1.4 Розрахунок елементів сталевих конструкцій при центральному розтягу і стиску

1.4.1 Розрахунок елементів суцільного перерізу

1.4.1.1 Розрахунок на міцність елементів із сталі з характеристичним опором 440 Н/мм² при центральному розтягу і стиску слід виконувати за формулою

Розрахунок на міцність розтягнутих елементів зі сталі з відношенням , експлуатація яких можлива і після досягнення металом границі текучості, а також елементів із сталі з характе­ристичним опором > 440 Н/мм² слід виконувати за формулою (1.4.1) із заміною значення на .

Розрахунок на міцність елементів у перерізі з нарізкою для гайки слід виконувати як розра­хунок болта на розтяг; при цьому значення слід обчислювати за таблицею 1.3.4 із заміною на .

1.4.1.2 Розрахунок на міцність перерізу у місцях кріплення розтягнутих елементів, виконаних з одиночних кутиків, що приєднуються однією полицею болтами, слід виконувати за формулою (1.4.1) і за формулою

де - коефіцієнт умов роботи, що визначається згідно з додатком І.

1.4.1.3 Розрахунок на стійкість елементів суцільного перерізу при центральному стиску і при виконанні вимог 1.4.3.2 - 1.4.3.7 слід виконувати за формулою

Значення коефіцієнтів , обчислені за формулою (1.4.4), слід приймати не більшими за у випадку, коли > 8,0 для типу кривої стійкості а, > 4,4 і > 5,8 для типів кривої стійкості відповідно b і с (таблиця 1.4.1).

При значеннях >0,4 для всіх типів кривої стійкості допускається приймати = 1,0.

Значення коефіцієнтів наведені у таблиці К1 додатка К.

1.4.1.4 Розрахунок на стійкість стрижнів з одиночних кутиків слід виконувати з урахуванням вимог 1.4.1.3. При визначенні гнучкості цих стрижнів радіус інерції перерізу кутика і розрахункову довжину стрижня необхідно приймати відповідно до вимог 1.9.1.4, 1.9.1.5, 1.9.2.2.

1.4.1.5 Стиснуті елементи з суцільними стінками відкритого перерізу за рисунком 1.4.1 рекомендується укріплювати планками чи ґратками, при цьому повинні бути виконані вимоги 1.4.2.1- 1.4.2.9.

За відсутності планок чи ґраток такі елементи, окрім розрахунку за формулою (1.4.3) у голов­них площинах інерції х - х і у - у, необхідно перевіряти на стійкість при згинально-крутильній формі втрати стійкості за формулою

У формулі (1.4.7) коефіцієнт необхідно визначати відповідно до додатка Л.

Таблиця 1.4.1 - Значення коефіцієнтів

1.4.1.6 З'єднання пояса зі стінкою у центрально-стиснутому елементі складеного суцільного перерізу слід розраховувати на зсув від умовної поперечної сили за формулами, наведеними у таблиці 1.12.6. При цьому значення необхідно визначати за формулою (1.4.14), а коефіцієнт слід приймати у площині стінки.

1.4.2 Розрахунок елементів наскрізного перерізу

1. Розрахунок на міцність елементів наскрізного перерізу при центральному розтягу і стиску слід виконувати за формулою (1.4.1), де - площа розрахункового перерізу стрижня нетто.

2. Розрахунок на стійкість стиснутих стрижнів наскрізного перерізу, гілки яких з'єднані планками чи ґратками, слід виконувати за формулою (1.4.3); при цьому коефіцієнти відносно вільної осі (перпендикулярної до площини планок чи ґраток) слід визначати за формулами (1.4.4) і (1.4.5) для кривої стійкості типу із заміною в цих формулах на . Значення умовної зведеної гнучкості необхідно обчислювати залежно від значень зведеної гнучкості які наведені у таблиці 1.4.2 для стрижнів з кількістю панелей, як правило, не меншою за шість. Розрахунок на стійкість наскрізних стрижнів із кількістю панелей, що не перевищує шести, допускається викону­вати: за наявності планок - як для рамних систем; за наявності ґраток - згідно з вимогами 1.4.2.5.

1.4.2.3 У наскрізних стрижнях із планками гнучкість окремої гілки або (таблиця 1.4.2) на ділянці між зварними швами або крайніми болтами, що прикріплюють планки, не повинна перевищувати 40.

За наявності в одній із площин суцільного листа замість планок (рисунок 1.4.1 б, в) гнучкість гілки слід обчислювати за радіусом інерції півперерізу відносно його центральної осі, перпенди­кулярної до площини планок.

Рисунок 1.4.1 - Схема відкритого (а) і укріплених планками

чи ґратками (б, в) перерізів стрижнів

1.4.2.4 У наскрізних стрижнях із ґратками окрім розрахунку на стійкість стрижня в цілому слід перевіряти стійкість окремих гілок на ділянках між вузлами кріплення ґратки. За необхідності слід враховувати вплив моментів, що виникають у цих вузлах, наприклад, внаслідок розцентрування елементів ґратки.

У наскрізних стрижнях із ґратками гнучкість окремих гілок між вузлами кріплення ґратки, як правило, не повинна бути більшою за 80 і не повинна перевищувати значення зведеної гнучкості стрижня в цілому.

У випадку, коли розрахунок таких стрижнів виконаний відповідно до вимог 1.4.2.5, допус­кається приймати більші значення гнучкості гілок ( > 80; > , проте не більшими за 120.

1.4.2.5 Розрахунок наскрізних стрижнів із ґратками на стійкість у цілому з урахуванням вказаних у 1.4.2.2 і 1.4.2.4 умов слід виконувати згідно з 1.4.1.3, приймаючи у формулах , де . При цьому коефіцієнт стійкості необхідно при 2,7 приймати таким, що дорівнює 1,0, а при 3,2 визначати за значенням розрахункового опору та значенням розрахункової довжини (де - довжина гілки; на рисунку 1.4.2 а довжина гілки становить ).

а - трикутна; б - трикутна з розпірками; в - хрестова; г - хрестова з розпірками

Рисунок 1.4.2 - Схеми розкісних ґраток стрижнів наскрізного перерізу

У випадку, коли умовна гнучкість гілки є більшою за 2,7 та меншою за 3,2 (2,7 < < 3,2), значення коефіцієнта стійкості допускається визначати за допомогою лінійної інтерполяції між 1,0 та значенням коефіцієнта , обчисленим залежно від умовної гнучкості гілки = 3,2.

Таблиця 1.4.2 - Зведені гнучкості стрижнів наскрізного перерізу

1.4.2.6 Розрахунок складених елементів із кутиків, швелерів тощо, з'єднаних щільно або через прокладки, слід виконувати, як суцільностінчастих стрижнів за умови, що довжина ділянки елемента між проміжними в'язями (зварними швами чи центрами крайніх болтів) не перевищує 40г для стиснутих елементів та 80і для розтягнутих. При цьому радіус інерції перерізу одного кутика чи швелера і слід приймати для таврових або двотаврових перерізів відносно осі, паралельної площині розміщення прокладок, а для хрестових перерізів - мінімальний. При цьому в границях загальної довжини стиснутого елемента необхідно передбачати не менше ніж дві проміжні в'язі (прокладки).

1.4.2.7 Розрахунок з'єднувальних планок і елементів ґраток стиснутих стрижнів наскрізного перерізу слід виконувати на дію умовної поперечної сили , значення якої приймається постійним по всій довжині стрижня і визначається за формулою

Умовну поперечну силу слід приймати такою, що:

• за наявності тільки з'єднувальних планок (ґраток) - порівну розподіляється між планками (ґратками), що лежать у площинах, перпендикулярних до осі, відносно якої виконується перевірка стійкості;

• за наявності суцільного листа і з'єднувальних планок (ґраток) - порівну розподіляється між суцільним листом і планками (ґратками), що лежать у площинах, паралельних листу;

• при розрахунку рівносторонніх тригранних наскрізних стрижнів - дорівнює 0,8 для кожної системи з'єднувальних планок (ґраток), розміщеної в площині однієї грані.

1.4.2.8 Розрахунок з'єднувальних планок та їх прикріплень (рисунок 1.4.3) необхідно викону­вати як для елементів безрозкісних ферм на сумісну дію перерізувальної сили що зрізує планку, і згинального моменту що згинає планку в її площині. Значення розрахункових зусиль слід визначати за формулами:

1.4.2.9 Розрахунок елементів з'єднувальних ґраток стрижнів складеного перерізу необхідно виконувати, як для елементів ґратки плоских ферм; для ґраток за рисунком 1.4.2 зусилля в розкосі слід визначати за формулою

При розрахунку розкосів хрестової ґратки з розпірками (рисунок 1.4.2 г) слід враховувати додаткове зусилля яке виникає у кожному розкосі від обтискання гілок і визначається за формулою

Рисунок 1.4.3 - Наскрізний стрижень

1.4.2.10 Розрахунок стрижнів, призначених для зменшення розрахункової довжини стиснутих елементів, слід виконувати на дію фактичного поздовжнього зусилля, значення якого приймається не меншим за значення умовної поперечної сили, обчисленої для основного стиснутого елемента за формулою (1.4.14).

Розрахунок розпірок, призначених для зменшення розрахункової довжини колон у площині, перпендикулярній до площини поперечних рам, за наявності навантажень від мостових чи підвіс­них опорних кранів слід виконувати на дію умовної поперечної сили, значення якої обчислюється за формулою (1.4.14), в якій N приймається таким, що дорівнює сумі поздовжніх сил у двох коло­нах, з'єднаних між собою розпіркою.