СНиП 2.03.06-85. Алюминиевые конструкции. Часть 2

Таблица 10

Примечания: 1. Расчетные сопротивления сварных соединений алюминия марки 1915T указаны для прессованных профилей.

2. Расчетные сопротивления сварных соединений термически упрочняемого алюминия могут быть повышены повторной термической обработкой (после сварки соединения), при этом для алюминия системы AI-Mg-Si следует принимать r_w =0,9R; для алюминия системы AI-Zn-Mg R_w, = R (где R — расчетное сопротивление, определяемое по табл. 6).

3. В сварных нахлесточных соединениях из алюминия марок АД31Т, АД31Т1, АД31Т4 и АД31Т5 применять лобовые швы не допускается.

Таблица 11

Примечания: 1. В продавленные отверстия ставить заклепки не допускается.

2. Расчетные сопротивления соединений на заклепках с потайными или полупотайными головками следует снижать на 20 %. Указанные заклепки растягивающие усилия не воспринимают.

Таблица 12

3.11. Расчетные сопротивления смятию элементов конструкций для соединений на заклепках R_rp и болтах R_bp , поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, следует принимать по табл. 13.

Таблица 13

Примечание. Расчетные сопротивления приведены для соединений на болтах, поставленных на расстоянии 2d от их оси до края элемента. При сокращении этого расстояния до 1,5d приведенные расчетные сопротивления следует понижать на 40 %.

3.12. Расчетные сопротивления алюминия и литейного алюминия, соединений сварных, на заклепках и болтах для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50 °С, необходимо умножать на коэффициент , указанный в табл. 14.

3.13. При расчете элементов и соединений алюминиевых конструкций следует учитывать коэффициенты условий работы , принимаемые по табл. 15.

Таблица 14

Примечания: 1. Приведенные значения коэффициентов  не зависят от состояния алюминия (см. табл. 2).

2. Для конструкций, эксплуатируемых при расчетных температурах выше 50 °С, коэффициенты  следует уменьшать на 10% при непрерывном действии нормативной нагрузки свыше одного года, а также при непрерывном действии свыше двух лет нормативной нагрузки, составляющей свыше 0,9 расчетной.

Таблица 15

Примечания :1. Коэффициенты условий работы поз. 3 и 5 одновременно не учитываются.

2. Коэффициенты условий работы поз. 3 и 4 не распространяются на крепления соответствующих элементов в узлах.

3. Для сжатых раскосов пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков при треугольной решетке с распорками (см. черт. 8, а) коэффициент условий работы поз. 4 не учитывается.

4. Для случаев, не оговоренных настоящей таблицей, в формулах следует принимать=1,0.

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ

ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

4.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N. следует выполнять по формуле

                                             (1)

4.2. Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле

                                            (2)

Численные значения коэффициента  приведены в табл. 2 и 3 обязательного приложения 2.

4.3. При расчете стержней из одиночных уголков на центральное сжатие радиус инерции сечения i следует принимать:

а) минимальным, если стержни прикреплены только по концам;

б) относительно оси, параллельной одной из полок уголка при наличии промежуточного закрепления (распорок, шпренгелей, связей и т. п.), предопределяющего направление выпучивания уголка в плоскости, параллельной второй полке.

4.4. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (черт. 2), не усиленные и усиленные отбортовками или утолщениями (бульбами), при  (где  и  - расчетные

гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х и у—у) следует укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования п.п. 4.5 и 4.7.

Черт. 2. П-о6разные сечения элементов

а,б — укрепленные планками или решеткой; в — открытое

При отсутствии планок или решеток такие элементы помимо расчета по формуле (2) следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

                                       (3)

где с — коэффициент, определяемый по формуле

                              (4)

где                                           

 - относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба;

 - секториальный момент инерции сечения;

;

b_i, t_i  — соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.

Для сечения, приведенного на черт. 2,в, значения

 и  следует определять по формулам:

                                          (5)

где

При наличии утолщений круглого сечения (бульб) момент инерции при кручении I_t cледует увеличить на, где п — число бульб в сечении; D — диаметр бульб.

4.5.Для составных сжатых стержней, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент  относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) следует определять по табл. 2 обязательного приложения 2 с заменой  на . Значения  необходимо определять по формулам табл. 16.

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует производить расчет на устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.

Гибкость отдельных ветвей  и  на участке между планками должна быть не более 30.

В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей между узлами не должна превышать приведенную гибкость  стержня в целом.

4.6. Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т. п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния между их соединениями (прокладками, шайбами и т. п.) не превышают: 30i — для сжатых элементов; 80i — для растянутых элементов.

Здесь радиус инерции i уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси. параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений — минимальным. При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок.

Таблица 16

Обозначения, принятые в табл. 16:

 — наибольшая гибкость всего стержня;

 — гибкости отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов или заклепок;

 А — площадь сечения стержня;

A_d1,A_d2 —площади сечения раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), лежаших в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2;

A_d — площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке — двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

 — коэффициенты, определяемые по формуле

a,b,l -  размеры, принимаемые по черт. 3,a и черт. 4;

n,n₁ -  коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

где -  моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1—1 и 3—3 (для сечений типов 1 и 3 ) ;

- моменты инерции сечения двух уголков относительно осей соответственно 1—1 и 2—2 (для сечения типа 2);

I_s- момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси х-х (черт. 4) ;

I_s1,I_s2 - моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1—1 и 2— 2 (для сечения типа 2).

a)                   б)

Черт. 3. Схема решетки

a - раскосной; b - крестовой с распорками

2-2

Черт. 4. Составной стержень на планках

4.7. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней сквозного сечения следует выполнять на условную поперечную силу Q_fic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

 Q_fic =                                                     (15)

где N — продольное усилие в составном стержне;

 — коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного сквозного стержня в плоскости соединительных элементов.

Условную поперечную силу Q_fic следует распределять при наличии:

только соединительных планок (решеток) — поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;

сплошного листа и соединительных планок (решеток) — пополам между листом и планками(решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу.

При расчете равносторонних трехгранных составных стержней условную поперечную силу Q_fic ,приходящуюся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, следует принимать равной 0,8 Q_fic.

4.8. Расчет соединительных планок и их прикреплений (см. черт. 4) следует выполнять как расчет элементов безраскосных ферм по формулам:

на силу F, срезающую планку:

                                              (16)

на момент M₁, изгибающий планку в ее плоскости:

                                             (17)

где Q_s - условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани;

l — расстояние между центрами планок;

b — расстояние между осями ветвей.

 4.9. Расчет соединительных решеток следует выполнять как расчет решеток ферм. При расчете перекрестных раскосов крестовой решетки с распорками (см. черт. 3, б) необходимо учитывать дополнительное усилие N_ad, возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле

                                                    (18)

где N - усилие в одной ветви стержня;

A_d - площадь сечения одного раскоса;

A₁ - площадь сечения одной ветви;

- коэффициент, определяемый по формуле

                                                       (19)

a,l,b - размеры, приведенные на черт. 3, б.

4.10. Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, следует выполнять на усилия, равные условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле ( 15).

ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

4.11. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формулам:

          (20)                                     (21)

При наличии ослабления отверстиями для заклепок или болтов значения касательных напряжений  в формуле (21) следует умножать на величину отношения

                                                  (22)

где а — шаг отверстий;

d - диаметр отверстия.

4.12. Для стенок балок, рассчитываемых по формуле (20), должны быть выполнены условия:

                              (23)

где  - нормальные напряжения в срединной плоскости стенки, параллельные оси балки;

- нормальные напряжения в срединной плоскости стенки, перпендикулярные оси балки, в том числе , определяемое по формуле (1) обязательного приложения 5:

 - среднее касательное напряжение,вычисляемое с учетом формулы (22) ; t, h — соответственно толщина и высота стенки.

Напряжения , и  следует определять в одной и той же точке стенки балки и принимать в формуле (23) каждое со своим знаком.

4.13. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле

                                                       (24)

 где — для сжатого пояса;

 - коэффициент, определяемый по обязательному приложению 3.

При определении значения за расчетную длину балки l_ef следует принимать расстояния между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений; при отсутствии связей l_ef=l (где l -пролет балки). За расчетную длину консоли следует принимать: l_ef= l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l - длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

 Устойчивость балок не требуется проверять:

 а) при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т. п.) ;

б) при отношении расчетной длины балки l_ef к ширине сжатого пояса b, не превышающем значений, определяемых по формулам табл. 17 для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 17

Oбозначения, принятые в табл. 17:

b,t — соответственно ширина и толщина сжатого пояса;

h — расстояние (высота) между осями поясных листов. ,

Примечание. Для балок с поясными соединениями на заклепках и высокопрочных болтах значения , получаемые при расчете по формулам табл. 17, следует умножать на коэффициент 1,2.

4.14. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

                                       (28)

где x,y - координаты рассматриваемой точки сечения относительно его главных осей. В балках, рассчитываемых по формуле (28), значения напряжений в стенке балки следует проверять по формулам (21) и (23) в двух главных плоскостях изгиба.

При выполнении требований п.4.13а балки, изгибаемые в двух плоскостях, на устойчивость не проверяются.

ЭЛЕМЕНТЫ. ПОДВЕРЖЕННЫЕ ДЕЙСТВИЮ ОСЕВОЙ СИЛЫ С ИЗГИБОМ

4.15. Расчет на прочность сплошностенчатых внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует выполнять по формуле

                             (29)

где x, у - координаты рассматриваемой точки сечения относительно его главных осей.

В составных сквозных стержнях каждую ветвь необходимо проверять по формуле (29) при соответствующих значениях N, М_x, М_y, вычисленных для данной ветви.

4.16. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует выполнять как в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости), так и из плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

Расчет на устойчивость внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

                                           (30)

В формуле (30) коэффициент  следует определять:

а) для сплошностенчатых стержней — по табл. 1 обязательного приложения 4 в зависимости от условной гибкости  и приведенного относительного эксцентриситета m_ef. определяемого по формуле

                                             (31)

где - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по табл. 3 обязательного приложения 4;

 - относительный эксцентриситет (здесь е — эксцентриситет; W_c -момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна).

Расчет на устойчивость выполнять не требуется для сплошностенчатых стержней при т_ef >10;

б) для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, - по табл. 2 обязательного приложения 4 в зависимости от условной приведенной гибкости, определяемой по формуле

                                                      (32)

и относительного эксцентриситета т, определяемого по формулам

                                                     (33)

где x₁,y₁расстояния соответственно от оси у-у или х-х до оси наиболее сжатой ветви, но не менее расстояния до оси стенки ветви.

4.17. Расчетные значения изгибающих моментов М, необходимые для вычисления эксцентриситета

, следует принимать равными:

а) для стержней постоянного сечения рамных систем — наибольшему моменту в пределах длины стержней;

б) для ступенчатых стержней — наибольшему моменту на длине участка постоянного сечения;

в) для консолей — моменту в заделке, но не менее момента в сечении, отстоящем на треть длины стержня от заделки;

г) для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими одну ось симметрии, совпадающую с плоскостью изгиба, - моменту, определяемому по формулам табл. 18.

Для сжатых стержней с шарнирно-опертыми концами и сечениями, имеющими две оси симметрии, приведенные относительные эксцентриситеты т_ef  следует определять по табл. 4 обязательного приложения 4.

Таблица 18

Обозначения, принятые в табл. 18:

Mmax - наибольший изгибающий момент в пределах длины стержня;

M₁ - наибольший изгибающий момент в пределах средней трети длины стержня, но не менее 0,5 М_max,;

 m — относительный эксцентриситет, определяемый по формуле

Примечание. Во всех случаях следует принимать М>0,5М_max.

4.18. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых элементов постоянного сечения из плоскости действия момента при их изгибе в плоскости наибольшей жесткости (I_x>I_y), совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

                                                      (34)

где с — коэффициент, вычисляемый по формуле (35).

4.19. Коэффициент с следует определять по формуле

                                                       (35)

где  - коэффициенты, принимаемые по табл. 19.

При определении m_x , за расчетный момент Му следует принимать:

а) для стержней с шарнирно-опертыми концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, - максимальный момент в пределах средней трети длины (но не менее половины момента, наибольшего на длине стержня) ;

б) для консолей - момент в заделке (но не менее момента в сечении, отстоящем от заделки на треть длины стержня).

Таблица 19

Обозначения, принятые в табл. 19:

I₁,I₂ - моменты инерции соответственно большей и меньшей попок относительно оси симметрии сечения у-у;

 —значение  при

Примечания: 1. Значения коэффициентов  и  для сквозных стержней с решетками (или планками) следует принимать только при наличии не менее двух промежуточных диафрагм по длине стержня. В противном случае следует принимать коэффициенты, установленные для стержней открытого двутаврового сечения.

2. При значениях m_x<1 или m_x>5 следует принимать соответственно т_x=1 или m_x=5.

При гибкости  коэффициент с не должен превышать для стержней:

 замкнутого сечения — единицы;

 двутаврового сечения с двумя осями симметрии — значений, определяемых по формуле

                      (36)

где  

h - расстояние между осями поясов;