ГИА 2020 Металлоконструкции / 3 (стр3-6)
.pdfДля бистальных колонн параметр
|
|
|
|
|
R |
p yf
определяется по табл. 72, для моностальных -
принимается |
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для бистальных колонн определяется |
|||||||
сопротивление материала стенки |
R |
yw : |
|
|
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
R |
yw |
|
|
|
|
|
|
|
|
26.9. Допускаемая гибкость стенки определяется по формуле
h |
0, 36 |
|
|
ef |
|||
|
|
||
t |
|
|
параметр |
|
p |
R |
yf |
и назначается расчетное |
||||
|
|
||||||||
(1 ) |
p . |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
без учета |
предварительного напряжения |
ef |
|||||||
t |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,8 |
x |
E |
, (171) |
|
|
|
|||
R |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
yf |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
x |
- условная гибкость |
||||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
зависимости от параметров |
и |
||||||
|
колонны относительно оси x-x, определяемая по табл. 74 в
xp .
xp 1
x
. (172)
Таблица 74
────────────┬─────┬───────────────────────────────────────────────
|
│_____│ |
______ |
|
|
|
R , |
│сигма│ |
лямбда |
при фи |
, равном |
|
y |
│ |
│ |
x |
|
xp |
МПа, |
│ |
├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───── |
|||
(кгс/см2) |
│ |
│ 0,9 │ 0,8 |
│ 0,7 |
│ 0,6 |
│ 0,5 │ 0,4 │ 0,3 |
────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────
450 (4600) │ 0,0 │ 1,21 │ 1,96 │ 2,55 │ 3,12 │ 3,74 │ 4,40 │ 5,25
│0,2 │ 1,15 │ 1,93 │ 2,48 │ 3,05 │ 3,67 │ 4,33 │ 5,16
│0,4 │ 1,09 │ 1,80 │ 2,36 │ 2,94 │ 3,55 │ 4,24 │ 5,10
│0,6 │ 0,99 │ 1,66 │ 2,23 │ 2,83 │ 3,42 │ 4,15 │ 5,03
│0,8 │ 0,93 │ 1,54 │ 2,08 │ 2,68 │ 3,31 │ 4,06 │ 4,96
│1,0 │ 0,87 │ 1,43 │ 1,93 │ 2,53 │ 3,20 │ 3,97 │ 4,89
────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────
540 (5500) │ 0,0 │ 1,24 │ 2,00 │ 2,60 │ 3,15 │ 3,78 │ 4,46 │ 5,28
│0,2 │ 1,18 │ 1,95 │ 2,51 │ 3,08 │ 3,72 │ 4,38 │ 5,22
│0,4 │ 1,12 │ 1,82 │ 2,39 │ 2,97 │ 3,59 │ 4,28 │ 5,17
│0,6 │ 1,01 │ 1,68 │ 2,26 │ 2,87 │ 3,46 │ 4,20 │ 5,11
│0,8 │ 0,95 │ 1,56 │ 2,10 │ 2,72 │ 3,35 │ 4,11 │ 5,03
│1,0 │ 0,89 │ 1,44 │ 1,94 │ 2,57 │ 3,24 │ 4,02 │ 4,95
h |
|
|
|
Требуемая гибкость |
ef |
|
|
|
предварительно напряженной стенки определяется по формуле |
||
|
t |
p |
h |
|
|
h |
|
|
|
ef |
|
ef |
kw |
|
|
|
||||
|
t |
p |
|
t |
. (173) |
|
|
26.10. Допускаемая гибкость свеса полки без учета предварительного напряжения соответствии с п. 7.23* СНиП II-23-81* определяется по формуле
bef 2t
в
b |
|
|
|
0, 36 0,1 |
|
|
|
E |
|
|||
ef |
|
|
|
|
|
. (174) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2t |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yf |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Требуемая гибкость свеса полок с учетом предварительного напряжения |
||||||||||||
определяется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
ef |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2t |
|
|
|
|
|
||||
|
|
ef |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2t |
|
|
|
. (175) |
|||||||
|
|
p |
|
1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
xp |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26.11. Оптимальные размеры сечения определяются по формулам:
|
A |
F |
x |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
площадь сечения |
|
R |
|
; (176) |
|
|
yf |
|
|
|
|
|
|
"стенки
"полки
ширина стенки
толщина "
ширина полки
толщина "
Aw A ; (177) |
|
|
||||||||||||||
A |
f |
0, 5(1 ) A |
; (178) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|||
h |
|
|
A |
|
|
|
|
ef |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
; (179) |
||||||||
|
w |
|
w |
|
|
|
t |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|||
tw |
|
Aw |
: |
|
|
ef |
|
|
|
; (180) |
||||||
|
|
|
t |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
||
b |
|
|
2 A |
|
|
ef |
|
|
|
|
||||||
f |
|
f |
2t |
|
; (181) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
||
t |
|
|
|
0, 5A |
|
: |
|
ef |
|
. (182) |
||||||
f |
|
f |
2t |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
ef |
|
|
||
|
2t |
p |
26.12. Расчетное сопротивление материала стенки Ryw определяется по формуле
R |
yw |
|
(1 ) |
p |
|
.
26.13.Наиболее близкие к оптимальным размеры сечения назначаются с учетом сортамента
ивыполняется проверка общей и местной устойчивости колонн в соответствии с пп. 26.14 - 26.16.
26.14. Для бистальных колонн параметр |
k |
w |
уточняется по формуле |
|
|
|
|
|
h |
h |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
k |
|
|
w |
: |
ef |
|
, (183) |
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
tw |
|
t |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
ef |
определяется по формуле (171). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Затем по табл. 73 линейной интерполяцией определяется параметр |
в зависимости от |
|||||||||||||
|
||||||||||||||
параметра , определяемого по формуле (170). Для моностальных колонн принимается |
|
= 1. |
||||||||||||
|
26.15. Расчет на устойчивость центрально-сжатой ветви колонны относительно оси x-x выполняется по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yf |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
, (184) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где F - расчетное продольное усилие; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
A - площадь сечения брутто; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
xp |
- |
|
|
коэффициент продольного изгиба, |
принимаемый по табл. |
75 в |
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
условной гибкости x : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
x |
|
R |
yf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
i |
|
|
E |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
здесь |
l |
x |
- расчетная длина относительно оси x-x; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
i - радиус инерции сечения относительно оси x-x. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
При |
|
х |
1, 5 |
|
xp определяется линейной интерполяцией; |
x |
< |
1,5 |
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
линейной экстраполяцией.
функции от и
|
xp |
определяется |
|
||
|
|
Таблица 75 |
───────────────┬───────┬──────────────────────────────────────────
|
│ |
│ |
|
______ |
|
R , |
│ сигма │ |
фи |
при лямбда |
, равной |
|
y |
│ |
│ |
xp |
|
x |
МПа (кгс/см2) │ |
├──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬───── |
││ 1,5 │ 2,0 │ 2,5 │ 3,0 │ 3,5 │ 4,0 │ 4,5
───────────────┼───────┼──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
450 (4600) │ 0,0 │0,861 │0,795│0,708│0,621│0,538│0,460│0,388
│0,2 │0,855 │0,787│0,697│0,609│0,527│0,449│0,379
│0,4 │0,842 │0,764│0,676│0,590│0,508│0,434│0,370
│ 0,6 │0,8 │0,740│0,655│0,574│0,489│0,420│0,360
│0,8 │0,808 │0,715│0,630│0,550│0,475│0,408│0,351
│1,0 │0,790 │0,693│0,608│0,530│0,463│0,398│0,341
───────────────┼───────┼──────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
540 (5500) │ 0,0 │0,865 │0,800│0,716│0,620│0,542│0,467│0,394
│0,2 │0,853 │0,789│0,702│0,614│0,534│0,458│0,386
│0,4 │0,843 │0,768│0,682│0,595│0,514│0,440│0,367
│0,6 │0,828 │0,745│0,663│0,578│0,494│0,427│0,362
│0,8 │0,811 │0,719│0,635│0,555│0,480│0,414│0,357
│1,0 │0,797 │0,697│0,615│0,535│0,468│0,403│0,346
26.16.Расчет на устойчивость сжатой ветви колонны относительно оси y-y выполняется по
формуле
где
|
yp |
|
|
F |
|
R |
|
|
|
A |
yf |
|
|
|
|||
yp |
|
|
||
|
|
|
|
- коэффициент продольного изгиба,
, (185)
принимаемый по табл. 76 в функции от
и
условий гибкости
|
y |
|
:
|
|
|
l |
|
y |
i |
|||
|
|
|||
|
|
|
xRyf
y E
,
здесь |
l |
y |
- расчетная длина относительно оси y-y; |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
i |
y |
- радиус инерции сечения относительно оси y-y. |
|||
|
Таблица 76
──────────────┬─────────┬─────────────────────────────────────────
|
│ |
_____ |
│ |
|
|
|
______ |
R , |
│ |
сигма |
│ |
фи |
|
при |
лямбда , равной |
y |
│ |
|
│ |
|
yp |
|
y |
МПа (кгс/см2)│ |
|
├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬───── |
|||||
|
│ |
|
│ 1,5 │ 2,0 |
│ |
2,5 |
│ 3,0 │ 3,5 │ 4,0 │ 4,5 |
──────────────┼─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
450 (4600) │ |
0,0 |
│0,921│0,854│0,774│0,680│0,582│0,492│0,413 |
│ |
0,2 |
│0,909│0,827│0,730│0,632│0,542│0,463│0,394 |
│ |
0,4 |
│0,897│0,793│0,679│0,581│0,502│0,433│0,372 |
│ |
0,6 |
│0,884│0,763│0,631│0,534│0,460│0,395│0,344 |
│ |
0,8 |
│0,879│0,739│0,591│0,484│0,418│0,363│0,312 |
│ |
1,0 |
│0,858│0,707│0,553│0,444│0,373│0,321│0,280 |
──────────────┼─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
540 (5500) │ |
0,0 |
│0,923│0,857│0,777│0,684│0,588│0,498│0,419 |
│ |
0,2 |
│0,910│0,830│0,734│0,636│0,533│0,468│0,399 |
│ |
0,4 |
│0,898│0,795│0,684│0,586│0,506│0,438│0,376 |
│ |
0,6 |
│0,886│0,765│0,633│0,538│0,464│0,398│0,348 |
│ |
0,8 |
│0,890│0,742│0,593│0,486│0,422│0,367│0,316 |
│ |
1,0 |
│0,859│0,710│0,558│0,446│0,375│0,324│0,282 |
При
|
y |
>= 1,5 |
yp |
|
|
определяется линейной интерполяцией; y < 1,5 yp определяется
линейной экстраполяцией.
26.17. Расчет на устойчивость предварительно напряженной стенки выполняется с учетом:
собственных растягивающих напряжений pw , определяемых по формуле
pw (1 ) p , (186)
критических напряжений стенки |
|
cr ,w , определяемых по формуле |
|
|
|
|
|
2 |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cr ,w |
k |
|
|
h |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
12(1 |
2 |
, (187) |
|||
|
|
|
) |
w |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
tw |
|
|
где k - определяется по табл. 77 в зависимости от параметра
значениях |
|
w |
k определяется линейной интерполяцией. |
|
|
w |
|
; при промежуточных
|
w |
|
k
Таблица 77
0,00 |
0,80 |
2,10 |
5,70 |
10,00 |
7,00 |
6,08 |
5,26 |
4,61 |
4,00 |
|
|
|
|
|
Параметр
|
w |
|
определяется по формуле
|
|
0, 357 |
h |
|
|
w |
|||
w |
b |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
. (188)
Устойчивость стенки считается обеспеченной, если выполняется условие
где |
|
|
26.18.
|
|
pw |
|
cp,w |
0,1R |
yw |
|
p |
R |
yf , (189) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
p |
- принимается равным минимальному из коэффициентов |
|
xp и |
|
yp . |
|||||||||
|
|
Устойчивость свеса полки считается обеспеченной, если выполняется условие
где
bef 2t
b |
f |
|
|
|
|
2t |
f |
|
|
|
- определяется по формуле
|
b |
|
|
|
|
ef |
|
|
|
|
2t |
|
|
, (190) |
|
|
|||
|
|
|||
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
(174) в зависимости от наибольшей условной гибкости
стержня.
26.19. Расчет на устойчивость решетчатой колонны относительно свободной оси выполняется по формуле
здесь
|
e |
|
F |
R |
|
(1 ) |
|
||
|
A |
yf |
, (191) |
|||
|
|
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
e |
|
|
|
|
|
- коэффициент, определяемый в соответствии с п. 5.27* СНиП II-23-81*.
26.20.Конструктивное оформление сварных колонн с ветвями двутаврового сечения с предварительно напряженными стенками следует производить с применением новых эффективных решений и так, чтобы не вызывать существенного снижения предварительного напряжения, полученного при изготовлении стержней.
26.21.При проектировании колонн с предварительно напряженными стенками рекомендуется:
для максимального снижения тепловложений от сварки применять только расчетные сварные швы, завариваемые механизированными методами, в том числе швы с уменьшенными катетами;
вспомогательные элементы колонн, рассчитываемые по прочности, изготавливать из сталей повышенной и высокой прочности.
Если концевые участки стержней, где возможна потеря предварительного напряжения при изготовлении, являются расчетными, то снижение предварительного напряжения следует предотвратить или компенсировать за счет включения в работу концевых деталей - опорных и подкрановых траверс, башмаков, плит, утолщений стенок, стыковых и соединительных деталей, создающих жесткие торцевые окаймления стержней.
27. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ
27.1. Рекомендации настоящего раздела следует соблюдать при проектировании,
изготовлении и монтажной сборке фланцевых соединений элементов открытого профиля (двутавров, тавров, швеллеров и т.п.) стальных конструкций производственных зданий,
подверженных |
растяжению, растяжению с изгибом при однозначной эпюре растягивающих |
|||||||||||||
напряжений ( |
|
min |
/ |
max |
0, 5 |
), а также действию местных поперечных усилий. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Рекомендации не распространяются на фланцевые соединения: |
|
|
|
|
|
|||||||||
воспринимающие |
знакопеременные |
нагрузки, а |
также |
|
многократно действующие |
|||||||||
подвижные, |
вибрационные или другого |
вида нагрузки |
с числом циклов |
свыше |
10 |
5 |
при |
|||||||
|
||||||||||||||
коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах |
|
= min / max |
0,8 ; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
эксплуатируемые в сильноагрессивной среде. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
27.2. Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными |
высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов |
B |
для расчетов |
0 |
||
следует принимать равной |
|
|
где
B |
p |
|
B 0, 9B |
p |
0, 9R |
A |
0 |
bh |
bn |
- расчетное усилие растяжения болта.
,
27.3.Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты M24 и M27 из стали 40Х "селект" исполнения ХЛ с временным сопротивлением не менее 1100 МПа (110 кгс/мм2), а также гайки высокопрочные и шайбы к ним по ГОСТ 22353-77* - ГОСТ 22356-77*.
27.4.Для фланцев следует применять листовую сталь по ГОСТ 19903-74* марок 09Г2С-15 по ГОСТ 19282-73* и 14Г2АФ-15 по ТУ 14-105-465-82 с гарантированными механическими свойствами
внаправлении толщины проката.
27.5. Фланцы могут быть выполнены из других марок низколегированных сталей по ГОСТ 19282-73*, предназначенных для строительных стальных конструкций, при этом:
сталь должна быть 12-й категории; временное сопротивление и относительное сужение стали в направлении толщины проката
должны быть |
|
bz |
0,8 |
b , z |
20% (где |
|
b |
- нормативное значение временного сопротивления |
|
|
|
для основного металла, принимаемое по государственным общесоюзным стандартам или техническим условиям).
Проверку механических свойств стали в направлении толщины проката осуществляет завод - изготовитель металлоконструкций по методике, изложенной в [25].
27.6. Дефекты стали для фланцев (внутренние расслои, грубые шлаковые включения и т.п.) должны удовлетворять требованиям, указанным в табл. 78. Контроль качества стали методами ультразвуковой дефектоскопии осуществляет завод - изготовитель металлоконструкций.
|
|
Характеристика дефекта |
||||
|
площадь, см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Зона |
|
|
|
|
|
длина |
|
|
|
|
|
||
дефектоскопии |
минимально |
максимально |
частота |
максимально |
||
|
допустимая |
допустимая, |
||||
|
учитываемая |
допустимая |
|
|
|
см |
Листы фланцев |
0,5 |
1,0 |
10 м |
2 |
4 |
|
|
||||||
Прикромочная |
0,5 |
1,0 |
3 м |
1 |
4 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 78
расстояние
между
дефектами
минимально допустимое, см
10
10
Примечания. 1. Дефекты, расстояния между краями которых меньше протяженности минимального из них, оцениваются как один дефект.
2. По усмотрению завода - изготовителя металлоконструкций разрешается дефектоскопический контроль материала фланцев выполнять после приварки их к элементам конструкций.
27.7.Фасонки, ужесточающие фланцы (ребра жесткости), следует выполнять из стали тех же марок, что и основные профили.
27.8.Для механизированной сварки фланцевых соединений следует применять сплошную сварочную проволоку по ГОСТ 2246-70* или порошковую проволоку ПП-АН8 по ТУ 14-4-1059-80.
27.9.При конструировании фланцевых соединений болты следует располагать безмоментно относительно центра тяжести сечения соединяемого элемента с учетом неравномерности распределения внешних усилий между болтами наружной и внутренней зон (рис. 64) в соответствии с табл. 79.
Предельное усилие на один болт внутренней зоны следует принимать |
N |
i |
0, 9B |
p . |
|
|
Таблица 79
Диаметр |
Толщина |
Отношение внешнего усилия на один болт внутренней зоны к |
|
внешнему усилию на один болт наружной зоны k Ni / Ne |
|||
болта |
фланца, мм |
|
20 |
2,6 |
|
25 |
1,8 |
M24 |
|
|
|
30 |
1,5 |
|
40 |
1,1 |
|
|
|
|
25 |
2,1 |
M27 |
30 |
1,7 |
|
40 |
1,2 |
|
|
|