СП 53-102-2004. 
 следует значение

СП 53-102-2004.  следует значение
Общие правила проектирования стальных конструкций

      Стройка - Главная Написать нам
 
 
ПК Инфоплюс-смета Сварка - документы Бизнес-планы Исследования Тендеры  
 

 

 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
СО 34.21.530-99 - Методические указания по обследованию строительных конструкций производственных зданий и сооружений тепловых электростанций

 

 

 

Сварка ->  Строительные конструкции ->  СП 53-102-2004 -> 

 

 

 

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

8.3.4 В центрально-сжатых элементах двутаврового сечения с расчетной высотой стенки hef в случае ее укрепления продольным ребром жесткости, расположенным посередине и имеющим момент инерции сечения Irl, при  следует значение , установленное в 8.3.2, умножить на коэффициент

 

.                                                (30)

 

При расположении ребра с одной стороны стенки его момент инерции вычисляют относительно оси, совпадающей с ближайшей гранью стенки.

В случае выполнения продольного ребра в виде гофра стенки при вычислении hef учитывают развернутую длину гофра.

Продольные ребра жесткости включают в расчетные сечения элементов.

Минимальные размеры выступающей части продольных ребер жесткости принимают как для поперечных ребер согласно требованиям 8.3.3.

8.3.5 В случаях когда фактическое значение условной гибкости стенки  превышает предельное значение , вычисленное по формулам (23)—(28) таблицы 8, проверку устойчивости элемента по формуле (7) допускается выполнять с учетом расчетной уменьшенной площади сечения Ad согласно приложению Т.

8.3.6 При проверке устойчивости поясных листов в качестве расчетной ширины свеса bef принимают расстояние:

от грани стенки до края поясного листа (полки) — в сварных элементах;

от оси крайнего болта в поясе до края поясного листа — в элементах с фрикционными поясными соединениями;

от начала внутреннего закругления до края полки — в прокатных профилях;

от края выкружки до края полки — в гнутых профилях (рисунок 5).

8.3.7 Устойчивость поясных листов и полок центрально-сжатых элементов сплошного сечения считают обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса (полки)  не превышает значений предельной условной гибкости свеса пояса (полки)  определяемых по формулам таблицы 9, в которых при значениях  < 0,8 или > 4 принимают соответственно  = 0,8 или  = 4.

 

Таблица 9.

 

Сечение

Предельная условная гибкость свеса пояса (полки)  при гибкости элемента 0,8 £  £ 4

0,36 + 0,10

(31)

0,43 + 0,08

(32)

0,40 + 0,07

(33)

0,85 + 0,19

(34)

Обозначение, принятое в таблице 9:

 — условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии.

Примечание — Для свесов пояса (полок), окаймленных ребрами (рисунок 5), предельные значения условной гибкости , вычисленные по формулам (31) и (32), умножают на коэффициент 1,5, а по формуле (33) — на 1,6.

 

8.3.8 В центрально-сжатых элементах коробчатого сечения предельную условную гибкость поясного листа  принимают по таблице 8 как для стенок коробчатого сечения: .

8.3.9 Высота окаймляющего ребра свеса пояса (полки) aef (рисунок 5), измеряемая от его оси, должна быть не менее 0,3 bef в элементах, не усиленных планками, и 0,2 bef — в элементах, усиленных планками (таблица 9); при этом толщина ребра должна быть не менее .

8.3.10 При назначении сечений центрально-сжатых элементов по предельной гибкости значения предельных условных гибкостей стенки и поясов (), определяемых соответственно по таблицам 8 и 9, допускается увеличивать умножением на коэффициент , но не более чем в 1,25 раза.

 


9. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИЗГИБЕ

 

9.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

 

В зависимости от назначения, условий эксплуатации расчет изгибаемых элементов (балок) выполняют без учета или с учетом пластических деформаций в соответствии с подразделением элементов на три класса согласно 5.2.6.

Балки 1-го класса применяют для всех видов нагрузок и рассчитывают в пределах упругих деформаций; балки 2-го и 3-го классов применяют для статических нагрузок и рассчитывают с учетом развития пластических деформаций.

Балки крановых путей (из однородной стали и бистальные) под краны групп режимов работы 1К — 5К по ГОСТ 25546 при расчете на прочность допускается относить ко 2-му классу, при остальных расчетах — следует относить к 1-му классу.

Другие бистальные балки относят ко 2-му классу и рассчитывают с учетом ограниченных пластических деформаций в стенке, значения которых должны определяться достижением расчетного сопротивления Ryf в поясах, выполненных из более прочной стали.

 

9.2 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ

 

9.2.1 Расчет на прочность балок 1-го класса выполняют по формулам:

при действии момента в одной из главных плоскостей

 

;                                                            (35)

 

при действии в сечении поперечной силы

 

;                                                               (36)

 

при действии моментов в двух главных плоскостях

 

,                                                   (37)

 

где x и y — расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения;

 

при одновременном действии в стенке балки момента и поперечной силы

 

,                                              (38)

 

где sx = My y / Ixn — нормальное напряжение в срединной плоскости стенки, параллельное продольной оси балки;

sy — то же, перпендикулярное продольной оси балки, в том числе sloc, определяемое по формуле (41);

txy = Q S / (I tw) — касательное напряжение в стенке.

 

Напряжения sx и sy, принимаемые в формуле (38) со своими знаками, а также txy определяют в одной и той же точке стенки балки.

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (36), а также значение txy в формуле (38) умножают на коэффициент

 

a = s / (s - d),                                                              (39)

 

где s — шаг отверстий;

d — диаметр отверстия.

 

В балках, рассчитываемых по формуле (37), значения напряжений в стенке балки должны быть проверены по формуле (38) в двух главных плоскостях изгиба.

9.2.2 Расчет на прочность стенки балки, не укрепленной ребрами жесткости, при действии местного напряжения sloc в местах приложения нагрузки к поясу, а также в опорных сечениях балки выполняют по формуле

 

,                                                                (40)

 

где

 

sloc = F / (lef tw).                                                            (41)

 

 

а — сварной; б — прокатной; в — сварной или прокатной при нагрузке от колеса крана

Рисунок 6. Схемы распределения сосредоточенной нагрузки на стену балки

 

Здесь F — расчетная нагрузка (сила), принимаемая согласно СНиП 2.01.07;

lef — условная длина распределения нагрузки, определяемая по формулам:

для случаев по рисункам 6, а и 6, б

 

lef = b + 2h;                                                                (42)

 

для случая по рисунку 6, в

 

,                                                           (43)

 

где h — размер, равный сумме толщины верхнего пояса балки и катета поясного шва, если нижняя балка сварная (рисунок 6, а), либо расстоянию от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (рисунок 6, б);

y — коэффициент, принимаемый равным: 3,25 — для сварных и прокатных балок; 4,5 — для балок с фрикционными поясными соединениями;

I1f — сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса или момент инерции сечения, состоящего из пояса и рельса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу пояса и рельса.

 

9.2.3 Расчет на прочность разрезных балок 2-го и 3-го классов двутаврового и коробчатого сечений (рисунок 7) из стали с нормативным сопротивлением Ry £ 440 Н/мм2 при соблюдении требований 9.4.6, 9.5.8, 9.5.9 и 9.5.14 и при касательных напряжениях tx = Qx / Aw £ 0,9 Rs (кроме опорных сечений) выполняют по формулам:

при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy)

 

;                                                        (44)

 

при изгибе в двух главных плоскостях и напряжениях ty = Qy / (2Af) £ 0,5 Rs

 

;                                           (45)

 

Здесь Mx, My — абсолютные значения изгибающих моментов;

cx, cy — коэффициенты, принимаемые согласно таблице К.1 приложения К;

b — коэффициент, принимаемый равным:

при t £ 0,5 Rs b = 1;

при 0,5 Rs < tx £ 0,9Rs

 

,                                                    (46)

 

где af = Af / Aw — отношение площадей пояса и стенки (для несимметричного сечения Af — площадь меньшего пояса; для коробчатого сечения Aw — суммарная площадь двух стенок).

 

 

Рисунок 7. Схемы двутаврового (а) и коробчатого (б) сечений и действующие усилия

 

При расчете сечения в зоне чистого изгиба в формулах (44) и (45) принимают b = 1 и вместо коэффициентов cx и cy соответственно

 

cxm = 0,5 (l + cx); cym = 0,5 (l + cy).                                              (47)

 

Расчет на прочность в опорном сечении балок (при Mx = 0 и My = 0) выполняют по формуле

 

 и .                                                 (48)

 

При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы (48), а также значения касательных напряжений t умножают на коэффициент a, определяемый по формуле (39).

С целью установления размеров минимальных сечений составных балок значения коэффициентов cx и cy допускается принимать меньше значений, приведенных в приложении К. Методика подбора минимальных сечений изгибаемых элементов приведена в приложении Л.

9.2.4 При расчете на прочность разрезных балок переменного сечения согласно 9.2.3 учет пластических деформаций допускается только в одном сечении; в остальных сечениях балки расчет выполняют при значениях коэффициентов cx и cy, меньших, чем приведенные в таблице К.1 обязательного приложения К, или согласно 9.2.1.

9.2.5 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок постоянного двутаврового и коробчатого сечений с двумя осями симметрии, изгибаемых в плоскости наибольшей жесткости, со смежными пролетами, отличающимися не более чем на 20 %, при соблюдении требований 9.4.6, 9.5.8, 9.5.9 и 9.5.14 выполняют по формуле (44) как сечений 2-го класса с учетом частичного перераспределения опорных и пролетных моментов.

Расчетное значение момента определяют по формуле

 

M = 0,5 (Mmax + Mef),                                                      (49)

 

где Mmax — наибольший изгибающий момент в пролете или на опоре, определяемый из расчета неразрезной балки в предположении упругой работы стали;

Mef — условный изгибающий момент, равный:

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

 

;                                                      (50)

 

Mef = 0,5 M2,                                                             (51)

 

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;

a — расстояние от сечения, в котором действует момент M1, до крайней опоры;

l — длина крайнего пролета;

M2 — максимальный изгибающий момент в промежуточном пролете, вычисленный как в свободно опертой однопролетной балке;

 

б) в однопролетных и неразрезных балках с защемленными концами Mef = 0,5 M3, где M3 — наибольший из моментов, вычисленных как в балках с шарнирами на опорах;

в) в балке с одним защемленным и другим свободно опертым концом значение Me следует определять по формуле (50).

Значение tx в формуле (46) вычисляют в сечении, где действует Mmax; если Mmax — момент в пролете, то проверяют опорное сечение балки.

9.2.6 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих требованиям 9.2.5, в случае изгиба в двух главных плоскостях выполняют по формуле (45) с учетом частичного перераспределения опорных и пролетных моментов в двух главных плоскостях согласно требованиям 9.2.5.

9.2.7 Расчет на прочность неразрезных и защемленных балок, удовлетворяющих требованиям 9.2.5, 9.4.6, 9.5.8, 9.5.9 и 9.5.14, допускается выполнять по формуле (44) как сечений 3-го класса с учетом полного перераспределения изгибающих моментов и образования пластических шарниров, а также влияния касательных напряжений tx (по формуле (46)) в сечениях с максимальным изгибающим моментом.

9.2.8 Расчет на прочность бистальных разрезных балок двутаврового и коробчатого сечений с двумя осями симметрии при соблюдении требований 9.4.4, 9.5.9 и 9.5.13 и при касательных напряжениях tx £ 0,9 Rs, ty £ 0,5 Rs (кроме опорных сечений) выполняют как расчет сечений 2-го класса по формулам:

при изгибе в одной главной плоскости

 

;                                                         (52)

 

при изгибе в двух главных плоскостях

 

;                                              (53)

 

В формулах (52) и (53) обозначено:

 

cxr = (af r + 0,25 - 0,0833 / r2) / (af + 0,167)                                       (54)

 

(где af = Af / Aw, r = Ryf / Ryw);

br — коэффициент, принимаемый равным:

при tx £ 0,5 Rs br = 1;

при 0,5 Rs < tx < 0,9 Rs

 

;                                                   (55)

 

cyr — коэффициент, принимаемый равным 1,15 — для двутаврового сечения и 1,05/r — для коробчатого сечения.

 

Расчет бистальных балок при наличии зоны чистого изгиба и в опорном сечении, а также с учетом ослабления сечения выполняют согласно 9.2.3.

 

9.3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ БАЛОК КРАНОВЫХ ПУТЕЙ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ

 

9.3.1 Расчет на прочность балок крановых путей выполняют согласно требованиям 9.2.1 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, определяемых согласно СНиП 2.01.07.

При расчете балок крановых путей двутаврового сечения для кранов групп режимов работы 1К — 5К допускается учитывать ограниченные пластические деформации путем умножения величин Wn,min и Ixn в формулах (35) и (37) на коэффициент 1,05 при af £ 1 и величины Iyn в формуле (37) — на 1,15.

9.3.2 Расчет на прочность стенок балок крановых путей (за исключением балок, рассчитываемых на усталость, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических производств и 8К) выполняют по формуле (38), в которой при расчете сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 0,87 принимают коэффициент 0,77.

9.3.3 Расчет на прочность стенок балок крановых путей, рассчитываемых на усталость, для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К из стали с пределом текучести не более 440 Н/мм2 выполняют по формулам:

 

;                    (56)

 

(1 / Ry) (sx + sloc,x) £ l;                                                      (57)

 

(l / Ry) (sloc,y + sfy) £ l;                                                      (58)

 

(1 / Rs) (txy + tloc,xy + tf,xy) £ 1,                                                (59)

 

где b — коэффициент, принимаемый равным 0,87 для расчета разрезных балок и 0,77 — для расчета сечений на опорах неразрезных балок;

 

sx = M / Wxn; sloc,x = 0,25 sloc,y;

sloc,y = gf gf1 Fn / (t lef); sfy = 2Mt t / If;                                           (60)

 

txy = Q / (th); tloc,xy = 0,3 sloc,y; tfxy = 0,25 sfy.

 

В формулах (60) обозначено:

M и Q — соответственно изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки от расчетной нагрузки, определяемой согласно СНиП 2.01.07;

gf — коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок, принимаемый согласно СНиП 2.01.07;

gf1 — коэффициент увеличения сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана, принимаемый согласно СНиП 2.01.07;

Fn — полное нормативное значение сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана;

lef — условная длина, определяемая согласно требованиям 9.2.2;

Mt — местный крутящий момент, определяемый по формуле

 

Mt = gf gf1 Fn e + 0,75 Qt hr,                                                  (61)

 

где e — условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;