13.4. Резьба болта должна, как правило, располагаться вне плоскостей среза и отстоять от ближайшей из них не менее чем на 5 мм. Головки болтов следует располагать со стороны более тонкого элемента.
13.5. При размещении болтов, прикрепляющих одиночный уголок, в шахматном порядке отверстия, наиболее удаленные от конца уголка, следует располагать на риске, ближайшей к обушку.
Таблица 52
| Условия работы соединений | Область применения работающих на сдвиг болтовых соединений ("+" допускается, "-" не допускается) | ||||||
| с контролируемым натяжением болтов | без контролируемого натяжения болтов(2) | ||||||
| фрикционные на высокопрочных болтах | фрикционно-сре- зные на высокопрочных болтах(1) | ||||||
| Класс прочности болтов (по ГОСТ или ТУ) | |||||||
| 110; 110ХЛ (ГОСТ 22353-77*, ТУ 14-4-1345-85) | 110; 110ХЛ (ГОСТ 22353-77*) | 110; 110ХЛ (ГОСТ 22353-77*); 10.9; 8.8 (ГОСТ 7798-70*) | 5.8 (ГОСТ 7798-70*) | ||||
| Разность номинальных диаметров отверстий и болтов дельта, мм | |||||||
| 1-6 | 1 | 3 | 1 | 2-3 | 1 | 2-3 | |
| В конструкциях, непосредственно воспринимающих динамические нагрузки | + | + | - | + | - | + | - |
| В многоболтовых соединениях конструкций из стали с пределом текучести св. 380 Мпа (39 кгс/мм2) | + | + | - | + | - | - | - |
| В соединениях, требующих расчета на выносливость | + | + | - | - | - | - | - |
| В конструкциях, для которых перемещения сдвига в центрах соединений недопустимы, и в болтосварных соединениях | + | - | - | - | - | - | - |
| В конструкциях, в которых перемещения сдвига в соединениях не ограничены | + | + | + | + При ро>0 | + При ро>0 | + При ро>0 | + При ро>0 |
| В слабо нагруженных соединениях(связей, фахверка, прогонов и т.д.) | + | + | + | + При ро>0 | + При ро>0 | + При ро>0 | + При ро>0 |
_____________________________
(1) При усилие, меньшее по абсолютной величине, должно восприниматься трением, где (значения Т принимаются в соответствии с п. 11.6).
(2) Отклонение диаметра и овальность отверстий +1,0 мм.
14. Фермы из одиночных уголков
Общие положения
14.1. Рекомендации настоящего раздела распространяются на проектирование плоских ферм с поясами и решеткой из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах преимущественно одной полкой (внахлестку), с соединениями, выполняемыми сваркой угловыми швами, дуговой точечной сваркой (в том числе проплавлением) или на болтах (в том числе высокопрочных).
14.2. Плоские фермы из одиночных уголков целесообразно применять в покрытиях зданий вместо традиционных ферм из парных уголков, тавров и т. п. как более технологичные.
Характерной особенностью одноуголковых ферм является асимметрия сечений и прикреплений элементов относительно плоскости фермы, вызывающая смещение продольных сил с осей уголков в сторону полок, параллельных плоскости фермы (в сторону обушков)*(9). Величина этого смещения зависит от ряда факторов: жесткости сечения поясного уголка на кручение, степени защемления его от скручивания, изгибной жесткости его полок, типа узла (наличия и размеров фасонки, наличия прикреплений по второй полке, числа сходящихся в узле элементов решетки, знака и величины усилий в них, углов примыкания к поясу) и других.
Возникающие при этом в уголках изгибающие моменты могут быть названы моментами от неоднородной жесткости прикреплений. Установленные экспериментально для элементов решетки бесфасоночных ферм расчетные значения эксцентриситетов продольных сил из плоскости фермы ("эксцентриситетов прикрепления") , отнесенных к геометрической характеристике сечения z, приведены в табл. 53 (значения ).
Теоретически и экспериментально*(10) установлено, что при жестких прикреплениях одиночных уголков по одной полке (сваркой или более чем одним болтом) в них возникают добавочные (помимо моментов от внеузловой нагрузки, расцентровки узлов и жесткости узлов) изгибающие моменты также и в плоскости фермы. По знаку эти моменты такие, что вызывают смещение продольных сил в сторону перьев уголков, а по абсолютной величине составляют около 60% соответствующих моментов из плоскости фермы. Отнесенные к z эмпирические значения "эксцентриситетов прикрепления в плоскости фермы" (соответствующих указанным добавочным моментам) также приведены в табл. 53 (значения ).
Таблица 53
| Элементы решетки ферм из равнополочных уголков | Относительные эксцентриситеты прикрепления | |
| в плоскости фермы эпсилон_ха | из плоскости фермы эпсилон_y | |
| Прикрепляемые по одной полке: | ||
| растянутые | 0,36 | -0,6 |
| сжатые | 0,48 | -0,8 |
| растянутые и сжатые, прикрепляемые одним болтом | A_0 - z | -1,0 ──────z |
| Прикрепляемые по двум полкам: | ||
| растянутые | 0,12 | -0,2 |
| сжатые | 0,24 | -0,4 |
Обозначения, принятые в табл. 53:
а - расстояние от обушка уголка до оси болта (риска уголка);
, z - см. п. 14.4.
14.3. В отличие от пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков типа опор ЛЭП плоские фермы покрытий характеризуются: более высокими соотношениями усилий в элементах решетки и поясов и, соответственно, меньшей разницей сечений этих элементов; наличием растянутых и, при беспрогонных решениях, изгибаемых поясов; закреплением сжатых поясов (прогонами в узлах или настилом по всей длине) от скручивания. Указанные особенности определили использование для плоских ферм особой методики расчета, основанной на прямом учете внецентренности усилий в стержнях ферм.
Расчет
14.4. Расчет элементов ферм из одиночных уголков следует выполнять с учетом изгибающих моментов в плоскости фермы и из плоскости фермы , определяемых по формулам:
; , (69)
где ;
, , - изгибающие моменты соответственно от внеузловой нагрузки, от расцентровки стержней в узлах и от перемещений системы (от жесткости узлов);
N - продольная сила, принимаемая со знаком, соответствующим знаку усилия ("плюс" - при растяжении, "минус" - при сжатии);
- расстояние от центральной оси до середины толщины полки уголка;
- расстояние от центральной оси до наружной грани полки уголка;
, - относительные эксцентриситеты прикрепления, определяемые по табл. 53 (для поясов ферм ).
Изгибающие моменты , , , следует принимать положительными, если они вызывают растяжение на пере уголка, и отрицательными - в обратном случае.
Моменты от жесткости узлов при расчете растянутых элементов, а также при отсутствии моментов и допускается не учитывать.
14.5. Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов из одиночных уголков, не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, следует выполнять по формуле
, (70)
где - коэффициент, определяемый по табл. 54 в зависимости от условных относительных эксцентриситетов и ;
- коэффициент условий работы, определяемый по поз. 6 табл. 6* СНиП II-23-81*.
Таблица 54
| Условный относительный эксцентриситет в плоскости фермы эпсилон_х | Коэффициент ню при условном относительном эксцентриситете из плоскости фермы эпсилон_у, равном | |||||
| 0 | -0,2 | -0,4 | -0,6 | -0,8 | -1,0 | |
| -1,0 | 0,60 | 0,56 | 0,52 | 0,48 | 0,44 | 0,41 |
| -0,8 | 0,67 | 0,62 | 0,57 | 0,52 | 0,48 | 0,44 |
| -0,6 | 0,74 | 0,68 | 0,62 | 0,57 | 0,52 | 0,48 |
| -0,4 | 0,82 | 0,75 | 0,68 | 0,62 | 0,57 | 0,52 |
| -0,2 | 0,90 | 0,82 | 0,75 | 0,68 | 0,62 | 0,56 |
| 0 | 1,00 | 0,90 | 0,82 | 0,74 | 0,67 | 0,60 |
| 0,05 | 0,93 | 0,93 | 0,84 | 0,76 | 0,68 | 0,61 |
| 0,10 | 0,87 | 0,90 | 0,85 | 0,77 | 0,70 | 0,62 |
| 0,15 | 0,90 | 0,87 | 0,87 | 0,78 | 0,71 | 0,63 |
| 0,20 | 0,83 | 0,83 | 0,83 | 0,80 | 0,72 | 0,65 |
| 0,25 | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,74 | 0,66 |
| 0,30 | 0,77 | 0,77 | 0,77 | 0,77 | 0,76 | 0,67 |
| 0,4 | 0,71 | 0,71 | 0,71 | 0,71 | 0,71 | 0,70 |
| 0,6 | 0,63 | |||||
| 0,8 | 0,55 | |||||
| 1,0 | 0,50 | |||||
| 1,2 | 0,45 | |||||
| 1,4 | 0,41 | |||||
Значения следует определять по формуле
, (71)
где - эксцентриситет продольной силы в плоскости фермы ( ), вычисляемый с учетом знаков изгибающих моментов и продольной силы (положительному эксцентриситету соответствует направление к перу, а отрицательному - к обушку уголка).
Эксцентриситет продольной силы из плоскости фермы совпадает с эксцентриситетом прикрепления ( ; - см. п. 14.4).
В остальных случаях расчет следует выполнять по формуле
, (72)
где и - координаты рассматриваемой точки сечения уголка относительно его главных осей (рис. 22).
Изгибающие моменты и следует определять по формулам: