Документов в библиотеке
576379

Зарегистрированных пользователей
960

"СП 128.13330.2012. Свод правил. Алюминиевые конструкции. Актуализированная редакция СНиП 2.03.06-85"(утв. Приказом Минрегиона России от 29.12.2011 N 619)

 

Утвержден

Приказом Минрегиона России

от 29 декабря 2011 г. N 619

 

СВОД ПРАВИЛ

 

АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

 

Aluminium structures

 

АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНиП 2.03.06-85

 

СП 128.13330.2012

 

ОКС 91.080.10

 

Дата введения

1 января 2013 года

 

Предисловие

 

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - Постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".

 

Сведения о своде правил

 

1. Исполнители - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - институт ОАО "НИЦ "Строительство", ЦНИИПСК им. Мельникова, ЗАО "Метакон центр", ООО "Иплана МП", ООО "Сталко ИПЛ".

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство".

3. Подготовлен к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики.

4. Утвержден Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 29 декабря 2011 г. N 619 и введен в действие с 1 января 2013 г.

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

 

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

 

Введение

 

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

Актуализация СНиП 2.03.06-85 выполнена следующим авторским коллективом: Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство" в составе специалистов: д-ра техн. наук, профессоры И.И. Ведяков, П.Д. Одесский, Ю.В. Кривцов, кандидаты техн. наук Б.Г. Бажанов, М.И. Гукова, В.Г. Искендиров, Б.С. Цетлин, В.В. Пивоваров, инженеры Л.С. Сошникова, П.П. Колесников; канд. техн. наук Г.Г. Михайлов, инженеры О.А. Хохлова, Е.Б. Алексеева (ЗАО "Метакон центр"); д-р техн. наук В.К. Востров; канд. техн. наук И.Л. Ружанский (ЦНИИПСК им. Мельникова); инж. В.Ю. Озеров ("ООО СТАЛКО ИПЛ"); инж. Н.Н. Эрастова (ООО "ИПЛАНА МП").

 

1. Область применения

 

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

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

1.2. При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации, конструкций уникальных зданий и сооружений, а также специальных видов конструкций необходимо соблюдать требования, предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены особенности работы этих конструкций.

 

2. Нормативные ссылки

 

Перечень нормативных документов и стандартов, на которые имеются ссылки в настоящем своде правил, приведен в Приложении А.

Примечание. При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3. Термины и определения

 

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

 

4. Общие положения

 

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

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

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

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

4.2. При проектировании алюминиевых конструкций необходимо:

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

максимально использовать широкие возможности получения профилей оптимального сечения при прессовании;

учитывать технологические возможности предприятий-изготовителей профилей и конструкций;

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

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

учитывать требования государственных стандартов и пользоваться каталогами алюминиевых профилей.

4.3. Расчет алюминиевых конструкций должен удовлетворять требованиям настоящих норм.

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

 

5. Материалы для конструкций и соединений

 

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

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

стойкости к коррозии;

технологичности изготовления полуфабрикатов;

технологии изготовления и монтажа конструкций;

архитектурных требований.

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

 

Таблица 1

 

┌───────────┬───────────┬─────────┬───────────────────────────────────────┐

  Система  Обозначение│Состояние   ГОСТ на поставку по механическим   

  сплавов     марок   │поставки │       свойствам полуфабрикатов       

                               ├─────────┬─────────┬─────────┬─────────┤

                                 лист   │ профиль │  труба    лента 

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

     1          2         3        4        5        6        7   

├───────────┼───────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┤

    Al                   Сплавы, термически не упрочняемые             

           ├───────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┤

               АД1        М      21631      -      18475    13726 

              1013             │ (I; IV) │         │ (I; IV) │ (I; IV) │

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┤         ├─────────┼─────────┤

   Al Mn     АМц  ;* ;      М      21631             18475    13726 

              1400             │ (I; II) │         │ (I; II) │ (I; II) │

                      ├─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

                         Н2      21631      -        -      13726 

                                 (II)                       (II)  

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

   Al Mg   │ АМг2  ;** ; │    М      21631      -        -      13726 

              1520             │ (I; II) │                  │ (I; II) │

                      ├─────────┼─────────┤                  ├─────────┤

                         Н2      21631                     13726 

                                 (II)                       (II)  

           ├───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

              АМг3        М      21631      -        -      13726 

              1530             │ (I; II) │                  │ (I; II) │

                      ├─────────┼─────────┤                  ├─────────┤

                         Н2      21631                      13726 

                                (II)                       (II)  

├───────────┼───────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┤

Al Mg Si                 Сплавы, термически упрочняемые               

           ├───────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┤

           │АД31  ;*** ; │    Т        -      8617;  │ 18482;      -   

              1310                        22233    22233          

                                        │ (I; II) │ (I; II) │        

           ├───────────┼─────────┤         ├─────────┼─────────┤        

              АД31       Т1             │ 18482;  │ 18482;          

              1310                        22233    22233          

                                          (II)     (II)           

                      ├─────────┤         ├─────────┼─────────┤        

                         Т5;              8617;      -            

                         Т4               22233                    

                                        │ (I; II) │                 

           ├───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

              АД33        Т        -      8617;      -        -   

              1330                        22233                   

                                          (II)                    

                      ├─────────┤         ├─────────┤                 

                         Т1               8617;                   

                                          22233                   

                                        │(II; IV) │                 

           ├───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

               АВ         М    │ 21631;      -    │ 18475;      -   

              1340               22233             22233          

                                 (II)              (II)           

                      ├─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤        

                          Т    │ 21631;    8617;  │ 18482;          

                                 22233    22233  │ 18475;          

                                 (II)     (II)     22233          

                                                   (II)           

                      ├─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤        

                         Т1      21631    8617   │ 18482;          

                                 (IV)     (IV)     18475          

                                                   (IV)           

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

Al Mg Si     6060    │  ;**** ;      -      22233    22233      -   

           ├───────────┤                  │ (I; II; │ (I; II; │        

              6063                      │III; IV) │III; IV) │        

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

Al Zn Mg     1915        Т      21631    8617     18482      -   

                               │(II; III)│(II; III)│(II; III)│        

           ├───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

           │1925  ;*** ; │    Т        -      8617     18482      -   

                                        │(II; III)│(II; III)│        

├───────────┼───────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤

Al Zn Mg Cu    В95        Т        -      8617       -        -   

              1950                        (IV)                    

                      ├─────────┤         ├─────────┼─────────┤        

                         Т1               8617     18482          

                                          (IV)     (IV)           

├───────────┴───────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┤

    Примечание.  В  скобках  указаны  группы   конструкций,   в   которых│

│применяется данный сплав (см. 5.3).                                     

                                                                        

     ;* ;  Алюминий  марки  АМцМ  следует  применять  преимущественно   для

│листовых конструкций декоративного назначения, подлежащих анодированию  в

│черный цвет.                                                            

     ;** ;  Кроме  указанных  в  таблице  1,  из  данной   марки   алюминия│

│изготавливают полуфабрикат в виде плиты.                                 

     ;*** ;  Кроме  указанных  в  таблице  1,  из  данных  марок   алюминия│

│изготавливают полуфабрикат в виде прутка.                               

      ;**** ; Состояние поставки - см. ГОСТ.                               

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

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

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

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

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

Группа II - конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции:

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

крупноблочные и решетчатые покрытия с предварительно напряженной кровельной обшивкой;

резервуары и силосы;

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

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

Группа III - несущие сварные конструкции:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

нагартованных - АД1Н;

термически неупрочняемых - АМц и АМг;

отожженных - Амг5пМ;

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

"сырых" (без термической обработки) - Д18п;

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

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

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

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

 

6. Расчетные характеристики материалов и соединений

 

6.1. Расчетные значения сопротивления (расчетные сопротивления) для расчетных температур наружного воздуха от 50 до минус 65 °C для деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой, приведены в таблице 3, а упрочняемых термической обработкой - в таблице 4, при этом расчетные сопротивления сдвигу и смятию установлены в соответствии с таблицей 2 с округлением значений расчетных сопротивлений до 5 Н/мм2.

 

Таблица 2

 

┌──────────────────────────────────────────────────┬──────────────────────┐

              Напряженное состояние                     Расчетные      

                                                      сопротивления    

├──────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┤

│Растяжение, сжатие и изгиб                                 R           

                                                                      

│Сдвиг                                                   R  = 0,6R      

                                                         s             

│Смятие                                                                 

│ торцевой поверхности (при наличии пригонки)            R  = 1,6R      

                                                         p             

                                                                        

местное при плотном касании                            R   = 0,75R    

                                                         lp            

└──────────────────────────────────────────────────┴──────────────────────┘

 

Таблица 3

 

┌───────────────┬─────┬───────────────────────────────────────────────────┐

  Напряженное  │Обо-    Расчетное сопротивление, Н/мм2, термически    

   состояние   зна-          не упрочняемого алюминия марок          

               чение├─────┬─────┬──────┬──────┬───────────────┬─────────┤

                    │АД1М │АМцМ │АМцН2 │АМг2М │АМг2Н2, АМг3Н2 │литейного│

                                          ├────────┬──────┤ АК8М3ч 

                                          │ плиты, │листы │ (ВАЛ8) 

                                          │прутки, │              

                                          │профили,│              

                                          │ трубы                 

├───────────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼────────┼──────┼─────────┤

│Растяжение,      R  │ 25  │ 40  │ 100    70    120   │ 140     135  

│сжатие и изгиб │                                                 

├───────────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼────────┼──────┼─────────┤

│Сдвиг          │ R   │ 15  │ 25    60    40     75     85      80  

                 s                                              

├───────────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼────────┼──────┼─────────┤

│Смятие торцевой│ R   │ 40  │ 65  │ 160  │ 110    190   │ 220     215  

│поверхности      p                                              

│(при наличии                                                    

│пригонки)                                                       

├───────────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼────────┼──────┼─────────┤

│Смятие местное │ R   │ 20  │ 30    75    50     90   │ 105     105  

│при плотном      lp                                           

касании                                                         

├───────────────┼─────┼─────┼─────┼──────┼──────┼────────┼──────┼─────────┤

│Растяжение     │ R   │ 25  │ 40  │ 100    70    120     -       -   

│в направлении    th                                            

│толщины                                                         

│прессованных                                                    

│полуфабрикатов │                                                 

└───────────────┴─────┴─────┴─────┴──────┴──────┴────────┴──────┴─────────┘


 

Таблица 4

 

┌───────────────┬─────┬──────────────────────────────────────────────────────────┐

  Напряженное  │Обо- │ Расчетное сопротивление, Н/мм2, термически упрочняемого 

   состояние   зна-                     алюминия марок                      

               │чение├──────┬──────┬──────┬─────┬──────┬───────┬────┬─────┬─────┤

                    │АД31Т;│АД31Т5│АД31Т1│АД33Т│АД33Т1│  АВМ  │АВТ1│1925Т│1915Т│

                    │АД31Т4│                       │(листы)│ ;* ; │     │ ;** ; │

├───────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼───────┼────┼─────┼─────┤

│Растяжение,      R    55  │ 100  │ 120    95 │ 160     70  │170 │ 175 │ 195 │

│сжатие и изгиб │                                                      

├───────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼───────┼────┼─────┼─────┤

│Сдвиг          │ R     35    60    75    60 │ 100     45  │105 │ 105 │ 120 │

                 s                                                   

├───────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼───────┼────┼─────┼─────┤

│Смятие торцевой│ R     90  │ 160  │ 190  │ 155 │ 255    115  │270 │ 280 │ 310 │

│поверхности      p                                                   

│(при наличии                                                         

│пригонки)                                                            

├───────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼───────┼────┼─────┼─────┤

│Смятие местное │ R     40    75    90    75 │ 120     55  │130 │ 130 │ 145 │

│при плотном      lp                                                 

касании                                                              

├───────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼───────┼────┼─────┼─────┤

│Растяжение     │ R     55  │ 100  │ 120  │ 95  │ 160     70  │170 │  50 │  50 │

│в направлении    th                                                 

│толщины                                                              

│прессованных                                                         

│полуфабрикатов │                                                      

├───────────────┴─────┴──────┴──────┴──────┴─────┴──────┴───────┴────┴─────┴─────┤

     ;* ; Для труб следует принимать R = 175 Н/мм2.                              

     ;** ; Для  профилей  и  труб  через  3 мес  после  прессования  следует     

│принимать R = 220 Н/мм2, а через 6 мес и более - R = 230 Н/мм2.                

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Окончание таблицы 4

 

┌───────────────┬─────┬────────────────────────────────────────────────────────────┐

  Напряженное  │Обо-  Расчетное сопротивление, Н/мм2, термически упрочняемого  

   состояние   зна-                       алюминия марок                      

               │чение├───────────────────────────────────┬────────────────────────┤

                                    АВТ                         В95Т1         

                    ├─────────┬─────────┬─────────┬─────┼─────────────┬──────────┤

                      листы    листы    плиты  │трубы│  листы  ;* ;    листы  

                    │(0,5 - 4)│(5 - 25);│(26 - 40)│       (5 - 10);  │(0,5 - 4);│

                             │ прутки; │                 прутки;   │плиты  ;* ; │

                             │ профили │                 профили   │(26 - 40) │

                                                    │( ;= 10)  ;** ;;│         

                                                       трубы             

├───────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┼─────────────┼──────────┤

│Растяжение,      R     110      100      90    │ 115 │     300        290   

│сжатие и изгиб │                                                           

├───────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┼─────────────┼──────────┤

│Сдвиг          │ R      70       60       55    │ 70       180        175   

                 s                                                        

├───────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┼─────────────┼──────────┤

│Смятие торцевой│ R      175      160      145   │ 185 │     480        465   

│поверхности      p                                                        

│(при наличии                                                              

│пригонки)                                                                 

├───────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┼─────────────┼──────────┤

│Смятие местное │ R      85       75       70    │ 90       225        220   

│при плотном      lp                                                      

касании                                                                   

├───────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┼─────────────┼──────────┤

│Растяжение     │ R      110      100      90    │ 115 │     300        290   

│в направлении    th                                                      

│толщины                                                                   

│прессованных                                                              

│полуфабрикатов │                                                           

├───────────────┴─────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────┴─────────────┴──────────┤

    Примечание. Значения в скобках приведены в мм.                               

                                                                                  

     ;* ; Листы и плиты плакированные.                                             

     ;** ;  Для  профилей  из  сплава  В95Т1  толщиной  от  10  до  20  мм -       

│R = 320 Н/мм2; от 20 до 40 мм - R = 340 Н/мм2.                                   

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Значение расчетного сопротивления алюминия при растяжении, сжатии и изгибе R следует принимать равным меньшему из значений расчетного сопротивления по условному пределу текучести  и расчетного сопротивления по временному сопротивлению . При этом


 

;

 

,

 

где  - нормативное сопротивление алюминия, принимаемое равным значению условного предела текучести сечения  по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;

 - нормативное сопротивление алюминия разрыву, принимаемое равным минимальному значению временного сопротивления  по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;

;

.

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

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

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

При расчете конструкций следует учитывать коэффициенты влияния изменения температуры  и коэффициенты условий работы элементов алюминиевых конструкций , приведенные соответственно в таблицах 5 и 6, а также коэффициенты надежности по назначению , принимаемые согласно требованиям Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

 

Таблица 5

 

┌──────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐

    Марка алюминия       Значения коэффициента гамма  при расчетной    

                                                    t                  

                                       температуре, °C                 

                      ├───────────────┬─────────────────┬────────────────┤

                      │ ниже минус 65 │от минус 65 до 50│  от 51 до 100 

├──────────────────────┼───────────────┼─────────────────┼────────────────┤

│АД1, АМц                     1               1              0,85     

├──────────────────────┼───────────────┤                 ├────────────────┤

│АМг2, АМг3                 1,05                             0,9      

├──────────────────────┼───────────────┤                                

│АД31, АД33, АВ              1,1                                      

├──────────────────────┼───────────────┤                                

│В95, 1915, 1925,           1,05                                      

│АК8М3ч (ВАЛ8)                                                        

└──────────────────────┴───────────────┴─────────────────┴────────────────┘

 

Таблица 6

 

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────

                  Элементы конструкций                      Коэффициенты

                                                          условий работы 

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────

1. Корпуса и днища резервуаров                                  0,80

2. Колонны жилых и общественных зданий при постоянной           0,90

нагрузке, составляющей не менее 0,8 от расчетной

3. Сжатые элементы решетки плоских ферм при гибкости:

                                                          0,90

                                                          0,75

4. Сжатые раскосы и стойки пространственных решетчатых

конструкций из одиночных уголков, прикрепляемых

к поясам одной полкой (для неравнополочных уголков -

 полкой):

    а) сварными швами или двумя и более болтами                 0,75

(заклепками), установленными вдоль уголка;

    б) одним болтом                                             0,60

5. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых          0,60

одной полкой (для неравнополочных уголков - 

полкой), за исключением элементов конструкций, указанных

в поз. 4 настоящей таблицы и плоских ферм

из одиночных уголков

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────

    Примечания. 1. Коэффициенты условий работы  позиций 3 и 5  при  расчете

совместно учитывать не следует.

    2. Коэффициенты  условий  работы позиций 3 и 4 не  распространяются  на

крепления соответствующих элементов в узлах.

    3. Для  сжатых  раскосов  пространственных  решетчатых  конструкций  из

одиночных  уголков  при треугольной решетке с распорками (см. рисунок 8, а)

коэффициент условий работы позиции 4 не учитывается.

    4. Для случаев, не оговоренных  настоящей  таблицей, в формулах следует

принимать .

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────

 

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

Приведенные в таблице 5 значения коэффициентов  не зависят от состояния поставки алюминия (см. таблицу 1).

При непрерывном действии нормативной нагрузки свыше одного года, а также при непрерывном действии свыше двух лет нормативной нагрузки, составляющей свыше 0,9 расчетной, для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50 °C, коэффициенты  следует уменьшать на 10%.

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

Расчетная технологическая температура устанавливается заданием на разработку строительной части проекта.

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

 

Таблица 7

 

┌─────────────────────────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐

│ Марка и состояние алюминия     АД1М      АМцМ     АМг2М     АМг3М  

├─────────────────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤

│Расчетное сопротивление          35        55        85       100   

│R  , Н/мм2                                                          

pl                                                                 

└─────────────────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘

 

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

 

Таблица 8

 

┌──────────┬──────────────────┬─────┬─────────────────────────────────────┐

│ Сварные     Напряженное    │Обо- │Расчетное сопротивление сварных швов,│

│соединения│    состояние     зна-  Н/мм2, термически не упрочняемого 

  и швы                     чение           алюминия марок           

                                 ├────────┬────────┬────────┬──────────┤

                                   АД1М    АМцМ  │ АМг2М; │  АМг3М; 

                                                 │ АМг2Н2 │  АМг3Н2 

                                 ├────────┴────────┴────────┴──────────┤

                                 │при сварке с применением электродной │

                                    или присадочной проволоки марок  

                                 ├────────┬────────┬────────┬──────────┤

                                   СвА5  СвАМц  │ СвАМг3 │  СвАМг5 

├──────────┼──────────────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│Встык     │Сжатие, растяжение│ R      25      40      65       70   

          │Изгиб               w  │ 30  ;* ; │ 45  ;* ; │   65       70   

          ├──────────────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

          │Сдвиг             │ R      15      25      40       45   

                              ws                                 

├──────────┼──────────────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

Угловые   │Срез              │ R      20      30      45       50   

│швы                           wf                                  

├──────────┴──────────────────┴─────┴────────┴────────┴────────┴──────────┤

     ;* ; Для конструкций, эксплуатация которых возможна и после достижения│

│алюминием предела текучести.                                            

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

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

 

Таблица 9

 

┌────────────┬─────────────┬─────┬────────────────────────────────────────┐

  Сварные   │ Напряженное │Обо- │ Расчетное сопротивление сварных швов, 

│ соединения │  состояние  зна- │Н/мм2, термически упрочняемого алюминия │

   и швы                 чение                 марок                 

                             ├───────┬──────┬──────┬────────┬─────────┤

                              │АД31Т; │АД31Т5│АД31Т1│ АД33Т; │1915Т  ;* ;│

                              │АД31Т4 │              АВТ           

                                                ├────────┴─────────┤

                                                    при толщине   

                                                    металла, мм   

                                                 ├────────┬─────────┤

                                                 │ 4 - 10 │ 5 - 12 

                              ├───────┴──────┴──────┴────────┴─────────┤

                                     с применением электродной       

                                  или присадочной проволоки марок    

                              ├──────────────────────────────┬─────────┤

                                       СвАМг3; 1557           1557  

├────────────┼─────────────┼─────┼───────┬──────┬──────┬────────┼─────────┤

│Встык       │Сжатие,      │ R     55     65    80    100      155  

            │растяжение,    w                                     

            │изгиб  ;** ;                                           

            ├─────────────┼─────┼───────┼──────┼──────┼────────┼─────────┤

            │Сдвиг        │ R     35     40    50     60      105  

                           ws                                   

├────────────┼─────────────┼─────┼───────┴──────┴──────┼────────┼─────────┤

│Угловые швы │Срез         │ R            45             55      110  

│(фланговые и│               wf                                     

│лобовые)                                                           

├────────────┴─────────────┴─────┴─────────────────────┴────────┴─────────┤

     ;* ; Сварка алюминия марки 1915Т при толщине металла 4 мм производится│

│только   вольфрамовым    электродом,    при    этом   следует   принимать│

│R   = 110 Н/мм2.                                                        

ws                                                                     

     ;** ; При сварке плавящимся (автоматическая и механизированная сварка)│

│или вольфрамовым (ручная и механизированная сварка) электродом.         

                                                                        

    Примечания. 1. Расчетные сопротивления  сварных  соединений  алюминия│

│марки 1915Т указаны для прессованных профилей и листов.                 

    2. Расчетные сопротивления сварных  соединений  могут  быть  повышены│

│повторной закалкой и старением (после сварки соединения),  при  этом  для

│сплава АД31 следует принимать R  = 0,9R; для сплава  1915Т - R  = R  (где│

                               w                              w         

│R - расчетное сопротивление, определяемое по таблице 6).                

    3. В  сварных  нахлесточных  соединениях  из  сплава  АД31  применять│

│лобовые швы не допускается.                                             

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

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

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

 

 

а - встык; б - внахлестку лобовыми швами; в - внахлестку

фланговыми швами; г - схема прикрепления поперечного

элемента 1 к элементу 2, не имеющему стыка;

1-1 - расчетное сечение

 

Рисунок 1. Схемы сварных соединений конструкций


 

Таблица 10

 

┌────────────────┬───────────┬─────┬──────────────────────────────────────────────┐

  Вид сварного  Напряженное│Обо- │Расчетное сопротивление, Н/мм2, в околошовной

   соединения   │ состояние │зна-                зоне алюминия                

                           чение├────────────────┬─────────────────────────────┤

                                   термически      термически упрочняемого  

                                │не упрочняемого           марок            

                                     марок                                  

                                ├────┬────┬──────┼──────┬──────┬───────┬───────┤

                                │АД1М│АМцМ│АМг3М;│АД31Т;│АД31Т5│АД31Т1 │ 1915Т │

                                        │АМг3Н2│АД31Т4│                   

                                ├────┴────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┤

                                   при сварке с применением проволоки марок  

                                ├────┬───────────┬─────────────────────┬───────┤

                                │СвА5│  СвАМг3       СвАМг3; 1557     │ 1557 

├────────────────┼───────────┼─────┼────┼────┬──────┼──────┬──────┬───────┼───────┤

│Встык и         │Растяжение,│ R   │ 25 │ 40 │  65    55    65    80     160 

│внахлестку      │сжатие       wz                                       

│лобовыми швами  │и изгиб                                                

│(сечение 1-1                                                           

│на рисунках 1, а│Сдвиг      │R    │ 15 │ 25 │  40    35    40    50     105 

│и 1, б)                    wzs                                       

├────────────────┼───────────┼─────┼────┼────┼──────┼──────┼──────┼───────┼───────┤

│Внахлестку      │Растяжение,│ R   │ 25 │ 40 │  65    50  │60  ;* ;│80  ;* ; │140  ;* ;│

│фланговыми швами│сжатие       wz                    │------│------ │-------│

│(сечение 1-1    │и изгиб                             │75  ;* ;│105  ;* ;│155  ;* ;│

│на рисунке 1, в)│                                                       

├────────────────┴───────────┴─────┴────┴────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┤

     ;* ; Для соединения прессованных профилей внахлестку.                        

                                                                                

    Примечания. 1.  Расчетное   сопротивление  R    алюминия  марки  1915Т      

                                                wz                              

│указано для профилей толщиной 5 - 12 мм. Для профилей  толщиной  4 мм  при      

│сварке вольфрамовым электродом R   = 165 Н/мм2.                                  

                                wz                                              

    2.   Влияние   продольных   сварных    швов   элементов    конструкций      

│(в  обшивках, кровельных полотнищах  и  т.п.)  на  разупрочнение  алюминия      

│в  околошовной зоне не учитывается.                                             

    3. Над чертой указаны  расчетные  сопротивления  при  сварке  алюминия      

│вольфрамовым электродом, под чертой - плавящимся электродом.                    

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

6.6. При расчете на прочность сварных конструкций с элементами без стыка, к которым прикрепляются сваркой поперечные элементы (рисунок 1, г), следует учитывать ослабление этих элементов в зоне термического влияния путем снижения расчетного сопротивления алюминия R до значения , принимаемого по таблицам 8 и 9.

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


 

Таблица 11

 

           Сварка          

Толщина элементов, мм

  Расчетная несущая 
  способность точки 
     на срез, Н     

   Аргонодуговая точечная  
   плавящимся электродом   
   (алюминий марок АМг2Н2  
         и АМг3Н2;         
 сварочная проволока марки 
      СвАМг3 или 1557)     

      1,0 + 1,0      

        1950        

      1,0 + 2,0      

        2350        

      1,5 + 1,5      

        2950        

      2,0 + 2,0      

        3350        

    Примечание. Первая  цифра  в  графе  "толщина  элементов"  -  толщина
верхнего элемента.                                                      

 

6.8. Расчетные сопротивления срезу сварных соединений внахлестку , выполненных контактной роликовой сваркой, для алюминия марок АД1М, АМцМ, АМг2М и АМг3М следует принимать равными расчетным сопротивлениям R (см. таблицы 3 и 7).

Для алюминия марок АМг2Н2 или АМг3Н2  (где t - толщина более тонкого из свариваемых элементов, мм).

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

 

Таблица 12

 

┌───────────────────┬───────────┬─────┬───────────────────────────────────┐

    Соединение     Напряженное│Обо- │Расчетное сопротивление соединений │

     на болтах     │ состояние │зна- │ на болтах R , Н/мм2, из алюминия 

                              чение            b                     

                                                  марок              

                                   ├──────┬───────┬──────┬──────┬──────┤

                                   │АМг5п │АД33Т1;│ Д18Т │ В65Т │В94Т1 │

                                         │ АВТ1                   

├───────────────────┼───────────┼─────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤

│Повышенной точности│Растяжение │ R   │ 125    160  │ 145  │ 200  │ 250 

                                bt                              

                   │Срез       │ R     90     95    95  │ 130  │ 150 

                                bs                              

├───────────────────┼───────────┼─────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤

Нормальной и грубой│Растяжение │ R   │ 125    160  │ 145  │ 200  │ 250 

│точности                        bt                              

                   │Срез       │ R     80     85    85  │ 115  │ 135  

                                bs                              

├───────────────────┼───────────┴─────┴──────┴───────┴──────┴──────┴──────┤

│Соединение         │Расчетное сопротивление срезу соединений на заклепках│

│на заклепках                   R  , Н/мм2, из алюминия марок           

                                rs                                     

                   ├───────────┬─────┬──────┬───────┬──────┬──────┬──────┤

                      АД1Н    АМцН │АМг2Н │АМг5пМ;│ Д18Т │ В65Т │В94Т1 │

                                         │АД33Т1;│                 

                                         │ АВТ1; │                 

                                         │ Д18п                   

                   ├───────────┼─────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤

                       35     │ 40    70    100  │ 110  │ 145  │ 170 

├───────────────────┴───────────┴─────┴──────┴───────┴──────┴──────┴──────┤

    Примечания.  1.  Расчетное  сопротивление  на  растяжение  болтов   с

│обжимными кольцами следует принимать равным 0,9R  .                     

                                                bs                      

    2. В продавленные отверстия ставить заклепки не допускается.        

    3. Расчетные сопротивления соединений на заклепках  с  потайными  или│

│полупотайными  головками  следует  снижать  на  20%.  Указанные  заклепки│

│растягивающие усилия не воспринимают.                                   

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 13

 

┌────────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐

│Марка алюминия элементов│    Расчетное сопротивление смятию элементов   

      конструкций              конструкций, Н/мм2, для соединений      

                        ├────────────────────────┬───────────────────────┤

                            на заклепках R           на болтах R      

                                          rp                    bp    

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

          АД1М                     40                      35         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

          АМцМ                     65                      60         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

       АМцН2; АВТ                 160                     145         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

   АМг2М; АМг3М; АВМ              110                     100         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

│ АМг2Н2; АМг3Н2; АД31Т1 │          195                    175         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

     АД31Т; АД31Т4                 90                      80         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

         АД31Т5                   155                     140         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

         АД33Т                    140                     125         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

          АВТ1                    270                     255         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

         В95Т1                    460                     420         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

         1915Т                    315                     285         

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

         1925Т1                   275                     245         

├────────────────────────┴────────────────────────┴───────────────────────┤

    Примечание.  Расчетные  сопротивления  приведены  для  соединений  на

болтах, поставленных на расстоянии 2d от их оси  до  края  элемента.  При│

сокращении этого расстояния до 1,5d приведенные  расчетные  сопротивления│

│следует понижать на 40%.                                                

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

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

6.10. Расчетные сопротивления растяжению  и срезу  соединений на болтах, поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, приведены в таблице 12.

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

6.12. Расчетные сопротивления смятию элементов конструкций для соединений на заклепках  и болтах , поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, следует принимать по таблице 13.

6.13. Расчетные сопротивления алюминия и литейного алюминия, соединений сварных и на болтах для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50 °C, необходимо умножать на коэффициент , указанный в таблице 5.

6.14. При расчете элементов и соединений алюминиевых конструкций следует учитывать коэффициенты условий работы , принимаемые по таблице 6.

 

7. Расчет элементов алюминиевых конструкций

при центральном растяжении, сжатии и изгибе

 

7.1. Расчет элементов сплошного сечения

7.1.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, следует выполнять по формуле

 

. (1)

 

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

 

. (2)

 

Численные значения коэффициента  приведены в таблицах Г.2 и Г.3 Приложения Г.

7.1.3. При расчете стержней из одиночных уголков на центральное сжатие радиус инерции сечения i следует принимать:

а) минимальным, если стержни прикреплены только по концам;

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

7.1.4. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2), не усиленные и усиленные отбортовками или утолщениями (бульбами), при  (где  и  - расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям x-x и y-y) следует укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования 7.2.2 и 7.2.6.

 

 

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

г - расчетное сечение

 

Рисунок 2. П-образные сечения элементов

 

При отсутствии планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле (2) в главных плоскостях x-x и y-y, следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

 

, (3)

 

где c - коэффициент, вычисляемый по формуле

 

, (4)

 

где ;

;

;

 - относительное расстояние между центром изгиба и центром тяжести;

 - здесь  - секториальный момент инерции сечения;

 - момент инерции сечения при свободном кручении,

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

Для сечения, приведенного на рисунке 2, г, при :

 

 

При наличии утолщений круглого сечения (бульб) момент инерции при кручении  следует увеличить на , где n - число бульб в сечении; D - диаметр бульб.

7.2. Расчет элементов сквозного сечения

7.2.1. Расчет на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (1), где  - площадь сечения нетто всего стержня.

7.2.2. При расчете на устойчивость по формуле (2) для составных сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент  относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) следует определять по таблице Г.2 с заменой  на . Значение  - условную гибкость стержня следует определять в зависимости от значений , приведенных в таблице 14 для стержней с числом панелей, как правило, не менее шести.

 

Таблица 14

 

 

Обозначения, принятые в таблице 14:

 - гибкость сквозного стержня в целом в плоскости, перпендикулярной оси y-y;

 - наибольшая из гибкостей сквозного стержня в целом в плоскостях, перпендикулярных осям x-x или y-y;

, ,  - гибкости отдельных ветвей при изгибе в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки;

b,  - расстояние между осями ветвей;

d,  - размеры, определяемые по рисункам 3 и 4;

A - площадь сечения всего стержня;

,  - площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), расположенных соответственно в плоскостях, перпендикулярных осям 1-1 и 2-2;

 - площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке - двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

,  - моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1-1 и 3-3 (для сечений типов 1 и 3);

,  - то же, двух уголков относительно осей соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);

 - момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси x-x (рисунок 4; для сечений типов 1 и 3);

,  - моменты инерции сечения одной из планок, расположенных в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2).

Примечание. К типу 1 также следует относить сечения, у которых вместо швеллеров применены двутавры, трубчатые и другие профили для одной или обеих ветвей; при этом оси y-y и 1-1 должны проходить через центры тяжести соответственно сечения в целом и отдельной ветви, а значения n и  в формуле (6) должны обеспечить наибольшее значение .

 

 

а - треугольная; б - треугольная с распорками;

в - крестовая; г - крестовая с распорками

 

Рисунок 3. Схемы решеток сквозных стержней

 

 

Рисунок 4. Сквозной стержень с планками

 

7.2.3. В сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви ,  или  (см. таблицу 14) на участке между сварными швами или крайними болтами (заклепками), прикрепляющими планки, должна быть не более 1,4.

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

7.2.4. В сквозных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. При необходимости следует учитывать влияние моментов в узлах, например, от расцентровки элементов решетки.

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

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

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

 

, (12)

 

где N - продольное усилие в сквозном стержне;

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

Условную поперечную силу  следует распределять:

при наличии только соединительных планок (решеток) - поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;

при наличии сплошного листа и соединительных планок (решеток) - пополам между листом и планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу;

при расчете равносторонних трехгранных сквозных стержней - по  для каждой системы соединительных планок (решеток), расположенной в одной грани.

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

 

; (13)

 

, (14)

 

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

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

 

, (15)

 

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

 - условная поперечная сила, приходящаяся на одну плоскость решетки.

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

 

, (16)

 

где  - здесь b, , d - размеры, указанные на рисунке 3;

 - усилие в одной ветви стержня;

,  - площади сечений раскоса и ветви соответственно.

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

7.3. Расчет изгибаемых элементов

7.3.1. Расчет на прочность элементов следует выполнять по формулам:

при действии момента в одной из главных плоскостей

 

; (17)

 

при действии в сечении поперечной силы

 

; (18)

 

при действии моментов в двух главных плоскостях

 

, (19)

 

где x и y - расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

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

 

, , (20)

 

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

 - то же, перпендикулярное продольной оси балки, в том числе , определяемое по формуле (42);

 - касательное напряжение в стенке.

Напряжения  и , принимаемые в формуле (20) со своими знаками, а также , следует определять в одной и той же точке стенки балки.

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

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (18), а также значение  в формуле (20), следует умножать на коэффициент , определяемый по формуле

 

, (21)

 

где s - шаг отверстий в одном ряду;

d - диаметр отверстия.

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

при изгибе в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения

 

; (22)

 

при изгибе в двух главных плоскостях

 

. (23)

 

В формулах (22) и (23) обозначено:

 - коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый по Приложению Д;

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

 - момент сопротивления сечения относительно оси y-y, совпадающей с плоскостью изгиба.

7.3.4. При определении значения  за расчетную длину балки  следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей  (где l - пролет балки); за расчетную длину консоли следует принимать:  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.

7.3.5. Устойчивость балок следует считать обеспеченной:

а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и с ним связанный с помощью сварки, болтов, самонарезающих винтов и др; при этом силы трения учитывать не следует;

б) при значениях условной гибкости сжатого пояса балки , не превышающих ее предельных значений , определяемых по формулам таблицы 15 для балок симметричного двутаврового сечения или асимметричного - с более развитым сжатым поясом, рассчитываемых по формуле (22), и имеющих отношение ширины растянутого пояса к ширине сжатого пояса не менее 0,75.

 

Таблица 15

 

┌──────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐

   Место приложения   │Условная предельная гибкость сжатого пояса сварной

       нагрузки                                        ______          

                                или прессованной балки лямбда          

                                                             ub        

├──────────────────────┼──────────────────────────────────────────────────┤

│К верхнему поясу      │0,45[0,35 + 0,0032b/t + (0,76 - 0,02b/t)b/h] (24) │

├──────────────────────┼──────────────────────────────────────────────────┤

│К нижнему поясу       │0,45[0,57 + 0,0032b/t + (0,92 - 0,02b/t)b/h] (25) │

├──────────────────────┼──────────────────────────────────────────────────┤

│Независимо от уровня  │0,45[0,41 + 0,0032b/t + (0,73 - 0,016b/t)b/h] (26)│

│приложения нагрузки                                                    

│при расчете участка                                                    

│балки между связями                                                    

│или при чистом изгибе │                                                 

├──────────────────────┴──────────────────────────────────────────────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 15:                                  

    b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса;              

    h - расстояние (высота) между осями поясных листов.                 

                               ______                                    

    Примечания.  1.  Значения  лямбда     определены   при  1  ;= h/b  ;= 6│

                                     ub                                 

│и 15  ;= b/t  ;= 35; для балок с отношением b/t  ; 15 в формулах таблицы  15│

│следует принимать b/t = 15.                                             

    2. Для балок с поясными соединениями на заклепках  или  высокопрочных│

                ______                                                  

болтах значения лямбда   следует умножать на 1,2.                        

                      ub                                                

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

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

7.4. Расчет элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом

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

 

, (27)

 

где x, y - расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

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

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

 

. (28)

 

В формуле (28) коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом  следует определять:

а) для сплошностенчатых стержней по таблице Е.1 в зависимости от условной гибкости  и приведенного относительного эксцентриситета , определяемого по формуле

 

, (29)

 

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

 - относительный эксцентриситет (здесь e = M/N - эксцентриситет, при вычислении которого значения M следует принимать согласно требованиям 7.4.3;  - момент сопротивления сечения, вычисленный для наиболее сжатого волокна).

При значениях  расчет на устойчивость сплошностенчатых стержней выполнять не требуется;

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

 

, (30)

 

и относительного эксцентриситета m, определяемого по формулам

 

 или , (31)

 

где ,  - расстояния соответственно от оси y-y или x-x до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

В составных сквозных стержнях каждую ветвь необходимо проверять по формуле (27) при соответствующих значениях N, , , вычисленных для данной ветви.

7.4.3. Расчетные значения изгибающих моментов M, необходимые для вычисления эксцентриситета e = M/N в элементе (для одного и того же сочетания нагрузок), следует принимать равными:

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

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

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

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


 

Таблица 16

 

┌──────────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Относительный │                 Момент M при условной гибкости стержня                

│эксцентриситет├───────────────────────────────────────┬────────────────────────────────┤

     m                      ______                              ______              

      max                   лямбда  ; 4                          лямбда  ;= 4         

├──────────────┼───────────────────────────────────────┼────────────────────────────────┤

                                   ______                                           

│m     ;= 3     │M = M  = M    - 0,25 лямбда (M    - M )│M = M                          

max               2    max                 max    1 │     1                          

                                                                                    

│3  ; m     ;= 10│M = M  + (m    - 3)(M    - M )/7       │M = M  + (m    - 3)(M    - M )/7│

     max           2     max       max    2               1     max       max    1  

├──────────────┴───────────────────────────────────────┴────────────────────────────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 16:                                               

    M    - наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня;                     

     max                                                                              

    M  - наибольший изгибающий  момент  в  пределах  средней  трети  длины            

     1                                                                                 

│стержня, принимаемый равным не менее 0,5M   .                                         

                                         max                                          

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, приведенные относительные эксцентриситеты  следует определять по таблице Е.4.

7.4.4. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых стержней сплошного постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости , совпадающей с плоскостью симметрии, а также швеллеров следует выполнять по формуле


 

, (32)

 

где c - коэффициент, определяемый по формуле

 

, (33)

 

где ,  - коэффициенты, определяемые по таблице 17.

 

Таблица 17

 

 

Обозначения, принятые в таблице 17:

 и  - моменты инерции соответственно  и  полок относительно оси симметрии сечения y-y;

 - значение  при .

Примечания. 1. При значениях b/h  ; 0,3 следует принимать b/h = 0,3.

2. При значениях  или  следует принимать соответственно  или .

 

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

При определении относительного эксцентриситета  за расчетный момент  следует принимать:

для стержней с шарнирно-опертыми концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, - максимальный момент в пределах средней трети длины, но не менее половины наибольшего момента по длине стержня;

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

При гибкости  коэффициент c не должен превышать для стержней:

замкнутого сечения - единицы;

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

 

, (34)

 

где ;

;

;

;

h - расстояние между осями поясов.

7.4.5. Внецентренно сжатые элементы постоянного сечения, изгибаемые в плоскости наименьшей жесткости ( и ), следует рассчитывать по формуле (28), а при гибкости  - также проверять расчетом на устойчивость из плоскости действия момента как центрально сжатые элементы по формуле

 

, (35)

 

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

При  проверки устойчивости из плоскости действия момента не требуется.

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

При расчете стержня в целом относительно свободной оси по формуле (28), когда решетка или планки расположены в плоскостях, параллельных плоскости действия момента, коэффициент  следует определять по таблице Е.2 в зависимости от условной приведенной гибкости  и относительного эксцентриситета m, определяемого по формуле

 

m = eAa/I, (36)

 

где e = M/N - эксцентриситет, при вычислении которого значения M следует принимать согласно требованиям 7.4.3;

a - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной 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  ; 10 расчет на устойчивость стержня в целом не требуется; в этом случае расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с решетками по формуле (2) продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия  от момента. Значение этого усилия следует вычислять по формулам:

 - при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной оси y-y, для сечений типов 1 и 3 (см. таблицу 14);

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

 - при изгибе стержня в плоскости, перпендикулярной оси x-x, для сечений типа 3 (см. таблицу 14);

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

Здесь b, ,  - расстояния между осями ветвей (см. таблицу 14).

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

 

. (37)

 

При расчете отдельных ветвей сквозных стержней с планками в формуле (28) следует учитывать дополнительное усилие  от момента M и местный изгиб ветвей от фактической или условной поперечной силы (как в поясах безраскосной фермы).

7.4.7. Расчет на устойчивость стержней сплошного постоянного сечения, подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости  с плоскостью симметрии, а также при сечении типа 3 (см. таблицу 14), следует выполнять по формуле

 

, (38)

 

где .

Здесь следует определять:

 - согласно требованиям 7.4.2, принимая в формулах вместо m и  соответственно  и ;

c - согласно требованиям 7.4.4.

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

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

Значения относительных эксцентриситетов следует вычислять по формулам:

 

 и , (39)

 

где  и  - моменты сопротивления сечений для наиболее сжатого волокна относительно осей соответственно x-x и y-y.

Если плоскость наибольшей жесткости сечения стержня  не совпадает с плоскостью симметрии, то расчетное значение  следует увеличить на 25%.

7.4.8. Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси x-x (рисунок 5), с решетками в двух параллельных плоскостях, подверженных сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует выполнять:

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

для отдельных ветвей - как внецентренно сжатых элементов по формулам (28) и (32); при этом продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия от момента  (см. 7.4.6), а момент  распределять между ветвями пропорционально их жесткостям  (см. рисунок 5); если момент  действует в плоскости одной из ветвей, то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь.

 

 

Рисунок 5. Схема стержня сквозного сечения

из двух сплошностенчатых ветвей

 

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

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

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

7.5. Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых и сжатых элементов

Стенки балок

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

поперечными, поставленными на всю высоту стенки;

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

7.5.2. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния: ,  и . Напряжения ,  и  следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента .

Сжимающее (краевое) напряжение  у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение  следует вычислять по формулам:

 

; (40)

 

, (41)

 

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

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

 - полная высота стенки;

 - толщина стенки.

 

 

 

Рисунок 6. Расчетные размеры стенок, свесов полок,

поясных листов в прессованных, составных

и гнутых профилях и типы прессованных профилей

 

Местное напряжение    в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям 7.5.4.

7.5.3. Устойчивость стенок балок следует считать обеспеченной, если условная гибкость стенки  не превышает предельных значений:

 - для сварных или прессованных балок;

 - для балок на болтах и высокопрочных болтах.

При наличии местных напряжений в стенках балок указанные предельные значения  следует умножать на 0,7.

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

7.5.4. При сосредоточенной нагрузке на верхнем поясе балки в местах, не укрепленных ребрами, местное напряжение в стенке под грузом  следует определять по формуле

 

, (42)

 

где F - расчетное значение сосредоточенной нагрузки (силы);

t - толщина стенки;

 - условная длина распределения сосредоточенной нагрузки;

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

 - момент инерции пояса балки относительно собственной оси.

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

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

а) при  - по формуле

 

, (43)

 

где ,  и  - значения, определяемые согласно указаниям 7.5.2;

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

 - критическое напряжение смятия стенки под нагрузкой, определяемое по формуле

 

, (44)

 

здесь  - коэффициент, принимаемый по таблице 18, ;

 - значения, определяемые согласно указаниям 7.5.5;

б) при  - по формуле (43) два раза:

при первой проверке  следует определять по формуле

 

, (45)

 

где  - коэффициент, принимаемый по таблице 19;

при второй проверке  следует определять по формуле (50), а  - по формуле (44) с подстановкой величины a/2 вместо a.

 

Таблица 18

 

┌─────────────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┐

             a                                                  

  Отношение ---  │ 0,5  │ 0,8  │ 1,0  │ 1,2  │ 1,4  │ 1,6  │ 1,8  │ 2,0 

            h                                                   

             ef                                                 

├─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ Коэффициент c   │11,28 │14,52 │17,77 │21,86 │26,80 │32,30 │38,35 │45,00 │

              1                                                 

├─────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┤

    Обозначения, принятые в таблице 18, - см. 7.5.2.                    

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 19

 

┌──────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────┐

            a                                                 

  Отношение ---   │ 1,0 │ 1,2 │ 1,4 │ 1,6 │ 1,8 │ 2,0 │ 2,2 │ 2,4 │ 2,6 

            h                                                  

             ef                                                

├──────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────┤

  Коэффициент c   │33,70│38,77│45,26│53,16│62,18│72,20│83,75│96,16│109,56│

               2                                               

├──────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────┤

    Обозначения, принятые в таблице 19, - см. 7.5.2.                    

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

В стенке, укрепленной продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии  от сжатой кромки отсека, обе пластинки, на которые ребро разделяет отсек, следует проверять отдельно:

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

 

, (46)

 

где

 

, (47)

 

, (48)

 

здесь ; ;

 - параметр, равный:  при  и  при ;

 - напряжение, определяемое по формуле (51);

 - значения, определяемые согласно указаниям 7.5.5;

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

 

,

 

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

;

 - напряжение, определяемое по формуле (44) и таблице 18, принимая  вместо .

Если первая пластинка укреплена дополнительно короткими поперечными ребрами, то их следует доводить до продольного ребра. При этом для проверки первой пластинки необходимо применять формулы (46) и (48), в которых a следует заменять величиной  (где  - расстояние между осями соседних коротких ребер).

Проверка второй пластинки в этом случае остается без изменений.

7.5.5. Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения  следует считать обеспеченной, если выполнено условие

 

, (49)

 

где

 

; (50)

 

; (51)

 

 (52)

 

(здесь при  следует принимать . Значения  не допускаются);

 - следует принимать по таблице 6.

В формулах (49) - (52):

 - отношение  стороны отсека стенки к ;

 - условная гибкость отсека стенки высотой d;

d -  из сторон отсека стенки ( или a);

 

. (53)

 

В стенке балки симметричного сечения (при отсутствии местного напряжения), укрепленной кроме поперечных ребер одним продольным ребром, расположенным на расстоянии  от расчетной (сжатой) границы отсека, обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:

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

 

, (54)

 

где

 

 (55)

 

(здесь  - условная гибкость пластинки высотой );

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

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

 

;

 

 - следует принимать по таблице 6;

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

 

, (56)

 

где

 

; (57)

 

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

 - следует принимать по таблице 6.

7.5.6. В стенке, укрепленной только поперечными ребрами жесткости, ширина их выступающей части  должна быть для парного симметричного ребра не менее - ; толщина ребра  - не менее ; расстояние между ребрами не должно превышать .

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

 

Таблица 20

 

 

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

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

При укреплении стенки балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части  (как правило, не менее , здесь  - 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  должна быть не менее , где  - ширина выступающей части.

Расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки балки .

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

Стенки центрально, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов

7.5.9. Для центрально сжатых элементов условную гибкость стенки  следует принимать не более значений, определяемых по формулам таблицы 21.

 

Таблица 21

 

 

При назначении сечения элемента по предельной гибкости, а также при соответствующем обосновании расчетом, наибольшие значения  следует умножать на коэффициент  (где ), но не более чем в 1,5 раза. При этом значения  следует принимать не более 5,3.

7.5.10. Для внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов условную гибкость стенки  следует определять в зависимости от значения  (где  - наибольшее сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс" и вычисленное без учета коэффициентов ,  или ;  - соответствующее напряжение у противоположной расчетной границы стенки) и принимать не более значений, определяемых при:

 - по 7.5.9;

 - по формуле

 

; (58)

 

 - линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при  и .

7.5.11. При укреплении стенки внецентренно сжатого или сжато-изгибаемого элемента продольным ребром жесткости с моментом инерции , расположенным посередине стенки, наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рассматривать как самостоятельную пластинку и проверять согласно требованиям 7.5.10.

Продольные ребра жесткости следует включать в расчетные сечения элементов.

Если устойчивость стенки не обеспечена, то в расчет следует вводить два крайних участка стенки шириной по , считая от границ расчетной высоты.

7.5.12. Стенки внецентренно сжатых элементов сплошного сечения (колонн, стоек, опор и т.п.) при  следует, как правило, укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии  одно от другого; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер. При наличии продольного ребра расстояние между поперечными ребрами допускается увеличивать в 1,5 раза.

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

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

7.5.13. Расчетную ширину свеса поясных листов (полок)  следует принимать равной расстоянию (см. рисунок 6):

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

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

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

7.5.14. В центрально, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементах значение гибкости свеса поясного листа (полки)  следует принимать не более значений, указанных в таблице 22 в зависимости от условной гибкости  и типа сечений (где  следует принимать в соответствии с 7.5.13; t - толщина свеса).

 

Таблица 22

 

 

В случае недонапряжения элемента наибольшие значения  из таблицы 22 следует увеличивать в  раз, но не более чем в 1,5 раза, при этом значения  необходимо принимать не более 1,3 (здесь  - меньшее из значений , , , , использованное при проверке устойчивости стержня; ).

7.5.15. В изгибаемых элементах наибольшую гибкость свеса поясного листа (полки) прессованных и сварных балок следует назначать с учетом предельных размеров свесов, приведенных в таблице 22 для .

В случае недонапряжения элемента наибольшую гибкость свеса поясного листа (полки) следует увеличить в  раз, но не более чем в 1,5 раза; здесь  -  из двух значений:

 

 или . (59)

 

7.5.16. При усилении свободных свесов утолщениями (бульбами) наибольшее значение гибкости свеса  [здесь  - расчетная ширина свеса поясных листов или полок, измеряемая от центра утолщения до грани примыкающей стенки (полки) или до начала вута (см. 7.5.13)] следует определять по формуле

 

, (60)

 

где  - наибольшее значение условной гибкости свеса при отсутствии утолщения, принимаемое по таблице 22;

k - коэффициент, определяемый по таблице 23 в зависимости от ,  и ;

,

где D - размер утолщения, принимаемый равным диаметру круглой бульбы; в квадратных и трапециевидных утолщениях нормального профиля D - высота утолщения при ширине бульбы не менее 1,5D в трапециевидных (рисунок 7) и не менее D - в прямоугольных утолщениях.

 

Таблица 23

 

┌─────────────┬───────────────────────┬─────────┬─────────────────────────┐

                     ______                                          

   Сечение           лямбда         │ гамма   │ Значение коэффициента k │

                           f              1     в формуле (60) при   

                                                       ______        

                                             │ гибкости лямбда, равной │

                                             ├────────────┬────────────┤

                                                  1           5     

├─────────────┼───────────────────────┼─────────┼────────────┼────────────┤

                     ______                                         

  Швеллер,   │0,35  ;= лямбда   ;= 0,60│   2,5       1,06        1,35   

   двутавр                 f           3,0       1,24        1,69   

                                       3,5       1,46        2,06   

             ├───────────────────────┼─────────┼────────────┼────────────┤

                     ______                                         

             │0,75  ;= лямбда   ;= 0,90│   2,5       1,04        1,28   

                           f           3,0       1,20        1,59   

                                       3,5       1,40        1,94   

├─────────────┼───────────────────────┼─────────┼────────────┼────────────┤

                     ______                                         

│Уголок, тавр,│0,35  ;= лямбда   ;= 0,60│   2,5       1,06        1,17   

  крестовое                f           3,0       1,24        1,47   

                                      3,5       1,46        1,67   

             ├───────────────────────┼─────────┼────────────┼────────────┤

                     ______                                         

             │0,75  ;= лямбда   ;= 0,90│   2,5       1,04        1,13   

                           f           3,0       1,20        1,35   

                                       3,5       1,40        1,67   

├─────────────┴───────────────────────┴─────────┴────────────┴────────────┤

                                                           ______       

    Примечание. Коэффициент k для промежуточных  значений  лямбда  от 0,6│

                                                                 f      

                       ______                                           

│до  0,75  и  гибкости  лямбда  от  1  до 5  следует  определять  линейной│

│интерполяцией.                                                          

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

 

Рисунок 7. Схема утолщения (бульбы)

 

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

 

, (61)

 

где  - расчетное напряжение в оболочке;

 - критическое напряжение, при r/t  ;= 300, равное  из значений  или cEt/r, а при r/t  ; 300, равное cEt/r (здесь r - радиус срединной поверхности оболочки; t - толщина оболочки).

Значения коэффициентов  и c следует определять соответственно по таблицам 24 и 25.

 

Таблица 24

 

┌──────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Значение │                   Коэффициент пси при r/t                    

│ R, Н/мм2 ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤

            0     25    50    75  │ 100  │ 125  │ 150  │ 200  │ 250 

├──────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│R  ;= 140  │ 1,00 │ 0,98 │ 0,88 │ 0,79 │ 0,72 │ 0,65 │ 0,59 │ 0,45 │ 0,39 │

│R  ;= 280  │ 1,00 │ 0,94 │ 0,78 │ 0,67 │ 0,57 │ 0,49 │ 0,42 │ 0,29 │  -  

├──────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┤

    Примечание. Значения коэффициентов  пси при 140 Н/мм2  ; R  ; 280 Н/мм2│

│и   для   промежуточных   значений   r/t   следует   вычислять   линейной

│интерполяцией.                                                          

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 25

 

   Значение r/t   

  ;= 50 

  100  

  150  

  200  

  250  

  500  

   Коэффициент c  

  0,30 

  0,22 

  0,20 

  0,18 

  0,16 

  0,12 

    Примечание. Для промежуточных значений  r/t  коэффициенты  c  следует
вычислять линейной интерполяцией.                                       

 

В случае внецентренного сжатия параллельно образующим или чистого изгиба в диаметральной плоскости при касательных напряжениях в месте наибольшего момента, не превышающих значения , напряжение  должно быть увеличено в  раза, где  - наименьшее напряжение (растягивающие напряжения считать отрицательными).

7.5.18. В круглых трубах, рассчитываемых как сжатые или сжато-изгибаемые стержни по разделу 7, при условной гибкости , должно быть выполнено условие .

Кроме этого, устойчивость стенок таких труб должна быть проверена по 7.5.17.

Расчет на устойчивость стенок бесшовных труб не требуется, если r/t не превышает значений  или 35.

 

8. Расчетные длины и предельные гибкости

элементов алюминиевых конструкций

 

8.1. Расчетные длины элементов плоских ферм и связей

8.1.1. Расчетные длины сжатых элементов плоских ферм и связей в их плоскости  и из плоскости  (рисунок 8, а, б, в, г), за исключением элементов, указанных в 8.1.2 и 8.1.3, следует принимать по таблице 26.

 

 

а - треугольная со стойками; б - раскосная;

в - треугольная со шпренгелями; г - полураскосная

треугольная; д - перекрестная

 

Рисунок 8. Схемы для определения расчетных длин

сжатых элементов (обозначения - см. таблицу 26)

решеток ферм

 

Таблица 26

 

┌───────────────────────────────────────────────┬─────────────────────────┐

│ Направление продольного изгиба элемента фермы │   Расчетные длины l    

                                                                   ef  

                                                         и l           

                                                            ef,1       

                                               ├──────┬────────┬─────────┤

                                               поясов│опорных │ прочих 

                                                     раскосов│элементов

                                                        и    │ решетки │

                                                     │опорных │        

                                                     │ стоек          

├───────────────────────────────────────────────┼──────┼────────┼─────────┤

│1. В плоскости фермы l  :                                            

                      ef                                             

   а) для ферм, кроме указанных в позиции 1, б;│  l      l      0,8l  

   б) для ферм из одиночных уголков и ферм       l      l      0,9l  

│с прикреплением элементов решетки к поясам                           

│впритык                                                              

│2. В направлении, перпендикулярном плоскости                         

│фермы (из плоскости фермы) l    :                                    

                            ef,1                                     

   а) для ферм, кроме указанных в позиции 2, б;│  l      l        l   

                                                  1      1        1  

                                                                     

   б) для ферм с прикреплением элементов         l      l      0,9l  

│решетки к поясам впритык                          1      1         1 

                                                                      

│3. В любом направлении l   = l     для ферм    │0,85l │   l      0,85l 

                        ef    ef,1                                   

│из одиночных уголков при одинаковых расстояниях│                      

│между точками закрепления элементов в плоскости│                      

│и из плоскости фермы                                                 

├───────────────────────────────────────────────┴──────┴────────┴─────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 26 (см. рисунок 8):                 

    l  -  геометрическая  длина  элемента  (расстояние   между   центрами│

│ближайших узлов) в плоскости фермы;                                     

    l  - расстояние между узлами, закрепленными  от смещения из плоскости│

     1                                                                  

│фермы (поясами ферм, специальными  связями,  жесткими  плитами  покрытий,│

│прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.).             

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

8.1.2. Расчетные длины  и  верхнего пояса фермы (неразрезного стержня) постоянного сечения с различными сжимающими или растягивающими усилиями на участках (число участков равной длины k  ;= 2) в предположении шарнирного сопряжения (рисунок 9, а) элементов решетки и связей, допускается определять по формулам:

в плоскости пояса фермы

 

, (62)

 

где  - отношение усилия, соседнего с максимальным, к максимальному усилию в панелях фермы; при этом ;

из плоскости пояса фермы

 

, (63)

 

где  - отношение суммы усилий на всех участках (рассматриваемой длины между точками закрепления пояса из плоскости), кроме максимального, к максимальному усилию; при этом . При вычислении параметра  в формуле (63) растягивающие усилия в стержнях необходимо принимать со знаком "минус".

 

 

а - пояс фермы; б - ветвь колонны

 

Рисунок 9. Схемы для определения расчетной длины элементов

 

Расчетные длины  и  ветви сквозной колонны постоянного сечения (неразрезного стержня) с различными сжимающими усилиями на участках (число участков равной длины k  ;= 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 9, б), допускается определять по формулам:

в плоскости ветви

 

, (64)

 

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

из плоскости ветви

 

, (65)

 

где  - отношение суммы усилий на всех участках, кроме максимального, к максимальному усилию в месте заделки; при этом .

В обоих случаях l - длина участка (см. рисунки 8 и 9);  - расстояние между точками связей из плоскости стержня (см. рисунок 9), и расчет на устойчивость следует выполнять на максимальное усилие.

8.1.3. Расчетные длины  и  (при допущении, что они не зависят от соотношения усилий) элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (см. рисунок 8, д), следует принимать по таблице 27.

 

Таблица 27

 

┌──────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────┐

     Конструкция узла пересечения     │Расчетная длина l     из плоскости│

          элементов решетки                            ef,1            

                                      │ фермы (связи) при поддерживающем

                                                   элементе            

                                      ├──────────┬────────────┬──────────┤

                                      растянутом│неработающем  сжатом 

├──────────────────────────────────────┼──────────┼────────────┼──────────┤

│Оба элемента не прерываются               l        0,7l         l    

                                                       1         1   

│Поддерживающий элемент прерывается                                   

│и перекрывается фасонкой:                                            

   рассматриваемый элемент              0,7l         l        1,4l   

│не прерывается                              1         1           1  

                                                                     

   рассматриваемый элемент прерывается│  0,7l         -          -    

│и перекрывается фасонкой                    1                        

├──────────────────────────────────────┴──────────┴────────────┴──────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 27 (см. рисунок 8, д):              

    l - расстояние от центра узла  фермы  (связи)  до  точки  пересечения│

│элементов;                                                               

    l  - полная геометрическая длина элемента.                          

     1                                                                  

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

8.1.4. 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 ;

в остальных случаях - относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы ( или  в зависимости от направления продольного изгиба).

8.2. Расчетные длины элементов пространственных решетчатых конструкций

8.2.1. Расчетные длины  и радиусы инерции сечений i сжатых, растянутых и ненагруженных элементов пространственных конструкций (рисунок 10) из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по таблицам 28, 29 и 30.

 

 

а, б, в - с совмещенными в смежных гранях узлами;

г, д - с не совмещенными в смежных гранях узлами;

е - с частично совмещенными в смежных гранях узлами

 

Рисунок 10. Схемы пространственных решетчатых конструкций

 

Таблица 28

 

┌─────────────────────────┬───────────────────────┬───────────────────────┐

│Элементы пространственных│Сжатые и ненагруженные │  Растянутые элементы 

       конструкций              элементы                              

                         ├───────────┬───────────┼───────────┬───────────┤

                             l           i         l           i    

                              ef                    ef              

├─────────────────────────┼───────────┼───────────┼───────────┼───────────┤

│Пояса по рисунку:                                                   

   10, а, б, в               l         i           l         i      

                              m         min         m         min   

                                                                    

   10, г, д                0,73l       i         0,73l       i      

                                m       min           m       min   

                                                                    

   10, е                   0,64l       i         0,64l       i      

                                m       min           m       min   

│Раскосы по рисунку:                                                 

   10, а, д                мю l        i       │ l  (l  )  │ i    (i ) │

                             d dc       min      d   d1     min   x 

                                                                     

   10, б, в, г, е          мю l        i           l         i      

                             d d        min         d         min   

│Распорки по рисунку:                                                

   10, б, е                0,80l       i            -          -    

                                c       min                         

                                                                    

   10, в                   0,73l       i                            

                                c       min                         

├─────────────────────────┴───────────┴───────────┴───────────┴───────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 28 (см. рисунок 10):                

    l   - условная длина, принимаемая по таблице 29;                    

     dc                                                                 

    мю  - коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по таблице 30.│

      d                                                                  

    Примечания. 1. Раскосы по рисунку  10,  а,  д  в  точках  пересечения│

│должны быть скреплены между собой.                                      

    2. Значение l   для распорок по рисунку 10, в дано  для равнополочных│

                 ef                                                     

│уголков.                                                                

    3. В скобках даны значения l   и i  для  раскосов  из плоскости грани│

                                ef                                      

│конструкции.                                                            

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 29

 

┌──────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────┐

   Конструкция узла пересечения       Условная длина раскоса l         

        элементов решетки                                     dc       

                                       при поддерживающем элементе     

                                  ├────────────────┬──────────────┬──────┤

                                     растянутом   │ неработающем │сжатом│

├──────────────────────────────────┼────────────────┼──────────────┼──────┤

│Оба стержня не прерываются               l            1,3l      │0,8l 

                                          d               d         d1│

│Поддерживающий элемент прерывается│                                   

│и перекрывается фасонкой;                                            

│рассматриваемый элемент                                              

│не прерывается - в конструкциях                                      

│по рисунку:                                                          

   10, а                                1,3l          1,6l      │ l   

                                            d             d       d1 

                                                                     

  10, д                          │(1,75 - 0,15n)l │(1,9 - 0,1n)l │ l   

                                                 d│             d│  d1 

                                                                     

│Узел пересечения элементов               l              l         l  

закреплен от смещения из плоскости│        d              d         d 

│грани (диафрагмой и т.п.)                                            

├──────────────────────────────────┴────────────────┴──────────────┴──────┤

    Обозначение, принятое в таблице 29 (см. рисунок 10):                

    n = I     l /(I     l ),                                            

         m,min d   d,min m                                              

                                                                         

    где  I       и  I        -   наименьшие   моменты   инерции   сечения│

          m,min      d,min                                              

│соответственно пояса и раскоса.                                          

    Примечание. При n  ; 1 и n  ; 3 в формулах  таблицы  следует  принимать│

│соответственно n = 1 и n = 3.                                           

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 30

 

┌─────────────────────────────┬──────────┬────────────────────────────────┐

│Прикрепление раскоса к поясам│ Значение │Значение мю   при l/i   , равном│

                                 n                d         min        

                                       ├─────┬─────────────────┬────────┤

                                       │до 60│  св. 60 до 160  │св. 160 │

├─────────────────────────────┼──────────┼─────┼─────────────────┼────────┤

│Сварными швами, болтами или     До 2   │1,14 │ 0,54 + 36i   /l │ 0,765 

│заклепками (не менее двух),                            min          

расположенными вдоль раскоса ├──────────┼─────┼─────────────────┼────────┤

                             │ Свыше 6  │1,04 │0,54 + 28,8i   /l│ 0,740 

                                                        min         

├─────────────────────────────┼──────────┼─────┼─────────────────┼────────┤

│Одним болтом без фасонки     │При любых │1,12 │0,64 + 28,8i   /l│ 0,820 

                             значениях                 min         

├─────────────────────────────┴──────────┴─────┴─────────────────┴────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 30:                                 

    n - по таблице 29;                                                  

    l - длина, принимаемая равной: l   -  для  раскосов по рисунку 10, б,│

                                    d                                   

│в, г, е; l   по таблице 29 - для раскосов по рисунку 10, а, д.          

          dc                                                            

    Примечания. 1.  Значение  мю   при  2  ;= n  ;= 6  следует   определять│

                                d                                        

│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 + мю );  при  прикреплении  обоих│

                                            d                           

│концов раскосов через фасонки - мю  = 1,0.                              

                                  d                                     

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

8.2.2. Для определения расчетных длин раскосов по рисунку 10, в при прикреплении их без фасонок к распорке и поясу сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль раскоса, значение коэффициента расчетной длины  следует принимать по строке таблицы 30 при значении n "До 2". В случае прикрепления их концов одним болтом значение  следует принимать по строке таблицы 30 "Одним болтом без фасонки", а при вычислении значения  по таблице 28 вместо  следует принимать .

8.2.3. Расчетные длины  и радиусы инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно требованиям 6.1.1 - 6.1.3.

8.2.4. Расчетные длины сжатых элементов пространственных решетчатых конструкций допускается определять из расчета с использованием сертифицированных вычислительных комплексов (в предположении упругой работы алюминия и недеформированной схемы).

8.3. Расчетные длины колонн (стоек)

8.3.1. Расчетные длины  колонн (стоек) постоянного сечения следует определять по формуле

 

, (66)

 

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

Коэффициенты расчетной длины  колонн (стоек) постоянного сечения следует определять в зависимости от условий закрепления их концов и вида нагрузки. Для некоторых случаев закрепления концов и вида нагрузки значения  приведены в таблице 31.

 

Таблица 31

 

 

8.3.2. Коэффициенты расчетной длины  колонн постоянного сечения в плоскости одноэтажных рам при жестком креплении ригелей к колоннам и при одинаковом нагружении верхних узлов, расположенных в одном уровне, следует определять по формулам таблицы 32.

 

Таблица 32

 

 

При шарнирном креплении ригелей к колоннам в формуле (68) следует принимать n = 0.

8.3.3. Расчетную длину колонн рам в направлении вдоль здания (из плоскости рамы) следует принимать равной расстоянию между точками, закрепленными от смещения из плоскости рамы (опорами колонн, подкрановых балок и подстропильных ферм, узлами крепления связей и ригелей и т.п.).

Расчетную длину допускается определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн.

8.4. Предельные гибкости элементов

8.4.1. Гибкости элементов , как правило, не должны превышать предельных значений , приведенных в таблице 33 для сжатых элементов и в таблице 34 - для растянутых. При этом гибкость растянутых элементов проверяется только в вертикальной плоскости.

 

Таблица 33

 

┌───────────────────────────────────────────────────────┬─────────────────┐

                 Элементы конструкций                     Предельная   

                                                       │ гибкость сжатых

                                                       │элементов лямбда │

                                                                       u│

├───────────────────────────────────────────────────────┼─────────────────┤

│1. Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные │       100      

│реакции                                                                

│2. Прочие элементы ферм                                       120      

│3. Колонны второстепенные (стойки фахверка, фонарей           120      

│и т.п.), элементы решетки колонн                                       

│4. Элементы связей, а также стержни, служащие для             150      

│уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие                   

│ненагруженные элементы                                                 

│5. Элементы ограждающих конструкций:                                   

   симметрично нагруженные                                    100      

   несимметрично нагруженные (крайние и угловые стойки │        70      

│витражей и т.д.)                                                       

├───────────────────────────────────────────────────────┴─────────────────┤

    Примечание. Приведенные в таблице 33 данные относятся к  элементам  с

│сечениями,  симметричными  относительно  действия  сил.   При   сечениях,│

│несимметричных относительно действия сил,  предельную  гибкость  надлежит│

│уменьшать на 30%.                                                       

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 34

 

┌────────────────────────────────────────────────────┬────────────────────┐

                Элементы конструкций                │Предельная гибкость │

                                                    │растянутых элементов│

                                                          лямбда       

                                                                u      

├────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────┤

│1. Пояса и опорные раскосы плоских ферм                     300        

│2. Прочие элементы ферм                                     300        

│3. Связи (кроме элементов, подвергающихся                   300        

│предварительному натяжению)                                            

└────────────────────────────────────────────────────┴────────────────────┘

 

8.4.2. При проверке гибкости растянутых стержней перекрестной решетки из одиночных уголков радиус инерции следует принимать относительно оси, параллельной полке уголка. Стержни перекрестной решетки в месте пересечения должны быть скреплены между собой.

8.4.3. Для растянутых раскосов стропильных ферм с незначительными усилиями, в которых при неблагоприятном расположении нагрузки может изменяться знак усилия, предельная гибкость принимается как для сжатых элементов, при этом соединительные прокладки должны устанавливаться не реже чем через 40i.

 

9. Расчет элементов конструкций с применением

тонколистового алюминия

 

Тонколистовой алюминий следует применять в качестве элементов ограждающих и несущих конструкций:

а) мембран;

б) плоских листов, укрепленных ребрами или специальной штамповкой;

в) плоских листов и лент, предварительно напряженных как в одном, так и в двух направлениях;

г) гофрированных листов без укреплений или со специальными укреплениями.

9.1. Элементы, работающие на сжатие и изгиб

9.1.1. При расчете на прочность сжатого в одном направлении плоского листа, шарнирно опертого по контуру (рисунок 11), в рабочую площадь следует включать часть листа размером 2c, определяемым по формуле

 

, (69)

 

где t - толщина листа.

 

 

b - полная ширина сечения; c - рабочая ширина сечения

 

Рисунок 11. Расчетная схема сжатого тонколистового элемента

 

9.1.2. При расчете тонколистовых конструкций, усиленных продольными ребрами, в которых лист при действии продольной и поперечной нагрузок, в рабочую площадь ребер следует включать часть листа размером c (рисунок 12), определяемым по формуле (69).

 

 

а - плоский лист; б - гофрированный лист

 

Рисунок 12. Расчетная схема тонколистовых конструкций,

усиленных продольными ребрами

 

9.1.3. При расчете на прочность листов с волнистыми и трапециевидными гофрами, шарнирно опертых по контуру и сжимаемых в направлении гофров, при отношении  (рисунок 13, а) в рабочую площадь следует включать часть листа размером 2c:

 

, (70)

 

где ; ; ; ,

здесь K, d - соответственно шаг и длина по периметру одной полуволны (рисунок 14);

 - момент инерции одной волны;

 - коэффициент поперечной деформации;

G - модуль сдвига.

 

 

а - без поперечных ребер жесткости;

б - с поперечными ребрами жесткости

 

Рисунок 13. Расчетная схема сжатого гофрированного листа

 

 

а - трапециевидный гофр; б - волнистый гофр

 

Рисунок 14. Геометрические параметры для гофра

 

Когда отношение  или гофрированный лист разделяется поперечными ребрами, имеющими момент инерции  (см. 9.1.4), на ряд ячеек с соотношением сторон  (см. рисунок 13, б), значение c следует определять по формуле

 

. (71)

 

В формуле (71) обозначения те же, что в формуле (70); значения a и b следует принимать по рисунку 13.

При наличии продольных ребер (рисунок 15) в рабочую площадь следует включать площадь этих ребер и часть листа размером c в каждую сторону от ребра.

 

 

1 - продольные ребра; 2 - поперечные ребра

 

Рисунок 15. Схема плиты из гофрированного листа

с продольными и поперечными ребрами

 

9.1.4. При расчете по формуле (40) момент инерции поперечных ребер жесткости не должен быть меньше величины

 

. (72)

 

Если гофрированный лист и поперечные ребра имеют различные модули упругости, то

 

, (73)

 

где  - модуль упругости материала ребра.

Обозначения в формулах (72) и (73) те же, что в формуле (70).

В случае, если значения  меньше указанных в формулах (72) и (73) величин, то значение c подсчитывается по формуле (70).

При этом значение  следует принимать

 

.

 

9.1.5. Гофрированный лист, не имеющий усиливающих ребер, при действии поперечной нагрузки следует рассчитывать на изгиб по формулам (17) и (18) как балку.

Для листов с трапециевидным гофром размер сжатых полок, включаемых в расчетное сечение, следует определять по формуле (69). При этом в формулах (17) и (18)  и  следует вычислять для рабочей площади сечения.

9.1.6. Прогиб f свободно опертых гофрированных листов при изгибе следует определять по формуле

 

, (74)

 

где  - коэффициент, учитывающий увеличение прогиба вследствие деформации поперечного сечения гофрированного листа под нагрузкой и принимаемый:

для волнистых листов и листа с трапециевидным гофром с приклеенным жестким утеплителем (типа пенопласта), равным 1;

для трапециевидных - по таблице 35;

 - прогиб гофрированного листа, работающего как балка, при вычислении которого  принимается согласно 9.1.5.

 

Таблица 35

 

┌─────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────┐

  Отношение  │Значение альфа при угле наклона боковых граней гофра, град │

     b/a     ├──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┤

                   45            60            75            90     

├─────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤

    ;= 2,0         1,10          1,14          1,20          1,30    

     1,5          1,15          1,20          1,30          1,40    

     1,0          1,20          1,25          1,35          1,45    

     0,5          1,25          1,30          1,40          1,50    

├─────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┤

    Обозначения, принятые в таблице 35:                                 

    b - размер наклонной грани;                                         

    a - размер сжатой горизонтальной грани (см. рисунок 14).            

    Примечание. Значения альфа для промежуточных  отношений  b/a  следует│

│определять линейной интерполяцией.                                      

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

9.1.7. Изгибаемые тонколистовые конструкции с гофрированным листом, усиленным продольными ребрами, следует рассчитывать на прочность и прогиб с учетом включения в работу ребер и части листа размером c в каждую сторону от ребра (см. рисунок 12, б), определяемым по формуле (70) независимо от наличия поперечных ребер.

9.1.8. При расчете сжато-изгибаемых и растянуто-изгибаемых гофрированных листов с трапециевидным гофром (обшивок трехслойных панелей с закладным утеплителем) на прочность при обеспечении совместной работы обшивок и продольных ребер, кроме моментов инерции гофрированных листов относительно их нейтральных осей, следует учитывать момент инерции сечения, в которое входят продольные ребра и часть обшивок размером c (рисунок 16):

 

, мм, (75)

 

где  - отношение ширины панели к шагу поперечных ребер;

 - жесткость гофра относительно его нейтральной оси, деленная на длину по периметру, кН x м.

 

 

Рисунок 16. Сечение трехслойной панели

 

9.1.9. Местную устойчивость сжатых горизонтальных граней изгибаемых листов с трапециевидным гофром (см. рисунок 14, а) следует проверять с учетом упругого защемления продольных кромок по формуле

 

, (76)

 

где  - сжимающие напряжения в грани от внешней нагрузки;

 - коэффициент, принимаемый по таблице 36;

 - коэффициент, принимаемый по таблице 37.

 

Таблица 36

 

┌─────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐

          b                                                   

│Отношение -  │ 0,4 │ 0,5 │ 0,6 │ 0,7 │ 0,8 │ 0,9 │ 1,0 │ 1,1 │ 1,2 │ 1,4 │

          a                                                   

├─────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│Коэффициент  │5,22 │5,15 │5,10 │5,05 │5,00 │4,95 │4,88 │4,84 │4,80 │4,72 │

│k                                                             

loc                                                          

├─────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┤

    Обозначения, принятые в таблице 36:                                 

    b - размер наклонной грани;                                         

    a - размер сжатой горизонтальной грани (см. рисунок 14).            

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 

Таблица 37