СП 53-102-2004. 
Поясные соединения балок

СП 53-102-2004. Поясные соединения балок
Общие правила проектирования стальных конструкций

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

 

 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
ГОСТ 12.3.003-86 (2000) - Работы электросварочные. Требования безопасности

 

 

 

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

 

 

Qt — расчетная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового пути, вызываемая перекосами мостовых кранов и непараллельностью крановых путей и принимаемая согласно СНиП 2.01.07;

hr — высота кранового рельса;

 — сумма моментов инерции при кручении рельса и пояса (bf и tf — ширина и толщина верхнего пояса балки).

 

Все напряжения в формулах (56) — (60) принимают со знаком «плюс».

9.3.4 Расчет на прочность подвесных балок крановых путей (монорельсов) выполняют с учетом местных нормальных напряжений от давления колеса крана, направленных вдоль и поперек оси балки.

9.3.5 Расчет на прочность бистальных балок крановых путей двутаврового сечения с двумя осями симметрии для кранов групп режимов работы 1К — 5К при r = Ryf / Ryw £ 1,5 допускается выполнять по формуле (53), в которой принимают:

My — изгибающий момент в горизонтальной плоскости, полностью передающийся на верхний пояс балки;

Wxn = Wxnf — момент сопротивления сечения верхнего пояса относительно оси yy;

c — коэффициент, принимаемый равным 1,15.

Расчет на прочность стенок бистальных балок крановых путей выполняют согласно требованиям 9.3.2.

 

9.4 РАСЧЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ

 

9.4.1 Расчет на устойчивость двутавровых балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса при выполнении требований 9.2.1 и 9.2.8 выполняют по формулам:

при изгибе в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения

 

;                                                           (62)

 

при изгибе в двух главных плоскостях

 

;                                                    (63)

 

В формулах (62) и (63) обозначено:

jb — коэффициент устойчивости при изгибе, определяемый по обязательному приложению М для балок с опорными сечениями, закрепленными от боковых смещений и поворота;

Wcx — момент сопротивления сечения относительно оси xx, вычисленный для сжатого пояса;

Wy — момент сопротивления сечения относительно оси yy, совпадающей с плоскостью изгиба.

 

Для бистальных балок в формулах (62) и (63), а также при определении jb заменяют Ry на Ryf.

9.4.2 При определении значения jb за расчетную длину балки lef принимают 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 принимают lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l — длина консоли) и расстояние между точками закрепления сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

9.4.3 Расчет на устойчивость балок крановых путей двутаврового сечения выполняют по формуле (63), в которой необходимо принять: My — изгибающий момент в горизонтальной плоскости, полностью передающийся на верхний пояс балки; Wy = Wyf — момент сопротивления сечения верхнего пояса относительно оси yy.

9.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса считают обеспеченной:

а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и с ним связанный с применением сварки, болтов, самонарезающих винтов и др.; при этом силы трения учитывать не следует;

б) при значениях условной гибкости сжатого пояса балки , не превышающих ее предельных значений , определяемых по формулам таблицы 10 для балок симметричного двутаврового сечения и асимметричного с более развитым сжатым поясом, рассчитываемых по формуле (62) и имеющих отношение ширины растянутого пояса к ширине сжатого пояса не менее 0,75.

9.4.5 Прикрепления к сжатому поясу жесткого настила, продольных или поперечных связей, которые должны обеспечить устойчивость изгибаемого элемента, рассчитывают на фактическую или условную поперечную силу; при этом условную поперечную силу определяют:

при закреплении балки в отдельных точках — по формуле (18), в которой j определяют по кривой устойчивости b при гибкости l = lef / i (где i — радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N — вычисляют по формуле

 

N = (Af r + 0,25 Aw) Ryw,                                                      (67)

 

где Af и Aw — площади сечения сжатого пояса и стенки соответственно;

 

r = Ryf / Ryw ³ 1,0;

 

Ryf и Ryw — расчетные сопротивления стали сжатого пояса и стенки соответственно;

при непрерывном закреплении — по формуле

 

qfic = 3Qfic / l,                                                               (68)

 

где qfic — условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic — условная поперечная сила, определяемая по формуле (18), в которой принимают j = 1, а N определяют по формуле (67).

 

Таблица 10.

 

Место приложения нагрузки

Условная предельная гибкость сжатого пояса прокатной или сварной балки

К верхнему поясу

0,35 + 0,0032 b/t + (0,76 - 0,02 b/t) b/h

(64)

К нижнему поясу

0,57 + 0,0032 b/t + (0,92 - 0,02 b/t) b/h

(65)

Независимо от уровня приложения нагрузки при расчете участка балки между связями или при чистом изгибе

0,41 + 0,0032 b/t + (0,73 - 0,016 b/t) b/h

(66)

Обозначения, принятые в таблице 10:

b и t — ширина и толщина сжатого пояса соответственно;

h — расстояние (высота) между осями поясных листов.

Примечания

1. Значения  определяют при 1 £ h/b £ 6 и 15 £ b/t £ 35; для балок с отношением b/t < 15 в формулах таблицы 10 принимают b/t = 15.

2. Для балок с фрикционными поясными соединениями значения  умножают на 1,2.

3. Значения  допускается повысить умножением на коэффициент ; здесь s = M / (Wc gc).

 

9.4.6 Устойчивость балок с сечениями 2-го и 3-го классов считают обеспеченной при выполнении требований 9.4.4а либо 9.4.4б при условии умножения значений , определяемых по формулам таблицы 10, на коэффициент

 

d = 1 - 0,6 (c1x - 1) / (c - 1),                                                   (69)

 

где c1x — коэффициент, определяемый по формулам:

 

c1x = Mx / (Wxn Ry gc) или c1x = b cx                                            (70)

 

и изменяющийся в пределах 1 < c1x £ cx.

Здесь Mx — изгибающий момент в сечении;

b — коэффициент, принимаемый по формуле (46);

cx — коэффициент, принимаемый согласно таблице К.1 приложения К.

При этом допускается принимать значения условной предельной гибкости пояса балки:

d — на участке длины балки, где учитываются пластические деформации;

 — на участках длины балки с напряжениями в сечениях s = M / Wn,min £ Ry gc.

 

Учет пластических деформаций при расчете балок со сжатым поясом, менее развитым, чем растянутый, допускается лишь при выполнении требований 9.4.4а.

 

9.5 ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК И ПОЯСНЫХ ЛИСТОВ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ

 

9.5.1 Устойчивость стенок балок 1-го класса считают обеспеченной, если выполнены требования 9.2.1, 9.3.1—9.3.3, 9.4.1—9.4.5 и условная гибкость стенки  (рисунок 5) не превышает значений:

3,5 — при отсутствии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами;

3,2 — то же, в балках с односторонними поясными швами;

2,5 — при действии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

При этом устанавливают поперечные (и опорные) ребра жесткости согласно требованиям 9.5.9, 9.5.11 и 9.5.12 настоящего Свода правил.

9.5.2 Проверку устойчивости стенок балок 1-го класса выполняют с учетом наибольшего сжимающего напряжения s у расчетной границы стенки, принимаемого со знаком «плюс», среднего касательного напряжения t и местного напряжения в стенке sloc под сосредоточенной нагрузкой.

Напряжения s и t вычисляют по формулам:

 

s = My /Ix;                                                               (71)

 

t = Q / (tw hw),                                                              (72)

 

где M и Q — средние значения изгибающего момента и поперечной силы соответственно в пределах отсека; если длина отсека a больше его расчетной высоты hef, то значения M и Q вычисляют как средние для более напряженного участка с длиной, равной hya, если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения вычисляют на участке отсека с одним знаком усилия M или Q (здесь a — расстояние между осями поперечных ребер жесткости);

hef — расчетная высота стенки, принимаемая согласно требованиям 8.3.1;

hw — полная высота стенки.

 

Местное напряжение sloc (sloc,y) в стенке под сосредоточенной нагрузкой определяют согласно 9.2.2 и 9.3.3.

В отсеках балки, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно учитывают только s и t или sloc и t.

9.5.3 Устойчивость стенок балок 1-го класса симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при условной гибкости стенки  считают обеспеченной, если выполнено условие

 

.                                   (73)

 

В формуле (73) обозначено:

s, sloc, t — напряжения, определяемые согласно требованиям 9.5.2;

scr — критическое напряжение, вычисляемое по формуле

 

,                                                           (74)

 

где ccr — коэффициент, определяемый согласно 9.5.4—9.5.6;

sloc,cr — критическое напряжение, вычисляемое по формуле

 

,                                                        (75)

 

где c1 и c2 — коэффициенты, определяемые согласно 9.5.5;

tcr — критическое напряжение, вычисляемое по формуле

 

,                                              (76)

 

здесь m — отношение большей стороны отсека стенки к меньшей;

 

;

 

d — меньшая из сторон отсека стенки (hef или a).

 

9.5.4 Для балок по 9.5.3 при sloc = 0 коэффициент ccr в формуле (74) определяют по таблице 11 в зависимости от вида поясных соединений и значения коэффициента d, вычисляемого по формуле

 

d = b (bf / hef) (tf / tw)3,                                                        (77)

 

где b — коэффициент, принимаемый по таблице 12;

bf, tf — ширина и толщина сжатого пояса балки.

 

Таблица 11.

 

Поясные соединения балок

Значение ccr при d, равном

£ 0,8

1,0

2,0

4,0

6,0

10,0

³ 30,0

Сварные

30,0

31,5

33,3

34,6

34,8

35,1

35,5

Фрикционные

35,2

 

Таблица 12.

 

Балки

Условия работы сжатого пояса

b

Крановых путей

Крановые рельсы не приварены

2,0

Крановые рельсы приварены

¥

Прочие

При непрерывном опирании плит

¥

В прочих случаях

0,8

Примечание — Для отсеков балок крановых путей, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, следует принимать b = 0,8.

 

 

а — при приложении сосредоточенной нагрузки к сжатому поясу; б — то же, к растянутому поясу

Рисунок 8. Схема участка балки, укрепленной поперечными ребрами жесткости

 

9.5.5 Для балок по 9.5.3 при sloc ¹ 0 (рисунок 8) значение sloc,cr определяют по формуле (75),

где c1 — коэффициент, принимаемый по таблице 13 в зависимости от отношения a / hef значения r = 1,04 lef / hef (здесь значение lef следует определять согласно требованиям 9.2.2);

c2 — коэффициент, принимаемый по таблице 14 в зависимости от отношения a / hef и значения d, вычисляемого по формуле (77); для балок с фрикционными поясными соединениями принимают d = 10.

 

Таблица 13.

 

r

Значения коэффициента c1 при a / hef (a1 / hef), равном

0,50

0,60

0,67

0,80

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

³ 2,0

0,10

56,7

46,6

41,8

34,9

28,5

24,5

21,7

19,5

17,7

16,2

0,15

38,9

31,3

27,9

23,0

18,6

16,2

14,6

13,6

12,7

12,0

0,20

33,9

26,7

23,5

19,2

15,4

13,3

12,1

11,3

10,7

10,2

0,25

30,6

24,9

20,3

16,2

12,9

11,1

10,0

9,4

9,0

8,7

0,30

28,9

21,6

18,5

14,5

11,3

9,6

8,7

8,1

7,8

7,6

0,35

28,0

20,6

17,4

13,4

10,2

8,6

7,7

7,2

6,9

6,7

0,40

27,4

20,0

16,8

12,7

9,5

7,9

7,0

6,6

6,3

6,1