Металлы / TKP EN 1993-1-8-2009

81

82

83

84

ТКП EN 1993-1-8-2009

Окончание таблицы 6.11

* При условии, что болты рассчитаны таким образом, чтобы исключить сдвиг между соединяемыми элементами при заданном уровне нагрузки.

Примечание 1 — При вычислении beff и leff расстояние c следует принимать равным 1,25 толщины опорной плиты.

Примечание 2 — Допускается, что контрплиты не влияют на вращательную жесткость Sj узла.

Примечание 3 — Для сварных швов (k19) коэффициент жесткости следует принимать равным бесконечности. Этот компонент не следует учитывать при определении вращательной жесткости Sj. Примечание 4 — Для полки и стенки балки при сжатии (k7), стенки балки при растяжении (k8), плиты при растяжении или сжатии (k9), балок с вутами (k20) коэффициенты жесткости следует принимать равными бесконечности. Эти компоненты не следует учитывать при расчете вращательной жесткости Sj. Примечание 5 — При усилении стенки накладками, коэффициенты жесткости для соответствующих основных компонентов узлов k1 – k3 должны быть увеличены следующим образом:

—для участка стенки колонны, работающего на сдвиг, коэффициент k1 должен определяться с использованием увеличенной площади сдвига Avc, определяемой по 6.2.6.1(6);

—для стенки колонны при сжатии коэффициент k2 должен определяться с использованием эффективной толщины стенки, определяемой по 6.2.6.2(6);

—для стенки колонны при растяжении коэффициент k3 должен определяться с использованием эффективной толщины стенки, определяемой по 6.2.6.3(8).

(8) Для определения жесткости сопряжения балки с колонной с опорным фланцем следует применять следующую процедуру. Значения коэффициента эквивалентной жесткости keq и эквивалентного плеча внутренней пары сил zeq сопряжения определяют по 6.3.3. Используя коэффициенты жесткости keq (для сопряжения) и k1 (для стенки колонны, работающей на сдвиг), а также плечо внутренней пары сил z, принимаемое равным эквивалентному плечу внутренней пары сил zeq, определяют жесткость сопряжения, согласно 6.3.1(4).

6.3.2 Коэффициенты жесткости для основных компонентов узлов

(1) Коэффициенты жесткости для основных компонентов узлов следует определять по таблице 6.11.

6.3.3 Узлы с опорными фланцами, прикрепляемыми двумя и более рядами растянутых болтов

6.3.3.1 Общий метод

(1) Для всех основных компонентов узлов с опорным фланцем, прикрепляемым двумя и более рядами растянутых болтов, применяют общий эквивалентный коэффициент жесткости keq, определяемый по формуле

(2) Эффективный коэффициент жесткости keff,r для ряда болтов r следует определять по формуле

i ki,r

где ki,r — коэффициент жесткости компонента i относящегося к ряду болтов r.

85

ТКП EN 1993-1-8-2009

(3) Эквивалентное плечо внутренней пары сил zeq следует определять по формуле

r

(4)В сопряжении балки с колонной с опорным фланцем значение keq следует определять на основе коэффициентов жесткости ki (и заменять их) следующих основных компонентов:

— стенки колонны при растяжении (k3);

— полки колонны при изгибе (k4);

— опорного фланца при изгибе (k5);

— болтов при растяжении (k10).

(5)В стыке балок с опорными фланцами на болтах значение keq следует определять на основе коэффициентов жесткости ki (и заменять их) следующих основных компонентов:

— опорных фланцев при изгибе (k5);

— болтов при растяжении (k10).

6.3.3.2 Упрощенный метод для выступающих опорных фланцев с двумя рядами растянутых болтов

(1) В соединениях с выступающим опорным фланцем с двумя рядами растянутых болтов (один ряд расположен в выступающей части опорного фланца, а другой — между полками балки, см. рисунок 6.20), для учета совместной работы обоих рядов можно использовать модифицированные значения коэффициентов жесткости соответствующих основных компонентов. Каждое из этих модифицированных значений следует принимать равным удвоенному значению коэффициента жесткости для одного ряда болтов, расположенного в выступающей части опорного фланца.

Примечание — Эта приближенная предпосылка приводит к незначительному занижению значения вращательной жесткости.

(2) При использовании этого упрощенного метода значение плеча внутренней пары сил z принимают равным расстоянию между центром сжатия и серединой расстояния между рядами растянутых болтов, см. рисунок 6.20.

Рисунок 6.20 — Плечо внутренней пары сил z для упрощенного метода

6.3.4 Базы колонн

(1)Вращательную жесткость Sj базы колонны, подверженной совместному действию осевой силы

иизгибающего момента, следует определять по методу, приведенному в таблице 6.12. В этом методе используются следующие коэффициенты жесткости:

kT,1 — коэффициент жесткости при растяжении левой стороны узла, равный сумме коэффициентов жесткости k15 и k16 (приведенных в таблице 6.11) и принимаемый для левой стороны узла;

kT,r — коэффициент жесткости при растяжении правой стороны узла, равный сумме коэффициентов жесткости k15 и k16 (приведенных в таблице 6.11) и принимаемый для правой стороны узла;

kC,1 — коэффициент жесткости при сжатии левой стороны узла, равный коэффициенту жесткости k13 (приведенному в таблице 6.11) и принимаемый для левой стороны узла;

kC,r — коэффициент жесткости при сжатии правой стороны узла, равный коэффициенту жесткости k13 (приведенному в таблице 6.11) и принимаемый для правой стороны узла.

(2)Значения zT,1, z C,1, zT,r, zC,r следует принимать согласно 6.2.8.1.

86

ТКП EN 1993-1-8-2009

Таблица 6.12 — Вращательная жесткость Sj баз колонн

6.4 Вращательная способность

6.4.1 Общие положения

(1)В случае проведения жестко-пластического статического расчета, узел в месте образования пластического шарнира должен иметь достаточную вращательную способность.

(2)Вращательную способность болтового или сварного узлового соединения следует определять, используя положения, приведенные в 6.4.2 или 6.4.3. Методы расчета, приведенные в этих пунктах, применимы только для сталей S235, S275, S355 и для узлов, в которых расчетное

значение осевой силы NEd, действующей в присоединяемом элементе, не превышает 5 % расчетной несущей способности в пластической стадии Npl,Rd его поперечного сечения.

(3)В качестве альтернативы 6.4.2 и 6.4.3, вращательную способность узла проверять не следует

при условии, что расчетная несущая способность Mj,Rd узлового соединения, по крайней мере, в 1,2 раза выше расчетной несущей способности в пластической стадии Mpl,Rd поперечного сечения присоединяемого элемента.

(4)В случаях, не предусмотренных в 6.4.2 и 6.4.3, вращательную способность можно определить по результатам испытаний согласно EN 1990, приложение D. В качестве альтернативы можно использовать соответствующие расчетные модели, при условии, что они основаны на результатах испытаний, выполненных в соответствии с EN 1990.

6.4.2 Болтовые узловые соединения

(1) Сопряжение балки с колонной, расчетная несущая способность которого Mj,Rd зависит от расчетной несущей способности участка стенки колонны на сдвиг, можно считать обладающим достаточной вращательной способностью при пластическом статическом расчете, при условии, что d/tw 69 .

87

ТКП EN 1993-1-8-2009

(2) Узел с опорным фланцем или поясной уголковой накладкой, прикрепляемых на болтах, можно считать обладающим достаточной вращательной способностью при пластическом статическом расчете, если выполняются следующие условия:

а) расчетная несущая способность на изгиб зависит от расчетной несущей способности:

—полки колонны при изгибе,

—опорного фланца балки или растянутой поясной накладки при изгибе;

б) толщина t полки колонны, опорного фланца балки или растянутой поясной накладки (не обязательно того же основного компонента, упомянутого в условии а)) удовлетворяет условию

где fy — предел текучести стали соответствующего основного компонента.

(3) Не допускается считать, что болтовое узловое соединение обладает достаточной вращательной способностью при пластическом статическом расчете, если его расчетная несущая способность Mj,Rd зависит от расчетной несущей способности болтов на срез.

6.4.3 Сварные узловые соединения

(1) Можно считать, что сварное сопряжение балки с колонной обладает вращательной способностью Cd не меньшей, чем полученное по нижеследующей формуле при условии, что стенка колонны подкреплена при сжатии, но не подкреплена при растяжении, и ее расчетная несущая способность по моменту не зависит от расчетной несущей способности участка стенки колонны на сдвиг, см. 6.4.2(1):

где hb — высота балки; hc — высота колонны.

(2) Можно считать, что сварное сопряжение балки с колонной, рассчитанное с учетом требований настоящего раздела, обладает вращательной способностью, соответствующей углу поворота не менее 0,015 рад.

7 Узлы сопряжения элементов замкнутого профиля

7.1 Общие положения

7.1.1 Область применения

(1)В настоящем разделе приведены подробные правила для определения расчетной статической несущей способности плоских и пространственных узлов решетчатых конструкций из круглых, квадратных и прямоугольных труб, а также плоских узлов решетчатых конструкций с сочетанием труб и открытых профилей.

(2)Расчетные значения статической несущей способности узлов выражены через максимальные значения расчетной несущей способности стержней решетки по осевой силе и/или изгибающему моменту.

(3)Данные правила применения могут быть использованы для замкнутых профилей как горячего (по EN 10210), так и холодного (по EN 10219) деформирования, если размеры их поперечных сечений удовлетворяют требованиям настоящего раздела.

(4)Значение номинального предела текучести стали замкнутых профилей горячего и холодного деформирования не должно превышать 460 Н/мм2. Значение расчетной несущей способности элемента с номинальным пределом текучести стали выше 355 Н/мм2 следует снижать умножением на понижающий коэффициент 0,9.

(5)Номинальная толщина стенки замкнутых профилей должна быть не менее 2,5 мм.

(6)Номинальная толщина стенки пояса из замкнутого профиля не должна быть больше 25 мм, если не предусмотрены специальные меры для обеспечения соответствующих свойств материала по толщине.

(7)Оценку усталостной прочности следует выполнять в соответствии с EN 1993-1-9.

(8)Рассматриваемые типы узлов приведены на рисунке 7.1.

7.1.2 Условия применения

(1) Правила применения для узлов из замкнутых профилей могут применяться только в том случае, если выполняются условия, приведенные в 7.1.2(2) – 7.1.2(8).

88

ТКП EN 1993-1-8-2009

(2)Сжатые элементы должны удовлетворять требованиям, приведенным в EN 1993-1-1 для сечений классов 1 или 2, при условии чистого изгиба.

(3)Углы i между стержнями решетки и поясом, а также между смежными стержнями решетки,

89

ТКП EN 1993-1-8-2009

Рисунок 7.1 — Типы узлов решетчатых конструкций из замкнутых профилей

(4)Торцы соединяемых элементов в узле должны быть подготовлены таким образом, чтобы не изменялась форма их поперечных сечений. Соединения элементов со сплющенными или срезанными концами в настоящем разделе не рассматриваются.

(5)В узлах с зазором между стержнями решетки для наложения сварных швов должным образом величина зазора должна быть не менее (t1 + t2).

(6)В узлах с пересечением стержней решетки значение нахлеста должно быть достаточной для того, чтобы соединение стержней обеспечивало передачу усилия сдвига от одного стержня решетки к другому.

В любом случае коэффициент ov, характеризующий значение нахлеста, должен быть более 25 %.

(7)Если стержни решетки, соединяемые внахлестку, имеют разную толщину и/или изготовлены из сталей разных марок, то должен подрезаться стержень с меньшим значением tifyi.

(8)Если стержни решетки, соединяемые внахлестку, имеют разную ширину, то должен подрезаться более узкий стержень.

7.2 Расчет

7.2.1 Общие положения

(1)Расчетные значения внутренних осевых сил в стержнях решетки и в поясах в предельном состоянии по несущей способности не должны превышать расчетных значений несущих способностей элементов, определяемых согласно EN 1993-1-1.

(2)Расчетные значения внутренних осевых сил в стержнях решетки в предельном состоянии по несущей способности не должны также превышать расчетных значений несущих способностей узлов, приведенных для соответствующего случая в 7.4, 7.5, 7.6 или 7.7.

i0

7.2.2Виды отказа узлов сопряжения элементов замкнутого профилея

(1) Расчетные значения несущих способностей узлов сопряжения элементов замкнутого профиля или сопряжения элементов замкнутого и открытого профилей должны основываться на следующих видах отказа:

а) местный изгиб (продавливание) лицевой поверхности пояса (пластическое разрушение лицевой поверхности пояса) или пластическая деформация пояса (пластическое разрушение поперечного сечения пояса);

б) деформация боковой поверхности пояса (или деформация стенки пояса) вследствие текучести, раздавливания или потери устойчивости (выпучивание или продольный изгиб боковой поверхности или стенки пояса) под сжатым стержнем решетки;

в) сдвиг (срез) сечения пояса;

90