СНиП II-23-81* Стальные конструкции (с Изменениями, с Поправкой)

5.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой , кроме указанных в п.5.2, следует выполнять по формуле

.                                                                        (5)

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 в формуле (6) должно приниматься по прил.4* настоящих норм.

5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с отношением , эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле     

.                                                                     (6)

5.3. Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой , следует выполнять по формуле     

.                                                                     (7)

Значения следует определять по формулам:

при 02,5

;                                               (8)

при 2,54,5

                   ;                         (9)

при 4,5

.                                                                (10)

Численные значения   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 и расчетную длину 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 3, где и - расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно и (рис.1), рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования пп.5.6 и 5.8*.

5.6. Для составных сжатых стержней, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент 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 *, приведенных в табл.7.

 ________________

* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Таблица 7

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:

Здесь радиус инерции 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 , принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

,                                      (23)*

 где - продольное усилие в составном стержне;

          - коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

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 составных стержней условная поперечная сила, приходящаяся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, должна приниматься равной 0,8.

5.9. Расчет соединительных планок и их прикрепления (рис.3) должен выполняться как расчет элементов безраскосных ферм на:

силу , срезывающую планку, по формуле

;                                                                    (24)

момент , изгибающий планку в ее плоскости, по формуле

,                                                                (25)

где - 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 возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле

,                                                             (26)

где - усилие в одной ветви стержня;

        - площадь сечения одной ветви;

- площадь сечения одного раскоса;

                    
        - коэффициент, определяемый по формуле

,                                                         (27)

где , и - 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)*.

5.12. Расчет на прочность элементов (кроме балок с гибкой стенкой, с перфорированной стенкой и подкрановых балок), изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле

.                                                                    (28)

Значения касательных напряжений в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию

.                                                                    (29)*

__________________

* Формула 29 в издании СНиП - М.: ЦИПТ Госстроя СССР, 1990 год имеет следующий вид:

- Примечание изготовителя базы данных.

При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения в формуле (29) следует умножать на коэффициент , определяемый по формуле

,                                                                     (30)

  где - шаг отверстий;

- диаметр отверстия.

5.13. Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, следует определять местное напряжение по формуле     

,                                                                 (31)

где - расчетное значение нагрузки (силы);

- условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий  опирания; для случая опирания по рис.5.

,                                                                        (32)

где - толщина верхнего пояса балки, если нижняя балка сварная (рис.5, а ), или расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (рис.5, б ).

5.14*. Для стенок балок, рассчитываемых по формуле (28), должны выполняться условия:

;

,                                                                                 (33)

где     -  нормальные напряжения в срединной плоскости стенки, параллельные оси балки;

- то же, перпендикулярные оси балки, в том числе , определяемое по формуле (31);

         
        - касательное напряжение, вычисляемое по формуле (29) с учетом формулы (30).

Напряжения и , принимаемые в формуле (33) со своими знаками, а также следует определять в одной и той же точке балки

.

5.15. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки и удовлетворяющих требованиям пп.5.12 и 5.14*, следует выполнять по формуле

,                                                           (34)

 где - следует определять для сжатого пояса;

- коэффициент, определяемый по прил.7*.

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

и.

5.16*. Устойчивость балок не требуется проверять:

1. а) при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и т.п.);

2. б) при отношении расчетной длины балки   к ширине сжатого пояса   не превышающем значений, определяемых по формулам табл.8* для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 8*

Закрепление сжатого пояса в горизонтальной плоскости должно быть рассчитано на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении в отдельных точках по формуле (23)*, в которой следует определять при гибкости (здесь - радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а следует вычислять по формуле

;                                                 (37, а)

при непрерывном закреплении по формуле

,                                                         (37, б)

где - условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

        - условная поперечная сила, определяемая по формуле (23)*, в которой следует принимать 1, а - определять по формуле (37,а).

5.17. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

,                                                   (38)

где и - координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

В балках, рассчитываемых по формуле (38), значения напряжений в стенке балки должны быть проверены по формулам (29) и (33) в двух главных плоскостях изгиба.

При выполнении требований п.5.16*,а проверка устойчивости балок, изгибаемых в двух плоскостях, не требуется.

5.18*. Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см), несущих статическую нагрузку, при соблюдении пп.5.19*-5.21, 7.5 и 7.24 следует выполнять с учетом развития пластических деформаций по формулам:

при изгибе в одной из главных плоскостей при касательных напряжениях 0,9(кроме опорных сечений)

;                                                        (39)

при изгибе в двух главных плоскостях при касательных напряжениях 0,5 (кроме опорных сечений)

;                                    (40)

здесь , и - абсолютные значения изгибающих моментов;

- коэффициент, определяемый по формулам (42) и (43);

и   - коэффициенты, принимаемые по табл.66.

Расчет в опорном сечении балок (при 0; 0 и 0) следует выполнять по формуле

.                                                                        (41)

При наличии зоны чистого изгиба в формулах (39) и (40) вместо коэффициентов , и следует принимать соответственно:

; ; .

При одновременном действии в сечении момента и поперечной силы коэффициент следует определять по формулам:

при ;                                                               (42)

при ,                                              (43)

    где ; ;                                               (44)

здесь   - коэффициент, принимаемый по табл.66;

и - соответственно толщина и высота стенки;

- коэффициент, равный =0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки; 0 - для других типов сечений;

- коэффициент, принимаемый не менее единицы и не более коэффициента

С целью оптимизации балок при их расчете с учетом требований пп.5.20, 7.5, 7.24 и 13.1 значения коэффициентов , и в формулах (39) и (40) допускается принимать меньше значений, приведенных в табл.66, но не менее 1,0.

При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения касательных напряжений следует умножать на коэффициент, определяемый по формуле

 (30).

5.19*. Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения с наиболее неблагоприятным сочетанием усилий и ; в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается.

Расчет на прочность изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см), воспринимающих динамические, вибрационные или подвижные нагрузки, допускается выполнять с учетом развития пластических деформаций, не препятствующих требуемым условиям эксплуатации конструкций и оборудования.

5.20. Для обеспечения общей устойчивости балок, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, необходимо, чтобы либо были выполнены требования п.5.16*,а , либо наибольшие значения отношений расчетной длины балки к ширине сжатого пояса , определяемые по формулам табл.8*, были уменьшены умножением на коэффициент , здесь  

Учет пластичности при расчете балок со сжатым поясом менее развитым, чем растянутый, допускается лишь при выполнении условий п.5.16*, а.

5.21. В балках, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, стенки следует укреплять поперечными ребрами жесткости согласно требованиям пп.7.10, 7.12 и 7.13, в том числе в местах приложения сосредоточенной нагрузки.

5.22. Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости наибольшей жесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20%, несущих статическую нагрузку, при условии соблюдения требований пп.5.20, 5.21, 7.5 и 7.24 следует выполнять по формуле (39) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов.

Расчетные значения изгибающего момента следует определять по формуле

,                                                                  (45)

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

- коэффициент перераспределения моментов, определяемый по формуле

;                                                        (46)

здесь - условный изгибающий момент, равный:

1. а) в неразрезных балках со свободно опертыми концами большему из значений

   ;                                                     (47)

   
   ,                                                               (48)

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

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

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

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

           - длина крайнего пролета;

2. б) в однопролетных и неразрезных балках с защемленными концами 0,5, где - наибольший из моментов, вычисленных как в балках с шарнирами на опорах;

3. в) в балке с одним защемленным и другим свободно опертым концом значение следует определять по формуле (47).

Расчетное значение поперечной силы   в формуле (44) следует принимать в месте действия . Если - момент в пролете, следует проверить опорное сечение

 балки.

5.23. Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих требованиям п.5.22, в случае изгиба в двух главных плоскостях при 0,5 следует производить по формуле (40) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно требованиям п.5.22.

5.24*. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по формуле (49) выполнять не требуется при значении приведенного эксцентриситета 20, отсутствии ослабления сечения и одинаковых значениях изгибающих моментов, принимаемых в расчетах на прочность и устойчивость.    

5.25*. Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см), не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, при и  следует выполнять по формуле

,                              (49)

где , и - абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающих моментов при наиболее неблагоприятном их сочетании;

, и - коэффициенты, принимаемые по прил.5.

Если , формулу (49) следует применять при выполнении требований пп.7.5 и 7.24.

В прочих случаях расчет следует выполнять по формуле

,                                               (50)

где и - координаты рассматриваемой точки сечения относительно его главных осей

.

5.26. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует выполнять как в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости), так и из плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

5.27*. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения (с учетом требований пп.5.28* и 5.33 настоящих норм) в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

.                                                             (51)

В формуле (51) коэффициент следует определять:

1. а) для сплошностенчатых стержней по табл.74 в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета  определяемого по формуле

   ,                                                                  (52)

   
   где - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по табл.73;

   - относительный эксцентриситет (здесь - эксцентриситет; - момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна);

2. б) для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, по табл.75 в зависимости от условной приведенной гибкости ( по табл.7) и относительного эксцентриситета   определяемого по формуле

   ,                                                                    (53)

   
   где - расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

При вычислении эксцентриситета значения и следует принимать согласно требованиям п.5.29.

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых трехгранных сквозных стержней с решетками или планками и постоянным по длине равносторонним сечением следует выполнять согласно требованиям разд.15*.

Расчет на устойчивость не требуется для сплошностенчатых стержней при 20 и для сквозных стержней при 20,  в этих случаях расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

5.28*. Внецентренно-сжатые элементы, выполненные из стали с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см) и имеющие резко несимметричные сечения (типы сечений 10 и 11 по табл.73), кроме расчета по формуле (51), должны быть проверены на прочность по формуле

 ,                                                  (54)

где значение следует вычислять для растянутого волокна, а коэффициент определять по формуле

.                                                 (55)

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

При этом значения следует принимать равными:

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

• для ступенчатых колонн - наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;

• для колонн с одним защемленным, а другим свободным концом - моменту в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины колонны от заделки;

• для сжатых верхних поясов ферм и структурных плит, воспринимающих внеузловую нагрузку, - наибольшему моменту в пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругой неразрезной балки;

• для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими одну ось симметрии, совпадающую с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам табл.9.

Таблица 9

Для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, расчетные значения эксцентриситетов следует определять по табл.76.

5.30. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости , совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

,                                                              (56)

где - коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п.5.31;

- коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п.5.3 настоящих норм

.

5.31. Коэффициент в формуле (56) следует определять:

при значениях относительного эксцентриситета по формуле

,                                                              (57)

где и - коэффициенты, принимаемые по табл.10;

при значениях относительного эксцентриситета 10  по формуле     

,                                                            (58)

где -  коэффициент, определяемый согласно требованиям п.5.15 и прил.7* как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса; для замкнутых сечений 1,0;

при значениях относительного эксцентриситета  510 по формуле     

,                                          (59)

где определяется по формуле (57) при 5, a   -  по формуле (58) при 10.

Таблица 10

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 по длине стержня момента);

• для стержней с одним защемленным, а другим свободным концом - момент в заделке (но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки).

При гибкости коэффициент не должен превышать:

• для стержней замкнутого сечения - единицы;

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

  ,                                              (60)

  где

  ;

  ; ;

  
  здесь и   - соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение;

  - расстояние между осями поясов;

• для двутавровых и тавровых сечений с одной осью симметрии коэффициенты не должны превышать значений, определяемых по формуле (173) прил.6.

5.32. Внецентренно-сжатые элементы, изгибаемые в плоскости наименьшей жесткости ( и  0),  при   следует рассчитывать по формуле (51), а также проверять на устойчивость из плоскости действия момента как центрально-сжатые стержни по формуле

,                                                            (61)

где - коэффициент, принимаемый согласно требованиям п.5.3 настоящих норм.

При проверка устойчивости из плоскости действия момента не требуется.

5.33. В сквозных внецентренно-сжатых стержнях с решетками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, кроме расчета на устойчивость стержня в целом по формуле (51) должны быть проверены отдельные ветви как центрально-сжатые стержни по формуле (7).

Продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия от момента. Значение этого усилия при изгибе в плоскости, перпендикулярной оси (табл.7), должно быть определено по формулам: -  для сечений типов 1 и 3; - для сечения типа 2; для сечения типа 3 при изгибе в плоскости, перпендикулярной оси , усилие от момента  (здесь - расстояние между осями ветвей).

Отдельные ветви внецентренно-сжатых сквозных стержней с планками следует проверять на устойчивость как внецентренно-сжатые элементы с учетом усилий от момента и местного изгиба ветвей от фактической или условной поперечной силы (как в поясах безраскосной фермы), а также п.5.36 настоящих норм.

5.34. Расчет на устойчивость сплошностенчатых стержней, подверженных сжатию и изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости с плоскостью симметрии следует выполнять по формуле

                                                             ,                                                         (62)

где    

;                                                    

здесь следует определять согласно требованиям п.5.27* с заменой в формулах и соответственно на и  , а - согласно требованиям п.5.31.

При вычислении приведенного относительного эксцентриситета для стержней двутаврового сечения с неодинаковыми полками коэффициент следует определять как для сечения типа 8 по табл.73.

Если , то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формулам (51) и (56), принимая 0.

Значения относительных эксцентриситетов следует определять по формулам:

и ,                                                (63)

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

Если , то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формуле (51), принимая 0.

В случае несовпадения плоскости наибольшей жесткости () с плоскостью симметрии расчетное значение следует увеличить на 25

%.

5.35. Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси (рис.6), 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 п.5.27*, принимая 0;

• для отдельных ветвей - как внецентренно-сжатых элементов по формулам (51) и (56), при этом продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом усилия от момента (см. п.5.33), а момент распределять между ветвями пропорционально их жесткостям (если момент действует в плоскости одной из ветвей, то следует считать его полностью передающимся на эту ветвь). Гибкость отдельной ветви следует определять при расчете по формуле (51) согласно требованиям п.6.13 настоящих норм, при расчете по формуле (56) - по максимальному расстоянию между узлами решетки.

5.36. Расчет соединительных планок или решеток сквозных внецентренно-сжатых стержней следует выполнять согласно требованиям п.5.9 и 5.10 настоящих норм на поперечную силу, равную большему из двух значений: фактическую поперечную силу или условную поперечную силу , вычисляемую согласно требованиям п.5.8* настоящих норм.

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

5.37. Неподвижные шарнирные опоры с центрирующими прокладками, тангенциальные, и при весьма больших реакциях - балансирные опоры следует применять при необходимости строго равномерного распределения давления под опорой.

Плоские или катковые подвижные опоры следует применять в случаях, когда нижележащая конструкция должна быть разгружена от горизонтальных усилий, возникающих при неподвижном опирании балки или фермы.

Коэффициент трения в плоских подвижных опорах принимается равным 0,3, в катковых - 0,03.

5.38. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опор следует выполнять (при центральном угле касания поверхностей, равном или большем 2)  по формуле

  ,                                                                (64)

где - давление (сила) на опору;

и - соответственно радиус и длина шарнира;

- расчетное сопротивление местному смятию при плотном касании, принимаемое согласно требованиям п.3.1* настоящих норм.

5.39. Расчет на диаметральное сжатие катков должен производиться по формуле

,                                                               (65)

где - число катков;

        и -  соответственно диаметр и длина катка;

      - расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемое согласно требованиям п.3.1* настоящих норм.

6.1. Расчетные длины элементов плоских ферм и связей, за исключением элементов перекрестной решетки ферм, следует принимать по табл.11.

Таблица 11

6.2. Расчетную длину элемента, по длине которого действуют сжимающие силы и , из плоскости фермы (рис.7, в , г ; рис.8) следует вычислять по формуле

.                                                 (66)

Расчет на устойчивость в этом случае следует выполнять на силу .

6.3*. Расчетные длины элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис.7, д ), следует принимать:

• в плоскости фермы - равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения ( );

  из плоскости фермы: для сжатых элементов - по табл.12; для растянутых элементов - равными полной геометрической длине элемента

  Таблица 12

  Конструкция узла пересечения элементов решетки	Расчетная длина из плоскости фермы при поддерживающем элементе
  	растянутом	неработающем	сжатом
  Оба элемента не прерываются
  Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:
  рассматриваемый элемент не прерывается
  рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой		-	-
  Обозначения, принятые в табл.12 (рис.7, д ): - расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов; - полная геометрическая длина элемента.

6.4. Радиусы инерции   сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:

• при расчетной длине элемента, равной   или 0,9 (где - расстояние между ближайшими узлами) - минимальный ;

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

6.5*. Расчетные длины и радиусы инерции сечений сжатых и ненагруженных элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать по табл.13*.

               Таблица 13*

6.6. Расчетные длины и радиусы инерции сечений при определении гибкости элементов плоских траверс (например, по рис.21) следует принимать по табл.16.          

Таблица 16

6.7. Расчетные длины элементов структурных конструкций следует принимать по табл.17.       

Таблица 17

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

• для сжато-изгибаемых элементов относительно оси, перпендикулярной или параллельной плоскости изгиба ( или );

• в остальных случаях - минимальные ().

Расчетные длины колонн (стоек)

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

,                                                                (67)

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

        - коэффициент расчетной длины

.

6.9*. Коэффициенты расчетной длины колонн и стоек постоянного сечения следует принимать в зависимости от условий закрепления их концов и вида нагрузки.

Для некоторых случаев закрепления и вида нагрузки значения приведены в прил.6, табл.71, а.

6.10*. Коэффициенты расчетной длины колонн постоянного сечения в плоскости рамы при жестком креплении ригелей к колоннам следует определять:

• для свободных рам при одинаковом нагружении верхних узлов по формулам табл.17, а;

  для несвободных рам по формуле

                                                  (70, в)

  Таблица 17, а

  Расчетные схемы свободных рам	Формулы для определения коэффициента	Коэффициенты и в формулах (68), (69) и (70 а, б) для рам
  		однопролетных	многопролетных (2)
  	(68)
  	(69)
  		Верхний этаж
  	при 0,2 (70,a) ;
  		Средний этаж
  	при 0,2               (70,б)
  		Нижний этаж
  Обозначения, принятые в табл.17, а: ; ; ; . - число пролетов; и - соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны; , , - пролеты рамы; , , и , , - моменты инерции сечения ригелей, примыкающих соответственно к верхнему и нижнему концу проверяемой колонны. Примечание. Для крайней колонны свободной многопролетной рамы коэффициент следует определять как для колонн однопролетной рамы.

В формуле (70, в) и принимаются равными:

• в одноэтажной раме: ; ;

  в многоэтажной раме:

  • для верхнего этажа ; ;

             "   среднего     "      ; ;

             "   нижнего      "      ; ,

    где ; ; ;  следует определять по табл.17, а.

Для одноэтажных рам в формуле (69) и многоэтажных в формулах (70, а, б, в) при шарнирном креплении нижних или верхних ригелей к колоннам принимаются  0 или 0 0  или

6.11*. Коэффициенты расчетной длины отдельных участков ступенчатых колонн в плоскости рамы следует определять согласно прил.6.

При определении коэффициентов расчетной длины для ступенчатых колонн рам одноэтажных производственных зданий разрешается:

• не учитывать влияние степени загружения и жесткости соседних колонн;

• определять расчетные длины колонн лишь для комбинации нагрузок, дающей наибольшие значения продольных сил на отдельных участках колонн, и получаемые значения использовать для других комбинаций нагрузок;

• для многопролетных рам (с числом пролетов два и более) при наличии жесткого диска покрытия или продольных связей, связывающих поверху все колонны и обеспечивающих пространственную работу сооружения, определять расчетные длины колонн как для стоек, неподвижно закрепленных на уровне ригелей;

• для одноступенчатых колонн при соблюдении условий 0,6 и 3  принимать значения по табл.18.

Таблица 18

6.12. Исключен.

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

6.14. Расчетную длину ветвей плоских опор транспортерных галерей следует принимать равной:

• в продольном направлении галереи - высоте опоры (от низа базы до оси нижнего пояса фермы или балки), умноженной на коэффициент , определяемый как для стоек постоянного сечения в зависимости от условий закрепления их концов;

• в поперечном направлении (в плоскости опоры) - расстоянию между центрами узлов, при этом должна быть также проверена общая устойчивость опоры в целом как составного стержня , защемленного в основании и свободного вверху.

Предельные гибкости сжатых элементов

6.15*. Гибкости сжатых элементов не должны превышать значений, приведенных в табл.19*.

Таблица 19*

Предельные гибкости растянутых элементов

6.16*. Гибкости растянутых элементов не должны превышать значений, приведенных в табл.20*.

Таблица 20*

7.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять:

• поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

• поперечными основными и продольными ребрами;

• поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

         - расстояние между осями поперечных основных ребер;

- расчетная высота стенки (рис.10), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах - расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, - расстоянию между началами внутренних закруглений, в гнутых профилях (рис.11) - расстоянию между краями выкружек;

          - толщина стенки.

7.2*. 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 напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение следует вычислять по формулам:

;                                                                   (72)

,                                                                      (73)

где - полная высота стенки;

и - средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты, то и следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком.

Местное напряжение в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям пп.5.13 и 13.34* (при =1,1)  настоящих норм.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: и или и

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (74) не превышают 0,9 при 3,8 и при  3,8.

7.3. Устойчивость стенок балок не требуется проверять, если при выполнении условий (33) условная гибкость стенки    не превышает значений:

• 3,5 -  при отсутствии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами;

• 3,2 -  то же, в балках с односторонними поясными швами;

• 2,5 -  при наличии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

При этом следует устанавливать поперечные основные ребра жесткости согласно требованиям пп.7.10, 7.12 и 7.13 настоящих норм.

7.4*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (0) и условной гибкости стенки 6  следует выполнять по формуле

,                                                 (74)

где -  коэффициент, принимаемый по табл.6* настоящих норм;

;                                                                             (75)

                                                        (76)

В формуле (75) коэффициент следует принимать:

• для сварных балок - по табл.21 в зависимости от значения коэффициента :         

  Таблица 21

  	0,8	1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	30
  	30,0	31,5	33,3	34,6	34,8	35,1	35,5

,                                                           (77)

где и -  соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

-  коэффициент, принимаемый по табл.22; для балок на высокопрочных болтах  35,2.

Таблица 22

В формуле (76) ,

где - меньшая из сторон пластинки ( или );

        - отношение большей стороны пластинки к меньшей.

7.5. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения  (0) и при  0,9 0,25, 2,26 следует выполнять по формуле

,                                                        (78)

где

;

здесь следует принимать по табл.6*, а - определять по формуле (73).

7.6*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис.12), при наличии местного напряжения (0) следует выполнять по формуле

,                                          (79)

где - следует принимать по табл.6* настоящих норм;

; ; - определять согласно требованиям п.7.2*;

- определять по формуле (76).

Значения и в формуле (79) следует определять:

1. а) при 0,8

   - по формуле (75);

   ,                                                                  (80)

   
   где - коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл.23 в зависимости от отношения и значения вычисляемого по формуле (77), а для балок на высокопрочных болтах - по табл.23, а;

   

   

   Рис.12. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1)

     а - сосредоточенная нагрузка приложена к сжатому поясу;  б - то же, к растянутому поясу

   Таблица 23

   	Значение для сварных балок при , равном
   	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
   1 2 4 6 10	11,5 12,0 12,3 12,4 12,4 12,5	12,4 13,0 13,3 13,5 13,6 13,7	14,8 16,1 16,6 16,8 16,9 17,0	18,0 20,4 21,6 22,1 22,5 22,9	22,1 25,7 28,1 29,1 30,0 31,0	27,1 32,1 36,3 38,3 39,7 41,6	32,6 39,2 45,2 48,7 51,0 53,8	38,9 46,5 54,9 59,4 63,3 68,2	45,6 55,7 65,1 70,4 76,5 83,6

   Таблица 23,а

   	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
   	13,7	15,9	20,8	28,4	38,7	51,0	64,2	79,8	94,9

   Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только и при определении коэффициента по формуле (77) за и следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

2. б) при 0,8 и отношения больше значений, указанных в табл.24,

         - по формуле

   ,                                                                (81)

3. где - коэффициент, определяемый по табл.25;

   - по формуле (80), в которой при 2 следует принимать ;

4. в) при 0,8 и отношения не более значений, указанных в табл.24:

   - по формуле (75);

   - по формуле (80), но с подстановкой 0,5 вместо при вычислении в формуле (80) и в табл.23.

Во всех случаях следует вычислять по действительным размерам отсека.

Таблица 24

Таблица 25

7.7.  В стенке балки симметричного сечения, укрепленной кроме поперечных основных ребер одним продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии от расчетной (сжатой) границы отсека (рис.13), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать отдельно:

1. а) пластинку 3, расположенную между сжатым поясом и продольным ребром, по формуле

   ,                                                 (82)

   
   где следует принимать по табл.6* настоящих норм, а , и - определять согласно требованиям п.7.2*.

   

   Рис.13. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами и продольным ребром жесткости

   а - сосредоточенная нагрузка приложена к сжатому поясу; б - то же, к растянутому;

   1 - поперечное основное ребро жесткости; 2 - продольное ребро жесткости;
   3  - пластинка у сжатого пояса; 4 - пластинка у растянутого пояса

             Значения и следует определять по формулам:

   при 0

   ,                                                                    (83)

   
   где                                                                      ;

   при 0 и  2

   ;                                                                     (84)

   ,                                                       (85)

   где

                                                                        (86)

   Если 2, то при вычислении и следует принимать ; необходимо определять по формуле (76) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

2. б) пластинку 4, расположенную между продольным ребром и растянутым поясом, - по формуле

   ,                                (87)

   где

   ;                                                            (88)

   
           - следует определять по формуле (80) и табл.23 при =0,8, заменяя значение отношения значением ;

           - следует определять по формуле (76) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

           - при приложении нагрузки к сжатому поясу (рис.13, а );

           -  при приложении нагрузки к растянутому поясу (рис.13, б ).

Коэффициент следует определять по табл.6* настоящих норм.   

     7.8.  При укреплении пластинки  3 дополнительными короткими поперечными ребрами их следует доводить до продольного ребра (рис.14).

7.9. Расчет на устойчивость стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым поясом) следует выполнять по формулам пп.7.4*, 7.6*-7.8 с учетом следующих изменений:

• для стенок, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, в формулах (75) и (81) и табл.25 значение следует принимать равным удвоенному расстоянию от нейтральной оси до расчетной (сжатой) границы отсека. При 0,8 и 0  следует выполнять оба расчета, указанные в пп.7.6*, б и 7.6*, в , независимо от значения ;

  для стенок, укрепленных поперечными ребрами и одним продольным ребром, расположенным в сжатой зоне:

  1. а) в формулы (83), (84) и (87) вместо следует подставлять ;

  2. б) в формулу (88) вместо (0,5 -) следует подставлять .

Здесь ,

где -  краевое растягивающее напряжение (со знаком "минус") у расчетной границы отсека.

В случае развитого растянутого (ненагруженного) пояса расчет на устойчивость при одновременном действии напряжений и   следует производить по формуле (90).

7.10. Стенки балок следует укреплять поперечными ребрами жесткости, если значения условной гибкости стенки балки превышают 3,2 при отсутствии подвижной нагрузки и 2,2 - при наличии подвижной нагрузки на поясе балки.

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

Допускается превышать указанные выше расстояния между ребрами до значения 3 при условии, что стенка балки удовлетворяет проверкам по пп.7.4*, 7.6*-7.9 и общая устойчивость балки обеспечена выполнением требований п.5.16*, а или 5.16*, б , причем значения для сжатого пояса не должны превышать значений, определяемых по формулам табл.8* для нагрузки, приложенной к верхнему поясу.

В местах приложения больших неподвижных сосредоточенных грузов и на опорах следует устанавливать поперечные ребра.

В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части должна быть для парного симметричного ребра не менее 30+40 мм, для одностороннего ребра - не менее 24+50 мм; толщина ребра должна быть не менее  2

Стенки балок допускается укреплять односторонними поперечными ребрами жесткости из одиночных уголков, привариваемых к стенке пером. Момент инерции такого ребра, вычисляемый относительно оси, совпадающей с ближайшей к ребру гранью стенки, должен быть не меньше, чем для парного симметричного ребра.

7.11. При укреплении стенки одним продольным ребром необходимые моменты инерции сечений ребер жесткости следует определять:

для поперечных ребер - по формуле

 ;                                                                   (89)

для продольного ребра - по формулам табл.26 с учетом его предельных значений.

Таблица 26

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

Минимальные размеры выступающей части поперечных и продольных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям п.7.10.

7.12. Участок стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольный изгиб из плоскости как стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной  0,65 с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.

Нижние торцы опорных ребер (рис.15) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии опорной реакции не должны превышать: в первом случае (рис.15,а ) -  расчетного сопротивления прокатной стали смятию при 1,5 и сжатию при 1,5; во втором случае (рис.15,б ) - смятию .

7.13. Одностороннее ребро жесткости, расположенное в месте приложения к верхнему поясу сосредоточенной нагрузки, следует рассчитывать как стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. В расчетное сечение этой стойки необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной 0,65 с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.    

7.14*. Отношение расчетной высоты стенки к толщине в центрально-сжатых (=0), а также во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах по рис.16* (>0 ), кроме случаев, указанных в п.7.16*, как правило, не должно превышать значений , где значения следует определять по табл.27*.

Таблица 27

7.15. Исключен с табл.28.

7.16*. Для внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечений (рис.16*), рассчитываемых по формуле (56), отношение расчетной высоты стенки  к толщине следует определять в зависимости от значения (- 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 0,5 - по п.7.14* настоящих норм;

  при 1 - по формуле

  ,                                     (90)

  где (здесь - среднее касательное напряжение в рассматриваемом сечении);

• при 0,51 - линейной интерполяцией между значениями, вычисленными при 0,5 и 1.

7.17*. Для внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов с сечениями, отличными от двутаврового и коробчатого (за исключением таврового сечения), установленные в п.7.16* значения отношений следует умножать на коэффициент 0,75.      

7.18*. Для центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов таврового сечения с условной гибкостью от 0,8 до 4 отношение расчетной высоты стенки тавра к толщине при 12 не должно превышать значений, определяемых по формуле

,                                   (91)*

где -  ширина полки тавра;

- расчетная высота стенки тавра.

При значениях  или  в формуле (91)* следует принимать соответственно =0,8 или =4.

При назначении сечения элемента по предельной гибкости, а также при соответствующем обосновании расчетом наибольшие значения следует умножать на коэффициент (где или , ), но не более чем на 1,25.

7.19*. В центрально-сжатых элементах двутаврового сечения для стенок, имеющих расчетную высоту и укрепленных парным продольным ребром, расположенным посредине, значение установленное в п.7.14*, следует умножать на коэффициент , определяемый при по формуле

,                                       (92)

где - момент инерции сечения продольного ребра.

При укреплении стенки внецентренно-сжатого или сжато-изгибаемого элемента продольным ребром жесткости с моментом инерции , расположенным посредине стенки, наиболее нагруженную часть стенки между поясом и осью ребра следует рассматривать как самостоятельную пластинку и проверять согласно требованиям п.7.14* или 7.16*.

При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции должен вычисляться относительно оси, совмещенной с ближайшей гранью стенки.

Продольные ребра жесткости следует включать в расчетные сечения элементов.

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

Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям п.7.10 настоящих норм.

7.20*. В случаях, когда фактическое значение превышает значение, определяемое по п.7.14* (для центрально-сжатых элементов не более чем в два раза), в расчетных формулах за значение следует принимать значение  вычисленное с высотой стенки (в коробчатом сечении определяются и для пластинок, образующих сечение и расположенных соответственно параллельно и перпендикулярно плоскости изгиба):

• для двутаврового и швеллерного сечений ;

  для коробчатого сечения:

  • при центральном сжатии ;

    при внецентренном сжатии и сжатии с изгибом

    Значения следует определять:

    для центрально-сжатых элементов швеллерного сечения по формуле

    ,                                                          (92,а)

    
    где - условная гибкость стенки швеллерного сечения, принимаемая по табл.27*;

    для центрально-сжатых элементов двутаврового и коробчатого сечений по формуле

    ,                                   (92,б)

    
    где - условная гибкость стенки соответствующего сечения, принимаемая по табл.27* при =0;

            - условная гибкость стенки, при вычислении принимаемая равной;

            - коэффициент, принимаемый равным для двутаврового сечения ( при 3,5 следует принимать =3,5) и для коробчатого сечения (при 2,3 следует принимать =2,3); здесь - условная гибкость элемента, принятая по табл.27*;

    для внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по формуле (92,б), где значение следует вычислять по табл.27*, а значение при =

    Указанные изменения расчетной высоты стенки следует принимать только для определения площади сечения при расчетах по формулам (7), (51), (61) и (62) нас

  • тоящих норм.

7.21*. Стенки сплошных колонн при следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5-3) одно от другого; на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер.

Минимальные размеры выступающей части поперечных ребер жесткости следует принимать согласно требованиям п.7.10 настоящих норм.

7.22*. Расчетную ширину свеса поясных листов (полок) следует принимать равной расстоянию: в сварных элементах - от грани стенки (при односторонних швах от грани стенки со стороны шва) до края поясного листа (полки); в прокатных профилях - от начала внутреннего закругления до края полки; в гнутых профилях (рис.11) - от края выкружки стенки до края поясного листа (полки).

7.23*. В центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах с условной гибкостью от 0,8 до 4 отношение расчетной ширины свеса поясного листа (полки) к толщине следует принимать не более значений, определяемых по формулам табл.29*.

Таблица 29*

При значениях 0,8 или 4 в формулах табл.29* следует принимать соответственно0,8 или 4.

7.24. В изгибаемых элементах отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине следует принимать не более значений, определяемых по табл.30.

Таблица 30

7.25. Высота окаймляющего ребра полки , измеряемая от ее оси, должна быть не менее в элементах, не усиленных планками (рис.11), и - в элементах, усиленных планками, при этом толщина ребра должна быть не менее .

7.26*. В центрально-сжатых элементах коробчатого сечения наибольшее отношение расчетной ширины пояса к толщине следует принимать по табл.27* как для стенок коробчатого сечения.

Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах коробчатого сечения наибольшее отношение следует принимать:

• при - как для центрально-сжатых элементов;

• при и          ;     

• при и         .

При значениях относительного эксцентриситета 0,31 наибольшие отношения следует определять линейной интерполяцией между значениями вычисленными при  0,3 и  1.        

7.27*. При назначении сечений центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по предельной гибкости, а изгибаемых элементов - по предельным прогибам, а также при соответствующем обосновании расчетом наибольшие значения отношения расчетной ширины свеса к толщине следует умножать на коэффициент, но не более чем на 1,25.

Здесь следует принимать:

• для центрально-, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов: - меньшее из значений , , , , использованное при проверке устойчивости элемента; ;

• для изгибаемых элементов: =1; - большее из двух значений или .

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

,                                           (93)

где  и -  нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярным направлениям;

- коэффициент условий работы конструкций, назначаемый в соответствии с требованиями СНиП по проектированию сооружений промышленных предприятий.

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

8.2. Напряжения в безмоментных тонкостенных оболочках вращения (рис.17), находящихся под давлением жидкости, газа или сыпучего материала, следует определять по формулам:

;                                                                    (94)

,                                                                  (95)

где и - соответственно меридиональное и кольцевое напряжения;

и - радиусы кривизны в главных направлениях срединной поверхности оболочки;

- расчетное давление на единицу поверхности оболочки;

- толщина оболочки;

- проекция на ось оболочки полного расчетного давления, действующего на часть оболочки (рис.17);

и - радиус и угол, показанные на рис.17.

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

для цилиндрических оболочек

и ;                                                                        (96)

для сферических оболочек

;                                                                            (97)

     для конических оболочек

и ,                                                                   (98)

где - расчетное внутреннее давление на единицу поверхности оболочки;

        - радиус срединной поверхности оболочки (рис.18);

        - угол между образующей конуса и его осью (рис.18).

8.4. В местах изменения формы или толщины оболочек, а также изменения нагрузки должны быть учтены местные напряжения (краевой эффект).

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

,                                                                     (99)

где - расчетное напряжение в оболочке;

- критическое напряжение, равное меньшему из значений или (здесь - радиус срединной поверхности оболочки; - толщина оболочки).

Значения коэффициентов при 0300  следует определять по формуле

.                                             (100)

Значения коэффициентов следует определять по табл.31.

Таблица 31

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

8.6. В трубах, рассчитываемых как сжатые или сжато-изгибаемые стержни, при условной гибкости 0,65 должно быть выполнено условие

.                                                           (101)

Такие трубы следует рассчитывать на устойчивость в соответствии с требованиями разд.5 настоящих норм независимо от расчета на устойчивость стенок. Расчет на устойчивость стенок бесшовных или электросварных труб не требуется, если значение не превышает половины значений, определяемых по формуле (101).

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

при расчетном напряжении 0,8

;                                                                 (102)

при расчетном напряжении  

.                                                      (103)

При 0,8 наибольшее отношение следует определять линейной интерполяцией.

     Если 20, панель следует рассчитывать на устойчивость как оболочку согласно требованиям п.8.5.

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

,                                                                      (104)

где -  расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

-  критическое напряжение, определяемое по формулам:     

     при 0,510

;                                                    (105)

при 20     

;                                                                  (106)

при 1020  напряжение следует определять линейной интерполяцией.

Здесь длина цилиндрической оболочки.

Та же оболочка, но укрепленная кольцевыми ребрами, расположенными с шагом 0,5 между осями, должна быть рассчитана на устойчивость по формулам (104)-(106) с подстановкой в них значения вместо

В этом случае должно быть удовлетворено условие устойчивости ребра в своей плоскости как сжатого стержня согласно требованиям п.5.3 при    и расчетной длине стержня , при этом в сечение ребра следует включать участки оболочки шириной 0,65с каждой стороны от оси ребра, а условная гибкость стержня не должна превышать 6,5.

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

8.9. Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в пп.8.5 и 8.8*, следует выполнять по формуле

,                                                                        (107)

где должно быть вычислено согласно требованиям п.8.5, а - согласно требованиям п.8.8*

.

8.10. Расчет на устойчивость конической оболочки вращения с углом конусности 60°, сжатой силой вдоль оси (рис.19) следует выполнять по формуле

,                                                                            (108)

где -  критическая сила, определяемая по формуле

,                                                            (109)

здесь - толщина оболочки;

        - значение напряжения, вычисленное согласно требованиям п.8.5 с заменой радиуса радиусом , равным

                                                                (110)

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

,                                                                        (111)

здесь -  расчетное кольцевое напряжение в оболочке;

-  критическое напряжение, определяемое по формуле

,                                                  (112)

где - высота конической оболочки (между основаниями);

- радиус, определяемый по формуле (110).

8.12. Расчет на устойчивость конической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в пп.8.10 и 8.11, следует выполнять по формуле

,                                                         (113)

где значения и   следует вычислять по формулам (109) и (112).

8.13. Расчет на устойчивость полной сферической оболочки (или ее сегмента) при 750 и действии внешнего равномерного давления нормального к ее поверхности, следует выполнять по формуле

,                                                                   (114)

где - расчетное напряжение;

- критическое напряжение, принимаемое не более ;

- радиус срединной поверхности сферы.

8.14. При расчете мембранных конструкций опирание кромок мембраны на упругие элементы контура следует считать шарнирным по линии опирания и способным передавать сдвиг на элементы контура.

8.15. Расчет мембранных конструкций должен производиться на основе совместной работы мембраны и элементов контура с учетом их деформированного состояния и геометрической нелинейности мембраны.

8.16. Нормальные и касательные напряжения, распределенные по кромкам мембраны, следует считать уравновешенными сжатием и изгибом опорного контура в тангенциальной плоскости.

При расчете опорных элементов контура мембранных конструкций следует учитывать:

• изгиб в тангенциальной плоскости;

• осевое сжатие в элементах контура;

• сжатие, вызываемое касательными напряжениями по линии контакта мембраны с элементами контура;

• изгиб в вертикальной плоскости.

8.17. При прикреплении мембраны с эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения элементов контура кроме факторов, указанных в п.8.16, при расчете контуров следует учитывать кручение.

8.18. При определении напряжений в центре круглых в плане плоских мембран допускается принимать, что опорный контур является недеформируемым.

8.19. Для определения напряжений в центре эллиптической мембраны, закрепленной на деформируемом контуре, допускается применять требования п.8.18 при условии замены значения радиуса значением большей главной полуоси эллипса (отношение большей полуоси к меньшей должно быть не более 1,2).

11.1*. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле

,                                                              (119)

где - наименьшая толщина соединяемых элементов;

- расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2 или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

При расчете сварных стыковых соединений элементов конструкций, рассчитанных согласно п.5.2, в формуле (119) вместо следует принимать

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно прил.2, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества растянутых швов.

11.2*. Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис.20):

по металлу шва (сечение 1)

;                                                  (120)

по металлу границы сплавления (сечение 2)

,                                           (121)

где - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм;

        и - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см) - по табл.34*; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки =0,7 и =1;

        и - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I, I, II и II, для которых =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением  =410 МПа (4200 кгс/см) и =0,85 - для всех сталей.

11.3*. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

;                                                               (122)

по металлу границы сплавления

,                                                                (123)

где - момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

        - то же, по металлу границы сплавления.

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения этих швов следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

;                                                (124)

по металлу границы сплавления

,                                           (125)

где и   -  моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

и -  то же , по металлу границы сплавления;

и - координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения.

11.4. Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (33), в которой значения , , и следует принимать соответственно: и - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; - касательное напряжение в сварном соединении;

11.5. При расчете сварных соединений с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия

и ,                                      (126)

где и - напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом.

11.6. В болтовых соединениях при действии продольной силы , проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным.

11.7*. Расчетное усилие , которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

на срез

;                                                                 (127)

на смятие

;                                                               (128)

на растяжение

.                                                                   (129)

Обозначения, принятые в формулах (127)-(129):

, , -  расчетные сопротивления болтовых соединений;

-  наружный диаметр стержня болта;

- расчетная площадь сечения стержня болта;

- площадь сечения болта нетто; для болтов с метрической резьбой значение следует принимать по прил.1 к ГОСТ 22356-77*;

- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

- число расчетных срезов одного болта;

- коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл.35*.

Таблица 35*

Для одноболтовых соединений следует учитывать коэффициенты условий работы  согласно требованиям п.11.8.

11.8. Количество болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле

,                                                                   (130)

где - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных согласно требованиям п.11.7* настоящих норм.

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

11.10. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и растяжение.

Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на равнодействующее усилие.

11.11. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10%.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей количество болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчета на 50%.

11.12. Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

11.13*. Расчетное усилие , которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле

,                                                       (131)*

где - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

-  коэффициент трения, принимаемый по табл.36*;

- коэффициент надежности, принимаемый по табл.36*;

- площадь сечения болта нетто, определяемая по табл.62*;

- коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

• 0,8  при  5;

• 0,9  при  510;

• 1,0  при  10.

Таблица 36*

Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле

,                                                                 (132)*

где - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием

11.14. Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках - по площади сечения нетто , при статических нагрузках - по площади сечения брутто при либо по условной площади при .

11.15. В соединениях элементов с фрезерованными торцами (в стыках и базах колонн и т.п.) сжимающую силу следует считать полностью передающейся через торцы.

Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах сварные швы и болты, включая высокопрочные, указанных соединений следует рассчитывать на максимальное растягивающее усилие от действия момента и продольной силы при наиболее неблагоприятном их сочетании, а также на сдвигающее усилие от действия поперечной силы.

11.16. Сварные швы и высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных двутавровых балок, следует рассчитывать согласно табл.37*.

Таблица 37*

При отсутствии ребер жесткости для передачи больших неподвижных сосредоточенных нагрузок расчет прикрепления верхнего пояса следует выполнять как для подвижной сосредоточенной нагрузки.

При приложении неподвижной сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу балки сварные швы и высокопрочные болты, прикрепляющие этот пояс к стенке, следует рассчитывать по формулам (138)-(140)* табл.37* независимо от наличия ребер жесткости в местах приложения грузов.

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

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

12.1*. При проектировании стальных конструкций необходимо:

• предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначения их в зависимости от основных параметров сооружения и режима его эксплуатации (конструктивной схемы, пролетов, типов кранов и режимов их работы, температурных воздействий и т.п.);

• учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования предприятий - изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортное и другое оборудование монтажных организаций;

• производить разбивку конструкций на отправочные элементы с учетом вида транспорта и габаритов транспортных средств, рационального и экономичного транспортирования конструкций на строительство и выполнения максимального объема работ на предприятии-изготовителе;

• использовать возможность фрезерования торцов для мощных сжатых и внецентренно-сжатых элементов (при отсутствии значительных краевых растягивающих напряжений) при наличии соответствующего оборудования на предприятии-изготовителе;

• предусматривать монтажные крепления элементов (устройство монтажных столиков и т.п.);

• в болтовых монтажных соединениях применять болты класса точности В и С, а также высокопрочные, при этом в соединениях, воспринимающих значительные вертикальные усилия (креплениях ферм, ригелей, рам и т.п.), следует предусматривать столики; при наличии в соединениях изгибающих моментов следует применять болты класса точности В и С, работающие на растяжение.

12.2. При конструировании стальных сварных конструкций следует исключать возможность вредного влияния остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строгания, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).

12.3. В сварных соединениях стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения конструкций в процессе их монтажа и эксплуатации в результате неблагоприятного сочетания следующих факторов:

• высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединений, а также остаточных напряжений;

• резких концентраторов напряжений на участках с высокими местными напряжениями и ориентированных поперек направления действующих растягивающих напряжений;

• пониженной температуры, при которой данная марка стали в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние.

При конструировании сварных конструкций следует учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений и менее чувствительны к эксцентриситетам по сравнению с решетчатыми конструкциями.

12.4*. Стальные конструкции следует защищать от коррозии в соответствии со СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

Защита конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях тропического климата, должна выполняться по ГОСТ 15150-69*.

12.5. Конструкции, которые могут подвергаться воздействию расплавленного металла (в виде брызг при разливке металла, при прорыве металла из печей или ковшей), следует защищать облицовкой или ограждающими стенками из огнеупорного кирпича или жароупорного бетона, защищенными от механических повреждений.

Конструкции, подвергающиеся длительному воздействию лучистой или конвекционной теплоты или кратковременному воздействию огня во время аварий тепловых агрегатов, следует защищать подвесными металлическими экранами или футеровкой из кирпича или жароупорного бетона.

12.6. В конструкциях со сварными соединениями следует:

• предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки;

• обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.

12.7. Разделку кромок под сварку следует принимать по ГОСТ 8713-79*, ГОСТ 11533-75, ГОСТ 14771-76*, ГОСТ 23518-79, ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11534-75.

12.8. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

1. а) катеты угловых швов должны быть не более 1,2, где - наименьшая толщина соединяемых элементов;

2. б) катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл.38*;

3. в) расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4 и не менее 40 мм;

4. г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85 ( - коэффициент, принимаемый по табл.34*), за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва;

5. д) размер нахлестки должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;

6. е) соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1. При разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами, при этом катет, примыкающий к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям п.12.8,а, а примыкающий к более толстому элементу - требованиям п.12.8,б;

7. ж) в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, а также возводимых в климатических районах I, I, II и II, угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу при обосновании расчетом на выносливость или на прочность с учетом хрупкого разрушения.

Таблица 38*

12.9*. Для прикрепления ребер жесткости, диафрагм и поясов сварных двутавров по пп.7.2*, 7.3, 13.12*, 13.26 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл.38*.

Применение этих односторонних угловых швов не допускается в конструкциях:

• группы I;

• эксплуатируемых в среднеагрессивной и сильноагрессивной средах (классификация согласно СНиП по защите строительных конструкций от коррозии);

• возводимых в климатических районах I, I, II и II.

12.10. Для расчетных и конструктивных угловых швов в проекте должны быть указаны вид сварки, электроды или сварочная проволока, положение шва при сварке.

12.11. Сварные стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным проваром и с применением выводимых планок.

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

12.12. Применение комбинированных соединений, в которых часть усилия воспринимается сварными швами, а часть - болтами, не допускается.

12.13. Применение прерывистых швов, а также электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, допускается только в конструкциях группы 4.

12.14. Отверстия в деталях стальных конструкций следует выполнять согласно требованиям СНиП по правилам производства и приемки работ для металлических конструкций.

12.15*. Болты класса точности А следует применять для соединений, в которых отверстия просверлены на проектный диаметр в собранных элементах либо по кондукторам в отдельных элементах и деталях, просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующим рассверливанием до проектного диаметра в собранных элементах.

Болты класса точности В и С в многоболтовых соединениях следует применять для конструкций, изготовляемых из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см).

12.16. Элементы в узле допускается крепить одним болтом.

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

12.18*. Под гайки болтов следует устанавливать круглые шайбы по ГОСТ 11371-78*, под гайки и головки высокопрочных болтов следует устанавливать шайбы по ГОСТ 22355-77*. Для высокопрочных болтов по ГОСТ 22353-77* с увеличенными размерами головок и гаек и при разности номинальных диаметров отверстия и болта, не превышающей 3 мм, а в конструкциях, изготовленных из стали с временным сопротивлением не ниже 440 МПа (4500 кгс/см), не превышающей 4 мм, допускается установка одной шайбы под гайку.

Резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, не должна находиться на глубине более половины толщины элемента, прилегающего к гайке, или свыше 5 мм, кроме структурных конструкций, опор линий электропередачи и открытых распределительных устройств и линий контактных сетей транспорта, где резьба должна находиться вне пакета соединяемых элементов.

12.19*. Болты (в том числе высокопрочные) следует размещать в соответствии с табл.39.

Таблица 39

Соединительные болты должны размещаться, как правило, на максимальных расстояниях; в стыках и узлах следует размещать болты на минимальных расстояниях.

При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее , где - расстояние между рядами поперек усилия, -  диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента определяется с учетом ослабления его отверстиями, расположенными только в одном сечении поперек усилия (не по "зигзагу").

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

12.20*. В соединениях с болтами классов точности А, В и С (за исключением крепления второстепенных конструкций и соединений на высокопрочных болтах) должны быть предусмотрены меры против развинчивания гаек (постановка пружинных шайб или контргаек).

13.1*. Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных значений, установленных СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Табл.40* исключена.

13.2-13.4 и табл.41* исключены.     

13.5. Наибольшие расстояния между температурными швами стальных каркасов одноэтажных зданий и сооружений следует принимать согласно табл.42.

Таблица 42

При превышении более чем на 5% указанных в табл.42 расстояний, а также при увеличении жесткости каркаса стенами или другими конструкциями в расчете следует учитывать климатические температурные воздействия, неупругие деформации конструкций и податливость узлов.

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

Смещение осей поясов ферм при изменении сечений допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5%  высоты пояса.

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

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

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

13.8. При расчете ферм с элементами из уголков или тавров соединения элементов в узлах ферм допускается принимать шарнирными. При двутавровых, Н-образных и трубчатых сечениях элементов расчет ферм по шарнирной схеме допускается, когда отношение высоты сечения к длине элементов не превышает: 1/10 - для конструкций, эксплуатируемых во всех климатических районах, кроме I, I, II и II; 1/15 - в районах I, I, II и II.

При превышении этих отношений следует учитывать дополнительные изгибающие моменты в элементах от жесткости узлов. Учет жесткости узлов в фермах разрешается производить приближенными методами; осевые усилия допускается определять по шарнирной схем

е.

13.9*. Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками следует принимать не менее мм, но не более 80 мм (здесь - толщина фасонки, мм).

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

Сварные швы, прикрепляющие элементы решетки фермы к фасонкам, следует выводить на торец элемента на длину 20 мм.

13.10. В узлах ферм с поясами из тавров, двутавров и одиночных уголков крепление фасонок к полкам поясов встык следует осуществлять с проваром на всю толщину фасонки. В конструкциях группы 1, а также эксплуатируемых в климатических районах I, I, II и II примыкание узловых фасонок к поясам следует выполнять согласно поз.7 табл.83*.

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

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

13.12*. В центрально-сжатых колоннах и стойках с односторонними поясными швами согласно п.12.9* в узлах крепления связей, балок, распорок и других элементов в зоне передачи усилия следует применять двусторонние поясные швы, выходящие за контуры прикрепляемого элемента (узла) на длину 30 с каждой стороны.

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

В конструкциях, возводимых в климатических районах I, I, II и II, а также при применении ручной дуговой сварки швы должны быть непрерывными по всей длине фасонки.

13.14. Монтажные стыки колонн следует выполнять с фрезерованными торцами, сварными встык, на накладках со сварными швами или болтами, в том числе высокопрочными. При приварке накладок швы следует не доводить до стыка на 30 мм с каждой стороны. Допускается применение фланцевых соединений с передачей сжимающих усилий через плотное касание, а растягивающих - болтами.    

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

13.16. Нижние пояса подкрановых балок и ферм пролетом свыше 12 м следует укреплять горизонтальными связями.

13.17. Вертикальные связи между основными колоннами ниже уровня подкрановых балок при двухветвевых колоннах следует располагать в плоскости каждой из ветвей колонны.

Ветви двухветвевых связей, как правило, следует соединять между собой соединительными решетками.

13.18. Поперечные горизонтальные связи следует предусматривать в уровне верхнего или нижнего поясов стропильных ферм в каждом пролете здания по торцам температурных блоков. При длине температурного блока более 144 м следует предусматривать промежуточные поперечные горизонтальные связи.

Стропильные фермы, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, следует раскреплять в плоскости расположения этих связей распорками и растяжками.

В местах расположения поперечных связей следует предусматривать вертикальные связи между фермами.

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

В покрытиях зданий и сооружений, эксплуатируемых в климатических районах I, I, II и II, следует, как правило, предусматривать (дополнительно к обычно применяемым) вертикальные связи посредине каждого пролета вдоль всего здания.

13.19*. Продольные горизонтальные связи в плоскости нижних поясов стропильных ферм следует предусматривать вдоль крайних рядов колонн в зданиях с кранами групп режимов работы 6К-8К по ГОСТ 25546-82; в покрытиях с подстропильными фермами; в одно- и двухпролетных зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т и более, а при отметке низа стропильных конструкций свыше 18 м - независимо от грузоподъемности кранов.

В зданиях с числом пролетов более трех горизонтальные продольные связи следует размещать также вдоль средних рядов колонн не реже чем через пролет в зданиях с кранами групп режимов работы 6К-8К по ГОСТ 25546-82 и через два пролета - в прочих зданиях.

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

13.21. При применении крестовой решетки связей покрытий допускается расчет по условной схеме в предположении, что раскосы воспринимают только растягивающие усилия.

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

13.22. При устройстве мембранного настила в плоскости нижних поясов ферм допускается учитывать работу мембраны.

13.23. В висячих покрытиях с плоскостными несущими системами (двухпоясными, изгибно-жесткими вантами и т.п.) следует предусматривать вертикальные и горизонтальные связи между несущими системами.

13.24. Применять пакеты листов для поясов сварных двутавровых балок, как правило, не разрешается.

Для поясов балок на высокопрочных болтах допускается применять пакеты, состоящие не более чем из трех листов, при этом площадь поясных уголков следует принимать равной не менее 30% всей площади пояса.

13.25. Поясные швы сварных балок, а также швы, присоединяющие к основному сечению балки вспомогательные элементы (например, ребра жесткости), должны выполняться непрерывными.

13.26. При применении односторонних поясных швов в сварных двутавровых балках, несущих статическую нагрузку, должны быть выполнены следующие требования:

• расчетная нагрузка должна быть приложена симметрично относительно поперечного сечения балки;

• должна быть обеспечена устойчивость сжатого пояса балки в соответствии с п.5.16*, а;

• в местах приложения к поясу балки сосредоточенных нагрузок, включая нагрузки от ребристых железобетонных плит, должны быть установлены поперечные ребра жесткости.

В ригелях рамных конструкций у опорных узлов следует применять двусторонние поясные швы.

В балках, рассчитываемых согласно требованиям пп.5.18*-5.23 настоящих норм, применение односторонних поясных швов не допускается.

13.27. Ребра жесткости сварных балок должны быть удалены от стыков стенки на расстояние не менее 10 толщин стенки. В местах пересечения стыковых швов стенки балки с продольным ребром жесткости швы, прикрепляющие ребро к стенке, следует не доводить до стыкового шва на 40 мм.

13.28. В сварных двутавровых балках конструкций групп 2-4 следует, как правило, применять односторонние ребра жесткости с расположением их с одной стороны балки.

В балках с односторонними поясными швами ребра жесткости следует располагать со стороны стенки, противоположной расположению односторонних поясных швов.

13.29. Расчет на прочность подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям п.5.17 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок.

13.30*. Расчет на прочность стенок подкрановых балок (за исключением балок, рассчитываемых на выносливость, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических производств и 8К по ГОСТ 25546-82) следует выполнять по формуле (33), в которой при расчете сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 1,15 следует принимать коэффициент 1,3.

13.31. Расчет на устойчивость подкрановых балок следует выполнять в соответствии с п.5.15.

13.32. Проверку устойчивости стенок и поясных листов подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям разд.7 настоящих норм.

13.33*. Подкрановые балки следует рассчитывать на выносливость согласно разд.9 настоящих норм, при этом следует принимать =0,77 при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 и =1,1 - в остальных случаях.

В подкрановых балках для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 стенки дополнительно следует рассчитывать на прочность согласно п.13.34* и на выносливость согласно п.13.35*.

Расчет подкрановых балок на прочность и на выносливость следует производить на действие крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

13.34*. В сжатой зоне стенок подкрановых балок из стали с пределом текучести до 400 МПа (4100 кгс/см) должны быть выполнены условия:

;       (141)

;                                                               (142)

;                                                             (143)

,                                             (144)

где

                                            (145)*

        - коэффициент, принимаемый равным 1,15 для расчета разрезных балок и 1,3 - для расчета сечений на опорах неразрезных балок.

В формулах (145)*:

    , - соответственно изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки от расчетной нагрузки;

- коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на отдельное колесо крана, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

- расчетное давление колеса крана без учета коэффициента динамичности;

        - условная длина, определяемая по формуле

,                                                          (146)

где - коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных балок 3,25, для балок на   высокопрочных болтах - 4,5;

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

- местный крутящий момент, определяемый по формуле

,                                                    (147)

где - условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;

- поперечная расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая перекосами мостового крана и непараллельностью крановых путей, принимаемая согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

                        
        - высота кранового рельса;

- сумма собственных моментов инерции кручения рельса и пояса, где и - соответственно толщина и ширина верхнего (сжатого) пояса балки.

Все напряжения в формулах (141)-(145)* следует принимать со знаком "плюс".

13.35*. Расчет на выносливость верхней зоны стенки составной подкрановой балки следует выполнять по формуле

,                                            (148)

где - расчетное сопротивление усталости для всех сталей, принимаемое равным соответственно для балок сварных и на высокопрочных болтах: =75 МПа (765 кгс/см) и 95 МПа (930 кгс/см) для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки); =65 МПа (665 кгс/см) и 89 МПа (875 кгс/см) для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок).

Значения напряжений в формуле (148) следует определять по п.13.34* от крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Верхние поясные швы в подкрановых балках для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 должны быть выполнены с проваром на всю толщину стенки.

13.36. Свободные кромки растянутых поясов подкрановых балок и балок рабочих площадок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов, должны быть прокатными, строгаными или обрезанными машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой.

13.37*. Размеры ребер жесткости подкрановых балок должны удовлетворять требованиям п.7.10, при этом ширина выступающей части двустороннего ребра должна быть не менее 90 мм. Двусторонние поперечные ребра жесткости не должны привариваться к поясам балки. Торцы ребер жесткости должны быть плотно пригнаны к верхнему поясу балки; при этом в балках под краны групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 необходимо строгать торцы, примыкающие к верхнему поясу.

В балках под краны групп режимов работы 1К-5К по ГОСТ 25546-82 допускается применять односторонние поперечные ребра жесткости с приваркой их к стенке и к верхнему поясу и расположением согласно п.13.28.

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

13.39. Контур поперечных элементов жесткости оболочек следует проектировать замкнутым.

13.40. Передачу сосредоточенных нагрузок на листовые конструкции следует, как правило, предусматривать через элементы жесткости.

13.41. В местах сопряжений оболочек различной формы следует применять, как правило, плавные переходы в целях уменьшения местных напряжений.

13.42. Выполнение всех стыковых швов следует предусматривать либо двусторонней сваркой, либо односторонней сваркой с подваркой корня или на подкладках.

В проекте следует указывать на необходимость обеспечения плотности соединений конструкций, в которых эта плотность требуется.

13.43. В листовых конструкциях следует, как правило, применять сварные соединения встык. Соединения листов толщиной 5 мм и менее, а также монтажные соединения допускается предусматривать внахлестку.

13.44. При конструировании листовых конструкций необходимо предусматривать индустриальные методы их изготовления и монтажа путем применения:

• листов и лент больших размеров;

• способа рулонирования, изготовления заготовок в виде скорлуп и др.;

• раскроя, обеспечивающего наименьшее количество отходов;

• автоматической сварки;

• минимального количества сварных швов, выполняемых на монтаже.

13.45. При проектировании прямоугольных или квадратных в плане плоских мембран покрытий в углах опорных контуров следует применять, как правило, плавное сопряжение элементов контура. Для мембранных конструкций следует, как правило, применять стали с повышенной стойкостью против коррозии.

13.46*. Монтажные крепления конструкций зданий и сооружений с подкрановыми балками, рассчитываемыми на выносливость, а также конструкций под железнодорожные составы следует осуществлять на сварке или высокопрочных болтах.

Болты классов точности В и С в монтажных соединениях этих конструкций допускается применять:

• для крепления прогонов, элементов фонарной конструкции, связей по верхним поясам ферм (при наличии связей по нижним поясам или жесткой кровли), вертикальных связей по фермам и фонарям, а также элементов фахверка;

• для крепления связей по нижним поясам ферм при наличии жесткой кровли (железобетонных или армированных плит из ячеистых бетонов, стального профилированного настила и т.п.);

• для крепления стропильных и подстропильных ферм к колоннам и стропильных ферм к подстропильным при условии передачи вертикального опорного давления через столик;

• для крепления разрезных подкрановых балок между собой, а также для крепления их нижнего пояса к колоннам, к которым не крепятся вертикальные связи;

• для крепления балок рабочих площадок, не подвергающихся воздействию динамических нагрузок;

• для крепления второстепенных конструкций.

14.1-14.3 и табл.43 исключены.

14.4*. Для перераспределения изгибающих моментов в элементах рамных систем допускается применение в узлах соединения ригелей с колоннами стальных накладок, работающих в пластической стадии.

Накладки следует выполнять из сталей с пределом текучести до 345 МПа (3500 кгс/см).

Усилия в накладках следует определять при минимальном пределе текучести и максимальном пределе текучести МПа (1000 кгс/см).

Накладки, работающие в пластической стадии, должны иметь строганые или фрезерованные продольные кромки.

14.5. Для конструкций из нитей следует, как правило, применять канаты, пряди и высокопрочную проволоку. Допускается применение проката.

14.6. Кровля висячего покрытия, как правило, должна быть расположена непосредственно на несущих нитях и повторять образуемую ими форму. Допускается кровлю поднять над нитями, оперев на специальную надстроечную конструкцию, или подвесить к нитям снизу. В этом случае форма кровли может отличаться от формы провисания нитей.

14.7. Очертания опорных контуров следует назначать с учетом кривых давления от усилий в прикрепленных к ним нитях при расчетных нагрузках.

14.8. Висячие покрытия следует рассчитывать на стабильность формы от временных нагрузок, в том числе от ветрового отсоса, которая должна обеспечивать герметичность принятой конструкции кровли. При этом следует проверять изменение кривизны покрытия по двум направлениям - вдоль и поперек нитей. Необходимая стабильность достигается с помощью конструктивных мероприятий: увеличением натяжения нити за счет веса покрытия или предварительного напряжения; созданием специальной стабилизирующей конструкции; применением изгибно-жестких нитей; превращением системы нитей и кровельных плит в единую конструкцию.

14.9. Сечение нити должно быть рассчитано по наибольшему усилию, возникающему при расчетной нагрузке, с учетом изменения заданной геометрии покрытия. В сетчатых системах, кроме этого, сечение нити должно быть проверено на усилие от действия временной нагрузки, расположенной только вдоль данной нити.

14.10. Вертикальные и горизонтальные перемещения нитей и усилия в них следует определять с учетом нелинейности работы конструкций покрытия.

14.11. Коэффициенты условий работы нитей из канатов и их закреплений следует принимать в соответствии с разд.16. Для стабилизирующих канатов, если они не являются затяжками для опорного контура, коэффициент условий работы 1.

14.12. Опорные узлы нитей из прокатных профилей следует выполнять, как правило, шарнирными.

Рис.21. Схемы траверс

а - с треугольной решеткой; б - то же, со стойками

Для равносторонних трехгранных стержней сквозного сечения, постоянного по длине, с решетками и планками относительный эксцентриситет следует вычислять по формулам:

при изгибе в плоскости, перпендикулярной одной из граней

;                                                        (152)

при изгибе в плоскости, параллельной одной из граней

;                                                           (153)

где - расстояние между осями поясов в плоскости грани;

- коэффициент, равный 1,2 при болтовых соединениях и 1,0 - при сварных соединениях.

16 и 25         = 2,8;

120 и более = 2,2;

в) для биметаллических сталемедных проволок =2,0.

Рис.22. Схема балки с гибкой стенкой

В формулах (159) и (160) обозначено:

• и - толщина и высота стенки;

  - площадь сечения пояса балки;

• и   - критическое напряжение и отношение размеров отсека стенки, определяемые в соответствии с п.7.4*;

  - коэффициент, вычисляемый по формулам:

  при 0,03 = 0,05+50,15;                                              (161)

  при 0,030,1 = 0,11+30,40.                                        (162)

  Здесь ,

• где - минимальный момент сопротивления таврового сечения, состоящего из сжатого пояса балки и примыкающего к нему участка стенки высотой 0,5(относительно собственной оси тавра, параллельной поясу балки);

          - шаг ребер жесткости.