2. Коэффициенты условий работы, приведенные соответственно в поз. 1 и 6, в; 1 и 7; 1 и 8; 2 и 7; 2 и 8, а; 3 и 6, в, при расчете следует учитывать одновременно.
3. Коэффициенты условий работы, приведенные в поз. 3; 4; 6, а, в; 7; 8; 9 и 10, а также в поз. 5 и 6, б (кроме стыковых сварных соединений), при расчете соединений рассматриваемых элементов учитывать не следует.
4. В случаях, не оговоренных в настоящих нормах, в формулах следует принимать γс = 1.
5. Расчет элементов стальных конструкций на осевые силы и изгиб центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
5.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, кроме указанных в п. 5.2, следует выполнять по формуле
Расчет на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по формулам (5) и (6) . При этом значение γс в формуле (6) должно приниматься по прил. 4* настоящих норм.
5.2.Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением Ru / γu > Ry, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле
5.3.Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле
Значения φ следует определять по формулам
при 0 < ≤ 2,5
при 2,5 < ≤ 4,5
при > 4,5
Численные значения φ приведены в табл. 72.
5.4*. Стержни из одиночных уголков должны рассчитываться на центральное сжатие в соответствии с требованиями, изложенными в п. 5.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка i и расчетную длину lef следует принимать согласно пп. 6.1-6.7.
При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования п. 15.10* настоящих норм.
5.5. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения при λх < 3λу, где λx и λy - расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно х-х и y-y (рис. 1), рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования пп. 5.6 и 5.8*.
При отсутствии планок или решетки такие элементы помимо расчета по формуле (7) следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле
где φy - коэффициент продольного изгиба, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3;
c - коэффициент, определяемый по формуле
где ; 0836S10-02422
α = αx / h - относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба.
Здесь ; ;
Jω - секториальный момент инерции сечения;
bi и ti - соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.
Для сечения, приведенного на рис. 1, а, значения , и α должны определяться по формулам:
; ; , (13)
где β = b / h.
0836S10-02422
Рис. 1. П-образные сечения элементов
а - открытое; б, в - укрепленные планками или решеткой
Таблица 7
Тип сечения
Схема сечения
Приведенные гибкости λef составных стержней сквозного сечения
с планками при
с решетками
Jsl / (Jbb) < 5
Jsl / (Jbb) ≥ 5
Обозначения, принятые в табл. 7:
b - расстояние между осями ветвей;
l - расстояние между центрами планок;
λ - наибольшая гибкость всего стержня;
λ1, λ2, λ3 - гибкости отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов;
А - площадь сечения всего стержня;
Аd1 и Аd2 - площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2;
Ad - площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке - двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);
α1 и α2 - коэффициенты, определяемые по формуле
где a, b, l - размеры, определяемые по рис. 2;
n, n1, n2, n3 - коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:
; ; ; ,
здесь Jb1 и Jb3 - моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1-1 и 3-3 (для сечений типов 1 и 3);
Jb1 и Jb2 - то же, двух уголков относительно осей соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2);
Js - момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси х-х (рис. 3);
Js1 и Js2 - моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2 (для сечения типа 2).
5.6.Для составных сжатых стержней, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент φ относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) должен определяться по формулам (8) - (10) с заменой в них на . Значение следует определять в зависимости от значений λef, приведенных в табл. 7.
В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.
Гибкость отдельных ветвей λ1, λ2 и λ3 на участке между планками должка быть не более 40.
0836S10-02422
Рис. 2. Схема раскосной решетки
0836S10-02422
Рис. 3. Составной стержень на планках
При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (рис. 1, б, в) гибкость ветви должна вычисляться по радиусу инерции полусечения относительно его оси, перпендикулярной плоскости планок.
В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость λef стержня в целом. Допускается принимать более высокие значения гибкости ветвей, но не более 120, при условии, что расчет таких стержней выполнен по деформированной схеме.
5.7. Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т.п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов не превышают:
для сжатых элементов. 40i
« растянутых «. 80i
Здесь радиус инерции 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 ставить не менее двух прокладок.
5.8*.Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле
Qfic = 7,15 · 10 -6 (2330 - E / Ry) N / φ, (23)*
где N - продольное усилие в составном стержне;
φ - коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.
Условную поперечную силу Qfic 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 составных стержней условная поперечная сила, приходящаяся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, должна приниматься равной 0,8Qfic.
5.9.Расчет соединительных планок и их прикрепления (рис. 3) должен выполняться как расчет элементов безраскосных ферм на:
силу F, срезывающую планку, по формуле
F = Qsl / b; (24)
момент М1, изгибающий планку в ее плоскости, по формуле
М1 = Qsl / 2, (25)
где Qs - условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани.
5.10.Расчет соединительных решеток должен выполняться как расчет решеток ферм. При расчете перекрестных раскосов крестовой решетки с распорками (рис. 4) следует учитывать дополнительное усилие Nad, возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле
где N - усилие в одной ветви стержня;
А - площадь сечения одной ветви;
Ad - площадь сечения одного раскоса;
α - коэффициент, определяемый по формуле
α = al 2 / (a 3 + 2b 3 ), (27)
где а, l и b - размеры, указанные на рис. 4.
5.11. Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (23)*.