d - диаметр отверстия.
Примечания:
1. Значения коэффициентов относятся к элементам из уголков без скоса полки с отверстием (рис. 46, а).
2. Скос полки с отверстием в растянутых элементах следует выполнять по рис. 46, б-г, при этом при толщине полки, равной или меньше 6 мм, и - при толщине полки свыше 6 мм. В сжатых элементах скос допускается выполнять по рис. 46, д при . Скосы при изготовлении выполняются без допуска в сторону уменьшения, о чем должны быть даны указания в проекте.
3. При промежуточных значениях a и b коэффициент определяется линейной интерполяцией. При одновременном изменении а и b в соединении следует принимать значение коэффициента, полученного интерполяцией для а при b = 2,5d и для b при a = 2d.
 | |
| 2783 × 1611 пикс. Открыть в новом окне | |
Конструирование
20.19. При проектировании структурных конструкций из прокатных профилей кроме требований разд. 12 СНиП II-23-81* следует соблюдать дополнительные требования, приведенные в настоящем разделе.
20.20. Элементы структурных конструкций и узловых соединений следует конструировать с максимальной унификацией элементов, деталей и технологических операций с учетом изготовления их на автоматизированных поточных технологических линиях. Для каждого номера профиля следует принимать одну толщину и одну марку стали.
Деление конструкции на сборочные элементы следует производить с учетом исключения для большинства элементов операций сборки и сварки, сосредоточивая их на минимальном числе транспортабельных стержневых и плоскостных элементов.
Конструкция заводских, монтажных или комбинированных узловых соединений определяется их назначением и принятой технологией изготовления, сборки и монтажа покрытия. Заводские соединения следует выполнять сварными, монтажные - на болтах.
20.21. Узловые соединения уголковых элементов следует конструировать без фасонок. При конструктивной невозможности размещения большого числа болтов в узле допускается применять накладные (или пристыкованные к перу поясного уголка сваркой) фасонки при условии заведения уголков решетки на полку поясного уголка.
Для обеспечения размещения сварных швов или болтов в пределах полок поясных уголков допускается смещать точки пересечения осей элементов решетки в узлах с осей поясов до обушков уголка.
20.22. Для соединения элементов следует принимать болты нормальной точности, а диаметр отверстия назначать больше диаметра болта на 1,5 мм. Соединение элементов, в которых возникают знакопеременные усилия, следует проектировать сварными или на высокопрочных болтах.
Болты следует принимать одного диаметра и не более чем трех размеров по длине.
20.23. Сдвиговые деформации в соединениях из-за разности в диаметрах отверстия и болта следует учитывать при назначении строительного подъема и конструировании соединений структурной конструкции с неподатливыми элементами зданий и оборудования (фахверком, стенами, перегородками, трубами и т.п.). Соединения всех элементов конструкции должны иметь одинаковые конечные сдвиговые деформации. При разной податливости элементов следует учитывать в расчете перераспределение усилий, которое определяется при расчетной нагрузке.
Для компенсаций сдвиговых деформации в двухскатных конструкциях структурных покрытий пролетом 18 и 24 м при разработке деталировочных чертежей следует увеличивать принятый в проекте уклон поясов на 1%.
20.24. Отверстия под болты в стыках нижних поясов следует размещать в один ряд или в шахматном порядке, при этом риску или центр группы болтов следует размещать на расстоянии от обушка с округлением до 5 мм в меньшую сторону.
При одно- и многорядном расположении болтов в каждом ряду их не должно быть свыше 5. При расположении болтов в шахматном порядке наиболее удаленный от узла болт следует располагать на наименьшей риске.
В элементах решетки из одиночных уголков, прикрепленных одной полкой и подверженных растяжению, отверстия под болты при однорядном и центр группы при многорядном расположении следует размещать на расстоянии от обушка, равном 0,35-0,45b, а в элементах, подверженных сжатию, 0,45-0,55b (b - ширина полки уголка). При креплении таких элементов сваркой швы следует распределять между обушком и пером в соотношении от 0,5:0,5 до 0,65:0,35. B элементах из парных уголков, составленных в тавровое сечение, отверстия под болты и центр тяжести сварных швов следует размещать на расстоянии от обушка соответственно 035-0,45b и 0,3-0,4b.
Минимальное расстояние от края элемента до центра ближайшего отверстия вдоль усилия в растянутых элементах следует назначать не менее 1,5d и не менее 1,35d по нормали до скоса полки без допуска в сторону уменьшения при изготовлении (где d - диаметр отверстия). При этом линия скоса должна пересекаться с осями отверстия за пределами полки (см. рис. 46, б-г). В элементах, подверженных только сжатию, расстояние от центра ближайшего отверстия до скоса по нормали следует назначать не менее 1,25d без допуска в сторону уменьшения при изготовлении. Несущая способность соединения в этом случае не снижается. Пересечение линии скоса с краями элемента допускается в пределах полки (см. рис. 46, д).
20.25. Верхние пояса из двутавров при передаче нагрузки от кровли через стальной профилированный настил следует раскреплять в плоскости наименьшей жесткости постановкой самонарезающих болтов, дюбелей или электрозаклепок в каждой волне. При креплении дюбелями и электрозаклепками усилия в элементах конструкции следует определять с учетом включения настила в работу системы.
21. Балки
Расчет балок с гибкой стенкой и ребрами
21.1 (18.2*). Расчетные формулы приведены для балок со стенками, подкрепленными поперечными ребрами жесткости, несущих статическую нагрузку, с относительной гибкостью стенки , находящейся в пределах от 6 до 13. Ограничение сверху сделано для предотвращения выпучивания в плоскости стенки сжатых поясов балки, выполняемых из листовой стали. Ограничение снизу указано ориентировочно, в связи с чем этим методом расчета можно пользоваться и при , если проверка выполняется в соответствии с пп. 7.1, 7.2*, 7.3, 7.4* СНиП II-23-81*. Сущность применяемого метода состоит в учете закритической стадии работы стенки.
21.2 (18.2*). Наиболее полное решение для балки симметричного двутаврового сечения при чистом изгибе получено в работе [31]. Предельное значение момента найдено из выражения, аппроксимирующего точное решение:
, (145)
где ; .
В табл. 63 приведены значения предельных моментов, вычисленные по формуле (145).
Таблица 63
| Значение пси | ______ Значения M_u/(WR_y) при ламбда_w, равной | |||
| 8 | 10 | 12 | 14 | |
| 0,5 | 0,858 | 0,838 | 0,826 | 0,817 |
| 1,0 | 0,916 | 0,904 | 0,897 | 0,892 |
| 2,0 | 0,954 | 0,947 | 0,943 | 0,940 |
Эпюры предельных мембранных напряжений [31] показывают, что в зоне растяжения эпюра близка к линейной, но краевое напряжение не достигает предела текучести. Для практических расчетов в СНиП II-23-81* принята упрощенная схема предельного состояния, в которой сжатая зона стенки представляет собой прямоугольник высотой с напряжением, равным расчетному сопротивлению (рис. 47). Краевое растягивающее напряжение также принято равным по абсолютной величине . При малой толщине поясов по сравнению с высотой стенки и получена формула (159) СНиП II-23-81*, которая дает несколько преувеличенные (от 1 до 3,6%) значения , поскольку в действительной эпюре напряжений в растянутом поясе расчетное сопротивление не достигается.
 | |
| 1312 × 750 пикс. Открыть в новом окне | |
21.3 (18.2*). Поперечная сила , воспринимаемая стенкой, слагается из двух частей: силы , отвечающей критической нагрузке, и дополнительной силы , возникающей в закритической стадии вследствие образования диагональной или близкой к ней растянутой полосы. Различные модели отличаются углом наклона и шириной этой полосы, а также значением предельного растягивающего напряжения (распределение напряжений обычно считается равномерным). В работе [32] принято, что ось полосы совпадает с диагональю (рис. 48), а ширина полосы определяется положением пластического шарнира, возникающего вследствие изгиба пояса. В сечение пояса включается полоса стенки шириной от 0 до 30t в зависимости от . Предельное напряжение растяжения в диагональной полосе находится из условия, что интенсивность напряжений равна пределу текучести.
 | |
| 1322 × 611 пикс. Открыть в новом окне | |
Метод Рокки-Шкалоуда [32] можно существенно упростить посредством допущений, ведущих к некоторому уменьшению предельной нагрузки. Этот вариант реализован в СНиП II-23-81*.
Предельное касательное напряжение в стенке определяется из выражения
, (146)
где ;
- критическое касательное напряжение;
- определяется из формул:
 | |
| 1255 × 228 пикс. Открыть в новом окне | |
;
- пластический момент сопротивления сечения пояса, в который включается полоса стенки шириной ; при вычислениях по формуле (162) СНиП II-23-81* для упругого тавра вместо подставляется .
Если в практических расчетах получается, что , то необходимо принимать . Значение следует вычислять с учетом упругого защемления стенки в поясах, например, по формуле (76) СНиП II-23-81*. Из формулы (146) настоящего Пособия получена формула (160) СНиП II-23-81*.
21.4 (18.3). В описанной модели предельного состояния закритическая работа стенки обусловлена появлением диагональной растянутой полосы, следовательно, ребро должно выполнять роль сжатой стойки и воспринимать усилие .
В сечение ребра можно включить часть стенки по с каждой стороны. При проверке прочности и устойчивости одностороннего ребра следует учитывать эксцентриситет сжимающей силы, равный расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести сечения ребра. Этот способ расчета приведен в СНиП II-23-81*.
21.5 (18.2*). Комбинация изгиба со сдвигом теоретически рассмотрена с использованием обычных допущений (упругая пластинка, условные критерии предельного состояния). Кривая взаимодействия момента и поперечной силы близка к известной кривой для критических нагрузок. Истинная кривая должна быть более выпуклой, так как формы выпучивания от предельного момента и предельной поперечной силы, действующих порознь, различаются больше, чем соответствующие собственные функции линейных краевых задач.
Экспериментальная проверка выполнена на малом числе образцов, поэтому для практических расчетов обычно рекомендуются эмпирические кривые взаимодействия в координатах и (символы без индексов относятся к комбинированному нагружению), в частности, формула (158) СНиП II-23-81*, дающая небольшой запас несущей способности.