Rambler's Top100

СНиП II-23-81 (1990) Скачать Предварительный просмотр

Скачать

Предварительный просмотр

(отсутствуют изображения, таблицы и формулы)


Строительные нормы и правила
СНиП II-23-81*
Госстрой СССР

Стальные конструкции
Взамен
СНиП II-В.3-72;
СНиП II-И.9-62; СН 376-67


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие нормы следует соблюдать при проектировании стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения.
Нормы не распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.
При проектировании стальных конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей, магистральных и технологических трубопроводов, резервуаров специального назначения, конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим, интенсивным температурным воздействиям или воздействиям агрессивных сред, конструкций морских гидротехнических сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений, а также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих) следует соблюдать дополнительные требования, отражающие особенности работы этих конструкций, предусмотренные соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.
1.2. При проектировании стальных конструкций следует соблюдать нормы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии и противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений. Увеличение толщины проката и стенок труб с целью защиты конструкций от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций не допускается.
Все конструкции должны быть доступны для наблюдения, очистки, окраски, а также не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.
1.3*. При проектировании стальных конструкций следует:
выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы сооружений и сечения элементов;
применять экономичные профили проката и эффективные стали;
применять для зданий и сооружений, как правило, унифицированные типовые или стандартные конструкции;
применять прогрессивные конструкции (пространственные системы из стандартных элементов; конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции; предварительно напряженные, вантовые, тонколистовые и комбинированные конструкции из разных сталей);
предусматривать технологичность изготовления и монтажа конструкций;
применять конструкции, обеспечивающие наименьшую трудоемкость их изготовления, транспортирования и монтажа;
предусматривать, как правило, поточное изготовление конструкций и их конвейерный или крупноблочный монтаж;
предусматривать применение заводских соединений прогрессивных типов (автоматической и полуавтоматической сварки, соединений фланцевых, с фрезерованными торцами, на болтах, в том числе на высокопрочных и др.);
предусматривать, как правило, монтажные соединения на болтах, в том числе на высокопрочных; сварные монтажные соединения допускаются при соответствующем обосновании;
выполнять требования государственных стандартов на конструкции соответствующего вида.

Внесены
ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР
Утверждены
постановлением
Госстроя СССР
от 14 августа 1981 г. № 144
Срок
введения
в действие
1 января 1982 г.

* Переиздание с изменениями на 1 января 1987 г. и 1 июля 1990 г.
1.4. При проектировании зданий и сооружений необходимо принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации.
1.5*. Стали и материалы соединений, ограничения по применению сталей С345Т и С375Т, а также дополнительные требования к поставляемой стали, предусмотренные государственными стандартами и стандартами СЭВ или техническими условиями, следует указывать в рабочих (КМ) и деталировочных (КМД) чертежах стальных конструкций и в документации на заказ материалов.
В зависимости от особенностей конструкций и их узлов необходимо при заказе стали указывать класс сплошности по ГОСТ 27772 88.
1.6*. Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям ГОСТ 27751 88 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету" и СТ СЭВ 3972 83 "Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции стальные. Основные положения по расчету".
1.7. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.
Стальные конструкции следует, как правило, рассчитывать как единые пространственные системы.
При разделении единых пространственных систем на отдельные плоские конструкции следует учитывать взаимодействие элементов между собой и с основанием.
Выбор расчетных схем, а также методов расчета стальных конструкций необходимо производить с учетом эффективного использования ЭВМ.
1.8. Расчет стальных конструкций следует, как правило, выполнять с учетом неупругих деформаций стали.
Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих деформаций стали не разработана, расчетные усилия (изгибающие и крутящие моменты, продольные и поперечные силы) следует определять в предположении упругих деформаций стали по недеформированной схеме.
При соответствующем технико-экономическом обосновании расчет допускается производить по деформированной схеме, учитывающей влияние перемещений конструкций под нагрузкой.
1.9. Элементы стальных конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям настоящих норм с учетом сортамента на прокат и трубы. В составных сечениях, устанавливаемых расчетом, недонапряжение не должно превышать 5%.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ

2.1*. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на четыре группы. Стали для стальных конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 50*.
Стали для конструкций, возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3, но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, следует принимать как для климатического района II4 согласно табл. 50*, за исключением стали С245 и С275 для конструкции группы 2.
Для фланцевых соединений и рамных узлов следует применять прокат по ТУ 14-1-4431 88.
2.2*. Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467 75*; сварочную проволоку по ГОСТ 2246 70*; флюсы по ГОСТ 9087 81*; углекислый газ по ГОСТ 8050 85.
Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного сопротивления Run основного металла, а также значения твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных соединений, установленные соответствующими нормативными документами.
2.3*. Отливки (опорные части и т. п.) для стальных конструкций следует проектировать из углеродистой стали марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л, удовлетворяющей требованиям для групп отливок II или III по ГОСТ 977 75*, а также из серого чугуна марок СЧ15, СЧ20, СЧ25 и СЧ30, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 1412 85.
2.4*. Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.0 87*, ГОСТ 1759.4 87* и ГОСТ 1759.5 87*, и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123 82*.
Болты следует назначать по табл. 57* и ГОСТ 15589 70*, ГОСТ 15591 70*, ГОСТ 7796 70*, ГОСТ 7798 70*, а при ограничении деформаций соединений по ГОСТ 7805 70*.
Гайки следует применять по ГОСТ 5915 70*: для болтов классов прочности 4.6, 4.8, 5.6 и 5.8 гайки класса прочности 4; для болтов классов прочности 6.6 и 8.8 гайки классов прочности соответственно 5 и 6, для болтов класса прочности 10.9 гайки класса прочности 8.
Шайбы следует применять: круглые по ГОСТ 11371 78*, косые по ГОСТ 10906 78* и пружинные нормальные по ГОСТ 6402 70*.
2.5*. Выбор марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0 80, а их конструкцию и размеры принимать по ГОСТ 24379.1 80*.
Болты (U-образные) для крепления оттяжек антенных сооружений связи а также U-образные и фундаментные болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных устройств следует применять из стали марок: 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 по ГОСТ 19281 73* с дополнительным требованием по ударной вязкости при температуре минус 60?С не менее 30 Дж/см2 (3 кгс?м/см2) в климатическом районе I1; 09Г2С-6 и 10Г2С1-6 по ГОСТ 19281 73* в климатических районах I2, II2 и II3; ВСт3сп2 по ГОСТ 380 71* (с 1990 г. Ст3сп2-1 по ГОСТ 535 88) во всех остальных климатических районах.
2.6*. Гайки для фундаментных и U-образных болтов следует применять:
для болтов из стали марок ВСт3сп2 и 20 класса прочности 4 по ГОСТ 1759.5 87*;
для болтов из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 класса прочности не ниже 5 по ГОСТ 1759.5 87*. Допускается применять гайки из марок стали, принимаемых для болтов.
Гайки для фундаментных и U-образных болтов диаметром менее 48 мм следует применять по ГОСТ 5915 70*, для болтов диаметром более 48 мм по ГОСТ 10605 72*.
2.7*. Высокопрочные болты следует применять по ГОСТ 22353 77*, ГОСТ 22356 77* и ТУ 14-4-1345 85; гайки и шайбы к ним по ГОСТ 22354 77* и ГОСТ 22355 77*.
2.8*. Для несущих элементов висячих покрытий, оттяжек опор ВЛ и ОРУ, мачт и башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях следует применять:
канаты спиральные по ГОСТ 3062 80*; ГОСТ 3063 80*, ГОСТ 3064 80*;
канаты двойной свивки по ГОСТ 3066 80*; ГОСТ 3067 74*; ГОСТ 3068 74*; ГОСТ 3081 80*; ГОСТ 7669 80*; ГОСТ 14954 80*;
канаты закрытые несущие по ГОСТ 3090 73*; ГОСТ 18900 73* ГОСТ 18901 73*; ГОСТ 18902 73*; ГОСТ 7675 73*; ГОСТ 7676 73*;
пучки и пряди параллельных проволок, формируемых из канатной проволоки, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 7372 79*.
2.9. Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует принимать согласно прил. 3.

3. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ

3.1*. Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 1*.

Таблица 1*


Напряженное состояние
Условное обозначение
Расчетные сопротивления проката и труб
Растяжение,
По пределу текучести
Ry
Ry = Ryn/?m
сжатие и изгиб
По временному сопротивлению
Ru
Ru = Run/?m
Сдвиг
Rs
Rs = 0,58Ryn/?m
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)
Rp
Rp = Run/?m
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании
Rlp
Rlp = 0,5Run/?m
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)
Rcd
Rcd = 0,025Run/?m
Растяжение в направлении толщины проката (до 60 мм)
Rth
Rth = 0,5Run/?m

Обозначение, принятое в табл. 1*:
?m коэффициент надежности по материалу, определяемый в соответствии с п. 3.2*.

3.2*. Значения коэффициентов надежности по материалу проката, гнутых профилей и труб следует принимать по табл. 2*.

Таблица 2*

Государственный стандарт или технические условия на прокат
Коэффициент надежности по материалу ?m
ГОСТ 27772 88 (кроме сталей С590, С590К); ТУ 14-1-3023 80 (для круга, квадрата, полосы)
1,025
ГОСТ 27772 88 (стали С590, С590К); ГОСТ 380 71** (для круга и квадрата размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023 80); ГОСТ 19281 73* [для круга и квадрата с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм2) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023 80]; ГОСТ 10705 80*; ГОСТ 10706 76*
1,050
ГОСТ 19281 73* [для круга и квадрата с пределом текучести свыше 380 МПа (39 кгс/мм2) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023 80]; ГОСТ 8731 87; ТУ 14-3-567 76
1,100

Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката приведены в табл. 51*, труб в табл. 51,а. Расчетные сопротивления гнутых профилей следует принимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены, при этом допускается учитывать упрочнение стали листового проката в зоне гиба.
Расчетные сопротивления круглого, квадратного и полосового проката следует определять по табл. 1*, принимая значения Ryn и Run равными соответственно пределу текучести и временному сопротивлению по ТУ 14-1-3023 80, ГОСТ 380 71** (с 1990 г. ГОСТ 535 88) и ГОСТ 19281 73*.
Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в табл. 52*.
3.3. Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали и серого чугуна следует принимать по табл. 53 и 54.
3.4. Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 3.

Таблица 3

Сварные соединения
Напряжение состояние
Условное обозначение
Расчетные сопротивления сварных соединений
Стыковые
Сжатие. Растяжение и изгиб при автоматической, полуавтоматической или ручной сварке с физическим
По пределу текучести
Rwy
Rwy = Ry

контролем качества швов
По временному сопротивлению
Rwu
Rwu = Ru

Растяжение и изгиб при автоматической, полуавтоматической или ручной сварке
По пределу текучести
Rwy
Rwy = 0,85Ry

Сдвиг
Rws
Rws = Rs
С угловыми швами
Срез (условный)
По металлу шва
Rwf



По металлу границы сплавления
Rwz
Rwz = 0,45Run
Примечания: 1. Для швов, выполняемых ручной сваркой, значения Rwun следует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва, указанным в ГОСТ 9467 75*.
2. Для швов, выполняемых автоматической или полуавтоматической сваркой, значение Rwun следует принимать по табл. 4* настоящих норм.
3. Значения коэффициента надежности по материалу шва ?wm следует принимать равными: 1,25 при значениях Rwun не более 490 МПа (5 000 кгс/см2); 1.35 при значениях Rwun 590 МПа (6 000 кгс/см2) и более.

Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.
Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 56.
3.5. Расчетные сопротивления одноболтовых соединений следует определять по формулам, приведенным в табл. 5*.
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов приведены в табл. 58*, смятию элементов, соединяемых болтами, в табл. 59*.
3.6*. Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов Rba следует определять по формуле
Rba = 0,5R. (1)

Расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов Rbv, указанных в п. 2.5*, следует определять по формуле
Rbv = 0,45Run. (2)

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в табл. 60*.
3.7. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов Rbh следует определять по формуле
Rbh = 0,7Rbun, (3)

где Rbun наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61*.
3.8. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки Rdh, применяемой в виде пучков или прядей, следует определять по формуле

Rdh = 0,63Run. (4)

3.9. Значение расчетного сопротивления (усилия) растяжению стального каната следует принимать равным значению разрывного усилия каната в целом, установленному государственными стандартами или техническими условиями на стальные канаты, деленному на коэффициент надежности ?m = 1,6.
Таблица 4*

Марки проволоки (по ГОСТ 2246 70*) для автоматической или полуавтоматической сварки


Марки порошковой


Значения нормативного
под флюсом
(ГОСТ 9087 81*)
в углекислом газе
(по ГОСТ 8050 85) или в его смеси с аргоном
(по ГОСТ 10157 79*)
проволоки
(по ГОСТ 26271 84)
сопротивления металла шва
Rwun, МПа (кгс/см2)
Св-08, Св-08А


410 (4200)
Св-08ГА


450 (4600)
Св-10ГА
Св-08Г2С
ПП-АН8, ПП-АН3
490 (5000)
Св-10НМА, Св-10Г2
Св-08Г2С*

590 (6000)
Св-09ХН2ГМЮ
Св-08Х1ДЮ
Св-10ХГ2СМА
Св-08ХГ2ДЮ

685 (7000)
* При сварке проволокой Св-08Г2С значения Rwun следует принимать равным 590 МПа (6000 кгс/см2) только для угловых швов с катетом kf ? 8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа (4500 кгс/см2) и более.

Таблица 5*



Расчетные сопротивления одноболтовых соединений


Напряженное состояние


Условное обозначение


срезу и растяжению болтов класса
смятию соединяемых элементов из стали с пределом текучести
до 440 МПа


4.6; 5.6; 6.6
4.8; 5.8
8.8; 10.9
(4500 кгс/см2)
Срез
Rbs
Rbs = 0,38Rbun
Rbs = 0,4Rbun
Rbs = 0,4Rbun

Растяжение
Rbt
Rbt s = 0,38Rbun
Rbt = 0,38Rbun
Rbt = 0,38Rbun

Смятие
Rbp




а) болты класса точности А





б) болты класса В и С





Примечание. Допускается применять высокопрочные болты без регулируемого натяжения из стали марки 40Х "селект", при этом расчетные сопротивления Rbs и Rbt следует определять как для болтов класса 10.9, а расчетное сопротивление как для болтов класса точности В и С.
Высокопрочные болты по ТУ 14-4-1345 85 допускается применять только при их работе на растяжение.

4*. УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

При расчете конструкций и соединений следует учитывать: коэффициенты надежности по назначению ?n, принимаемые согласно Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций;
коэффициент надежности ?u = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлений Ru;
коэффициенты условий работы ?c и коэффициенты условий работы соединения ?b, принимаемые по табл. 6* и 35*, разделам настоящих норм по проектированию зданий, сооружений и конструкций, а также по прил. 4*.

Таблица 6*

Элементы конструкций
Коэффициенты условий работы ?с
1. Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т. п. при весе перекрытий, равном или большем временной нагрузки
0,9
2. Колонны общественных зданий и опор водонапорных башен
0,95
3. Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из уголков сварных ферм покрытий и перекрытий (например, стропильных и аналогичных им ферм) при гибкости ? ? 60
0,8
4. Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость при ?b ? 1,0
0,95
5. Затяжки, тяги, оттяжки, подвески, выполненные из прокатной стали
0,9
6. Элементы стержневых конструкций покрытий и перекрытий:

а) сжатые (за исключением замкнутых трубчатых сечений) при расчетах на устойчивость
0,95
б) растянутых в сварных конструкциях
0,95
в) растянутые, сжатые, а также стыковые накладки в болтовых конструкциях (кроме конструкций на высокопрочных болтах) из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2), несущих статическую нагрузку, при расчетах на прочность
1,05
7. Сплошные составные балки, колонны, а также стыковые накладки из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2), несущие статическую нагрузку и выполненные с помощью болтовых соединений (кроме соединений на высокопрочных болтах), при расчетах на прочность
1,1
8. Сечения прокатных и сварных элементов, а также накладок из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2) в местах стыков, выполненных на болтах (кроме стыков на высокопрочных болтах), несущих статическую нагрузку, при расчетах на прочность:

а) сплошных балок и колонн
1,1
б) стержневых конструкций и перекрытий
1,05
9. Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных равнополочных (прикрепляемых большей полкой) уголков:

а) прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкой сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка:

раскосы по рис. 9*, а
0,9
распорки по рис. 9*, б, в
0,9
раскосы по рис. 9*, в, г, д
0,8
б) прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкой, одним болтом (кроме указанных в поз. 9, в настоящей таблицы), а также прикрепляемые через фасонку независимо от вида соединения
0,75
в) при сложной перекрестной решетке с одноболтовыми соединениями по рис. 9*, е
0,7
10. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков только меньшей полкой), за исключением элементов конструкций, указанных в поз. 9 настоящей таблицы, раскосов по рис. 9*, б, прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков
0,75
11. Опорные плиты из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см2), несущие статическую нагрузку, толщиной, мм:

а) до 40
1,2
б) свыше 40 до 60
1,15
в) свыше 60 до 80
1,1
Примечания: 1. Коэффициенты условий работы ?с ? 1 при расчете одновременно учитывать не следует.
2. Коэффициенты условий работы, приведенные соответственно в поз. 1 и 6, в; 1 и 7; 1 и 8; 2 и 7; 2 и 8,а; 3 и 6, в, при расчете следует учитывать одновременно.
3. Коэффициенты условий работы, приведенные в поз. 3; 4; 6, а, в; 7; 8; 9 и 10, а также в поз. 5 и 6, б (кроме стыковых сварных соединений), при расчете соединений рассматриваемых элементов учитывать не следует.
4. В случаях, не оговоренных в настоящих нормах, в формулах следует принимать ?с = 1.

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ
ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

5.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, кроме указанных в п. 5.2, следует выполнять по формуле
. (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 ?с в формуле (6) должно приниматься по прил. 4* настоящих норм.
5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с соотношением Ru/?u ? Ry, 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 N, следует выполнять по формуле
. (7)

Значения ? следует определять по формулам:
при 0 < ? 2,5
; (8)
при 2,5 ? ? 4,5
; (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 i и расчетную длину lef следует принимать согласно пп. 6.1 6.7.
При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования п. 15.10* настоящих норм.
5.5. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения при ?x ? 3?y, где ?x и ?y расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно x x и y y (рис. 1), рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования пп. 5.6 и 5.8*.

При отсутствии планок или решетки такие элементы помимо расчета по формуле (7) следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле
, (11)
где ?y коэффициент продольного изгиба, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3;
с коэффициент, определяемый по формуле

(12)

где;
? ? ax?h относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба.
Здесь ;
J? секториальный момент инерции сечения;
bi и ti соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.
Для сечения, приведенного на рис. 1, а, значения и ? должны определяться по формулам:
(13)
где ? = b/h.
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 ef. Значение ef следует определять в зависимости от значений ?ef, приведенных в табл. 7.


Таблица 7
Тип
Схема
Приведенные гибкости ?ef составных стержней сквозного сечения
сечения
сечения
с планками при
с решетками


Js l/(Jbb) ? 5
Js l/(Jbb) ? 5

1



(14)

(17)

(20)
2



(15)

(18)

(21)
3


(16)

(19)

(22)
Обозначения принятые в табл. 7:
b
расстояние между осями ветвей;
l
расстояние между центрами планок;
?
наибольшая гибкость всего стержня;
?1, ?2, ?3
гибкость отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1 1, 2 2 и 3 3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов;
A
площадь сечения всего стержня;
Ad1 и Ad2
площади сечений раскосов решеток (при крестовой решетке двух раскосов), лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1 1 и 2 2;
Ad
площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

?1 и ?2
коэффициенты, определяемые по формуле
где
a, b, l
размеры, определяемые по рис. 2;

n, n1, n2, n3
коэффициенты, определяемые соответственно по формулам;



здесь
Jb1 и Jb3
моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1 1 и 3 3 (для сечений типов 1 и 3);

Jb1 и Jb2
то же, двух уголков относительно осей соответственно 1 1 и 2 2 (для сечения типа 2);

Js
момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси x x (рис. 3);

Js1 и Js2
моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1 1 и 2 2 (для сечения типа 2).

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.
Гибкость отдельных ветвей ?1, ?2 и ?3 на участке между планками должна быть не более 40.
При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (рис. 1, б, в) гибкость ветви должна вычисляться по радиусу инерции полусечения относительно его оси, перпендикулярной плоскости планок.
В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 80 и не должна превышать приведенную гибкость ?ef стержня в целом. Допускается принимать более высокие значения гибкости ветвей, но не более 120, при условии, что расчет таких стержней выполнен по деформированной схеме.
5.7. Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т. п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов не превышают:
для сжатых элементов 40i
для растянутых элементов 80i

Здесь радиус инерции i уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений минимальный.
При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок.
5.8*. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

Qfic = 7,15 ? 10-6 (2330 E/Ry)N/?, (23)*

где N продольное усилие в составном стержне;
? коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.
Условную поперечную силу Qfic следует распределять:
при наличии только соединительных планок (решеток) поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;
при наличии сплошного листа и соединительных планок (решеток) пополам между листом и планками (решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу;
при расчете равносторонних трехгранных составных стержней условная поперечная сила, приходящаяся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, должна приниматься равной 0,8Qfic.

5.9. Расчет соединительных планок и их прикрепления (рис. 3) должен выполняться как расчет элементов безраскосных ферм на:
силу F, срезывающую планку, по формуле

F = Qs l/b; (24)

момент M1, изгибающий планку в ее плоскости, по формуле

M1 = Qsl/2 (25)

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

5.10. Расчет соединительных решеток должен выполняться как расчет решеток ферм. При расчете перекрестных раскосов крестовой решетки с распорками (рис. 4) следует учитывать дополнительное усилие Nad, возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле
(26)
где N усилие в одной ветви стержня;
А площадь сечения одной ветви;
Ad площадь сечения одного раскоса;
? коэффициент, определяемый по формуле

? = ? l2/(a3=2b3) (27)

где a, l и b размеры, указанные на рис. 4.

5.11. Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, должен выполняться на усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле (23)*.

ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

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)
Значение касательных напряжений ? в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию
(29)
При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения ? в формуле (29) следует умножать на коэффициент ?, определяемый по формуле

? = a/(a d), (30)

где a шаг отверстий;
b 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 ?loc по формуле
(31)

где F расчетное значение нагрузки (силы);
lef условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий опирания; для случая опирания по рис. 5.

lef = b + 2tf, (32)

где tf 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;
?y то же, перпендикулярные оси балки, в том числе ?loc, определяемое по формуле (31);
?xy касательное напряжение, вычисляемое по формуле (29) с учетом формулы (30).
Напряжения ?x и ?y, принимаемые в формуле (33) со своими знаками, а также ?xy 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 Wc следует определять для сжатого пояса;
?b коэффициент, определяемый по прил. 7*.
При определении значения ?b за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.
5.16*. Устойчивость балок не требуется проверять:
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.);
б) при отношении расчетной длины балки lef к ширине сжатого пояса b, 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*

Место приложения нагрузки
Наибольшие значения lef /b, при которых
не требуется расчет на устойчивость прокатных и сварных балок (при 1 ? h/b ? 6 и 15 ? b/t ? 35)
К верхнему поясу
(35)
К нижнему поясу
(36)
Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе
(37)
Обозначения, принятые в таблице 8*:
b и t соответственно ширина и толщина сжатого пояса;
h расстояние (высота) между осями поясных листов.
Примечания: 1. Для балок с поясными соединениями на высокопрочных болтах значения lef /b, получаемые по формулам таблицы 8* следует умножать на коэффициент 1,2.
2. Для балок с отношением b/t < 15 в формулах таблицы 8* следует принимать b/t = 15.

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 ? = lef/i (здесь i радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N следует вычислять по формуле

N = (Af + 0,25AW)Ry; (37, а)

при непрерывном закреплении по формуле

qfic = 3Qfic/l, (37, б)

где qfic условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;
Qfic условная поперечная сила, определяемая по формуле (23)*, в которой следует принимать ? = 1, а N определять по формуле (37,а).
5.17. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле
(38)

где x и y 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/см2), 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 ? ? 0,9Rs (кроме опорных сечений)
(39)
при изгибе в двух главных плоскостях при касательных напряжениях ? ? 0,5Rs (кроме опорных сечений)
(40)

здесь M, Mx и My абсолютные значения изгибающих моментов;
c1 коэффициент, определяемый по формулам (42) и (43);
cx и cy коэффициенты, принимаемые по табл. 66.
Расчет в опорном сечении балок (при M = 0; Mx = 0 и My = 0) следует выполнять по формуле
(41)
При наличии зоны чистого изгиба в формулах (39) и (40) вместо коэффициентов c1, cx и су следует принимать соответственно:

c1m = 0,5(1+c); cxm = 0,5(1+cx); сym = 0,5(1+cy).

При одновременном действии в сечении момента М и поперечной силы Q коэффициент с1 следует определять по формулам:
при ? ? 0,5Rs c1 = c; (42)
при 0,5Rs ? ? ? 0,9Rs c1 = 1,05?c, (43)
где (44)
здесь с коэффициент, принимаемый по табл. 66;
t и h соответственно толщина и высота стенки;
? коэффициент, равный ? = 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки; ? = 0 для других типов сечений;
с1 коэффициент, принимаемый не менее единицы и не более коэффициента с.
С целью оптимизации балок при их расчете с учетом требований пп. 5.20, 7.5, 7.24 и 13.1 значения коэффициентов с, сх и су 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 M и Q; в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается.
Расчет на прочность изгибаемых элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2), 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 lef/b, определяемые по формулам табл. 8*, были уменьшены умножением на коэффициент
? = [1 0,7(c1 1)/(c 1)], здесь 1 ? c1 ? c.
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 М следует определять по формуле

М = ?Mmax, (45)

где Mmax 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 Mef условный изгибающий момент, равный:
а) в неразрезных балках со свободно опертыми концами большему из значений

(47)

Mef = 0,5M2, (48)

где символ max означает, что следует найти максимум всего следующего за ним выражения;
M1 изгибающий момент в крайнем пролете, вычисленный как в свободно опертой однопролетной балке;
М2 максимальный изгибающий момент в промежуточном пролете, вычисленный как в свободно опертой однопролетной балке;
а расстояние от сечения, в котором действует момент М1, до крайней опоры;
l длина крайнего пролета;
б) в однопролетных и неразрезных балках с защемленными концами Mef = 0,5М3, где М3 наибольший из моментов, вычисленных как в балках с шарнирами на опорах;
в) в балке с одним защемленным и другим свободно опертым концом значение Mef следует определять по формуле (47).
Расчетное значение поперечной силы Q в формуле (44) следует принимать в месте действия Mmax. Если Mmax 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 ? ? 0,5Rs следует производить по формуле (40) с учетом перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно требованиям п. 5.22.

ЭЛЕМЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ ДЕЙСТВИЮ ОСЕВОЙ СИЛЫ С ИЗГИБОМ

5.24*. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по формуле (49) выполнять не требуется при значении приведенного эксцентриситета mef ? 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/см2), не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, при ? ? 0,5Rs и N/(AnRy) ? 0,1 следует выполнять по формуле
(49)
где N, Mx и My абсолютные значения соответственно продольной силы и изгибающих моментов при наиболее неблагоприятном их сочетании;
n, cx и cy коэффициенты, принимаемые по прил. 5.
Если N/(AnRy) ? 0,1, формулу (49) следует применять при выполнении требований пп. 7.5 и 7.24.
В прочих случаях расчет следует выполнять по формуле

(50)

где х и у 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 ?e следует определять:
а) для сплошностенчатых стержней по табл. 74 в зависимости от условной гибкости и приведенного относительного эксцентриситета mef, определяемого по формуле

mef = ?m, (52)

где ? коэффициент влияния формы сечения, определяемый по табл. 73;
относительный эксцентриситет (здесь е эксцентриситет;
Wc момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна);
б) для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, по табл. 75 в зависимости от условной приведенной гибкости ef (?ef по табл. 7) и относительного эксцентриситета m, определяемого по формуле

(53)

где а расстояние от главной оси сечения, перпендикулярной плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.
При вычислении эксцентриситета e = M/N значения M и N 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 сплошно-стенчатых стержней при mef ? 20 и для сквозных стержней при m ? 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/см2) 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 Wnt следует вычислять для растянутого волокна, а коэффициент ? определять по формуле
? = 1 N?2/(?2EA). (55)
5.29. Расчетные значения продольной силы N и изгибающего момента М 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 М 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

Относительный эксцентриситет,

Расчетные значения M при условной гибкости стержня
соответствующий Mmax

? 4

? 4
m ? 3


M = M1
3 ? m ? 20


Обозначения, принятые в таблице 9:
Mmax наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня;
M1 наибольший изгибающий момент в пределах средней трети длины стержня, но не менее 0,5Mmax;
m относительный эксцентриситет, определяемый по формуле
m = MmaxA/(NWc).
Примечание. Во всех случаях следует принимать M ? 0,5Mmax.

Для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, расчетные значения эксцентриситетов mef 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 (Jx ? Jy), совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле
(56)
где с коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.31;
?y коэффициент, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3 настоящих норм.
5.31. Коэффициент с в формуле (56) следует определять:
при значениях относительного эксцентриситета mx ? 5 по формуле
(57)
где ? и ? коэффициенты, принимаемые по табл. 10;

Таблица 10


Значения коэффициентов
Типы сечений
? при
? при

mx ? 1
1 ? mx ? 5
?y ? ?c
?y ? ?c
Открытые


0,7
0,65 + 0,05mx
1





1

при J2/J1 < 0,5 ? = 1
Замкнутые:




с решетками
(с планками)
сплошные






0,6
0,55 + 0,05mx
1


Обозначения, принятые в таблице 10:
J1 и J2 моменты инерции соответственно большей и меньшей полок относительно оси симметрии сечения y y;
?c значения?y при
Примечание. Значения коэффициентов ? и ? для сквозных стержней с решетками (или планками) следует принимать как для замкнутых сечений при наличии не менее двух промежуточных диафрагм по длине стержня. В противном случае следует принимать коэффициенты, установленные для стержней открытого двутаврового сечения.

при значениях относительного эксцентриситета mx ? 10 по формуле

(58)
где ?b коэффициент, определяемый согласно требованиям п. 5.15 и прил. 7* как для балки с двумя и более закреплениями сжатого пояса; для замкнутых сечений ?b = 1,0;
при значениях относительного эксцентриситета 5 ? mx ? 10 по формуле

c = c5(2 0,2mx) + с10(0,2mx 1), (59)

где с5 определяется по формуле (57) при mx = 5, a c10 по формуле (58) при mx = 10.
При определении относительного эксцентриситета mx за расчетный момент Mx 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 с не должен превышать:
для стержней замкнутого сечения единицы;
для стержней двутаврового сечения с двумя осями симметрии значений, определяемых по формуле
(60)
где
? = 4?/?; ? = (Jx + Jy)/(Ah2); ; Jt = 0,433?biti3;
здесь bi и ti соответственно ширина и толщина листов, образующих сечение;
h расстояние между осями поясов;
для двутавровых и тавровых сечений с одной осью симметрии коэффициенты с не должны превышать значений, определяемых по формуле (173) прил. 6.
5.32. Внецентренно-сжатые элементы, изгибаемые в плоскости наименьшей жесткости (Jy ? Jx и ey ? 0), при ?x ? ?y следует рассчитывать по формуле (51), а также проверять на устойчивость из плоскости действия момента как центрально-сжатые стержни по формуле

, (61)
где ?x коэффициент, принимаемый согласно требованиям п. 5.3 настоящих норм.
При ?x ? ?y 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 y y (табл. 7), должно быть определено по формулам: Nad = M/b для сечений типов 1 и 3; Nad = M/2d для сечения типа 2; для сечения типа 3 при изгибе в плоскости, перпендикулярной оси х х, усилие от момента Nad = 1,16M/b (здесь b 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 (Jx ? Jy) с плоскостью симметрии следует выполнять по формуле

, (62)
где


здесь ?ey следует определять согласно требованиям п. 5.27* с заменой в формулах m и ? соответственно на my и ?y, а c согласно требованиям п. 5.41.
При вычислении приведенного относительного эксцентриситета mef,y = ?my для стержней двутаврового сечения с неодинаковыми полками коэффициент ? следует определять как для сечения типа 8 по табл. 73.
Если mef,y ? mx то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формулам (51) и (56), принимая ey = 0.
Значения относительных эксцентриситетов следует определять по формулам:

и , (63)

где Wcx и Wcy моменты сопротивления сечений для наиболее сжатого волокна относительно осей соответственно х х и у у.
Если ?x ? ?y , то кроме расчета по формуле (62) следует произвести дополнительную проверку по формуле (51), принимая ey = 0
В случае несовпадения плоскости наибольшей жесткости (Jx ? Jy) с плоскостью симметрии расчетное значение mx следует увеличить на 25%.



5.35. Расчет на устойчивость сквозных стержней из двух сплошностенчатых ветвей, симметричных относительно оси у у (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 ey = 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 Mx (см. п. 5.33), а момент My распределять между ветвями пропорционально их жесткостям (если момент Му 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 требования 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 Q или условную поперечную силу Qfic, 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.

ОПОРНЫЕ ЧАСТИ

5.37. Неподвижные шарнирные опоры с центрирующими прокладками, тангенциальные, а 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 F давление (сила) на опору;
r и l соответственно радиус и длина шарнира;
Rlp 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 n число катков;
d и l соответственно диаметр и длина катка;
Rcd расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании, принимаемое согласно требованиям п. 3.1.* настоящих норм.

6. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛОСКИХ ФЕРМ И СВЯЗЕЙ

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





Таблица 11

Направление
Расчетная длина lef
продольного
изгиба
поясов
опорных раскосов и опорных стоек
прочих элементов решетки
1. В плоскости фермы:



а) для ферм, кроме указанных в поз. 1, б
l
l
0,8l
б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык
l
l
0,9l
2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы):



а) для ферм, кроме указанных в поз. 2, б
l1
l1
l1
б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык
l1
l1
0,9l1
Обозначения, принятые в табл. 11 (рис. 7):
l геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы;
l1 расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т. п.



6.2. Расчетную длину lef элемента, по длине которого действуют сжимающие силы N1 и N2 (N1 ? N2), из плоскости фермы (рис. 7, в, г; рис. 8) следует вычислять по формуле
(66)
Расчет на устойчивость в этом случае следует выполнять на силу N1.



6.3*. Расчетные длины lef элементов перекрестной решетки, скрепленных между собой (рис. 7, д), следует принимать:
в плоскости фермы равными расстоянию от центра узла фермы до точки их пересечения (lef = 1);
из плоскости фермы: для сжатых элементов по табл. 12; для растянутых элементов равными полной геометрической длине элемента (lef = l1).

Таблица 12

Конструкция узла пересечения элементов решетки
Расчетная длина lef из плоскости фермы при
поддерживающем элементе

растянутом
неработающем
сжатом
Оба элемента не прерываются
l
0,7l1
l1
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой:



рассматриваемый элемент не прерывается
0,7l1
l1
1,4l1
рассматриваемый элемент прерывается и перекрывается фасонкой
0,7l1


Обозначения, принятые в таблице 12 (рис. 7, д):
l расстояние от центра узла фермы до пересечения элементов;
l1 полная геометрическая длина элемента.

6.4. Радиусы инерции i сечений элементов из одиночных уголков следует принимать:
при расчетной длине элемента, равной l или 0,9l (где l расстояние между ближайшими узлами) минимальный (i = imin);
в остальных случаях относительно оси уголка, перпендикулярной или параллельной плоскости фермы (i = ix или i = iy в зависимости от направления продольного изгиба).

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

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

Таблица 13*

Элементы
lef
i
Пояса:


по рис. 9*, а, б, в
lm
imin
по рис. 9*, г, д, е
1,14lm
ix или iy
Раскосы:


по рис. 9*, б, в, г
?dld
imin
по рис. 9*, а, д
?dldc
imin
по рис. 9*, е
ld
imin
Распорки:


по рис. 9*, б
0,8lc
imin
по рис. 9*, в
0,65lc
imin
Обозначения, принятые в таблице 13* (рис. 9*):
ldc условная длина раскоса, принимаемая по таблице 14*;
?d коэффициент расчетной длины раскоса, принимаемый по табл. 15*.

Примечания: 1. Раскосы по рис. 9*, а, д, е в точках пересечения должны быть скреплены между собой.
2. Для раскосов по рис. 9*, е необходима дополнительная проверка их из плоскости грани с учетом расчета по деформированной схеме.
3. Значение lef для распорок по рис. 9*, в дано для равнополочных уголков.


Расчетные длины lef и радиусы инерции i растянутых элементов из одиночных уголков при определении гибкости следует принимать:
для поясов по табл. 13*;
для перекрестных раскосов по рис. 9*, а, д, е; в плоскости грани - равными длине ld и радиусу инерции imin; из плоскости грани полной геометрической длине раскоса Ld, равной расстоянию между узлами прикрепления к поясам, и радиусу инерции ix относительно оси, параллельной плоскости грани;
для раскосов по рис. 9*, б, в, г, равными длине kd и радиусу инерции imin.
Расчетные длины lef и радиус инерции i элементов из труб или парных уголков следует принимать согласно требованиям подраздела "Расчетные длины элементов плоских ферм и связей".






Таблица 14*

Конструкция
узла пересечения
Условная длина раскоса ldc
при поддерживающем элементе
элементов решетки
растянутом
неработающем
сжатом
Оба элемента не прерываются
ld
1,3ld
0,8Ld
Поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонкой; рассматриваемый элемент не прерывается:



в конструкции по рис. 9*, а
1,3ld
1,6ld
Ld
в конструкции по рис. 9*, д:



при 1 ? n ? 3
(1,75 - 0,15n)ld
(1,9 - 0,1n)ld
Ld
при n ? 3
1,3ld
1,6ld
Ld
Узел пересечения элементов закреплен от смещения из плоскости грани (диафрагмой и т. п.).
ld
ld
ld
Обозначения, принятые в таблице 14*:
Ld длина раскоса по рис. 9*, а, д;
,
где Jm,min и Jd,min наименьшие моменты инерции сечения соответственно пояса и раскоса.

Таблица 15*



Прикрепление элемента


n
Значение ?d при, ,равном
к поясам

до 60
св. 60 до 160
св. 160
Сварными швами, болтами (не менее двух),
до 2
1,14

0,765
расположенными вдоль элемента, без фасонок
Св. 6
1,04

0,74
Одним болтом без фасонки
Независимо от n
1,12

0,82
Обозначения, принятые в таблице 15*:
n см. табл. 14*;
l длина, принимаемая: ld по рис. 9*, б, в, г; ldc по табл. 14* (для элементов по рис. 9*, в, д).

Примечания: 1. Значения ?( при значениях n от 2 до 6 следует определять линейной интерполяцией.
2. При прикреплении одного конца раскоса к поясу фасонок сваркой или болтами, а второго конца через фасонку, коэффициент расчетной длины раскоса следует принимать равным 0,5(1 + ?d); при прикреплении обоих концов раскоса через фасонки ?d = 1,0.
3. Концы раскосов по рис. 9*, в следует крепить, как правило, без фасонок. В этом случае при их прикреплении к распорке и поясу сварными швами или болтами (на менее двух), расположенными вдоль раскоса, значение коэффициента ?d следует принимать по строке n "До 2". В случае прикрепления их концов одним болтом значение коэффициента ?d следует принимать по строке "Одним болтом без фасонки", при вычислении значения lef по табл. 13* вместо ?d следует принимать 0,5(1 + ?d).

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


Расчетная длина lef и радиус инерции сечения i
Конструкция траверсы
поясов
решетки

lef
i
lef
i
С поясами и решеткой из одиночных уголков (рис. 21, а)
lm
lm1
imin
ix
ld, lc

imin

С поясами из швеллеров и решеткой из одиночных уголков (рис. 21, б)
lm
1,12lm1
iy
ix
ld, lc

imin

Обозначение, принятое в таблице 16:
ix радиус инерции сечения относительно оси, параллельной плоскости решетки траверсы.

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.7. Расчетные длины lef элементов структурных конструкций следует принимать по табл. 17.
Радиусы инерции сечений i элементов структурных конструкций при определении гибкости следует принимать:
для сжато-изгибаемых элементов относительно оси, перпендикулярной или параллельной плоскости изгиба (i = ix или i = iy);
в остальных случаях - минимальные (i = imin).
Таблица 17

Элементы структурных конструкций
Расчетная длина lef
1. Кроме указанных в поз. 2 и 3
l
2. Неразрезные (не прерывающиеся в узлах) пояса и прикрепляемые в узлах сваркой впритык к шаровым или цилиндрическим узловым элементам
0,85l
3. Из одиночных уголков, прикрепляемых в узлах одной полкой:

а) сварными швами или болтами (не менее двух), расположенными вдоль элемента, при l/imin:

до 90
l
свыше 90 до 120
0,9l
свыше 120 до 150 (только для элементов решетки)
0,75l
свыше 150 до 200 (только для элементов решетки)
0,7l
б) одним болтом при l/imin:

до 90
l
свыше 90 до 120
0,95l
свыше 120 до 150 (только для элементов решетки)
0,85l
свыше 150 до 200 (только для элементов решетки)
0,8l

Обозначение, принятое в таблице 17:
l геометрическая длина элемента (расстояние между узлами структурной конструкции).

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ КОЛОНН (СТОЕК)

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

lef = ? l (67)
где l 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.

Таблица 17, а

Расчетные схемы
Формулы для
Коэффициенты n и p в формулах (68), (69) и (70 а, б) для рам
свободных рам
определения коэффициента ?
однопролетных
многопролетных (k ? 2)

(68)



(69)



при n ? 2
(70, а)


при n > 0,2
(70,б)

Верхний этаж


Средний этаж


Нижний этаж


Обозначения, принятые в таблице 17, а:
; ; ; .
k
число пролетов;
Jc и lc
соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;
l, l1, l2
пролет рамы;
Js, Js1, Js2
и Ji, Ji1, Ji2
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.

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)

В формуле (70, в) p и n принимаются равными:
в одноэтажной раме:
в многоэтажной раме:
для верхнего этажа p = 0,5(p1 + p2); n = n1 + n2);
для среднего этажа p = 0,5(p1 + p2); n = 0,5(n1 + n2);
для нижнего этажа p = p1 + p2; n + 0,5(n1 + n2),
где p1; p2; n1; n2 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 p = 0 или n=0 (Ji = 0 или Js = 0), при жестком креплении p = 50 или n = 50 (Ji = ? или Js = ?).
При отношении Н/В ? 6 (где Н полная высота многоэтажной рамы, В ширина рамы) должна быть проверена общая устойчивость рамы в целом как с