СП 53-102-2004. 
 для балок с ребрами в пролете и накоэффициент

СП 53-102-2004.  для балок с ребрами в пролете и накоэффициент
Общие правила проектирования стальных конструкций

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

 

 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
ВСН 362-87 - Изготовление, монтаж и испытание технологических трубопроводов на Ру до 10 МПа

 

 

 

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

 

 

Л.4.7 При определении прогиба балок момент инерции поперечного сечения брутто балки уменьшают умножением на коэффициент  для балок с ребрами в пролете и на коэффициент  — для балок без ребер в пролете.

Л.4.8 Прочность разрезных балок симметричного двутаврового сечения, несущих статическую нагрузку, изгибаемых в плоскости стенки, укрепленной только поперечными ребрами жесткости (рисунок Л.1), с условной гибкостью стенки 6 £  £ 13 проверяют по формуле

 

(M / Mu)4 + (Q / Qu)4 £ 1,                                                (Л.13)

 

где M и Q — значения момента и поперечной силы в рассматриваемом сечении балки;

Mu — предельное значение момента, вычисляемое по формуле

 

;                             (Л.14)

 

Qu — предельное значение поперечной силы, вычисляемое по формуле

 

.                           (Л.15)

 

В формулах (Л.14) и (Л.15) обозначено:

t и h — толщина и высота стенки соответственно;

Af — площадь сечения пояса балки;

tcr, m — критическое напряжение и отношение размеров отсеков стенки соответственно, определяемые согласно 9.5.3;

b — коэффициент, вычисляемый по формуле

 

b = 0,1 + 3a ³ 0,15.                                                     (Л.16)

 

Здесь a = 8 Wmin (h2 + a2) / (th2 a2) £ 0,1;

Wmin — минимальный момент сопротивления таврового сечения, состоящего из сжатого пояса балки и примыкающего к нему участка стенки высотой  (относительно собственной оси тавра, параллельной поясу балки);

а — шаг ребер жесткости.

 

 

Рисунок Л.1. Схема балки с гибкой стенкой

 

Л.4.9 Поперечные ребра жесткости, сечение которых принимают не менее указанных в Л.4.8, рассчитывают на устойчивость как стержни, сжатые силой N, определяемой по формуле

 

,                                     (Л.17)

 

где все обозначения принимают по Л.4.8.

 

Значение N принимают равным не менее значения сосредоточенной нагрузки, расположенной над ребром.

Расчетную длину стержня принимают равной lef = h (1 — b), но не менее 0,7h.

Симметричное двустороннее ребро рассчитывают на центральное сжатие, одностороннее — на внецентренное сжатие с эксцентриситетом, равным расстоянию от оси стенки до центра тяжести расчетного сечения стержня.

В расчетное сечение стержня включают сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной  с каждой стороны ребра.

Л.4.10 Размеры сечений двутавровых балок с гибкой стенкой с ребрами, удовлетворяющие условию (Л.14), определяют по формулам:

 

,                                    (Л.18)

 

где .

 

Эффективное значение расчетного сопротивления стали Ry,ef определяют по формуле

 

.                                                  (Л.19)

 

С целью удовлетворения условия (Л.15) при необходимости увеличивают количество ребер жесткости или толщину стенки в отсеках балки, расположенных у опор.

При выборе стали выполняют условие Ry £ Ry,ef.

Л.4.11 В балках по Л.4.1 с условной гибкостью стенки 7 £  £ 10 при действии равномерно распределенной нагрузки или при числе сосредоточенных одинаковых нагрузок в пролете 5 и более, расположенных на равных расстояниях друг от друга и от опор, допускается не укреплять стенку в пролете поперечными ребрами по рисунку Л.1, при этом нагрузка должна быть приложена симметрично относительно плоскости стенки.

Прочность таких балок проверяют по формуле

 

,                                         (Л.20)

 

где d — коэффициент, учитывающий влияние поперечной силы на несущую способность балки и определяемый по формуле

 

d = 1 - 5,6 Af h /(Aw l).

 

При этом принимают tf = (2 - 3) tw и 0,025 £ Af h / (Aw l) £ 0,04.

Л.4.12 Высоту стенки двутавровых балок минимального сечения с гибкой стенкой без ребер определяют из условия

 

,                                          (Л.21)

 

где h = 0,72 – hw / l + 0,13 l / hw.

 

Эффективное значение расчетного сопротивления стали Ry,ef определяют по формуле

 

.                                                (Л.22)

 

Для балок минимального сечения из стали с другим расчетным сопротивлением Ry (Ry < Ry,ef) высоту стенки балки определяют из условия

 

.                                      (Л.23)

 

Размеры двутавровых балок минимального сечения с гибкой стенкой без ребер определяют по формулам:

 

                                          (Л.24)

 

где af = 0,025 l / hw.

 

Л.5 БАЛКИ С ПЕРФОРИРОВАННОЙ СТЕНКОЙ

 

Л.5.1 Балки с перфорированной стенкой проектируют из прокатных двутавровых балок, как правило, из стали с пределом текучести до 440 Н/мм2.

Сварные соединения стенок выполняют стыковым швом с полным проваром.

Л.5.2 Расчет на прочность балок, изгибаемых в плоскости стенки (рисунок Л.2),

выполняют по формулам:

 

;                                                     (Л.25)

 

;                                                    (Л.26)

 

,                                                           (Л.27)

 

где M — изгибающий момент в сечении балки;

Q — поперечная сила в сечении балки;

Qs — то же, на расстоянии (с + s - 0,5а) от опоры (рисунок Л.2);

Wx — момент сопротивления сечения балки с отверстием относительно оси xx;

W1,max, W1,min — наибольший и наименьший моменты сопротивления таврового сечения;

 

x = d / h.

 

Л.5.3 Расчет на устойчивость балок выполняют согласно требованиям 9.4.1; при этом геометрические характеристики вычисляют для сечения с отверстием.

Устойчивость балок считают обеспеченной, если выполняются требования 9.4.4 и 9.4.5.

Л.5.4 В опорных сечениях стенку балок при hef / t > 40 укрепляют ребрами жесткости и рассчитывают согласно требованиям 9.5.13; при этом у опорного сечения принимают с ³ 250 мм (рисунок Л.2).

Л.5.5 В сечениях балки при отношении hef / l > 2,5  или при невыполнении требований 9.2.2 устанавливают ребра жесткости в соответствии с требованиями 9.5.9.

Сосредоточенные грузы располагают только в сечениях балки, не ослабленных отверстиями.

Высота стенки сжатого таврового сечения должна удовлетворять требованиям таблицы 8, в формуле (6) которой принимают  = 1,4.

Л.5.6 При определении прогиба балок с отношением l / hef ³ 12 (где l — пролет балки) момент инерции сечения балки с отверстием умножают на коэффициент 0,95.

 

 

Рисунок Л.2 — Схема участка балки с перфорированной стенкой

 


Приложение М

(рекомендуемое)

 

КОЭФФИЦИЕНТ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ jb

 

М.1 Коэффициент jb для расчета на устойчивость изгибаемых элементов двутаврового, таврового и швеллерного сечений определяют в зависимости от расстановки связей, раскрепляющих сжатый пояс, вида нагрузки и места ее приложения. При этом предполагается, что нагрузка действует в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy), а опорные сечения закреплены от боковых смещений и поворота.

М.2 Для балки и консоли двутаврового сечения с двумя осями симметрии коэффициент jb принимают равным:

 

при j1 £ 0,85

 

jb = j1;                                                                (М.1)

 

при j1 > 0,85

 

jb = 0,68 + 0,21j1 £ 1,                                                  (М.2)

 

где значение j1 вычисляют по формуле

 

.                                                     (М.3)

 

В формуле (М.3) обозначено:

y — коэффициент, вычисляемый согласно требованиям М.3;

h — полная высота сечения прокатного двутавра или расстояние между осями поясов (пакетов поясных листов) составного двутавра;

lef — расчетная длина балки или консоли, определяемая согласно требованиям 9.4.2.

 

М.3 Значение коэффициента y в формуле (М.3) вычисляют по формулам таблиц (М.1) и (М.2) в зависимости от количества закреплений сжатого пояса, вида нагрузки и места ее приложения, а также от коэффициента a, равного:

а) для прокатных двутавров

 

,                                                       (М.4)

 

где It — момент инерции при свободном кручении, определяемый согласно приложению И;

h — полная высота сечения;

 


Таблица М.1.

 

Коэффициент y для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии

 

Количество закреплений сжатого пояса в пролете

Вид нагрузки в пролете

Эпюра Mx на участке lef

Пояс, к которому приложена нагрузка

Коэффициент y при значениях a

0,1 £ a £ 40

40 < a £ 400

Без закреплений

Сосредоточенная

Сжатый

1,75 + 0,09a

3,3 + 0,053a - 4,5·10-5 a2

Растянутый

5,05 + 0,09a

6,6 + 0,053a - 4,5·10-5 a2

Равномерно распределенная

Сжатый

1,60 + 0,08a

3,15 + 0,04a - 2,7·10-5 a2

Растянутый

3,80 + 0,08a

5,35 + 0,04a - 2,7·10-5 a2

Два и более, делящие пролет l на равные части

Любая

Любой

2,25 + 0,07a

3,6 + 0,04a - 3,5·10-5 a2

Одно в середине

Сосредоточенная в середине

Любой

1,75y1

Сосредоточенная в четверти

Сжатый

1,14y1

Растянутый

1,60y1

Равномерно распределенная

Сжатый

1,14y1

Растянутый

1,30y1

Примечание — Значение y1 принимают равным y при двух и более закреплениях сжатого пояса в пролете.

 

Таблица М.2.

 

Коэффициент y для жестко заделанных консолей двутаврового сечения с двумя осями симметрии

 

Вид нагрузки

Пояс, к которому приложена нагрузка

Коэффициент y при отсутствии закреплений сжатого пояса и при значениях a

4 £ a £ 28

28 < a £ 100

Сосредоточенная на конце консоли

Растянутый

1,0 + 0,16a

4,0 + 0,05a

Сжатый

6,2 + 0,08a

7,0 + 0,05a

Равномерно распределенная

Растянутый

1,42

 

б) для составных двутавров из листов со сварными или фрикционными поясными соединениями

 

,                                                  (М.5)

 

где обозначено:

для сварных двутавров из трех листов:

tf и bf — толщина и ширина пояса балки;

h — расстояние между осями поясов;

a = 0,5h;

t — толщина стенки (t = tw);

для составных двутавров с фрикционными поясными соединениями:

tf — суммарная толщина листов пояса и полки поясного уголка;

bf — ширина листов пояса;

h — расстояние между осями пакетов поясных листов;

a — ширина вертикальной полки поясного уголка за вычетом толщины его полки;

t — суммарная толщина стенки и вертикальных полок поясных уголков.

 

Если на участке балки lef эпюра Mx по своему очертанию отличается от приведенных в таблице М.1, то допускается значение y определять по формулам для наиболее близкой по очертанию эпюры Mx, в которую может быть вписана фактическая эпюра.

В случаях когда у консоли сжатый пояс закреплен от бокового перемещения в конце или по ее длине, значение y допускается принимать равным:

при сосредоточенной нагрузке, приложенной к растянутому поясу на конце консоли, y = l,75y1, где значение y1 принимают согласно примечанию к таблице М.1;

в остальных случаях — как для консоли без закреплений.

М.4 Для разрезной балки двутаврового сечения с одной осью симметрии (рисунок М.1) коэффициент jb определяют по таблице М.3, где значения j1, j2 и n вычисляют по формулам:

 

;                                                      (М.6)

 

;                                                     (М.7)

 

.                                                             (М.8)

 

В формулах (М.6) — (М.8) обозначено:

ya — коэффициент, вычисляемый по формуле

 

;                                                   (М.9)

 

h — расстояние между осями поясов;

h1 и h2 — расстояние от центра тяжести сечения до оси соответственно более развитого и менее развитого поясов;

lef — расчетная длина балки, определяемая согласно требованиям 9.4.2;

I1 и I2 — моменты инерции сечения более развитого и менее развитого поясов относительно оси симметрии сечения балки соответственно.