быть выполнено условие

. (156)

Такие трубы следует рассчитывать на устойчивость в соответствии с требованиями разделов 7 и 9 независимо от расчета на устойчивость стенок. Расчет на устойчивость стенок бесшовных или электросварных труб не требуется, если значения r/t не превышают половины значений, определяемых по формуле (156).

11.2.3 Цилиндрическая панель, опертая по двум образующим и двум дугам направляющей, равномерно сжатая вдоль образующих, при b2/(rt)≤20 (где b - ширина панели, измеренная по дуге направляющей) должна быть рассчитана на устойчивость как пластинка по формулам:

  • при расчетном напряжении σ≤0,8Ry
  • ; (157)

  • при расчетном напряжении σ=Ry
  • . (158)

При 0,8Ry<σ<Ry наибольшее отношение b/t следует определять линейной интерполяцией.

Если b2/(rt)>20, то панель следует рассчитывать на устойчивость как оболочку согласно требованиям 11.2.1.

11.2.4 Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения, при действии внешнего равномерного давления р, нормального к боковой поверхности, следует выполнять по формуле

, (159)

где σ2=pr/t - расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

σcr,2 - критическое напряжение, определяемое по формулам:

  • при 0,5≤/r≤10
  • ; (160)

  • при /r≥20
  • ; (161)

  • при 10</r<20 напряжение σcr,2 следует определять линейной интерполяцией.

Здесь l - длина цилиндрической оболочки.

Та же оболочка, но укрепленная кольцевыми ребрами, расположенными с шагом s≥0,5r между осями, должна быть рассчитана на устойчивость по формулам (159)-(161) с подстановкой в них значения s вместо l.

В этом случае должно быть удовлетворено условие устойчивости ребра в своей плоскости как сжатого стержня согласно требованиям 7.1.3 при N=prs и расчетной длине стержня lef=1,8r; при этом в сечение ребра следует включать участки оболочки шириной с каждой стороны от оси ребра, а условная гибкость стержня не должна превышать 6,5.

При одностороннем ребре жесткости его момент инерции следует вычислять относительно оси, совпадающей с ближайшей поверхностью оболочки.

11.2.5 Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.1 и 11.2.4, следует выполнять по формуле

, (162)

где σcr,1 должно быть вычислено согласно требованиям 11.2.1 и σcr,2 - согласно требованиям 11.2.4.

11.2.6 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения с углом конусности β≤60°, сжатой силой N вдоль оси (рисунок 18), следует выполнять по формуле

, (163)

где Ncr - критическая сила, определяемая по формуле

, (164)

здесь t - толщина оболочки;

σcr,1 - значение напряжения, вычисленное согласно требованиям 11.2.1 с заменой радиуса r радиусом rm, равным

. (165)

Рисунок 18 - Схема конической оболочки вращения под действием продольного усилия сжатия

Рисунок 18 - Схема конической оболочки вращения под действием продольного усилия сжатия

11.2.7 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения при действии внешнего равномерного давления р, нормального к боковой поверхности, следует выполнять по формуле

, (166)

здесь σ2=prm/t - расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

σcr,2 - критическое напряжение, определяемое по формуле

, (167)

где rm - радиус, определяемый по формуле (165);

h - высота конической оболочки (между основаниями).

11.2.8 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.6 и 11.2.7, следует выполнять по формуле

, (168)

где значения Ncr и σcr,2 следует вычислять по формулам (164) и (167).

11.2.9 Расчет на устойчивость полной сферической оболочки (или ее сегмента) при r/t≤750 и действии внешнего равномерного давления р, нормального к ее поверхности, следует выполнять по формуле

, (169)

где σ=pr/(2t) - расчетное напряжение;

σcr=0,1Et/r - критическое напряжение, принимаемое равным не более Ry,

здесь r - радиус срединной поверхности сферы.

12 Расчет элементов стальных конструкций на усталость

12.1 Общие положения расчета

12.1.1 При проектировании стальных конструкций и их элементов (балки крановых путей, балки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, конструкции под двигатели и др.), непосредственно воспринимающих многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с количеством циклов нагружений 105 и более, приводящие к явлению усталости, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, и проверять расчетом на усталость.

Количество циклов нагружений следует принимать по технологическим требованиям эксплуатации.

Расчет конструкций на усталость следует производить на действие нагрузок, устанавливаемых согласно СП 20.13330.

Расчет на усталость также следует выполнять для конструкций высоких сооружений (типа мачт, башен и т.п.), которые подвергаются воздействиям резонансного вихревого возбуждения согласно СП 20.13330.

12.1.2 Расчет на усталость следует производить по формуле

, (170)

где σmax - наибольшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов φ, φb, φe;

Rv - расчетное сопротивление усталости, принимаемое по таблице 35 в зависимости от временного сопротивления стали Run и групп элементов и соединений конструкций, приведенных в таблице К.1 (приложение К);

α - коэффициент, учитывающий число циклов нагружений n,

  • при n≥3,9·106, принимаемый равным α=0,77;
  • при n<3,9·106, вычисляемый по формулам:
    • для групп элементов 1 и 2
    • ; (171)

    • для групп элементов 3-8
    • ; (172)

γv - коэффициент, определяемый по таблице 36 в зависимости от напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений ρ=σminmax (здесь σmin - наименьшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сечении элемента, вычисляемое также и при том же загружении, как и σmax). При разнозначных напряжениях σmax и σmin значение коэффициента ρ следует принимать со знаком "минус".

При расчете по формуле (170) должно быть выполнено условие .

Таблица 35. СП 16.13330.2017

Группа элементов

Значение Rv при нормативном значении временного сопротивления стали Run, Н/мм2

до 420

св. 420 до 440

св. 440 до 520

св. 520 до 580

св. 580 до 675

1

120

128

132

136

145

2

100

106

108

110

116

3

Для всех марок стали

90

4

То же

75

5

То же

60

6

То же

45

7

То же

36

8

То же

27

12.1.3 Стальные конструкции и их элементы, непосредственно воспринимающие нагрузки с количеством циклов нагружений менее 105, следует проектировать с применением таких конструктивных решений, которые не вызывают значительной концентрации напряжений. В других случаях стальные конструкции и их элементы следует проверять расчетом на малоцикловую усталость по правилам проектирования.

Таблица 36. СП 16.13330.2017

Напряженное состояние (для σmax)

Коэффициент асимметрии напряжений ρ

Формулы для вычисления коэффициента γv

Растяжение

-1≤ρ≤0

0<ρ≤0,8

0,8<ρ<1

Сжатие

-1≤ρ<1

12.2 Расчёт балок крановых путей

Расчет на усталость балок крановых путей следует выполнять согласно требованиям 12.1.1 и 12.1.2 на действие крановых нагрузок, определяемых согласно СП 20.13330. При этом следует принимать α=0,77 при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К и α=1,1 - в остальных случаях. Расчет на усталость верхней зоны стенок составных балок крановых путей под действием крановых нагрузок, определяемых согласно СП 20.13330, следует выполнять по формуле

, (173)

где Rv - расчетное сопротивление усталости, принимаемое для всех марок сталей, равным для балок со сварными и фрикционными поясными соединениями соответственно:

  • для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки)
    Rv=75 H/мм2 и 96 Н/мм2;
  • для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок)
    Rv=65 Н/мм2 и 89 Н/мм2.

Значения напряжений в формуле (173) следует определять по формулам (67).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

13 Проектирование стальных конструкций с учетом предотвращения хрупкого разрушения

13.1 При проектировании стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения, возникающую вследствие неблагоприятного влияния сочетания следующих факторов:

  • пониженной температуры, при которой сталь в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние;
  • действия подвижных, динамических и вибрационных нагрузок;
  • высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединения, а также сварочных и остаточных;
  • резких концентраторов напряжений, ориентированных поперек направления действия растягивающих напряжений.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

13.2 Для предотвращения хрупкого разрушения конструкций следует:

  • выбирать сталь согласно требованиям 5.2 и таблице В.1 (приложение В).
  • избегать расположения сварных швов в зонах действия растягивающих напряжений, превышающих 0,4Ry;
  • принимать меры по снижению неблагоприятного влияния концентрации напряжений и наклепа, вызванных конструктивным решением или возникающих при различных технологических операциях (правка, гибка, гильотинная резка, продавливание отверстий и т.п.);
  • избегать пересечений сварных швов;
  • применять выводные планки и неразрушающие методы контроля качества швов - для сварных соединений;
  • учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений, чем решетчатые;
  • не доводить фланговые швы до оси стыка не менее чем на 25 мм с каждой стороны - в стыках элементов, перекрываемых накладками;
  • применять возможно меньшие толщины элементов сечения (особенно при гильотинной резке кромок и продавливании отверстий);
  • крепить фасонки связей, вспомогательных и других второстепенных элементов к растянутым элементам конструкций сваркой или на болтах.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

13.3 При применении в сварных соединениях проката толщиной s≥25 мм из низколегированных сталей в тавровых и угловых соединениях, а также у сварных швов с полным проплавлением, один из элементов в которых испытывает растягивающие напряжения по толщине листа, и остального проката толщиной более 40 мм возникает риск появления слоистого разрушения (дефекта в прокате, образующегося под действием сварки, в виде слоистых трещин, параллельных плоскости проката). Такой дефект обнаруживается при ультразвуковом контроле качества швов.

Возникновение слоистого разрушения существенно зависит от формы соединений и расположения сварных швов, от размера шва, толщины свариваемых элементов, степени жесткости соединения и технологии сварки, а также от категории сплошности проката, которую следует определять в соответствии с действующими нормативными документами.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

13.4 Склонность проката к слоистым разрушениям следует определять при испытаниях на растяжение по значению относительного сужения Ψz на образцах, ось которых нормальна поверхности проката.

13.5 Возможность слоистого разрушения исключается соблюдением условия

,

где Ψzp - суммарный фактор риска, %;

Ψ - нормируемое значение фактора риска для проката в соответствии с действующим стандартом, %;

Ψ=15, Ψ=25, Ψ=35 соответственно для групп качества проката Z15, Z25, Z35. При этом прокат по 13.3 должен удовлетворять: для конструкций группы 1 (приложение В) - требованиям группы качества Z35; для других конструкций группы 1 (приложение В), а также для фланцевых соединений и в случае, когда усилие нормально поверхности листа, - требованиям группы качества Z25; в остальных случаях - Z15.

Расчетное значение Ψzp следует определять по формуле

, (174)

где Ψ - форма соединения и расположение сварных швов;

Ψ - толщина свариваемого проката;

Ψ - катет шва;

Ψ - степень жесткости соединения;

Ψ - влияние технологии сварки (суммарный фактор от числа проходов, последовательности наложения швов и подогрева).

Значения Ψ, Ψ, Ψ, Ψ, Ψ представлены в таблице 37.

Расчетное значение Ψzp может быть уменьшено на 50% в случае работы материала на статическое сжатие по толщине и увеличено на 10% - в случае действия по толщине динамических или вибрационных нагрузок.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 37. СП 16.13330.2017

Форма соединения и расположение сварного шва, Ψ

Характеристики сварных соединений

Фактор риска, %

Соединение без напряжений в направлении Z

Ψ=-25

Угловое соединение с симметрично расположенным швом

Ψ=-10

Соединение с промежуточным наплавленным слоем

Ψ=-5

Обычное тавровое соединение с угловыми швами

Ψ=0

Тавровое соединение с угловыми швами с полным или частичным проваром

Ψ=+3

Соединение с угловыми швами, расположенными вблизи свободного торца листа

Ψ=+5

Угловые соединения с полным проваром

Ψ=+8

Толщина листа, S, мм, работающего в Z направлении, Ψ

Ψ=0,2S

Величина катета углового шва, a, мм, Ψ

Ψ=0,3a

Степень жесткости соединения, Ψ

Низкая - возможна свободная усадка

Ψ=0

Средняя - частично возможны усадка шва и деформация конструкции

Ψ=+3

Высокая - жесткое закрепление без усадки шва

Ψ=+5

Технология сварки, Ψ

Число проходов

Один

Ψ=0

Несколько

Ψ=-2

Последовательность наложения швов

Попеременно с одной и с другой стороны соединения

Ψ=-2

Вначале с одной, затем с другой стороны соединения

Ψ=0

Подогрев

Без подогрева

Ψ=0

С подогревом

Ψ=-8

14 Проектирование соединений стальных конструкций

14.1 Сварные соединения

14.1.1 При проектировании стальных конструкций со сварными соединениями следует:

  • назначать размеры сварных швов с учетом требований 14.1.2, 14.1.4-14.1.6, а также применять минимально необходимое число расчетных и конструктивных сварных швов;
  • обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного вида и технологии сварки.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

14.1.2 Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений следует принимать по действующим НД.

14.1.3 При выборе электродов, сварочной проволоки и флюсов следует учитывать группы конструкций и расчетные температуры, указанные в приложениях В и Г.

14.1.4 При проектировании сварных соединений следует исключать возможность хрупкого разрушения конструкций согласно требованиям раздела 13.

14.1.5 При проектировании тавровых и угловых сварных соединений элементов стальных конструкций с растягивающими напряжениями в направлении толщины проката для исключения возможности слоистого разрушения металла под сварным швом следует:

  • применять стали для конструкций группы 1 согласно приложению В с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката в соответствии с 13.5;
  • применять сварочные материалы с пониженной прочностью и повышенной пластичностью; технологические приемы сварки, направленные на снижение остаточных сварочных напряжений;
  • отказаться от применения одностороннего углового шва и перейти к двустороннему;
  • заменять угловые соединения тавровыми и обеспечивать в них отношение ширины свеса к толщине элементов не менее 1;
  • применять разделки кромок, обеспечивающие снижение объема наплавленного металла.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

14.1.6 Сварные стыковые соединения листовых деталей следует проектировать прямыми с полным проваром и с применением выводных планок.

В монтажных условиях применяется односторонняя сварка с подваркой корня и сварка на остающейся стальной подкладке.

14.1.7 Размеры сварных угловых швов и конструкция соединения должны удовлетворять следующим требованиям:

  • а) катет углового шва kf не должен превышать 1,2t, где t - наименьшая из толщин свариваемых элементов;
    катет шва, наложенного на закругленную кромку фасонного проката толщиной t, не должен превышать 0,9t;
  • б) катет углового шва kf должен удовлетворять требованиям расчета и быть не меньше указанного в таблице 38; при обеспечении глубины провара в тавровом двустороннем, а также в нахлесточном и угловом соединениях, при обеспечении мероприятий, гарантирующих отсутствие дефектов, в том числе технологических трещин, катет шва (от 5 мм и более) принимается меньше указанного в таблице 38, но не менее 4 мм;
  • в) расчетная длина углового шва должна быть не менее 4kf и не менее 40 мм;
  • г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85βfkf, за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва (здесь βf - коэффициент, принимаемый по таблице 39);
  • д) размер нахлестки должен быть не менее пяти толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;
  • е) соотношение размеров катетов угловых швов следует принимать 1:1; при разных толщинах свариваемых элементов принимают швы с неравными катетами; при этом катеты, примыкающие к более тонкому или более толстому элементу, должны удовлетворять требованиям 14.1.7 а) или б) соответственно;
  • ж) угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу; в конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже минус 45°С, а также в случаях, когда плавный переход обеспечивает повышение расчетного сопротивления усталости сварных соединений.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 38. СП 16.13330.2017

Вид соединения

Вид сварки

Предел текучести стали, Н/мм2

Минимальный катет шва kf, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм

4-5

6-10

11-16

17-22

23-32

33-40

Тавровое с двусторонними угловыми швами; нахлесточное и угловое

Ручная дуговая

До 285

4

4

4

6

10

12

Св. 285 до 390

4

5

6

8

10

14

Св. 390 до 590

5

6

7

8

10

14

Автоматическая и механизированная

До 285

3

4

4

6

10

12

Св. 285 до 390

3

4

5

8

10

14

Св. 390 до 590

4

5

6

8

10

14

Тавровое с односторонними угловыми швами

Ручная дуговая

До 375

5

6

7

8

10

14

Автоматическая и механизированная

4

5

6

10

10

18

Примечания:

  1. В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 590 Н/мм2 минимальный катет швов следует принимать по техническим условиям.
  2. Для всех сталей при толщине элементов более 40 мм катет сварного шва следует принимать по расчету.

Таблица 39. СП 16.13330.2017

Вид сварки при диаметре сварочной проволоки сплошного сечения d, мм

Положение шва

Коэффициент

Значение коэффициентов βf и βz при нормальных режимах сварки и катетах швов, мм

3-8

9-12

14-16

св. 16

Автоматическая при d=3-5

В лодочку

βf

1,1

0,7

βz

1,15

1,0

Нижнее

βf

1,1

0,9

0,7

βz

1,15

1,05

1,0

Автоматическая и механизированная при d=1,4-2

В лодочку

βf

0,9

0,8

0,7

βz

1,05

1,0

Нижнее, горизонтальное, вертикальное

βf

0,9

0,8

0,7

βz

1,05

1,0

Ручная и механизированная при d<1,4 или порошковой проволокой

В лодочку

βf

0,7

Нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное

βz

1,0

14.1.8 Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, для элементов из стали с пределом текучести до 285 Н/мм2 следует применять электродные материалы, удовлетворяющие условиям:

  • Rwf>Rwz - при механизированной сварке;
  • 1,1RwzRwfRwzβzf - при ручной сварке;
  • для элементов из стали с пределом текучести свыше 285 Н/мм2 следует применять электродные материалы, удовлетворяющие условию Rwz<Rwf<Rwzβzf (здесь βf и βz - коэффициенты, зависящие от технологии сварки и катета шва и определяемые по таблице 39).

14.1.9 Односторонние угловые швы в тавровых соединениях элементов из стали с пределом текучести до 375 Н/мм2 следует применять в конструкциях нормального и пониженного уровня ответственности по классификации ГОСТ 27751, эксплуатируемых в неагрессивной или слабоагрессивной среде (классификация по СП 28.13330) в отапливаемых помещениях:

  • для прикрепления промежуточных ребер жесткости и диафрагм - в конструкциях всех групп, кроме конструкций группы 1, рассчитываемых на усталость;
  • для поясных швов сварных двутавров - в конструкциях групп 2 и 3 (кроме балок с условной гибкостью стенки ) при толщине стенки tw в колоннах и стойках до 12 мм и в балках до 10 мм, при выполнении швов механизированной сваркой с катетом шва kf≥0,8twf; при этом следует учитывать требования 15.3.3 и 15.5.5;
  • для всех конструктивных элементов - в конструкциях группы 4.

Катеты односторонних швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в таблице 38.

Односторонние угловые швы не следует применять в конструкциях зданий и сооружений:

  • класса КС-3 (ГОСТ 27751);
  • возводимых в районах с сейсмичностью 8 баллов и выше;
  • в районах с расчетной температурой ниже минус 45 °С;
  • в конструкциях групп 1, 2, 3 в зданиях с кранами режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К;
  • в балках и ригелях рамных конструкций, рассчитываемых согласно требованиям 8.2.3, 8.2.6 и 8.2.7.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

14.1.10 Прерывистые угловые сварные швы при статической нагрузке и избыточной несущей способности непрерывного шва минимального размера следует применять: для соединений в конструкциях группы 4; в реконструируемых конструкциях группы 3 во всех районах (кроме имеющих расчетную температуру ниже минус 45°С); эксплуатируемых в неагрессивных или слабоагрессивных средах.

Размеры сварного шва должны соответствовать требованиям 14.1.7.

Расстояние s между участками сварных швов (рисунок 19) не должно превышать одного из значений: 200 мм, 12 в сжатом элементе ( - толщина самого тонкого из соединяемых элементов), 16 в растянутом элементе. В конструкциях группы 4 расстояние s увеличивают на 50%.

Рисунок 19 - Схема прерывистых угловых сварных швов

а - в нахлесточном соединении; б - в тавровом соединении

Рисунок 19 - Схема прерывистых угловых сварных швов

При наложении прерывистого шва следует предусматривать шов по концам соединяемых частей элементов; длина lw1 этого шва в элементах составного сечения из пластин должна быть не менее 0,75b, где b - ширина более узкой из соединяемых пластин.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

14.1.11 Угловые сварные швы, расположенные по периметру отверстий или прорезей, следует применять в нахлесточных соединениях в случаях, предусмотренных 14.1.10, для передачи усилий в плоскости нахлестки, предотвращения потери устойчивости элементов нахлестки или конструктивных соединений элементов.

14.1.12 Пробочные швы, заполняющие наплавленным металлом всю площадь круглых или щелевых отверстий, следует применять в нахлесточных соединениях в случаях, предусмотренных 14.1.10, только для предотвращения потери устойчивости элементов нахлестки или для конструктивных соединений элементов.

Толщина пробочного шва должна быть: не менее толщины t просверленного или прорезанного элемента, но не более 16 мм; не менее 0,1 длины прорези или значений 0,45d или 0,45b (где d и b - диаметр отверстия и ширина прорези, равные dt+8 мм и bt+8 мм).

Расстояние между центрами отверстий или продольными осями прорезей должно быть не менее 4d или 4b.

14.1.13 Комбинированные соединения, в которых часть сдвигающего усилия воспринимается фрикционным соединением, а часть - сварными швами, применяют при условии, что сварка выполнена после затяжки болтов на расчетное усилие и с последующей их дотяжкой при необходимости.

Распределение усилия между фрикционными и сварными соединениями следует принимать пропорционально их несущим способностям. Применение в комбинированных соединениях болтов без контролируемого натяжения, а также использование срезных соединений, не допускается.

14.1.14 Расчет сварных стыковых соединений при действии осевой силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует выполнять по формуле

, (175)

где t - наименьшая из толщин соединяемых элементов;

lw - расчетная длина сварного шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t, или полной его длине, если концы шва выведены за пределы стыка.

При расчете сварных стыковых соединений элементов из стали с отношением Ruu>Ry, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также из стали с пределом текучести Ryn>440 Н/мм2 в формуле (175) вместо Rwy следует принимать Rwuu.

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно таблице Г.1 (приложение Г), полном проваре соединяемых элементов и сплошном (100%-ном) контроле качества соединений неразрушающими методами.

14.1.15 Сварные стыковые соединения, выполненные в отсутствие сплошного контроля качества неразрушающими методами, при одновременном действии в одном и том же сечении шва нормальных σwx и σwy и касательных τwxy напряжений следует проверять по формуле (44), принимая в ней

, , , .

14.1.16 Расчет сварного соединения с угловыми швами, при действии силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений (рисунок 20) по формулам:


при по металлу шва

; (176)

при по металлу границы сплавления

, (177)

где lw - расчетная длина швов в сварном соединении, равная суммарной длине всех его участков за вычетом по 1 см на каждом непрерывном участке шва;

βf, βz - коэффициенты, принимаемые по таблице 39.

Рисунок 20 - Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

1 - по металлу шва; 2 - по металлу границы сплавления

Рисунок 20 - Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

14.1.17 Расчет сварных соединений с угловыми швами при действии момента М в плоскости, перпендикулярной к плоскости расположения швов, следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений (см. рисунок 20) по формулам:

  • по металлу шва
  • ; (178)

  • по металлу границы сплавления
  • , (179)

где Wf и Wz - моменты сопротивления расчетных сечений сварного соединения по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно.

14.1.18 Расчет сварного соединения с угловыми швами при действии момента М в плоскости расположения этих швов следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений (см. рисунок 20) по формулам:

  • по металлу шва
  • ; (180)

  • по металлу границы сплавления
  • , (181)

где х и у - координаты точки сварного соединения, наиболее удаленной от центра тяжести О расчетного сечения этого соединения (рисунок 21);

Ifx, Ify - моменты инерции расчетного сечения сварного соединения по металлу шва относительно его главных осей х-х и у-у, соответственно;

Izx, Izy - то же, по металлу границы сплавления.

Рисунок 21 - Расчетная схема сварного соединения

Рисунок 21 - Расчетная схема сварного соединения

14.1.19 При расчете сварного соединения с угловыми швами на одновременное действие продольной N и поперечной V сил и момента М (см. рисунок 21) должны быть выполнены условия

и

, (182)

где τf и τz - напряжения в точке расчетного сечения сварного соединения по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно, определяемые по формуле

. (183)

14.1.20 При выполнении нахлесточных соединений элементов толщиной до 4 мм точечным швом дуговой сварки сквозного проплавления, несущую способность одной точки следует принимать равной меньшему из двух предельных значений:

  • при срезе
  • ; (184)

  • при вырыве
  • , (185)

где d - диаметр точечного шва в плоскости соединяемых элементов, принимаемый по действующим НД;

β=1,1 при сварке элементов равной толщины;

β=1,9 при сварке элементов с разными толщинами, отличающимися в 2 и более раза; при меньшем отличии в толщинах значение β следует принимать по интерполяции;

t - меньшая из толщин свариваемых элементов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

14.2 Болтовые соединения

14.2.1 Для болтовых соединений элементов стальных конструкций следует применять болты согласно таблицам Г.3-Г.8 (приложение Г).

14.2.2 Болты следует размещать согласно требованиям таблицы 40, при этом в стыках и в узлах - на минимальных расстояниях, а соединительные конструктивные болты - на максимальных расстояниях.

При прикреплении уголка одной полкой болтами, размещаемыми в шахматном порядке, отверстие, наиболее удаленное от его конца, следует размещать на риске, ближайшей к обушку.

14.2.3 Болты класса точности А следует применять для соединений, в которых отверстия просверлены на проектный диаметр в собранных элементах, или по кондукторам в отдельных элементах и деталях, или просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.

Болты класса точности В в многоболтовых соединениях следует применять для конструкций из стали с пределом текучести до 375 Н/мм2.

В соединениях, где болты работают преимущественно на растяжение, следует применять болты класса точности В или высокопрочные.

14.2.4 Болты, имеющие по длине ненарезанной части участки с различными диаметрами, не следует применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.

14.2.5 Резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, в элементах структурных конструкций, опор линий электропередачи и открытых распределительных устройств, а также в соединениях при толщине наружного элемента до 8 мм, должна находиться вне пакета соединяемых элементов; в остальных случаях резьба болта не должна входить вглубь отверстия более чем на половину толщины крайнего элемента со стороны гайки или свыше 5 мм.

14.2.6 Установливать шайбы на болты следует по СП 70.13330.

В расчетных соединениях с болтами классов точности А и В (за исключением крепления вспомогательных конструкций) следует предусматривать меры против самоотвинчивания гаек (постановка пружинных шайб, вторых гаек, частичное предварительное натяжение и др.).

14.2.7 На скошенных поверхностях соединяемых деталей и элементов (внутренние грани полок двутавров и швеллеров) под головки болтов или гайки следует устанавливать косые шайбы.

14.2.8 Диаметр отверстия для болтов в элементах из проката должен соответствовать примечанию 1 таблицы 40.

Таблица 40. СП 16.13330.2017

Характеристика расстояния и предела текучести соединяемых элементов

Расстояние при размещении болтов

1 Расстояние между центрами отверстий для болтов в любом направлении:

а) минимальное:

при Ryn≤375 Н/мм2

2,5d

при Ryn>375 Н/мм2

3d

б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии

8d или 12t

в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:

при растяжении

16d или 24t

при сжатии

12d или 18t

2 Расстояние от центра отверстия для болта до края элемента

а) минимальное вдоль усилия:

при Ryn≤375 Н/мм2

2d

при Ryn>375 Н/мм2

2,5d

б) то же, поперек усилия:

при обрезных кромках

1,5d

при прокатных кромках

1,2d

в) максимальное

4d или 8t

г) минимальное во фрикционном соединении при любой кромке и любом направлении усилия

1,3d

3 Расстояние минимальное между центрами отверстий вдоль усилия для болтов, размещаемых в шахматном порядке

u+1,5d

Обозначения, принятые в таблице 40:

  • d - диаметр отверстия для болта;
  • t - толщина наиболее тонкого наружного элемента;
  • u - расстояние поперек усилия между рядами отверстий.

Примечания:

  1. Диаметр отверстий следует принимать: для болтов класса точности А - d=db; для болтов класса точности В в конструкциях опор ВЛ, ОРУ и КС - d=db+1 мм, в остальных случаях - d=db+(1; 2 или 3 мм), где db - диаметр болта.
  2. В одноболтовых соединениях элементов решетки (раскосов и распорок), кроме постоянно работающих на растяжение, при толщине элементов до 6 мм из стали с пределом текучести до 375 H/мм2 расстояние от края элемента до центра отверстия вдоль усилия принимают 1,35d (без допуска при изготовлении элементов в сторону уменьшения, о чем должно быть указано в проекте).
  3. При размещении болтов в шахматном порядке на расстоянии, не менее указанного в позиции 3, сечение элемента An следует определять с учетом ослабления его отверстиями, расположенными в одном сечении поперек усилия (не по зигзагу).

14.2.9 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, в зависимости от вида напряженного состояния следует определять по формулам:

  • при срезе
  • ; (186)

  • при смятии
  • ; (187)

  • при растяжении
  • , (188)

где Rbs, Rbp, Rbt - расчетные сопротивления одноболтовых соединений;

Ab и Abn - площади сечений стержня болта брутто и резьбовой части нетто соответственно, принимаемые согласно таблице Г.9;

ns - число расчетных срезов одного болта;

db - наружный диаметр стержня болта;

t - наименьшая суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении;

γc - коэффициент условий работы, определяемый по таблице 1;

γb - коэффициент условий работы болтового соединения, определяемый по таблице 41 и принимаемый не более 1,0.

Таблица 41. СП 16.13330.2017

Характеристика

Предел текучести Ryn стали соединяемых элементов, Н/мм2

Значения a/d, s/d

Значение коэффициента γb

болтового соединения

напряженного состояния

Одноболтовое, болт классов точности А, В или высокопрочный

Срез

-

-

1,0

Смятие

До 285

1,5≤a/d≤2

0,4a/d+0,2

1,35≤a/d<1,5

a/d-0,7

Св. 285 до 375

1,5≤a/d≤2

0,5a/d

1,35≤a/d<1,5

0,67a/d-0,25

Св. 375

a/d≥2,5

1,0

Многоболтовое, болты класса точности А

Срез

-

-

1,0

Смятие

До 285

1,5≤a/d≤2

0,4a/d+0,2

2≤s/d≤2,5

0,4s/d

Св. 285 до 375

1,5≤a/d≤2

0,5a/d

2≤s/d≤2,5

0,5s/d-0,25

Св. 375

a/d≥2,5

1,0

s/d≥3

Обозначения, принятые в таблице 41:

  • a - расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия;
  • s - расстояние вдоль усилия между центрами отверстий;
  • d - диаметр отверстия для болта.

Примечания:

  1. Для расчета многоболтового соединения на срез и смятие при болтах классов точности В, а также при высокопрочных болтах без регулируемого натяжения при всех значениях предела текучести Ryn стали соединяемых элементов значения коэффициента γb следует умножать на 0,9.
  2. Для расчета многоболтового соединения на смятие следует принимать значение γb, меньшее из вычисленных при принятых значениях d, a, s.

14.2.10 При действии на болтовое соединение силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. В этом случае число болтов в соединении следует определять по формуле

, (189)

где Nb,min - наименьшее из значений Nbs, Nbp и Nbt, вычисленное согласно требованиям 14.2.9.

В случаях, когда в стыке расстояние l между крайними болтами вдоль сдвигающего усилия превышает 16d, значение n в формуле (189) следует увеличивать путем деления на коэффициент β=1-0,005(l/d-16), принимаемый равным не менее 0,75. Это требование не учитывается при действии усилия по всей длине соединения (например, в поясном соединении балки).

14.2.11 При действии на болтовое соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

Усилие в наиболее нагруженном болте Nb,max не должно превышать меньшего из значений Nbs или Nbp, вычисленных согласно требованиям 14.2.9.

14.2.12 При одновременном действии на болтовое соединение силы и момента, действующих в одной плоскости и вызывающих сдвиг соединяемых элементов, болты следует проверять на равнодействующее усилие. В наиболее нагруженном болте, оно не должно превышать меньшего из значений Nbs или Nbp, вычисленных согласно требованиям 14.2.9.

14.2.13 При одновременном действии на болтовое соединение усилий, вызывающих срез и растяжение болтов, наиболее напряженный болт, наряду с проверкой по формуле (188), следует проверять по формуле

, (190)

где Ns и Nt - усилия, действующие на болт, срезывающее и растягивающее соответственно;

Nbs, Nbt - расчетные усилия, определяемые согласно требованиям 14.2.9.

14.2.14 В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в элементах с односторонней накладкой число болтов по сравнению с расчетом следует увеличивать на 10%.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей число болтов, прикрепляющих коротыш к этой полке, по сравнению с результатом расчета следует увеличивать на 50%.

14.2.15 Фундаментные (анкерные) болты следует проверять согласно требованиям СП 43.13330.

14.3 Фрикционные соединения (на болтах c контролируемым натяжением)

14.3.1 Фрикционные соединения, в которых усилия передаются через трение, возникающее по соприкасающимся поверхностям соединяемых элементов вследствие натяжения высокопрочных болтов, следует применять:

  • в конструкциях из стали с пределом текучести свыше 375 Н/мм2 и непосредственно воспринимающих подвижные, вибрационные и другие динамические нагрузки;
  • в многоболтовых соединениях, к которым предъявляются повышенные требования в отношении ограничения деформативности.

14.3.2 Во фрикционных соединениях следует применять болты, гайки и шайбы согласно требованиям 5.6.

Болты следует размещать согласно требованиям таблицы 40.

14.3.3 Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой плоскостью трения элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле

, (191)

где Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое согласно требованиям 6.7;

Abn - площадь сечения болта по резьбе, принимаемая согласно таблице Г.9 (приложение Г);

μ - коэффициент трения, принимаемый по таблице 42;

γh - коэффициент, принимаемый по таблице 42.

Таблица 42. СП 16.13330.2017

Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей

Коэффициент трения μ

Коэффициент γh при контроле натяжения болтов по моменту закручивания при разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ, мм, при нагрузке

динамической δ=3-6;
статической δ=5-6

динамической δ=1;
статической δ=1-4

1 Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации

0,58

1,35

1,12

2 Газопламенный двух поверхностей без консервации

0,42

1,35

1,12

3 Стальными щетками двух поверхностей без консервации

0,35

1,35

1,17

4 Без обработки

0,25

1,70

1,30

Примечание. При контроле натяжения болтов по углу поворота гайки значения γh следует умножать на 0,9.

14.3.4 При действии на фрикционное соединение силы N, вызывающей сдвиг соединяемых элементов и проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. В этом случае число болтов в соединении следует определять по формуле

, (192)

где Qbh - расчетное усилие, определяемое по формуле (191);

к - число плоскостей трения соединяемых элементов;

γc - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 1;

γb - коэффициент условий работы фрикционного соединения, зависящий от числа n болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

  • 0,8        при n<5;
  • 0,9        при 5≤n<10;
  • 1,0        при n≥10.

14.3.5 При действии на фрикционное соединение момента или силы и момента, вызывающих сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий между болтами следует принимать согласно 14.2.11 и 14.2.12.

14.3.6 При действии на фрикционное соединение помимо силы N, вызывающей сдвиг соединяемых элементов, силы F, вызывающей растяжение в болтах, значение коэффициента γb, определяемое согласно требованиям 14.3.4, следует умножать на коэффициент (1-Nt/Pb), где Nt - растягивающее усилие, приходящееся на один болт, Pb - усилие натяжения болта, принимаемое равным Pb=RbhAbn.

14.3.7 Диаметр болта во фрикционном соединении следует принимать при условии ∑t≤4db, где ∑t - суммарная толщина соединяемых элементов, сдвигаемых в одном направлении, db - диаметр болта.

Во фрикционных соединениях с большим числом болтов их диаметр следует назначать возможно большим.

14.3.8 В проекте должны быть указаны марки стали и механические свойства болтов, гаек и шайб и обозначения НД, по которым они должны поставляться, способ обработки соединяемых поверхностей, осевое усилие Pb, принимаемое согласно 14.3.6.

14.3.9 При проектировании фрикционных соединений следует обеспечивать возможность свободного доступа для установки болтов, плотного стягивания пакета болтами и закручивания гаек с применением динамометрических ключей, гайковертов и др.

14.3.10 Для высокопрочных болтов с увеличенными размерами головок и гаек и при разности номинальных диаметров отверстия и болта не более 3 мм, а в конструкциях из стали с временным сопротивлением не ниже 440 Н/мм2 - не более 4 мм, устанавливается одна шайба под гайку.

14.3.11 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями во фрикционном соединении, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует выполнять: при подвижных, вибрационных и других динамических нагрузках - по площади сечения нетто An; при статических нагрузках - по площади сечения брутто А (при An≥0,85A) либо по условной площади Aef=1,18An (при An<0,85A).

14.4 Поясные соединения в составных балках

14.4.1 Сварные и фрикционные поясные соединения составной двутавровой балки следует рассчитывать по формулам таблицы 43.

При отсутствии поперечных ребер жесткости для передачи неподвижных сосредоточенных нагрузок, приложенных к верхнему поясу, а также при приложении неподвижной сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу независимо от наличия ребер жесткости в местах приложения нагрузки поясные соединения следует рассчитывать как для подвижной нагрузки.

Сварные швы, выполненные с проваром на всю толщину стенки, следует считать равнопрочными со стенкой.

Таблица 43. СП 16.13330.2017

Характер нагрузки

Поясные соединения

Формулы для расчета поясных соединений в составных балках

Неподвижная

Сварные


      (193)
      (194)

Фрикционные


      (195)

Подвижная

Сварные (двусторонние швы)


      (196)
      (197)

Фрикционные


      (198)

Обозначения, принятые в таблице 43:

  • T=QS/I - сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое поперечной силой Q (здесь S - статический момент брутто пояса балки относительно центральной оси);
  • n - число угловых швов: при двусторонних швах n=2, при односторонних n=1;
  • Qbh, к - параметры, определяемые по 14.3.3, 14.3.4;
  • Vfγf1Fn/lef - давление от сосредоточенного груза Fn на единицу длины, определяемое с учетом требований 8.2.2 и 8.3.3 (для неподвижных грузов γf1=1);
  • γf и γf1 - коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые по СП 20.13330;
  • s - шаг поясных болтов;
  • α - коэффициент, принимаемый равным: α=0,4 при нагрузке по верхнему поясу балки, к которому пристрогана стенка, и α=1,0 при отсутствии пристрожки стенки или при нагрузке по нижнему поясу.

14.4.2 В балках с фрикционными поясными соединениями с многолистовыми поясными пакетами прикрепление каждого из листов за местом своего теоретического обрыва следует рассчитывать на половину усилия, которое может быть воспринято сечением листа. Прикрепление каждого листа на участке между действительным местом его обрыва и местом обрыва предыдущего листа следует рассчитывать на полное усилие, которое может быть воспринято сечением листа.

15 Требования по проектированию зданий, сооружений и конструкций

15.1 Расстояния между температурными швами

Расстояния l между температурными швами стальных каркасов одноэтажных зданий и сооружений не должны превышать наибольших значений lu, приведенных в таблице 44.

При превышении более чем на 5% приведенных в таблице 44 расстояний, а также при увеличении жесткости каркаса стенами или другими конструкциями в расчете следует учитывать климатические температурные воздействия, неупругие деформации конструкций и податливость узлов.

Таблица 44. СП 16.13330.2017

Характеристика

Наибольшее расстояние lu, м, при расчетной температуре воздуха, °С, (4.2.3)

здания и сооружения

направления

t≥-45

t<-45

Отапливаемое здание

между температурными швами

вдоль блока (по длине здания)

230

160

по ширине блока

150

110

от температурного шва или торца здания до оси ближайшей вертикальной связи

90

60

Неотапливаемое здание и горячий цех

между температурными швами

вдоль блока (по длине здания)

200

140

по ширине блока

120

90

от температурного шва или торца здания до оси ближайшей вертикальной связи

75

50

Открытая эстакада

между температурными швами вдоль блока

130

100

от температурного шва или торца здания до оси ближайшей вертикальной связи

50

40

Примечание. При наличии между температурными швами здания или сооружения двух вертикальных связей расстояние между последними в осях не должно превышать: для зданий - 40-50 м и для открытых эстакад 25-30 м, при этом для зданий и сооружений, возводимых при расчетных температурах t< минус 45°С, должны приниматься меньшие из указанных расстояний.

15.2 Фермы и структурные плиты покрытий

15.2.1 Оси стержней ферм и структур должны быть центрированы во всех узлах. Центрировать стержни следует в сварных фермах по центрам тяжести сечений (с округлением до 5 мм), а в болтовых - по рискам уголков, ближайшим к обушку.

Если смещение осей поясов ферм при изменении сечений не превышает 1,5% высоты пояса меньшего сечения, оно не учитывается.

При наличии эксцентриситетов в узлах элементы ферм и структур следует рассчитывать с учетом соответствующих изгибающих моментов.

При приложении нагрузок вне узлов ферм пояса должны быть рассчитаны на совместное действие продольных усилий и изгибающих моментов.

15.2.2 При расчете плоских ферм соединения элементов в узлах ферм принимаются шарнирными:

  • при сечениях элементов из уголков или тавров;
  • при двутавровых, Н-образных и трубчатых сечениях элементов, когда отношение высоты сечения h к длине элемента l между узлами не превышает: 1/15 - для конструкций, эксплуатируемых в районах с расчетными температурами ниже минус 45°С; 1/10 - для конструкций, эксплуатируемых в остальных районах.

При превышении указанных отношений h/l следует учитывать дополнительные изгибающие моменты в элементах от жесткости узлов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.2.3 Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками следует принимать не менее a=(6t-20) мм, но не более 80 мм (здесь t - толщина фасонки, мм).

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, следует оставлять зазор не менее 50 мм.

Фланговые сварные швы, прикрепляющие элементы решетки ферм к фасонкам, следует выводить на торец элемента на длину не менее 20 мм.

15.2.4 В узлах ферм с поясами из тавров, двутавров и одиночных уголков крепления фасонок к полкам поясов встык следует осуществлять с проваром на всю толщину фасонки. В конструкциях группы 1, а также эксплуатируемых в районах при расчетных температурах ниже минус 45°С примыкание узловых фасонок к поясам следует выполнять согласно приложению К (таблица К.1, позиция 7).

15.2.5 При расчете узлов ферм со стержнями трубчатого и двутаврового сечений и прикреплением элементов решетки непосредственно к поясу (без фасонок) в соответствии с правилами проектирования следует проверять несущую способность:

  • стенки пояса при местном изгибе (продавливании) в местах примыкания элементов решетки - для круглых и прямоугольных труб;
  • боковой стенки пояса в месте примыкания сжатого элемента решетки - для прямоугольных труб;
  • полок пояса на отгиб - для двутаврового сечения;
  • стенки пояса - для двутаврового сечения;
  • элементов решетки в сечении, примыкающем к поясу;
  • сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу.

Кроме того, следует соблюдать требования по предотвращению слоистого разрушения поясов ферм (13.5).

15.2.6 При пролетах ферм покрытий свыше 36 м следует предусматривать строительный подъем, равный прогибу от постоянной и длительной нормативных нагрузок. При плоских кровлях строительный подъем следует предусматривать независимо от размера пролета, принимая его равным прогибу от суммарной нормативной нагрузки плюс 1/200 пролета.

15.3 Колонны

15.3.1 Отправочные элементы сквозных колонн с решетками в двух плоскостях следует укреплять диафрагмами, располагаемыми у концов отправочного элемента.

В сквозных колоннах с соединительной решеткой в одной плоскости диафрагмы следует располагать не реже, чем через 4 м.

15.3.2 В колоннах и стойках с односторонними поясными швами согласно 14.1.9 в узлах крепления связей, балок, распорок и других элементов в зоне передачи усилия следует применять двусторонние поясные швы, выходящие за контуры прикрепляемого элемента (узла) на длину 30kf с каждой стороны.

15.3.3 Угловые швы, прикрепляющие фасонки соединительной решетки к колоннам внахлестку, следует назначать по расчету и располагать с двух сторон фасонки вдоль колонны в виде отдельных участков в шахматном порядке; при этом расстояние между концами таких швов не должно превышать 15 толщин фасонки.

В конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже минус 45°С, а также при применении ручной дуговой сварки, угловые сварные швы должны быть непрерывными по всей длине фасонки.

15.3.4 Монтажные стыки колонн следует выполнять с фрезерованными торцами, сваренными встык, на накладках со сварными швами или болтовыми соединениями, в том числе фрикционными. При приварке накладок сварные швы не следует доводить до стыка на 25 мм с каждой стороны. Применяют фланцевые соединения с передачей сжимающих усилий через плотное касание, а растягивающих - болтами.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.3.5 В сквозных колоннах, ветви которых соединены планками, следует принимать:

  • ширину bs промежуточных планок - от 0,5b до 0,75b (здесь b - габаритная ширина колонны в плоскости планок);
  • ширину концевых планок - от 1,3bs до 1,7bs.

15.4 Связи

15.4.1 В каждом температурном блоке здания следует предусматривать самостоятельную систему связей.

15.4.2 Нижние пояса балок и ферм крановых путей пролетом свыше 12 м следует укреплять горизонтальными связями.

15.4.3 Вертикальные связи между основными колоннами ниже уровня балок крановых путей следует располагать в середине или около середины температурного блока; верхние вертикальные связи целесообразно располагать по торцам здания и в шагах колонн, примыкающих к температурным швам, а также в тех шагах, где расположены связи нижнего яруса.

При недостаточной жесткости ветвей колонн в продольном направлении здания, следует устанавливать дополнительные распорки, закрепленные в узлах связей.

При двухветвевых колоннах, если расстояние между ветвями не менее 500 мм, вертикальные связи следует располагать в плоскости каждой из ветвей колонны. Ветви двухветвевых связей следует соединять между собой решетками.

15.4.4 Система связей покрытия зависит от типа каркаса (стальной или смешанный), типа покрытия (прогонное или беспрогонное), грузоподъемности кранов и режима их работы, наличия подвесного подъемно-транспортного оборудования и подстропильных ферм.

15.4.5 В уровне нижних поясов стропильных ферм с восходящими раскосами, опирающимися на колонны нижними поясами, следует предусматривать поперечные горизонтальные связи в каждом пролете здания у торцов, а также у температурных швов здания. При длине температурного блока более 144 м и при кранах грузоподъемностью ≥50 т следует предусматривать также и промежуточные поперечные горизонтальные связи с шагом не более 60 м.

В зданиях со стальным каркасом, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т и более, и в зданиях с подстропильными фермами следует предусматривать продольные связи, располагаемые по крайним панелям нижних поясов стропильных ферм и образующие совместно с поперечными связями жесткий контур в плоскости нижних поясов ферм.

В однопролетных зданиях такого типа продольные связи по нижним поясам следует назначать вдоль обоих рядов колонн.

При наличии неизменяемого жесткого диска между стропильными фермами с нисходящим опорным раскосом в узлах нижних поясов следует устанавливать только распорки.

В многопролетных зданиях при кранах грузоподъемностью ≤50 т, с режимом работы 1К-6К (в соответствии с СП 20.13330) продольные связи следует располагать вдоль крайних колонн и через один ряд вдоль средних колонн. В многопролетных зданиях с кранами грузоподъемностью >50 т, с режимом работы 7К-8К, а также в зданиях с перепадами высоты следует назначать более частое расположение продольных связей по нижним поясам ферм. Продольные связи по средним рядам колонн при одинаковой высоте смежных пролетов следует проектировать такими же, как и вдоль крайних рядов колонн.

В случае, если гибкость в горизонтальной плоскости панелей нижних поясов ферм, находящихся между двумя поперечными связевыми фермами, не удовлетворяет 10.4, то она должна быть обеспечена постановкой растяжек, закрепленных в узлах связевых ферм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.4.6 По верхним поясам стропильных ферм поперечные горизонтальные связи при покрытии с прогонами следует назначать в любом одноэтажном промышленном здании. Поперечные связевые фермы по верхним и нижним поясам рационально совмещать в плане.

Верхние пояса стропильных ферм, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, следует раскреплять в плоскости расположения этих связей распорками.

15.4.7 При наличии жесткого диска кровли в уровне верхних поясов в покрытиях без прогонов (в которых крупноразмерные железобетонные плиты приварены к верхним поясам или профилированный лист покрытия прикреплен в каждом нижнем гофре) поперечные связи по верхним поясам ферм следует устраивать только в торцах здания и у температурных швов. В остальных шагах необходимы распорки у конька и у опор стропильных ферм.

При наличии жесткого диска кровли в уровне верхних поясов следует предусматривать инвентарные съемные связи для выверки конструкций и обеспечения их устойчивости в процессе монтажа.

В покрытиях без прогонов горизонтальные связи по нижним поясам следует ставить независимо от типа покрытия только в зданиях с кранами грузоподъемностью ≥50 т, с режимом работы 7К в цехах металлургических производств и 8К (в соответствии со СП 20.13330).

При наличии подстропильных ферм в однопролетных покрытиях без прогонов и многопролетных покрытиях, расположенных в одном уровне, необходимо устройство продольных горизонтальных связей в плоскости верхних поясов ферм в одной из крайних панелей ферм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.4.8 При расположении покрытий в разных уровнях необходимо предусмотреть по одной продольной системе связей в каждом уровне.

В пределах фонаря, где прогоны по верхнему поясу ферм отсутствуют, необходимо предусматривать распорки. Наличие таких распорок по коньковым узлам ферм является обязательным.

15.4.9 Связи по фонарям следует располагать в плоскости верхних поясов (ригелей) у торцов фонаря и с обеих сторон температурных швов.

15.4.10 В местах расположения поперечных связей покрытия следует предусматривать установку вертикальных связей между фермами.

В покрытиях зданий и сооружений, эксплуатируемых в районах с расчетными температурами ниже минус 45°С следует предусматривать (дополнительно к обычно применяемым) вертикальные связи посередине каждого пролета вдоль всего здания.

Вертикальные связи следует располагать в плоскостях опорных стоек стропильных ферм, в плоскостях коньковых стоек для ферм пролетом до 30 м, а также в плоскостях стоек, находящихся под узлом крепления наружных ног фонаря для ферм пролетом более 30 м.

Сечения элементов вертикальных связей следует назначать по предельной гибкости (см. 10.4).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.4.11 Горизонтальные связи по верхним и нижним поясам разрезных ферм пролетных строений транспортерных галерей следует предусматривать раздельно для каждого пролета.

15.4.12 При применении крестовой решетки связей покрытий, за исключением уникальных зданий и сооружений, расчет производится по условной схеме в предположении, что раскосы воспринимают только растягивающие усилия.

При определении усилий в элементах связей обжатие поясов ферм учитывать не следует.

15.4.13 В висячих покрытиях с плоскостными несущими системами (двухпоясными, изгибно-жесткими вантами и т.п.) следует предусматривать вертикальные и горизонтальные связи между несущими системами.

15.4.14 Крепление связей следует осуществлять на болтах класса точности В.

В зданиях, оборудованных кранами большой грузоподъемности и режимов работы 7К и 8К, а также в случае значительных усилий в элементах связей (ветровые фермы и т.п.) крепление элементов связей следует осуществлять на монтажной сварке, а в отдельных случаях и на болтах класса точности А.

15.5 Балки

15.5.1 Пакеты листов для поясов сварных двутавровых балок применять не следует.

Для поясов балок с фрикционными соединениями следует применять пакеты, состоящие не более чем из трех листов; при этом площадь сечения поясных уголков следует принимать равной не менее 30% всей площади сечения пояса.

15.5.2 Поясные швы сварных балок, а также швы, присоединяющие к основному сечению балки вспомогательные элементы (например, ребра жесткости) следует выполнять непрерывными. Поперечные ребра жесткости должны быть с вырезами для пропуска поясных швов.

В ригелях рамных конструкций у опорных узлов следует применять двусторонние поясные швы, протяженность которых должна быть не менее высоты сечения ригеля.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.5.3 При применении односторонних поясных швов в сварных двутавровых балках 1-го класса, несущих статическую нагрузку, следует выполнять следующие требования:

  • расчетная нагрузка должна быть приложена симметрично относительно поперечного сечения балки;
  • устойчивость сжатого пояса балки должна быть обеспечена в соответствии с перечислением а) 8.4.4;
  • расчет устойчивости стенок балок должен быть произведен в соответствии с требованиями 8.5.1 и 8.5.2;
  • должны быть установлены поперечные ребра жесткости в местах приложения к поясу балки сосредоточенных нагрузок, включая нагрузки от ребристых железобетонных плит; поперечные ребра жесткости не следует устанавливать при проведении проверки местной устойчивости по 8.2.2.

15.5.4 Ребра жесткости сварных балок должны быть удалены от стыков стенки на расстояние не менее 10 толщин стенки. В местах пересечения стыковых низов стенки балки с продольным ребром жесткости швы, прикрепляющие продольное ребро жесткости к стенке, не следует доводить до стыкового шва стенки в местах их пересечения на (6t-20) мм.

15.5.5 В сварных двутавровых балках конструкций групп 2-4 применяются односторонние ребра жесткости с расположением их с одной стороны балки и приваркой их к поясам балки.

В балках с односторонними поясными швами ребра жесткости на стенке следует располагать со стороны, противоположной расположению односторонних поясных швов.

Расчет устойчивости одностороннего ребра жесткости следует производить согласно требованиям 8.5.9 и 8.5.10.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.6 Балки крановых путей

15.6.1 Верхние поясные швы в балках крановых путей для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К (по СП 20.13330) следует выполнять с проваром на всю толщину стенки.

15.6.2 Свободные кромки растянутых поясов балок крановых путей и балок рабочих площадок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов, должны быть прокатными, строганными или обрезанными машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой.

15.6.3 Размеры ребер жесткости балок крановых путей должны удовлетворять требованиям 8.5.9, 8.5.10 и 8.5.17, при этом ширина выступающей части двустороннего промежуточного ребра должна быть не менее 90 мм. Двусторонние поперечные ребра жесткости не следует приваривать к поясам балки; при этом торцы ребер жесткости должны быть плотно пригнаны к верхнему поясу балки. В балках под краны групп режимов работы 7К и 8К (по СП 20.13330) необходимо строгать торцы, примыкающие к верхнему поясу.

Применять односторонние поперечные ребра жесткости из полосовой стали или одиночных уголков с приваркой их к стенке и к верхнему поясу и расположением согласно 15.5.5 следует только в балках под краны групп режимов работы 1К-5К (по СП 20.13330).

15.7 Листовые конструкции

15.7.1 Контур поперечных элементов жесткости оболочек следует проектировать замкнутым.

15.7.2 Передачу сосредоточенных нагрузок на листовые конструкции следует предусматривать через элементы жесткости.

15.7.3 В местах сопряжений оболочек различной формы следует применять плавные переходы для уменьшения местных напряжений.

15.7.4 Выполнение всех стыковых швов следует предусматривать двусторонней или односторонней сваркой с подваркой корня или на подкладках.

В проекте следует указывать на необходимость обеспечения плотности соединений конструкций, в которых эта плотность требуется.

15.7.5 В листовых конструкциях следует применять сварные соединения встык; соединения листов толщиной 5 мм и менее - внахлестку.

15.8 Висячие покрытия

15.8.1 Для конструкций из нитей следует применять канаты, пряди и высокопрочную проволоку (или прокат).

15.8.2 Кровля висячего покрытия должна быть расположена непосредственно на несущих нитях и повторять образуемую ими форму. Если форма кровли отличается от формы провисания нитей, кровлю поднимают над нитями, оперев на специальную надстроечную конструкцию, или подвешивают к нитям снизу.

15.8.3 Очертания опорных контуров следует назначать с учетом кривых давления от усилий в прикрепленных к ним нитях при расчетных нагрузках.

15.8.4 Для сохранения стабильности формы, которая должна обеспечивать герметичность принятой конструкции кровли, висячие покрытия следует рассчитывать на действие временных нагрузок, в том числе ветрового отсоса. При этом следует проверять изменение кривизны покрытия по двум направлениям - вдоль и поперек нитей. Необходимая стабильность достигается с помощью конструктивных мероприятий: увеличением натяжения нити за счет веса покрытия или предварительного напряжения; созданием специальной стабилизирующей конструкции; применением изгибно-жестких нитей; превращением системы нитей и кровельных плит в единую конструкцию.

15.8.5 Сечение нити должно быть рассчитано по наибольшему усилию, возникающему при расчетной нагрузке, с учетом изменения заданной геометрии покрытия. В сетчатых системах, кроме этого, сечение нити должно быть проверено на усилие от действия временной нагрузки, расположенной только вдоль данной нити.

15.8.6 Вертикальные и горизонтальные перемещения нитей и усилия в них следует определять с учетом нелинейности работы конструкций покрытия.

15.8.7 При расчете нитей из канатов и их закреплений коэффициенты условий работы следует принимать в соответствии с разделом 17. Для стабилизирующих канатов, если они не являются затяжками для опорного контура, коэффициент условий работы γc=1.

15.8.8 Опорные узлы нитей из прокатных профилей следует выполнять шарнирными.

15.9 Фланцевые соединения

15.9.1 При проектировании фланцевых соединений стальных конструкций, подверженных растяжению, изгибу или их совместному действию, следует применять сталь для фланцев С355 и С390 с относительным сужением Ψz≥35%, предварительно напряженные высокопрочные болты из стали классов прочности не ниже 10.9, высокопрочные гайки и шайбы к ним.

Фланцевые соединения стальных конструкций, подверженных сжатию или совместному действию сжатия с изгибом (при однозначной эпюре сжимающих напряжений в соединяемых элементах), выполняются или на болтах (в том числе высокопрочных) без предварительного натяжения, затяжкой стандартным ручным ключом, или на высокопрочных болтах с предварительным их натяжением.

Требования по натяжению высокопрочных болтов во фланцевом соединении, обеспечивающем возможность воспринимать поперечные усилия за счет сил трения между фланцами, его контролю и плотности контакта между фланцами приведены в СП 70.13330.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15.9.2 При расчете фланцевых соединений в зависимости от конструктивного решения, характера передаваемых усилий и требований эксплуатации следует проверять:

  • несущую способность болтового соединения;
  • прочность фланцевых листов при изгибе;
  • прочность сварных швов, соединяющих фланец с основным элементом.

15.10 Соединения с фрезерованными торцами

В соединениях элементов с фрезерованными торцами (в стыках и базах колонн и т.п.) сжимающую силу следует считать полностью передающейся через торцы.

Во внецентренно сжатых (сжато-изгибаемых) элементах сварные швы и болты, включая высокопрочные, указанных соединений следует рассчитывать на максимальное растягивающее усилие от действия момента и продольной силы при наиболее неблагоприятном их сочетании, а также на сдвигающее усилие от действия поперечной силы.

15.11 Монтажные крепления

15.11.1 Монтажные крепления конструкций зданий и сооружений с балками крановых путей, рассчитываемыми на усталость, а также конструкций под железнодорожные составы должны быть сварными или фрикционными.

В монтажных соединениях этих конструкций следует применять болты класса точности В:

  • для крепления прогонов, элементов фонарной конструкции, связей по верхним поясам ферм (при наличии связей по нижним поясам или жесткой кровли), вертикальных связей по фермам и фонарям, а также элементов фахверка;
  • для крепления связей по нижним поясам ферм при наличии жесткой кровли (приваренных к верхним поясам железобетонных или армированных плит из ячеистых бетонов или прикрепленного в каждую волну профилированного настила и т.п.);
  • для крепления стропильных и подстропильных ферм к колоннам и стропильных ферм к подстропильным при условии передачи вертикального опорного давления через столик;
  • для крепления разрезных балок крановых путей между собой, а также для крепления их нижнего пояса к колоннам, к которым не крепятся вертикальные связи;
  • для крепления балок рабочих площадок, не подвергающихся воздействию динамических нагрузок;
  • для крепления второстепенных конструкций.

15.11.2 Для перераспределения изгибающих моментов в элементах рамных систем каркасных зданий в узлах соединения ригелей с колоннами применяются стальные накладки, работающие в пластической стадии. Накладки следует выполнять из сталей с пределом текучести до 345 Н/мм2.

Усилия в накладках следует определять при минимальном пределе текучести σy,min=Ryn и максимальном пределе текучести σy,max=Ryn+100 Н/мм2.

Продольные кромки накладок, работающих в пластической стадии, должны быть строганными или фрезерованными.

15.12 Опорные части

15.12.1 Неподвижные шарнирные опоры с центрирующими прокладками, тангенциальные, а при весьма больших реакциях - балансирные опоры следует применять при необходимости строго равномерного распределения давления под опорой.

Плоские или катковые подвижные опоры следует применять в случаях, когда нижележащая конструкция должна быть разгружена от горизонтальных усилий, возникающих при неподвижном опирании балки или фермы.

Коэффициент трения в плоских подвижных опорах следует принимать равным 0,3, в катковых - 0,03.

15.12.2 Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опор следует выполнять (при центральном угле касания поверхностей, равном или большем 90°) по формуле

, (199)

где F - давление (сила) на опору;

r, l - радиус и длина шарнира, соответственно;

Rlp - расчетное сопротивление местному смятию при плотном касании, принимаемое согласно требованиям 6.1.

15.12.3 Расчет на диаметральное сжатие катков следует выполнять по формуле

, (200)

где n - число катков;

d, l - диаметр и длина катка, соответственно;

Rcd - расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемое согласно требованиям 6.1.

16 Требования по проектированию конструкций опор воздушных линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта

16.1 Для конструкций опор воздушных линий электропередачи (ВЛ), открытых распределительных устройств (ОРУ) и контактных сетей транспорта (КС) следует применять стали С235, С245, С255, С285, С345, С345К, С375 согласно приложению В и сталь марки 20 и 09Г2С по действующим НД.

В зависимости от назначения и типа их соединений конструкции опор подразделяются на группы:

  • группа 1- сварные специальные опоры больших переходов высотой свыше 60 м;
  • группа 2- сварные опоры ВЛ, кроме указанных в группе 1; сварные опоры ошиновки и под выключатели ОРУ независимо от напряжения, сварные опоры под оборудование ОРУ напряжением свыше 330 кВ; конструкции и элементы КС, связанные с натяжением проводов (тяги, штанги, хомуты), а также опоры, указанные в группе 1, при отсутствии сварных соединений;
  • 3 - сварные и болтовые опоры под оборудование ОРУ напряжением до 330 кВ, кроме опор под выключатели; конструкции и элементы несущих, поддерживающих и фиксирующих устройств КС (опоры, ригели жестких поперечин, прожекторные мачты, фиксаторы), а также конструкции группы 2, кроме КС, при отсутствии сварных соединений;
  • 4 - сварные и болтовые конструкции кабельных каналов, детали путей перекатки трансформаторов, трапы, лестницы, ограждения и другие вспомогательные конструкции и элементы ОРУ, ВЛ и КС.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

16.2 Болты классов точности А и В для опор ВЛ высотой до 60 м и конструкций ОРУ и КС следует принимать, как для конструкций, не рассчитываемых на усталость, а для фланцевых соединений и опор ВЛ высотой более 60 м - как для конструкций, рассчитываемых на усталость, по таблице Г.3 (приложение Г).

16.3 Литые детали следует проектировать из углеродистой стали марок 35Л и 45Л групп отливок II и III по НД.

16.4 При расчетах опор ВЛ, конструкций ОРУ и КС следует принимать коэффициенты условий работы, установленные в 7.1.2, разделах 4 и 14 и по таблице 45.

Для опор ВЛ, ОРУ и КС значение коэффициента надежности по ответственности γn следует принимать равным 1,0.

Расчет на прочность растянутых элементов опор по формуле (5) с заменой в ней значения Ry на Ruu не допускается.

Таблица 45. СП 16.13330.2017

Элемент конструкций

Коэффициент условий работы γc

1 Сжатые пояса из одиночных уголков стоек свободно стоящей опоры в первых двух панелях от башмака при узловых соединениях:

   а) на сварке

0,95

   б) на болтах

0,90

2 Сжатый элемент плоской решетчатой траверсы из одиночного равнополочного уголка, прикрепляемого одной полкой (рисунок 22):

   а) пояс, прикрепляемый к стойке опоры непосредственно двумя болтами и более, поставленными вдоль пояса траверсы

0,90

   б) пояс, прикрепляемый к стойке опоры одним болтом или через фасонку

0,75

   в) раскос и распорка

0,75

3 Оттяжка из стального каната или пучка высокопрочной проволоки:

   а) для промежуточной опоры в нормальном режиме работы

0,90

   б) для анкерной, анкерно-угловой и угловой опор:

      в нормальном режиме работы

0,80

      в аварийном режиме работы

0,90

Примечание. Указанные в таблице коэффициенты условий работы не распространяются на соединения элементов в узлах.

16.5 При определении приведенной гибкости по таблице 8 наибольшую гибкость всего стержня λmax следует вычислять по формулам:

  • для четырехгранного стержня с параллельными поясами, шарнирно опертого по концам,
  • ; (201)

  • для трехгранного равностороннего стержня с параллельными поясами, шарнирно опертого по концам,
  • ; (202)

  • для свободно стоящей стойки пирамидальной формы (рисунок 15)
  • , (203)

где l - геометрическая длина сквозного стержня;

b - расстояние между осями поясов наиболее узкой грани стержня с параллельными поясами;

h - высота свободно стоящей стойки;

μ=1,25(bs/bi)2-2,75(bs/bi)+3,5 - коэффициент для определения расчетной длины, где bs и bi - расстояния между осями поясов пирамидальной опоры в верхнем и нижнем основаниях наиболее узкой грани соответственно.

Рисунок 22 - Схема траверсы с треугольной решеткой

Рисунок 22 - Схема траверсы с треугольной решеткой

16.6 Расчет на устойчивость при сжатии с изгибом сквозного стержня с решетками постоянного по длине сечения следует выполнять по разделу 9.

Для равностороннего трехгранного сквозного стержня с решетками постоянного по длине сечения относительный эксцентриситет следует вычислять по формулам:

  • при изгибе в плоскости, перпендикулярной к одной из граней,
  • ; (204)

  • при изгибе в плоскости, параллельной одной из граней,
  • , (205)

где b - расстояние между осями поясов в плоскости грани;

β - коэффициент, равный 1,2 при болтовых соединениях и 1,0 - при сварных соединениях.

16.7 При расчете на устойчивость при сжатии с изгибом сквозного стержня с решетками по 9.3.1 и 9.3.2 значение эксцентриситета e при болтовых соединениях элементов следует умножать на коэффициент 1,2.

16.8 При проверке устойчивости отдельных поясов стержня сквозного сечения опор с оттяжками при сжатии с изгибом, продольную силу в каждом поясе следует определять с учетом дополнительного усилия Nad от изгибающего момента М, вычисляемого по деформированной схеме.

Для шарнирно опертой по концам решетчатой стойки постоянного по длине прямоугольного сечения (тип 2, таблица 8) опоры с оттяжками значение момента М в середине длины стойки при изгибе ее в одной из плоскостей, х-х или у-у, следует определять по формуле

, (206)

где Mq - изгибающий момент в середине длины стойки от поперечной нагрузки, определяемый как в балках;

β - коэффициент, принимаемый согласно 16.6;

N - продольная сила в стойке;

fq - прогиб стойки в середине длины от поперечной нагрузки, определяемый как в обычных балках с использованием приведенного момента инерции сечения lef;

fn=0,00131l - начальный прогиб стойки в плоскости изгиба;

.

Здесь: l - длина стойки; lef=AI2ef2,

где А - площадь сечения стойки;

λef - приведенная гибкость стойки, определяемая по таблице 8 для сечения типа 2 с заменой в формуле (16) λmax на γx или λy соответственно плоскости изгиба.

При изгибе стойки в двух плоскостях усилие Nad следует определять по формуле (124); при этом начальный прогиб fn следует учитывать только в той плоскости, в которой составляющая усилия Nad от момента Mx или My имеет наибольшее значение.

16.9 Поперечную силу Q в шарнирно опертой по концам стойке с решетками постоянного по длине прямоугольного сечения (тип 2, таблица 8) опоры с оттяжками при сжатии с изгибом в одной из плоскостей х-х или у-у следует принимать постоянной по длине стойки и определять по формуле

, (207)

где Qmax - максимальная поперечная сила от поперечной нагрузки в плоскости изгиба, определяемая как в балках.

Остальные обозначения в формуле (207) следует принимать такими же, как в формуле (206).

16.10 Для шарнирно опертой по концам решетчатой стойки постоянного по длине треугольного сквозного сечения (тип 3, таблица 8) опоры с оттяжками при сжатии с изгибом в одной из плоскостей х-х или у-у значение момента М в середине ее длины следует определять по формуле (206), а приведенную гибкость - по таблице 8 для сечения типа 3.

При изгибе стойки в двух плоскостях значение усилия Nad следует принимать большим из двух значений, определяемых по формуле

или

. (208)

При учете обоих моментов Mx и My во второй формуле (208) начальный прогиб стойки fn в каждой из двух плоскостей следует принимать равным 0,001l.

16.11 Поперечную силу Q в плоскости грани в шарнирно опертой по концам решетчатой стойке треугольного сквозного сечения опоры с оттяжками при сжатии с изгибом следует определять по формуле (207) с учетом приведенной гибкости λef, определяемой по таблице 8 для сечения типа 3.

16.12 Расчет на устойчивость сжатых элементов конструкций из одиночных уголков (поясов, решетки) следует выполнять с учетом эксцентричного приложения продольной силы.

Как центрально сжатые по формуле (7) эти элементы следует рассчитывать при условии умножения продольных сил на коэффициенты αm и αd, принимаемые не менее 1,0.

В пространственных болтовых конструкциях по рисунку 15 (кроме рисунка 15, в) и концевых опор) при центрировании в узле элементов из одиночных равнополочных уголков по их рискам при однорядном расположении болтов в элементах решетки и прикреплении раскосов в узле с двух сторон полки пояса значения коэффициентов αm и αd следует определять:

  • для поясов при ≤3,5 (при >3,5 следует принимать =3,5) по формулам:
    • при 0,55≤c/b≤0,66 и Nmd/Nm≤0,7
    • ; (209)

    • при 0,4≤c/b<0,55 и Nmd/Nm≤(2,33c/b-0,58)
    • ; (210)

  • для раскосов, примыкающих к рассчитываемой панели пояса, по формулам:
    • при 0,55≤c/b≤0,66 и Nmd/Nm<0,7
    • ; (211)

    • при 0,4≤c/b<0,55 и Nmd/Nm≤(2,33c/b-0,58)
    • . (212)

Для пространственных болтовых конструкций по рисунку 15, г), д) в формулах (210) и (212) следует принимать 0,45≤c/b<0,55.

В формулах (211) и (212) отношение расстояния по полке уголка раскоса от обушка до риски, на которой установлены болты, к ширине полки уголка раскоса принято от 0,54 до 0,6; при отношении, равном 0,5, коэффициент αd, вычисленный по формулам (211) и (212), должен быть увеличен на 5%.

В пространственных сварных конструкциях из одиночных равнополочных уголков по рисунку 15, б), г) (кроме концевых опор) с прикреплением раскосов в узле только с внутренней стороны полки пояса при Nmd/Nm≤0,7 значения коэффициентов αm и αd следует принимать:

  • при центрировании в узлах элементов по центрам тяжести сечений
  • ;

  • при центрировании в узлах осей раскосов на обушок пояса
  • .

При расчете конструкций на совместное действие вертикальных и поперечных нагрузок и крутящего момента, вызванного обрывом проводов или тросов, принимают αmd=1,0.

Обозначения, принятые в формулах (209)-(212):

с - расстояние по полке уголка пояса от обушка до риски, на которой расположен центр узла;

b - ширина полки уголка пояса;

Nm - продольная сила в панели пояса;

Nmd - сумма проекций на ось пояса усилий в раскосах, примыкающих к одной полке пояса, передаваемая на него в узле и определяемая при том же сочетании нагрузок, как для Nm; при расчете пояса следует принимать большее из значений Nmd, полученных для узлов по концам панели, а при расчете раскосов - для узла, к которому примыкает раскос.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

16.13 Расчетные длины lef и радиусы инерции сечений i при определении гибкости элементов плоских траверс с поясами и решеткой из одиночных уголков (см. рисунок 22) следует принимать равными:

  • для пояса lef=lm, i=imin, lef=lm1, i=ix;
  • для раскоса lef=ld, i=imin;
  • для распорки lef=lc, i=imin,

где ix - радиус инерции сечения относительно оси, параллельной плоскости решетки траверсы.

16.14 Гибкость первого снизу раскоса из одиночного уголка решетчатой свободно стоящей опоры ВЛ не должна превышать 160.

16.15 Отклонения верха опор и прогибы траверс не должны превышать значений, приведенных в таблице 46.

16.16 В стальных пространственных конструкциях опор ВЛ и ОРУ из одиночных уголков следует предусматривать в поперечных сечениях диафрагмы, которые должны располагаться в стойках свободно стоящих опор не реже, чем через 25 м, и в стойках опор на оттяжках не реже, чем через 15 м. Диафрагмы должны также устанавливаться в местах приложения сосредоточенных нагрузок и переломов поясов.

16.17 При расчете на смятие соединяемых элементов решетки в одноболтовых соединениях с расстоянием от края элемента до центра отверстия вдоль усилия менее 1,5d следует учитывать примечание 2 к таблице 40.

В одноболтовых соединениях элементов, постоянно работающих на растяжение (тяг траверс, элементов, примыкающих к узлам крепления проводов и тросов, и в местах крепления оборудования), расстояние от края элемента до центра отверстия вдоль усилия следует принимать не менее 2d.

16.18 Раскосы, прикрепляемые к поясу болтами в одном узле, должны быть расположены с двух сторон полки поясного уголка.

Таблица 46. СП 16.13330.2017

Конструкция и направление отклонения

Относительное отклонение верха опоры (к высоте опоры)

Относительный прогиб траверсы и балки (к пролету или длине консоли)

Вертикальный

Горизонтальный

в пролете

на консоли

в пролете

на консоли

1

Концевая и угловая опора ВЛ анкерного типа высотой до 60 м вдоль проводов

1
120

1
200

1
70

Не ограничивается

2

Опора ВЛ анкерного типа высотой до 60 м вдоль проводов

1
100

1
200

1
70

То же

3

Промежуточная опора ВЛ (кроме переходной) вдоль проводов

Не ограничивается

1
150

1
50

То же

4

Переходные опоры ВЛ всех типов высотой свыше 60 м вдоль проводов

1
140

1
200

1
70

То же

5

Опора ОРУ вдоль проводов

1
100

1
200

1
70

1
200

1
70

6

То же, поперек проводов

1
70

Не ограничивается

Не ограничивается

Не ограничивается

7

Стойка опоры под оборудование

1
100

-

-

-

-

8

Балка под оборудование

-

1
300

1
250

-

-

Примечания:

  1. Отклонение опор ОРУ и траверс опор ВЛ в аварийном и монтажном режимах не нормируется.
  2. Отклонения и прогибы по позициям 7 и 8 должны быть уменьшены, если техническими условиями на эксплуатацию оборудования установлены более жесткие требования.

16.19 В болтовых стыках поясных равнополочных уголков число болтов в стыке следует назначать четным и распределять болты поровну между полками уголка.

Число болтов при однорядном и шахматном их расположении, а также число поперечных рядов болтов при двухрядном их расположении следует назначать не более пяти на одной полке уголка с каждой стороны от стыка.

Указанное число болтов и поперечных рядов следует увеличивать до семи при условии уменьшения значения коэффициента γb, определяемого по таблице 41, умножением на 0,85.

16.20 Расчет на устойчивость стенок опор из многогранных труб при числе граней от 8 до 12 следует выполнять по формуле

, (213)

где σ1 - наибольшее сжимающее напряжение в сечении опоры при ее расчете по деформированной схеме;

σcr - критическое напряжение, вычисляемое по формуле

. (214)

;

- условная гибкость стенки грани шириной b и толщиной t;

,

где следует принимать не более 2,4;

σ2 - наименьшее напряжение в сечении, принимаемое при растяжении со знаком "минус".

Многогранные трубы должны соответствовать требованиям 11.2.1 и 11.2.2 для круглых труб с радиусом описанной окружности.

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 разделу 5, нормативные и расчетные сопротивления материалов и соединений - согласно разделу 6 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 расчетных 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 таблице Б.2. Применение медных проволок допускается только в случаях технологической необходимости.

17.5 Значение расчетного сопротивления (усилия) растяжению проводов и проволок следует принимать равным значению разрывного усилия, установленному государственными стандартами, деленному 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 расчетах конструкций АС следует принимать коэффициенты условий работы, установленные в 4.3, разделе 14 и таблице 47.

Таблица 47. СП 16.13330.2017

Элементы конструкций

Коэффициент условий работы γc

Предварительно напряженные элементы решетки

0,90

Фланцы:

      кольцевого типа

1,10

      остальных типов

0,90

Стальные канаты оттяжек мачт или элементы антенных полотен при их количестве:

      3-5 оттяжек в ярусе или элементов антенных полотен

0,80

      6-8 оттяжек в ярусе

0,90

      9 и более оттяжек в ярусе

0,95

Заделка концов на коуше зажимами или точечное опрессование во втулке

0,75

Оплетка каната на коуше или изоляторе

0,55

Элементы крепления оттяжек, антенных полотен, проводов, подкосов к опорным конструкциям и анкерным фундаментам

0,90

Анкерные тяжи без резьбовых соединений при работе их на растяжение с изгибом

0,65

Проушины при работе на растяжение

0,65

Детали креплений и соединений стальных канатов:

      механические, кроме осей шарниров

0,80

      оси шарниров при смятии

0,90

17.7 Относительные отклонения опор (к высоте) не должны превышать значений (кроме отклонений опор, для которых техническим заданием на проектирование установлены 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 расчетные 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 решетке 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 решетчатым 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

, (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 и соответствии 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, и не 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.

18.1.2 При 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 временной разгрузки конструкций.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

18.1.3 Для 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 расчетной температуре по таблице В.1 (приложение В);
  • ударную вязкость после деформационного старения для групп конструкций и расчетных 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 1988 г.; 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 Расчетные сопротивления сварных соединений сохраняемых конструкций, подлежащих реконструкции или усилению, следует назначать с учетом 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 γc=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 Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов, а также смятию элементов, соединяемых болтами, следует определять согласно 6.5. Если невозможно установить класс прочности болтов, то значения расчетных сопротивлений одноболтовых соединений следует принимать: Rbs=150 Н/мм2 и Rbt=160 Н/мм2.

18.2.7 Расчетные 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 Ст2.

Расчет заклепочных соединений следует выполнять согласно формулам 14.2.9, принимая Rbs=Rrs; Rbp=Rrp; Rbt=Rrt; Ab=Abn=Ar=0,785dr2; γb=1; db=dr.

Таблица 48. СП 16.13330.2017

Напряженное состояние

Условное обозначение

Группа соединения

Расчетное сопротивление заклепочного соединения, Н/мм2

срезу и растяжению заклепок из стали марок

cмятию соединяемых элементов

Ст2, Ст3

09Г2

Срез

Rrs

В

180

220

-

С

160

-

-

Растяжение (отрыв головки)

Rrt

В, С

120

150

-

Смятие

Rrp

В

-

-

Rrp=2Ry

С

-

-

Rrp=1,7Ry

Примечания:

  1. К группе В следует относить соединения, в которых заклепки поставлены в отверстия, сверленные в собранных элементах или в деталях по кондукторам; к группе С - соединения, в которых заклепки поставлены в отверстия, продавленные или сверленные без кондуктора в отдельных деталях.
  2. При применении заклепок с потайными или полупотайными головками расчетные сопротивления заклепочных соединений срезу и смятию следует понижать умножением на коэффициент 0,8. Работа указанных заклепок на растяжение не допускается.

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 государственными стандартами по сталям для групп конструкций в соответствии с требованиями приложения В, не подлежат усилению или замене при условии, что напряжения в элементах из этих сталей не будут 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 Расчетную схему конструкции следует принимать с учетом особенностей ее действительной работы, в том числе с учетом фактических отклонений геометрической формы, размеров сечений, условий закрепления и выполнения узлов сопряжения элементов.

Проверочные расчеты 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 γc=1,0, расчет 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 настоящем подразделе.

Отклонения от геометрической формы, размеров элементов и соединений от номинальных, превышающие допускаемые действующими стандартами и СП 70.13330, но не препятствующие нормальной эксплуатации, не устраняются при условии обеспечения несущей способности конструкций с учетом 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 расчетом или испытаниями.

18.3.5 При усилении конструкций следует учитывать возможность предварительного напряжения и активного регулирования усилий (в том числе за счет сварки, изменений конструктивной и расчетной 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.

В зависимости от степени нагруженности элементов усиление конструкции должно производиться под полной нагрузкой, с частичной разгрузкой или с полной разгрузкой.

18.3.7 Прерывистые фланговые швы применяются в конструкциях 3-й и 4-й групп (согласно приложению В), эксплуатируемых при расчетной температуре не ниже минус 45°С 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 большим, чем катет промежуточных участков, и устанавливать их размеры в соответствии с расчетом.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

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

18.3.9 В элементах групп конструкций 1, 2, 3 или 4 (согласно приложению В), подверженных при усилении нагреву вследствие сварки, расчетное 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 учетом 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 расчете элементов конструкций, усиленных путем увеличения сечения следует учитывать разные расчетные сопротивления материалов конструкции и усиления. Следует принимать одно расчетное сопротивление, равное меньшему из них, если они отличаются не более чем на 15%.

18.3.12 Расчет на прочность и устойчивость элементов, усиленных способом увеличения сечений, следует выполнять с учетом напряжений, существовавших в элементе в момент усиления (с учетом 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 расчетное сопротивление, кроме расчета по формулам (50), (51) и (105), следует выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до усиления, а при проверке стенок балок на местную устойчивость следует использовать дополнительный коэффициент условий работы γc,ad=0,8.

18.3.13 Расчет 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
  • , (216)

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

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

  • в) для несимметрично усиливаемых центрально растянутых, центрально сжатых и внецентренно сжатых элементов
  • , (217)

где γM=0,95 для конструкций группы 1;

γM=1 для конструкций групп 2, 3 и 4;

при N/(ARy)≥0,6 следует принимать γMN, здесь γN следует определять по формуле (216).

Изгибающие моменты Mx и My следует определять относительно главных осей усиленного сечения.

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

, (218)

где А - площадь усиленного сечения;

γc - коэффициент условий работы, принимаемый не более 0,9.

φe - коэффициент, определяемый по таблице Д.3 (приложение Д) в зависимости от условной гибкости усиленного элемента и приведенного относительного эксцентриситета mefmf, η - коэффициент влияния формы сечения по таблице Д.2 (приложение Д);

, (219)

здесь Wc - момент сопротивления для наиболее сжатого волокна;

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

, (220)

где e - эксцентриситет продольной силы относительно центральной оси усиленного сечения после усиления; в тех случаях, когда эксцентриситет продольной силы остается неизменным, его значение определяется выражением e=e0-eA, где eA - смещение центра тяжести сечения при усилении, принимаемое со своим знаком (рисунок 23, а) и б);

в общем случае сжатия с изгибом, а также в случае приложения дополнительных продольных или поперечных сил после усиления, величина e определяется выражением e=M/N, где М - расчетный момент относительно центральной оси усиленного сечения; при несимметричном усилении центрально сжатого (первоначально) элемента в качестве e0 случайный эксцентриситет учитывается с таким знаком, чтобы учесть наиболее неблагоприятный случай;

Рисунок 23 - К определению эксцентриситета продольной силы при положительном и отрицательном значениях

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

fж - определяется по формуле

, (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

, (222)

здесь a - 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); yi - 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 ξi0i/Ry0 - коэффициента, характеризующего уровень начальных напряжений в зоне i-го шва в наиболее нагруженном сечении элемента (рисунок 24).

Рисунок 24 - Зависимости n(ξ) при швах

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.

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

, (223)

где Ry - расчетное сопротивление основного металла, определяемое согласно требованиям 18.2.4;

k - коэффициент, вычисляемый по формуле

. (224)

Здесь Rya - расчетное сопротивление металла усиления;

А, 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 требуют усиления 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 расчетом с учетом 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)).

(Измененная редакция, Изм. N 1).



Приложение А. СП 16.13330.2017

Основные буквенные обозначения величин

А - площадь сечения брутто;

Abn - площадь сечения болта нетто;

Ad - площадь сечения раскосов;

Af - площадь сечения полки (пояса);

An - площадь сечения нетто;

Aw - площадь сечения стенки;

Awf - площадь сечения по металлу углового шва;

Awz - 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 у-у соответственно;

Ixn; Iyn - то же, сечения нетто;

Iω - секториальный момент инерции сечения;

Iωn - то же, сечения нетто;

М - момент, изгибающий момент;

Mx; My - 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;

Rba - расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов;

Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;

Rbp - расчетное сопротивление смятию одноболтового соединения;

Rbs - расчетное сопротивление срезу одноболтового соединения;

Rbt - расчетное сопротивление растяжению одноболтового соединения;

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

Rbu - расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов;

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

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

Rdh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочной проволоки;

Rlp - расчетное сопротивление местному смятию в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании;

Rp - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки);

Rs - расчетное сопротивление стали сдвигу;

Ru - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

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

Rv - расчетное сопротивление стали усталости;

Rwf - расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;

Rwu - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

Rwun - нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению;

Rws - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу;

Rwy - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

Rwz - расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

Ry - расчетное 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 - расчетная ширина;

bf - ширина полки (пояса);

br - ширина выступающей части ребра, свеса;

cx; cy - коэффициенты для расчета с учетом развития пластических деформаций при изгибе относительно осей х-х, у-у соответственно;

d - диаметр отверстия болта;

db - наружный диаметр стержня болта;

e - эксцентриситет силы;

h - высота;

hef - расчетная высота стенки;

hw - высота стенки;

i - радиус инерции сечения;

imin - наименьший радиус инерции сечения;

ix; iy - радиусы инерции сечения относительно осей х-х, у-у соответственно;

kf - катет углового шва;

l - длина, пролет;

lc - длина стойки, колонны, распорки;

ld - длина раскоса;

lef - расчетная длина;

lm - длина панели пояса фермы или колонны;

ls - длина планки;

lw - длина сварного шва;

lx; ly - расчетные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х, 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 расчета углового шва соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления;

γb - коэффициент условий работы болтового соединения;

γc - коэффициент условий работы;

γf - коэффициент надежности по нагрузке;

γm - коэффициент надежности по материалу;

γn - коэффициент надежности по ответственности;

γu - коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению;

γs - коэффициент надежности по устойчивости системы;

η - коэффициент влияния формы сечения;

λ - гибкость, λ=lef/i;

- условная гибкость, ;

λef - приведенная гибкость стержня сквозного сечения;

- условная приведенная гибкость стержня сквозного сечения, ;

- условная гибкость свеса пояса, ;

- условная гибкость поясного листа, ;

- условная гибкость стенки, ;

- предельная условная гибкость свеса пояса (поясного листа);

- предельная условная гибкость стенки;

λx; λy - расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х и у-у соответственно;

|σ| - абсолютная величина нормального напряжения;

σloc - местное напряжение;

σx; σy - нормальные напряжения, параллельные осям х-х и у-у соответственно;

τ; τxy - касательное напряжение;

τx; τy - касательные напряжения, параллельные осям х-х и у-у соответственно;

φ - коэффициент устойчивости при центральном сжатии;

φx(y) - коэффициент устойчивости при сжатии;

φb - коэффициент устойчивости при изгибе;

φe - коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом;

φexy - коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом в двух плоскостях;

ω - секториальная координата.



Приложение Б. СП 16.13330.2017

Физические характеристики материалов для стальных конструкций

Таблица Б.1. СП 16.13330.2017

Физические характеристики материалов для стальных конструкций

Характеристики

Значение

Плотность ρ, кг/м3:

      проката и стальных отливок

7850

      отливок из чугуна

7200

Коэффициент линейного расширения α, °С-1

0,12·10-4

Модуль упругости Е, Н/мм2

      прокатной стали, стальных отливок

2,06·105

      отливок из чугуна марок:

      СЧ15

0,83·105

      СЧ20, СЧ25, СЧ30

0,98·105

      пучков и прядей параллельных проволок

1,96·105

      канатов стальных:

      спиральных и закрытых несущих

1,67·105

      двойной свивки

1,47·105

      двойной свивки с неметаллическим сердечником

1,27·105

Модуль сдвига прокатной стали и стальных отливок G, Н/мм2

0,79·105

Коэффициент поперечной деформации (Пуассона) v

0,3

Примечание. Значения модуля упругости приведены для канатов, предварительно вытянутых усилием, равным не менее 60% разрывного усилия для каната в целом.

Таблица Б.2. СП 16.13330.2017

Физические характеристики проводов и проволоки

Наименование материалов

Марка и номинальное сечение, мм2

Модуль упругости Е, Н/мм2

Коэффициент линейного расширения α,°C-1

Алюминиевые провода по ГОСТ 839

А, АНП; 16÷800

0,630·105

0,23·10-4

Медные провода по ГОСТ 839

М; 4÷800

1,300·105

0,17·10-4

Сталеалюминевые провода по ГОСТ 839 при отношении площадей алюминия к стали, равном:

АС, АСК; АСКП, АСКС

6÷6,25

10 и более

0,825·105

0,192·10-4

0,65

95

1,460·105

0,139·10-4

4,29-4,39

120 и более

0,890·105

0,183·10-4

7,71-8,04

150 и более

0,770·105

0,198·10-4

1,46

185 и более

1,140·105

0,155·10-4

12,22

330

0,665·105

0,212·10-4

18,2÷18,5

400 и 500

0,665·105

0,212·10-4

Биметаллическая сталемедная проволока по ГОСТ 3822 диаметром, мм:

БСМ 1

1,6÷4

2,0÷12,5

1,870·105

0,127·10-4

6

28,2

1,900·105

0,124·10-4

Примечание. Значения массы проводов и проволоки следует принимать по ГОСТ 839 и ГОСТ 3822.



Приложение В. СП 16.13330.2017

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 транспортерных 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].
_________________
* Конструкция или ее 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).

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 транспортерных 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).

Таблица В.1. СП 16.13330.2017

Нормируемые показатели ударной вязкости проката и труб

Расчетная температура, °С

Группа конструкций

Нормативное сопротивление стали, Н/мм2

Ryn<290

290≤Ryn<390

390≤Ryn<490

Ryn≥490

Показатели ударной вязкости KCV, Дж/см2

при температуре испытаний на ударный изгиб, °С

+20

0

-20

-20

-40

-40

-60

-60

t≥-45

1, 2, 3

34

34

-

34

-

34

-

40

-45>t≥-55

1

-

-

34

-

34

34

-

40

2, 3

-

34

-

34

-

34

-

40

t<-55

1, 2, 3

-

-

34

-

34

-

34

40

Примечания:

  1. KCV - ударная вязкость образцов - с V-образным надрезом.
  2. В толстолистовом прокате испытываются поперечные образцы, в фасонном и сортовом прокате - продольные.
  3. В электросварных трубах нормы распространяются на ударную вязкость основного металла, металла сварного шва и границы сплавления. Ударная вязкость принимается для образцов с острым надрезом.

Таблица В.1 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица В.2. СП 16.13330.2017

Требования по химическому составу

Нормативные сопротивления стали, Н/мм2

Содержание элементов*, % (не более)

Cэ, % (не более)

С

P

S

Ryn<290

0,22

0,040

0,025

-

290≤Ryn<390

0,14

0,025

0,025

0,45

390≤Ryn<490

0,12

0,017**

0,010**

0,46

490≤Ryn<590

0,13

0,015

0,010

0,47

Ryn≤590

0,15

0,015

0,004

0,53

Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате принимаются по действующему стандарту.

** S+Р≤0,020%.

Примечания:

  1. Углеродный эквивалент Cэ, %, следует определять по формуле
  2. ,

    где С, Mn, Si, Сr, Ni, Сu, V, Nb, Mo, Р - массовые доли элементов, %.

  3. Для сталей с нормативным сопротивлением 290≤Ryn<390 Н/мм2 повышение содержания углерода до 0,17%.
  4. Для двутавров с параллельными гранями полок принимают содержание углерода для сталей С345-1 и С355-1 - до 0,18%; стали С390 - до 0,16%; стали С440 - до 0,17%.

Таблица В.2 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица В.3. СП 16.13330.2017

Таблица В.3 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального, сортового проката и труб1)

_________________
1) 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.

Сталь

Толщина проката, мм

Нормативное сопротивление* проката и труб, Н/мм2

Расчетное сопротивление** проката и труб, Н/мм2

Ryn

Run

Ry

Ru

С235

От 2,0 до 4,0 включ.

235

360

230/225

350/345

С245

От 2,0 до 20 включ.

245

370

240/235

360/350

С255

От 2,0 до 3,9 включ.

255

380

250/245

370/360

От 4,0 до 10 включ.

245

380

240/235

370/360

Св. 10 до 20 включ.

245

370

240/235

360/350

Св. 20 до 40 включ.

235

370

230/225

360/350

С345

От 2,0 до 10 включ.

345

490

340/330

480/470

От 10 до 20 включ.

325

470

320/310

460/450

От 20 до 40 включ.

305

460

300/290

450/440

От 40 до 60 включ.

285

450

280/270

440/430

От 60 до 80 включ.

275

440

270/260

430/420

От 80 до 160 включ.

265

430

260/250

420/410

С345К

От 4,0 до 10 включ.

345

470

340 / 330

460/450

С355

От 8,0 до 16 включ.

355

470

350/340

460/450

От 16 до 40 включ.

345

470

340/330

460/450

От 40 до 60 включ.

335

470

330/320

460/450

От 60 до 80 включ.

325

470

320/310

460/450

От 80 до 100 включ.

315

470

310/300

460/450

От 100 до 160 включ.

295

470

285/280

460/450

С355-1; С355-К

От 8,0 до 16 включ.

345

470

350/340

460/450

От 16 до 40 включ.

345

470

340/330

460/450

От 40 до 50 включ.

335

470

330/320

460/450

С355П

От 8,0 до 16 включ.

355

470

350/340

460/450

От 16 до 40 включ.

345

470

340/330

460/450

С390; С390-1

От 8,0 до 50 включ.

390

520

380/370

505/495

С440

От 8,0 до 50 включ.

440

540

430/420

525/515

С550

От 8,0 до 50 включ.

540

640

525/515

625/610

С590

От 8,0 до 50 включ.

590

685

575/560

670/650

С690

От 8,0 до 50 включ.

690

785

-/650

-/745

* За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в национальных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения в национальных стандартах или технических условиях приведены только в одной системе единиц - кгс/мм2, нормативные сопротивления, Н/мм2, следует вычислять умножением соответствующих значений на 9,81 с округлением до 5 Н/мм2.

** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, с округлением до 5 Н/мм2. В числителе приведены значения расчетных сопротивлений проката по нормативной документации, в которой используется статистическая процедура контроля свойств проката (γm=1,025); в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при γm=1,050.

Таблица В.4. СП 16.13330.2017

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

Сталь

Толщина полки профилей, мм

Нормативное сопротивление проката, Н/мм2

Расчетное сопротивление проката, Н/мм2

Ryn

Run

Ry

Ru

С255Б; С255Б-1

≤10

255

380

250

370

Св. 10 до 20 включ.

245

370

240

360

Св. 20 до 40 включ.

235

370

230

360

Св. 40 до 60 включ.

235

370

230

360

Св. 60 до 80 включ.

225

370

220

360

Св. 80 до 100 включ.

215

370

210

360

>100

200

360

195

350

С345Б

≤10

345

480

335

470

Св. 10 до 20 включ.

325

470

315

460

Св. 20 до 40 включ.

305

460

300

450

Св. 40 до 60 включ.

285

450

280

440

С345Б-1

≤10

345

490

335

480

Св. 10 до 20 включ.

325

470

315

460

Св. 20 до 40 включ.

305

460

300

450

Св. 40 до 60 включ.

285

450

280

440

С355Б

≤20

355

470

345

460

Св. 20 до 40 включ.

345

470

335

460

Св. 40 до 60 включ.

335

470

325

460

Св. 60 до 80 включ.

325

460

315

450

Св. 80 до 100 включ.

315

460

305

450

>100

295

460

290

450

С355Б-1

≤20

355

470

345

460

Св. 20 до 40 включ.

345

470

335

460

Св. 40 до 60 включ.

335

470

325

460

С390Б

≤30

390

520

380

505

Св. 30 до 60 включ.

370

490

360

480

Св. 60 до 80 включ.

360

480

350

470

Св. 80 до 100 включ.

350

480

340

470

>100

330

470

320

460

С440Б

≤20

440

600

430

585

Св. 20 до 30 включ.

430

560

420

545

Св. 30 до 80 включ.

420

520

410

505

Св. 80 до 100 включ.

400

520

390

505

>100

380

500

370

490

Примечание. Цифра 1 в первом столбце означает вариант химического состава.

Таблица В.4 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица В.5. СП 16.13330.2017

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

Сталь

Толщина проката*, мм

Нормативное сопротивление** проката, Н/мм2

Расчетное сопротивление*** проката, Н/мм2

Ryn

Run

Ry

Ru

С245

От 4,0 до 20 включ.

245

370

240/235

360/350

От 20 до 40 включ.

235

370

230/225

360/350

С255

От 4,0 до 10 включ.

255

380

250/245

370/360

От 10 до 20 включ.

245

370

240/235

360/350

От 20 до 40 включ.

235

370

230/225

360/350

С345

От 4,0 до 10 включ.

345

480

340/330

470/460

От 10 до 20 включ.

325

470

320/310

460/450

От 20 до 40 включ.

305

460

300/290

450/440

С345К

От 4,0 до 10 включ.

345

470

340/330

460/450

С355

От 8,0 до 16 включ.

355

470

350/340

460/450

От 16 до 40 включ.

345

470

340/330

460/450

С355-1

От 8,0 до 16 включ.

355

470

350/340

460/450

От 16 до 40 включ.

345

470

340/330

460/450

С390

От 8,0 до 10 включ.

390

520

380/370

505/495

От 10 до 20 включ.

380

500

370/360

480/475

От 20 до 40 включ.

370

490

360/350

480/470

* За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки.

** За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в национальных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения в национальных стандартах или технических условиях приведены только в одной системе единиц - кгс/мм2, нормативные сопротивления, Н/мм2, вычислены умножением соответствующих значений на 9,81 с округлением до 5 Н/мм2.

*** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, с округлением до 5 Н/мм2. В числителе приведены значения расчетных сопротивлений проката по нормативной документации, в которой используется процедура контроля свойств проката (γm=1,025), в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при γm=1,050.

Таблица В.6. СП 16.13330.2017

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

Временное сопротивление, Н/мм2

Расчетное сопротивление, Н/мм2

смятию

диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) Rcd

торцевой поверхности (при наличии пригонки), Rp

местному в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании Rlp

360

351/343

176/171

9/9

370

361/352

180/176

9/9

380

371/362

185/181

9/9

390

380/371

190/185

10/10

400

390/381

195/190

10/10

430

420/409

210/204

10/10

440

429/419

215/209

11/11

450

439/428

220/214

11/11

460

449/438

224/219

11/11

470

459/448

229/224

11/11

480

468/457

234/228

12/12

490

478/467

239/233

12/12

510

498/486

249/243

12/12

540

527/514

263/257

13/13

570

556/543

278/271

14/14

590

576/562

288/281

14/14

Примечание. В таблице приведены значения расчетных сопротивлений, вычисленные по формулам раздела 6 при γm=1,025 (в числителе) и γm=1,050 (в знаменателе).

Таблица В.7. СП 16.13330.2017

Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления, Н/мм2, отливок из углеродистой стали марок

15Л

25Л

35Л

45Л

Растяжение, сжатие и изгиб

Ru

150

180

210

250

Сдвиг

Rs

90

110

130

150

Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)

Rp

230

270

320

370

Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плоском касании

Rlp

110

130

160

180

Диаметральное сжатие катков при свободном касании (в конструкциях с ограниченной подвижностью)

Rcd

6

7

8

10

Таблица В.8. СП 16.13330.2017

Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления, Н/мм2, отливок из серого чугуна марок

СЧ 15

СЧ 20

СЧ 25

СЧ 30

Растяжение центральное и изгиб

Rt

55

65

85

100

Сжатие центральное и изгиб

Rc

160

200

230

250

Сдвиг

Rs

40

50

65

75

Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)

Rp

240

300

340

370

Рисунок B.1 - Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей

Рисунок B.1 - Обобщенная расчетная диаграмма работы строительных сталей

Таблица В.9. СП 16.13330.2017

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

Параметр диаграммы

Стали

С245, С255

С345, С345К, С355, С355-1, С355П

С390, С390-1

С440

С550, С590

0,8

0,8

0,9

0,9

0,9

0,8

0,8

0,9

0,9

0,9

1,7

1,7

1,7

1,7

1,7

1

1

1

1

1

14,0

16,0

17,0

17,0

18,0

141,6

88,3

67,1

49,6

26,2

1,653

1,415

1,345

1,33

1,16

251

153

115

87,2

51,1

1,35

1,26

1,23

1,20

1,10



Приложение Г. СП 16.13330.2017

Материалы для соединений стальных конструкций

Таблица Г.1. СП 16.13330.2017

Материалы для сварки, соответствующие стали

Характеристика стали

Марка материала для сварки

Тип электрода

Сварочной проволоки для автоматической и механической сварки

Флюса

Порошковой проволокой

В углекислом газе или в его смеси с аргоном

Под флюсом

Ryn<290 Н/мм2

Св-08Г2С

Св-08А

АН-348-А
АН-60*

ПП-АН-3
ПП-АН-8

Э42, Э42А

Св-08ГА

ПФК-56С*4
UF-02; UF-03*5

Э46, Э46А

290 Н/мм2Ryn<590 Н/мм2

Св-10ГА**

АН-17-М
АН-43
АН-47

Э50, Э50А

Св-10Г2**
Св-10НМА

АН-348-А***
ПФК-56С*4
UF-02; UF-03*5

Ryn≥590 Н/мм2

Св-08Г2С
Св-08ХГСМА

Св-10НМА

АН-17-М
ПФК-56С*4

ПП-АН-3
ПП-АН-8

Э60

Св-10ХГ2СМА

Св-08ХН2ГМЮ

UF-02; UF-03*5

Э70

  • * Флюс АН-60 и электроды типа Э42, Э46, Э50 следует применять для конструкций групп 2, 3 при расчетных температурах t≥ -45°С.
  • ** Не применять в сочетании с флюсом АН-43.
  • *** Для флюса АН-348-А требуется дополнительный контроль механических свойств металла шва при сварке соединений элементов всех толщин при расчетных температурах t<-45°С и толщин свыше 32 мм - при расчетных температурах t≥ -45°С.
  • *4 Керамический флюс ПФК-56С по техническим условиям для автоматической сварки стыковых соединений конструкций пролетных строений стальных мостов.
  • *5 Керамический флюс сварочный агломерированный марки UF-02 и марки UF-03 по соответствующим техническим условиям.

Примечание. При соответствующем технико-экономическом обосновании для сварки конструкций используются сварочные материалы (проволоки, флюсы, защитные газы), не указанные в настоящей таблице. При этом механические свойства металла шва, выполняемого с их применением, должны быть не ниже свойств, обеспечиваемых применением материалов, приведенных в настоящей таблице.

Таблица Г.2. СП 16.13330.2017

Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами

Сварочные материалы

Rwun, Н/мм2

Rwf, Н/мм2

тип электрода

марка проволоки

Э42, Э42А

Св-08, Cв-08А

410

180

Э46, Э46А

Св-08ГА,

450

200

Э50, Э50А

Св-08Г2С, Св-10ГА, ПП-АН-8, ПП-АН-3

490

215

Э60

Св-08Г2С*, Св-10НМА, Св-10Г2

590

240

Э70

Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2ГМЮ

685

280

Э85

-

835

340

* Только для швов с катетом kf≤8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 Н/мм2 и более.

Таблица Г.3. СП 16.13330.2017

Требования к болтам при различных условиях их применения

Расчетная температура t, °С

Класс прочности болтов и требования к ним по действующим стандартам в конструкциях,

не рассчитываемых на усталость

рассчитываемых на усталость

при работе болтов на

растяжение или срез

срез

растяжение или срез

срез

≥-45

5.6

5.6

5.6

5.6

-

5.8

-

-

8.8

8.8

8.8

8.8

10.9

10.9

10.9

10.9

-

12.9

-

12.9

-45>t≥-55

5.6

5.6

5.6

5.6

8.8

8.8

8.8*

8.8

10.9

10.9

10.9*

10.9

-

12.9

-

12.9

<-55

5.6

5.6

-

5.6

8.8*

8.8

8.8*

8.8

10.9*

10.9

10.9*

10.9

-

12.9

-

12.9

* С требованием испытания на разрыв на косой шайбе.

Таблица Г.4. СП 16.13330.2017

Марки стали фундаментных болтов и условия их применения

Конструкции

Марки стали при расчетной температуре, t°С

≥-45

-45>t≥-55

<-55

Конструкции, кроме опор воздушных линий электропередачи, распределительных устройств и контактной сети

Ст3пс2,

Ст3пс4,

-

Ст3сп2

Ст3сп4

-

20

-

-

-

09Г2С-4

09Г2С-4

Для U-образных болтов, а также фундаментных болтов опор воздушных линий электропередачи, распределительных устройств и контактной сети

Ст3пс4,

-

-

Ст3сп4

-

-

-

09Г2С-4

09Г2С-6

Таблица Г.5. СП 16.13330.2017

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

Класс прочности болтов

Rbun

Rbyn

Rbs

Rbt

5.6

500

300

210

225

5.8

500

400

210

-

8.8

830

664

332

451

10.9

1040

936

416

561

12.9

1220

1098

427

-

Таблица Г.6. СП 16.13330.2017

Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами

Временное сопротивление стали соединяемых элементов Run, Н/мм2

Расчетные сопротивления Rbp, Н/мм2, смятию элементов, соединяемых болтами класса точности

А

В

360

560

475

370

580

485

380

590

500

390

610

515

430

670

565

440

685

580

450

700

595

460

720

605

470

735

620

480

750

630

490

765

645

510

795

670

540

845

710

570

890

750

590

920

775

Примечание. Значения расчетных сопротивлений, указанные в таблице, вычислены по формулам раздела 4 с округлением до 5 Н/мм2.

Таблица Г.7. СП 16.13330.2017

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов

Номинальный диаметр болтов, мм

Расчетные сопротивления Rba, Н/мм2, болтов из стали

Ст3пс4, Ст3пс2, Ст3сп4, Ст3сп2

09Г2С-4, 09Г2С-6

12, 16, 20

200

265

24, 30

190

245

36

190

230

42, 48, 56

180

230

64, 72, 80

180

220

90, 100

180

210

110, 125, 140

165

210

Примечания:

  1. Сталь должна поставляться по 1-й группе.
  2. Значения расчетных сопротивлений, указанные в таблице, вычислены по формулам пункта 6.6 с округлением до 5 Н/мм2.
  3. Расчетные сопротивления болтов из сталей других марок следует вычислять по формулам раздела 6.

Таблица Г.8. СП 16.13330.2017

Нормативные и расчетные сопротивления растяжению высокопрочных болтов из стали 40Х

Номинальный диаметр резьбы d, мм

Rbun, Н/мм2

Rbh, Н/мм2

16, 20, (22), 24, (27)

1078

755

30

900

630

36

800

560

42

650

455

48

600

420

Примечание. Размеры, заключенные в скобки, применять не следует.

Таблица Г.9. СП 16.13330.2017

Площади сечения болтов

d, мм

16

(18)

20

(22)

24

(27)

30

36

42

48

Ab, см2

2,01

2,54

3,14

3,80

4,52

5,72

7,06

10,17

13,85

18,09

Abn, см2

1,57

1,92

2,45

3,03

3,53

4,59

5,61

8,16

11,20

14,72

Примечания:

  1. Площади сечения болтов диаметром свыше 48 мм следует принимать по действующим стандартам.
  2. Размеры, заключенные в скобки, следует применять только в конструкциях опор ВЛ и ОРУ.



Приложение Д. СП 16.13330.2017

Коэффициенты для расчета на устойчивость центрально и внецентренно сжатых элементов

Таблица Д.1. СП 16.13330.2017

Коэффициенты устойчивости при центральном сжатии

Условная гибкость

Коэффициенты φ для типа сечения

a

b

с

0,4

1000

1000

984

0,6

994

986

956

0,8

981

967

929

1,0

968

948

901

1,2

953

927

872

1,4

938

905

842

1,6

920

881

811

1,8

900

855

778

2,0

877

826

744

2,2

851

794

709

2,4

821

760

672

2,6

786

723

635

2,8

747

683

598

3,0

704

643

562

3,2

660

602

527

3,4

616

562

493

3,6

572

524

460

3,8

526

487

430

4,0

475

453

402

4,2

431

422

375

4,4

393

392

351

4,6

359

329

4,8

330

308

5,0

304

289

5,2

281

271

5,4

261

255

5,6

242

241

5,8

226

6,0

211

6,2

198

6,4

186

6,6

174

6,8

164

7,0

155

7,2

147

7,4

139

7,6

132

7,8

125

8,0

119

8,5

105

9,0

094

9,5

084

10,0

076

Примечание. Значения коэффициентов φ в таблице увеличены в 1000 раз.

Таблица Д.2. СП 16.13330.2017

Коэффициенты влияния формы сечения η

Тип сечения

Схема сечения и эксцентриситет

Af/Aw

Значения η при

0≤≤5

>5

0,1≤m≤5

5<m≤20

0,1≤m≤5

5<m≤20

1

-

1,0

1,0

1,0

2

-

0,85

0,85

0,85

3

-

0,75+0,02

0,75+0,02

0,85

4

-

(1,35-0,05m)-0,01(5-m)

1,1

1,1

5

0,25

(1,45-0,05m)-0,01(5-m)

1,2

1,2

0,5

(1,75-0,1m)-0,02(5-m)

1,25

1,25

≥1,0

(1,90-0,1m)-0,012(6-m)

1,4-0,02

1,3

6

-

η5

η5

7

-

8

0,25

(0,75+0,05m)+0,01(5-m)

1,0

1,0

0,5

(0,5+0,1m)+0,02(5-m)

1,0

1,0

≥1

(0,25+0,15m)+0,03(5-m)

1,0

1,0

9

0,5

(1,25-0,05m)-0,01(5-m)

1,0

1,0

≥1

(1,5-0,1m)-0,02(5-m)

1,0

1,0

10

0,5

1,4

1,4

1,4

1,4

1,0

1,6-0,01(5-m)

1,6

1,35+0,05m

1,6

2,0

1,8-0,02(5-m)

1,8

1,3+0,1m

1,8

11

0,5

1,45+0,04m

1,65

1,45+0,04m

1,65

1,0

1,8+0,12m

2,4

1,8+0,12m

2,4

1,5

2,0+0,25 m+0,1

-

-

-

2,0

3,0+0,25 m+0,1

-

-

-

Примечания:

  1. Для типов сечений 5-7 при подсчете значений Af/Aw площадь вертикальных элементов полок не следует учитывать.
  2. Для типов сечений 6-7 значения η5 следует принимать равными значениям η для типа 5 при тех же значениях Af/Aw.

Таблица Д.2 (Поправка. ИУС N 10-2018).

Таблица Д.3 СП 16.13330.2017

Коэффициенты устойчивости φeпри внецентренном сжатии сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии

Условная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете mef

0,1

0,25

0,5

0,75

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

0,5

967

922

850

782

722

669

620

577

538

1,0

925

854

778

711

653

600

563

520

484

1,5

875

804

716

647

593

548

507

470

439

2,0

813

742

653

587

536

496

457

425

397

2,5

742

672

587

526

480

442

410

383

357

3,0

667

597

520

465

425

395

365

342

320

3,5

587

522

455

408

375

350

325

303

287

4,0

505

447

394

356

330

309

289

270

256

4,5

418

382

342

310

288

272

257

242

229

5,0

354

326

295

273

253

239

225

215

205

5,5

302

280

256

240

224

212

200

192

184

6,0

258

244

223

210

198

190

178

172

166

6,5

223

213

196

185

176

170

160

155

149

7,0

194

186

173

163

157

152

145

141

136

8,0

152

146

138

133

128

121

117

115

113

9,0

122

117

112

107

103

100

098

096

093

Продолжение таблицы Д.3

Условная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете mef

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

0,5

469

417

370

337

307

280

260

237

222

1,0

427

382

341

307

283

259

240

225

209

1,5

388

347

312

283

262

240

223

207

195

2,0

352

315

286

260

240

222

206

193

182

2,5

317

287

262

238

220

204

190

178

168

3,0

287

260

238

217

202

187

175

166

156

3,5

258

233

216

198

183

172

162

153

145

4,0

232

212

197

181

168

158

149

140

135

4,5

208

192

178

165

155

146

137

130

125

5,0

188

175

162

150

143

135

126

120

117

5,5

170

158

148

138

132

124

117

112

108

6,0

153

145

137

128

120

115

109

104

100

6,5

140

132

125

117

112

106

101

097

094

7,0

127

121

115

108

102

098

094

091

087

8,0

106

100

095

091

087

083

081

078

076

Окончание таблицы Д.3

Условная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете mef

7,0

8,0

9,0

10

12

14

17

20

0,5

210

183

164

150

125

106

090

077

1,0

196

175

157

142

121

103

086

074

1,5

182

163

148

134

114

099

082

070

2,0

170

153

138

125

107

094

079

067

2,5

158

144

130

118

101

090

076

065

3,0

147

135

123

112

097

086

073

063

3,5

137

125

115

106

092

082

069

060

4,0

127

118

108

098

088

078

066

057

4,5

118

110

101

093

083

075

064

055

5,0

111

103

095

088

079

072

062

053

5,5

104

095

089

084

075

069

060

051

Примечания:

  1. Значения коэффициентов φe в таблице увеличены в 1000 раз.
  2. Значения φe следует принимать не более значений φ.

Таблица Д.4 СП 16.13330.2017

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

Условная приведенная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете m

0,1

0,25

0,5

0,75

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

0,5

908

800

666

571

500

444

400

364

333

1,0

872

762

640

553

483

431

387

351

328

1,5

830

727

600

517

454

407

367

336

311

2,0

774

673

556

479

423

381

346

318

293

2,5

708

608

507

439

391

354

322

297

274

3,0

637

545

455

399

356

324

296

275

255

3,5

562

480

402

355

320

294

270

251

235

4,0

484

422

357

317

288

264

246

228

215

4,5

415

365

315

281

258

237

223

207

196

5,0

350

315

277

250

230

212

201

186

178

5,5

300

273

245

223

203

192

182

172

163

6,0

255

237

216

198

183

174

165

156

149

6,5

221

208

190

178

165

157

149

142

137

7,0

192

184

168

160

150

141

135

130

125

8,0

148

142

136

130

123

118

113

108

105

Продолжение таблицы Д.4

Условная приведенная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете m

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

0,5

286

250

222

200

182

167

154

143

133

1,0

280

243

218

197

180

165

151

142

131

1,5

271

240

211

190

178

163

149

137

128

2,0

255

228

202

183

170

156

143

132

125

2,5

238

215

192

175

162

148

136

127

120

3,0

222

201

182

165

153

138

130

121

116

3,5

206

187

170

155

143

130

123

115

110

4,0

191

173

160

145

133

124

118

110

105

4,5

176

160

149

136

124

116

110

105

096

5,0

161

149

138

127

117

108

104

100

095

Окончание таблицы Д.4

Условная приведенная гибкость

Значение φe при относительном эксцентриситете m

7,0

8,0

9,0

10

12

14

17

20

0,5

125

111

100

091

077

067

058

048

1,0

121

109

098

090

077

066

055

046

1,5

119

108

096

088

077

065

053

045

2,0

117

106

095

086

076

064

052

045

2,5

113

103

093

083

074

062

051

044

3,0

110

100

091

081

071

061

051

043

3,5

106

096

088

078

069

059

050

042

4,0

100

093

084

076

067

057

049

041

4,5

096

089

079

073

065

055

048

040

Примечания:

  1. Значения коэффициентов φe в таблице увеличены в 1000 раз.
  2. Значения φe следует принимать не более значений φ.

Таблица Д.5 СП 16.13330.2017

Приведенные относительные эксцентриситеты mef для внецентренно сжатых стержней с шарнирно опертыми концами

Эпюры моментов

Значение mef при mef,1 равном

0,1

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

7,0

10,0

20,0

δ=-1,0

1

0,10

0,30

0,68

1,12

1,60

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,17

0,39

0,68

1,03

1,80

2,75

3,72

5,65

8,60

18,50

3

0,10

0,10

0,22

0,36

0,55

1,17

1,95

2,77

4,60

7,40

17,20

4

0,10

0,10

0,10

0,18

0,30

0,57

1,03

1,78

3,35

5,90

15,40

5

0,10

0,10

0,10

0,10

0,15

0,23

0,48

0,95

2,18

4,40

13,40

6

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,15

0,18

0,40

1,25

3,00

11,40

7

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,50

1,70

9,50

δ=-0,5

1

0,10

0,31

0,68

1,12

1,60

2,62

3,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,22

0,46

0,73

1,05

1,88

2,75

3,72

5,65

8,60

18,50

3

0,10

0,17

0,38

0,58

0,80

1,33

2,00

2,77

4,60

7,40

17,20

4

0,10

0,14

0,32

0,49

0,66

1,05

1,52

2,22

3,50

5,90

15,40

5

0,10

0,10

0,26

0,41

0,57

0,95

1,38

1,80

2,95

4,70

13,40

6

0,10

0,16

0,28

0,40

0,52

0,95

1,25

1,60

2,50

4,00

11,50

7

0,10

0,22

0,32

0,42

0,55

0,95

1,10

1,35

2,20

3,50

10,80

δ=0

1

0,10

0,32

0,70

1,12

1,60

2,62

2,55

4,55

6,50

9,40

19,40

2

0,10

0,28

0,60

0,90

1,28

1,96

2,75

3,72

5,65

8,40

18,50

3

0,10

0,27

0,55

0,84

1,15

1,75

2,43

3,17

4,80

7,40

17,20

4

0,10

0,26

0,52

0,78

1,10

1,60

2,20

2,83

4,00

6,30

15,40

5

0,10

0,25

0,52

0,78

1,10

1,55

2,10

2,78

3,85

5,90

14,50

6

0,10

0,28

0,52

0,78

1,10

1,55

2,00

2,70

3,80

5,60

13,80

7

0,10

0,32

0,52

0,78

1,10

1,55

1,90

2,60

3,75

5,50

13,00

δ=0,5

1

0,10

0,40

0,80

1,23

1,68

2,62

3,55

4,55

6,50

9,10

19,40

2

0,10

0,40

0,78

1,20

1,60

2,30

3,15

4,10

5,85

8,60

18,50

3

0,10

0,40

0,77

1,17

1,55

2,30

3,10

3,90

5,55

8,13

18,00

4

0,10

0,40

0,75

1,13

1,55

2,30

3,05

3,80

5,30

7,60

17,50

5

0,10

0,40

0,75

1,10

1,55

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

17,00

6

0,10

0,40

0,75

1,10

1,50

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

16,50

7

0,10

0,40

0,75

1,10

1,40

2,30

3,00

3,80

5,30

7,60

16,00

Обозначения, принятые в таблице Д.5:

;

Коэффициент cmax 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


, (Д.1)

где

(Д.2)

α=αx/h - отношение расстояния αx между центром тяжести и центром изгиба сечения к высоте сечения h;

ex=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 - секториальный момент инерции сечения;

It=(k/3)∑biti3 - 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 расчете на устойчивость стержня П-образного сечения на центральное сжатие (тип 4 при обозначениях, принятых в таблице Д.6, и Iy>Ix) следует вычислять по формуле (Д.1) при ex=0 и β=0 (тогда B=1), учитывая при этом, что

;

;

;

.

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

, (Д.3)

где δ=4ρ/μ;

;

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

;

;

It=0,37∑biti3; bi и ti - соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение;

ω=Iω/(Ixb2) - см. таблицу Д.6.

При этом:

;

;

;

.

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

Таблица Д.6 СП 16.13330.2017

Коэффициенты ω, α и β

Сечение

ω

α

β

тип

схема

1

0,25

0

0

2

По формуле (Ж. 12) приложения Ж

3

0

h1/h

То же

4

0

5

0

Обозначения, принятые в таблице Д.6:

  • I1 и I2 - моменты инерции большего и меньшего поясов соответственно относительно оси симметрии сечения у-у.
  • η=btw/htf, η1=btf/htw, где tw - толщина стенки; tf - толщина полок.

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 c=cmax следует вычислять по формуле

. (Д.4)

Рисунок Д.1 - Схема сечения элемента, подкрепленного вдоль полки

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 ex=Mx/N в формуле (Д.4) считается положительным, если точка приложения силы смещена в сторону свободной полки; для центрально сжатых элементов ex=0.

При определении ex за расчетный момент Mx следует принимать наибольший момент в пределах расчетной длины lef элемента.



Приложение Е. СП 16.13330.2017

Коэффициенты для расчета элементов конструкций с учётом развития пластических деформаций

Таблица Е.1 СП 16.13330.2017

Коэффициенты cx, cy, n

Тип сечения

Схема сечения

Af/Aw

Наибольшие значения коэффициентов

cx

cy

n при My=0*

1

0,25

1,19

1,47

1,5

0,5

1,12

1,0

1,07

2,0

1,04

2

0,5

1,40

1,47

2,0

1,0

1,28

2,0

1,18

3

0,25

1,19

1,07

1,5

0,5

1,12

1,12

1,0

1,07

1,19

2,0

1,04

1,26

4

0,5

1,40

1,12

2,0

1,0

1,28

1,20

2,0

1,18

1,31

5

-

1,47

1,47

2,0
б) 3,0

6

0,25

1,47

1,04

3,0

0,5

1,07

1,0

1,12

2,0

1,19

7

-

1,26

1,26

1,5

8

-

1,60

1,47

3,0
б) 1,0

9

0,5

1,60

1,07

3,0
б) 1,0

1,0

1,12

2,0

1,19

* При My≠0 следует принимать n=1,5, за исключением сечения типа 5 а), для которого n=2, и типа 5, б), для которого n=3.

Примечания:

  1. Коэффициенты для промежуточных значений Af/Aw следует определять линейной интерполяцией.
  2. Значение коэффициентов cx, cy следует принимать не более 1,15γf, где γf - коэффициент надежности по нагрузке, определяемый как отношение расчетного значения эквивалентной (по значению изгибающего момента) нагрузки к нормативному.

Таблица Е.2 СП 16.13330.2017

Коэффициенты α1, α2, α3для расчета на изгиб прямоугольных плит, опертых по четырем и трем сторонам

Плиты

При b/a

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

>2

Опертые по четырем сторонам

α1

0,048

0,055

0,063

0,069

0,075

0,081

0,086

0,091

0,094

0,098

0,100

0,125

α2

0,048

0,049

0,050

0,050

0,050

0,050

0,049

0,048

0,048

0,047

0,046

0,037

Опертые по трем сторонам

α3

При a1/d1

 

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

2,0

>2

0,060

0,074

0,088

0,097

0,107

0,112

0,120

0,126

0,132

0,133

Обозначения, принятые в таблице Е.2:

b - длинная сторона; a - короткая сторона; d1 - длина свободной стороны; a1 - длина стороны, перпендикулярной к свободной.



Приложение Ж. СП 16.13330.2017

Коэффициент устойчивости при изгибе φb

Ж.1 Коэффициент φb для расчета 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
  • ; (Ж.1)

  • при φ1>0,85
  • , (Ж.2)

где значение φ1 следует вычислять по формуле

, (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 - расчетная 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 ее приложения, а также от коэффициента α, равного:

  • а) для прокатных двутавров
  • , (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
  • , (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;
  • a - ширина вертикальной полки поясного уголка за вычетом толщины его полки;
  • t - суммарная толщина стенки и вертикальных полок поясных уголков.

Если на участке балки lef эпюра Mx по своему очертанию отличается от приведенных в таблице Ж.1, то значение Ψ определяют по формулам для наиболее близкой по очертанию эпюры Mx, в которую может быть вписана фактическая эпюра.

В случаях, когда у консоли балки сжатый пояс закреплен 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 n следует вычислять по формулам:

; (Ж.6)

; (Ж.7)

. (Ж.8)

В формулах (Ж.6)-(Ж.8) обозначено:

Ψa - коэффициент, вычисляемый по формуле

; (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 - расчетная 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 СП 16.13330.2017

Коэффициент Ψ для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии

Число закреплений сжатого пояса в пролете

Вид нагрузки в пролете

Эпюра Mx на участке lef

Пояс, к которому приложена нагрузка

Коэффициент Ψ при значениях α

0,1≤α≤40

40<α≤400

Без закреплений

Сосредоточенная

Сжатый
Растянутый

1.75+0,09α
5,05+0,09α

3,3+0,053α-4,5·10-5α2
6,6+0,053α-4,5·10-5α2

Равномерно распределенная

Сжатый
Растянутый

1,60+0,08α
3,80+0,08α

3,15+0,04α-2,7·10-5α2
5,35+0,04α-2,7·10-5α2

Два и более, делящие пролет l на равные части

Любая

Любой

2,25+0,07α

3,6+0,04α-3,5·10-5α2

Одно в середине

Сосредоточенная в середине

Любой

1,75Ψ1

Сосредоточенная в четверти

Сжатый
Растянутый

1,14Ψ1
1,60Ψ1

Равномерно распределенная

Сжатый
Растянутый

1,14Ψ1
1,30Ψ1

Примечание. Значение Ψ1 следует принимать равным Ψ при двух и более закреплениях сжатого пояса в пролете.

Таблица Ж.2 СП 16.13330.2017

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

Вид нагрузки

Пояс, к которому приложена нагрузка

Коэффициент Ψ при отсутствии закреплений сжатого пояса и при значениях α

4≤α≤28

28<α≤100

Сосредоточенная на конце консоли

Растянутый
Сжатый

1,0+0,16α
6,2+0,08α

4,0+0,05α
7,0+0,05α

Равномерно распределенная

Растянутый

1,42√α

Рисунок Ж.1 - Схема двутаврового сечения с одной осью симметрии

Рисунок Ж.1 - Схема двутаврового сечения с одной осью симметрии

Таблица Ж.3 СП 16.13330.2017

Коэффициент φb

Сжатый пояс

Коэффициент φb при значении φ2

до 0,85

свыше 0,85

Более развитый

φ1≤1

Менее развитый

φ2

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


; (Ж.10)

; (Ж.11)

; (Ж.12)

, (Ж.13)

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

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

Таблица Ж.4 СП 16.13330.2017

Коэффициент В

Схема сечения и место приложения нагрузки

Коэффициент В при нагрузке

сосредоточенной в середине пролета

равномерно распределенной

вызывающей чистый изгиб

δ

μ

β

δ-1

μ-1

β

1-δ

1-μ

Таблица Ж.5 СП 16.13330.2017

Коэффициенты С и D

Вид нагрузки

Коэффициент С при сечении

Коэффициент D

двутавровом (n≤0,9)

тавровом (n=1,0)

Сосредоточенная в середине пролета

0,330η

0,0826α

3,265

Равномерно распределенная

0,481η

0,1202α

2,247

Вызывающая чистый изгиб

0,101η

0,0253α

4,315

Ж.6 Для двутаврового сечения при 0,9<n<1,0 коэффициент Ψa 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 Ψa 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 (1,025-0,015lef/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 φb 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. СП 16.13330.2017

Коэффициенты расчетной длины μ участков ступенчатых колонн

И.1 Коэффициент расчетной длины μ1 для защемленного в основании нижнего участка 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

, (И.1)

где μ12 и μ11 - коэффициенты расчетной 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:

и ,

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

.

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

. (И.2)

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

, (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);

- приведенное 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.

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

.

Рисунок И.1 - Схема двухступенчатой колонны и условные схемы загружений при приложении сил F(1), F(2) и F(3), соответственно к нижнему, к среднему, к верхнему участкам

Рисунок И.1 - Схема двухступенчатой колонны (а) и условные схемы загружений при приложении сил F1, F2и F3, соответственно к нижнему (б), к среднему (в), к верхнему (г) участкам

И.4 Коэффициенты расчетной длины: μ2 для среднего участка двухступенчатой колонны длиной l2 и μm3 для верхнего участка колонны длиной l3 следует определять по формулам:


; (И.4)

, (И.5)

где ;
.

Таблица И.1 СП 16.13330.2017

Коэффициенты расчетной длины μ1для одноступенчатых колонн с верхним концом, свободным от закреплений

Расчетная схема

α1

Коэффициент μ1 при значении n

0

0,1

0,2

0.3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,5

5,0

10,0

20,0

0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

0,2

2,0

2,01

2,02

2,03

2,04

2,05

2,06

2,06

2,07

2,08

2,09

2,10

2,12

2,14

2,15

2,17

2,21

2,40

2,76

3,38

0,4

2,0

2,04

2,08

2,11

2,23

2,18

2,21

2,25

2,28

2,32

2,35

2,42

2,48

2,54

2,60

2,66

2,80

-

-

-

0,6

2,0

2,11

2,20

2,28

2,36

2,44

2,52

2,59

2,66

2,73

2,80

2,93

3,05

3,17

3,28

3,39

-

-

-

-

0,8

2,0

2,25

2,42

2,56

2,70

2,83

2,96

3,07

3,17

3,27

3,36

3,55

3,74

-

-

-

-

-

-

-

1,0

2,0

2,50

2,73

2,94

3,13

3,29

3,44

3,59

3,74

3,87

4,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1,5

3,0

3,43

3,77

4,07

4,35

4,61

4,86

5,05

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2,0

4,0

4,44

4,90

5,29

5,67

6,03

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2,5

5,0

5,55

6,08

6,56

7,00

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3,0

6,0

6,65

7,25

7,82

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица И.2 СП 16.13330.2017

Коэффициенты расчетной длины μ1для одноступенчатых колонн с верхним концом, закрепленным только от поворота

Расчетная схема

α1

Коэффициент μ1 при значении n

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,5

5,0

10,0

20,0

0

2,0

1,92

1,86

1,80

1,76

1,70

1,67

1,64

1,60

1,57

1,55

1,50

1,46

1,43

1,40

1,37

1,32

1,18

1,10

1,05

0,2

2,0

1,93

1,87

1,82

1,76

1,71

1,68

1,64

1,62

1,59

1,56

1,52

1,48

1,45

1,41

1,39

1,33

1,20

1,11

-

0,4

2,0

1,94

1,88

1,83

1,77

1,75

1,72

1,69

1,66

1,62

1,61

1,57

1,53

1,50

1,48

1,45

1,40

-

-

-

0,6

2,0

1,95

1,91

1,86

1,83

1,79

1,77

1,76

1,72

1,71

1,69

1,66

1,63

1,61

1,59

-

-

-

-

-

0,8

2,0

1,97

1,94

1,92

1,90

1,88

1,87

1,86

1,85

1,83

1,82

1,80

1,79

-

-

-

-

-

-

-

1,0

2,0

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1,5

2,0

2,12

2,25

2,33

2,38

2,43

2,48

2,52

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2,0

2,0

2,45

2,66

2,81

2,91

3,00

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2,5

2,5

2,94

3,17

3,34

3,50

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3,0

3,0

3,43

3,70

3,93

4,12

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Таблица И.3 СП 16.13330.2017

Коэффициенты расчетной длины μ12и μ11для одноступенчатых колонн с неподвижным шарнирно-опертым верхним концом

Расчетная схема

I2/I1

Коэффициенты μ12 и μ11 при I2/I1

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

Коэффициент μ12

0,04

1,02

1,84

2,25

2,59

2,85

3,08

3,24

3,42

3,70

4,00

4,55

5,25

5,80

6,55

7,20

0,06

0,91

1,47

1,93

2,26

2,57

2,74

3,05

3,05

3,24

3,45

3,88

4,43

4,90

5,43

5,94

0,08

0,86

1,31

1,73

2,05

2,31

2,49

2,68

2,85

3,00

3,14

3,53

3,93

4,37

4,85

5,28

0,1

0,83

1,21

1,57

1,95

2,14

2,33

2,46

2,60

2,76

2,91

3,28

3,61

4,03

4,43

4,85

0,2

0,79

0,98

1,23

1,46

1,67

1,85

2,02

2,15

2,28

2,40

2,67

2,88

3,11

3,42

3,71

0,3

0,78

0,90

1,09

1,27

1,44

1,60

1,74

1,86

1,98

2,11

2,35

2,51

2,76

2,99

З,25

0,4

0,78

0,88

1,02

1,17

1,32

1,45

1,58

1,69

1,81

1,92

2,14

2,31

2,51

2,68

2,88

0,5

0,78

0,86

0,99

1,10

1,22

1,35

1,47

1,57

1,67

1,76

1,96

2,15

2,34

2,50

2,76

1,0

0,78

0,85

0,92

0,99

1,06

1,13

1,20

1,27

1,34

1,41

1,54

1,68

1,82

1,97

2,10

   

Коэффициент μ11

0,04

0,67

0,67

0,83

1,25

1,43

1,55

1,65

1,70

1,75

1,78

1,84

1,87

1,88

1,90

1,92

0,06

0,67

0,67

0,81

1,07

1,27

1,41

1,51

1,60

1,64

1,70

1,78

1,82

1,84

1,87

1,88

0,08

0,67

0,67

0,75

0,98

1,19

1,32

1,43

1,51

1,58

1,63

1,72

1,77

1,81

1,82

1,84

0,1

0,67

0,67

0,73

0,93

1,11

1,25

1,36

1,45

1,52

1,57

1,66

1,72

1,77

1,80

1,82

0,2

0,67

0,67

0,69

0,75

0,89

1,02

1,12

1,21

1,29

1,36

1,46

1,54

1,60

1,65

1,69

0,3

0,67

0,67

0,67

0,71

0,80

0,90

0,99

1,08

1,15

1,22

1,33

1,41

1,48

1,54

1,59

0,4

0,67

0,67

0,67

0,69

0,75

0,84

0,92

1,00

1,07

1,13

1,24

1,33

1,40

1,47

1,51

0,5

0,67

0,67

0,67

0,69

0,73

0,81

0,87

0,94

1,01

1,07

1,17

1,26

1,33

1,39

1,44

1,0

0,67

0,67

0,67

0,68

0,71

0,74

0,78

0,82

0,87

0,91

0,99

1,07

1,13

1,19

1,24

Таблица И.4 СП 16.13330.2017

Коэффициенты расчетной длины μ12и μ11для одноступенчатых колонн с неподвижным верхним концом, закрепленным от поворота

Расчетная схема

I2/I1

Коэффициенты μ12 и μ11 при I2/I1

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

Коэффициент μ12

0,04

0,78

1,02

1,53

1,73

2,01

2,21

2,38

2,54

2,65

2,85

3,24

3,70

4,20

4,76

5,23

0,06

0,70

0,86

1,23

1,47

1,73

1,93

2,08

2,23

2,38

2,49

2,81

3,17

3,50

3,92

4,30

0,08

0,68

0,79

1,05

1,31

1,54

1,74

1,91

2,05

2,20

2,31

2,55

2,80

3,11

3,45

3,73

0,1

0,67

0,76

1,00

1,20

1,42

1,61

1,78

1,92

2,04

2,20

2,40

2,60

2,86

3,18

3,41

0,2

0,64

0,70

0,79

0,93

1,07

1,23

1,41

1,50

1,60

1,72

1,92

2,11

2,28

2,45

2,64

0,3

0,62

0,68

0,74

0,85

0,95

1,06

1,18

1,28

2,39

1,48

1,67

1,82

1,96

2,12

2,20

0,4

0,60

0,66

0,71

0,78

0,87

0,99

1,07

1,16

1,26

1,34

1,50

1,65

1,79

1,94

2,08

0,5

0,59

0,65

0,70

0,77

0,82

0,93

0,99

1,08

1,17

1,23

1,39

1,53

1,66

1,79

1,92

1,0

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

   

Коэффициент μ11

0,04

0,66

0,68

0,75

0,94

1,08

1,24

1,37

1,47

1,55

1,64

1,72

1,78

1,81

1,85

1,89

0,06

0,65

0,67

0,68

0,76

0,94

1,10

1,25

1,35

1,44

1,50

1,61

1,69

1,74

1,79

1,82

0,08

0,64

0,66

0,67

0,68

0,84

1,00

1,12

1,25

1,34

1,41

1,53

1,62

1,68

1,75

1,79

0,1

0,64

0,65

0,65

0,65

0,78

0,92

1,05

1,15

1,25

1,33

1,45

1,55

1,62

1,68

1,71

0,2

0,62

0,64

0,65

0,65

0,66

0,73

0,83

0,92

1,01

1,09

1,23

1,33

1,41

1,48

1,54

0,3

0,60

0,63

0,64

0,65

0,66

0,67

0,73

0,81

0,89

0,94

1,09

1,20

1,28

1,35

1,41

0,4

0,58

0,63

0,63

0,64

0,64

0,66

0,68

0,75

0,82

0,88

1,01

1,10

1,19

1,26

1,32

0,5

0,57

0,61

0,63

0,64

0,64

0,65

0,68

0,72

0,77

0,83

0,94

1,04

1,12

1,19

1,25

1,0

0,55

0,58

0,60

0,61

0,62

0,63

0,65

0,67

0,70

0,73

0,80

0,88

0,93

1,01

1,05

Таблица И.5 СП 16.13330.2017

Коэффициенты μm1, μm2, μm3

Условие закрепления верхнего конца колонны

Значения коэффициентов

μm1

μm2

μm3

при условной схеме загружения по рисунку

И.1,б)

И.1,в)

И.1,г)

Свободен от закреплений

2,0

2,0

μ1
1 по таблице И.1 при )

Закреплен от поворота, допускает смещение

μ1

μ1

μ1
1 по таблице И.2 при >)

1 - по таблице И.2 при α1=0)

Закреплен шарнирно, не допускает смещения

μ11

μ11

μ12
12 - по таблице И.3)

11 - по таблице И.3)

Закреплен от поворота и смещения

μ11

μ11

μ12
12 - по таблице И.4)

11 - по таблице И.4)



Приложение К. СП 16.13330.2017

К расчету элементов на усталость

Таблица К.1 СП 16.13330.2017

Группы элементов и соединений при расчете на усталость

Схема элемента и расположение расчетного сечения

Характеристика элемента

Группа элементов

Основной металл с прокатными или обработанными механическим путем кромками

1

То же, с кромками, обрезанными машинной газовой резкой

2

Основной металл с обработанными механическим путем кромками, при разной ширине и радиусе перехода r, мм:

200

1

10

4

Основной металл во фрикционных соединениях

1

Основной металл в болтовом (болты класса точности А) соединении в сечениях по отверстию:

а) при парных накладках

4

б) при односторонних накладках

5

Переход и закругление (класс чистоты газовой резки 1 или фрезеровка) при α≥72°, r≥0,5b

2

Фасонки прямоугольной формы, приваренные встык или в тавр к элементам конструкций без механической обработки перехода от фасонки к элементу

7

Фасонки, приваренные встык или в тавр к стенкам и поясам балок, а также к элементам ферм при α≤45°

4

Фасонки прямоугольной или трапециевидной формы, приваренные к поясам балок внахлестку с обваркой по контуру нахлестки без механической обработки швов

7

Стыковой необработанный шов; нагрузка перпендикулярна сварному шву; стыкуемые элементы одинаковой ширины и толщины

4

Стыковой необработанный шов; стыкуемые элементы разной ширины или разной толщины

5

Основной металл в месте перехода к стыковому шву со снятым механическим способом усилением шва:

а) при стыковании элементов одинаковой толщины и ширины

2

б) то же, разной толщины и ширины

3

Сварные стыковые соединения:

листового элемента на подкладном листе (нагрузка перпендикулярна к сварному шву)

4

труб на подкладном кольце

4

прокатных профилей в стык

4

Сварные сечения двутаврового, таврового и других типов, сваренные непрерывными продольными швами при действии усилия вдоль оси шва

2

Основной металл со вспомогательным элементом, прикрепленным продольными швами, при α:

до 45°

4

90°

7

Обрыв поясного листа без механической обработки поперечного (лобового) шва

7

Основной металл с поперечным швом; сварной шов двусторонний с плавным переходом к основному металлу

4

Основной металл растянутых поясов балок и элементов ферм вблизи диафрагм и ребер, приваренных угловыми швами

5

Основной металл в месте перехода к поперечному (лобовому) угловому шву

6
5

Основной металл в соединениях с фланговыми швами (в местах перехода от элемента к концам фланговых швов):

а) с двойными фланговыми швами

8

б) с фланговыми и лобовыми швами

7

в) при передаче усилия через основной металл

7

г) щеки анкеров для крепления стальных канатов

8

Основной металл трубы растянутого раскоса при отношении толщины к наружному диаметру трубы пояса

tm/dm≥1/14

7

1/20≤tm/dm<1/14

8

Основной металл трубы растянутого раскоса при отношении диаметров раскоса и пояса dd/dm=0,4÷0,7 и отношении толщины к наружному диаметру трубы пояса:

tm/dm≥1/14

6

1/20≤tm/dm<1/14

7

1/35<tm/dm<1/20

8



Библиография

[1] Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности"

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ключевые слова: СП 16.13330.2017, Стальные конструкции, Актуализированная редакция СНиП II-23-81, с поправкой, с изменением N 1, действующий, статус, 2019, 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