Все СНиПы >> СНиПы«Металлопрокат, металлоконструкции, метизы, ковка, композитные материалы»

СНиП II-23-81 Стальные конструкции Часть 3

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ КОЛОНН (СТОЕК)

6.8. Расчетные длины l_ef колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн следует определять по формуле

l_ef = m l (67)

где l – длина колонны, отдельного участка ее или высота этажа;

m – коэффициент расчетной длины.

6.9*. Коэффициенты расчетной длины m колонн и стоек постоянного сечения следует принимать в зависимости от условий закрепления их концов и вида нагрузки.

Для некоторых случаев закрепления и вида нагрузки значения m приведены в прил. 6, табл. 71, а.

Таблица 17, а

Расчетные схемы		Формулы для	Коэффициенты n и p в формулах (68), (69) и (70 а, б) для рам
свободных рам		определения коэффициента m	однопролетных	многопролетных (k ³ 2)
		(68)
		(69)
		при n £ 2 (70, а) при n > 0,2 (70,б)	Верхний этаж Средний этаж Нижний этаж
Обозначения, принятые в таблице 17, а:
; ; ; .
k	– число пролетов;
J_c и l_c	– соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;
l, l₁, l₂	– пролет рамы;
J_s, J_s₁, J_s₂ и J_i, J_i₁, J_i₂	– моменты инерции сечения ригелей, примыкающих соответственно к верхнему и нижнему концу проверяемой колонны
Примечание. Для крайней колонны свободной многопролетной рамы коэффициент следует определять как для колонн однопролетной рамы.

6.10*. Коэффициенты расчетной длины m колонн постоянного сечения в плоскости рамы при жестком креплении ригелей к колоннам следует определять:

для свободных рам при одинаковом нагружении верхних узлов по формулам табл. 17, а;

для несвободных рам по формуле

(70, в)

В формуле (70, в) p и n принимаются равными:

в одноэтажной раме:

в многоэтажной раме:

для верхнего этажа p = 0,5(p₁ + p₂); n = n₁ + n₂);

для среднего этажа p = 0,5(p₁ + p₂); n = 0,5(n₁ + n₂);

для нижнего этажа p = p₁ + p₂; n + 0,5(n₁ + n₂),

где p₁; p₂; n₁; n₂ следует определять по табл. 17, а.

Для одноэтажных рам в формуле (69) и многоэтажных в формулах (70, а, б, в) при шарнирном креплении нижних или верхних ригелей к колоннам принимаются p = 0 или n=0 (J_i = 0 или J_s = 0), при жестком креплении p = 50 или n = 50 (J_i = ¥ или J_s = ¥).

При отношении Н/В > 6 (где Н – полная высота многоэтажной рамы, В – ширина рамы) должна быть проверена общая устойчивость рамы в целом как составного стержня, защемленного в основании.

Примечание. Рама считается свободной (несвободной), если узел крепления ригеля к колонне имеет (не имеет) свободу перемещения в направлении, перпендикулярном оси колонны в плоскости рамы.

Коэффициент расчетной длины m наиболее нагруженной колонны в плоскости одноэтажной свободной рамы здания при неравномерном нагружении верхних узлов и наличии жесткого диска покрытия или продольных связей по верху всех колонн следует определять по формуле

, (71)*

где m – коэффициент расчетной длины проверяемой колонны, вычисленный по табл. 17, а;

J_c и N_c – соответственно момент инерции сечения и усилие в наиболее нагруженной колонне рассматриваемой рамы;

åN_i и åJ_i – соответственно сумма расчетных усилий и моментов инерции сечений всех колонн рассматриваемой рамы и четырех соседних рам (по две с каждой стороны); все усилия N_i следует находить при той же комбинации нагрузок, которая вызывает усилие в проверяемой колонне.

Значения m_ef вычисленные по формуле (71)* следует принимать не менее 0,7.

6.11*. Коэффициенты расчетной длины m отдельных участков ступенчатых колонн в плоскости рамы следует определять согласно прил. 6.

При определении коэффициентов расчетной длины m и для ступенчатых колонн рам одноэтажных производственных зданий разрешается:

не учитывать влияние степени нагружения и жесткости соседних колонн;

определять расчетные длины колонн лишь для комбинации нагрузок, дающей наибольшие значения продольных сил на отдельных участках колонн, и получаемые значения m использовать для других комбинаций нагрузок;

для многопролетных рам (с числом пролетов два и более) при наличии жесткого диска покрытия или продольных связей, связывающих поверху все колонны и обеспечивающих пространственную работу сооружения, определять расчетные длины колонн как для стоек, неподвижно закрепленных на уровне ригелей;

для одноступенчатых колонн при соблюдении условий l₂/l₁ £ 0,6 и N₁/N₂ ³ 3 принимать значения m по табл. 18.

Таблица 18

Условия	Коэффициенты m для участка колонны
закрепления верхнего	нижнего при J₂/J₁, равном		верхнего
конца колонны	св. 0,1 до 0,3	св. 0,05 до 0,1
Свободный конец	2,5	3,0	3,0
Конец, закрепленный только от поворота	2,0	2,0	3,0
Неподвижный, шарнирно опертый конец	1,6	2,0	2,5
Неподвижный, закрепленный от поворота конец	1,2	1,5	2,0
Обозначения, принятые в таблице 18: l₁; J₁; N₁ – соответственно длина нижнего участка колонны, момент инерции сечения и действующая на этом участке продольная сила; l₂; J₂; N₂ – то же, верхнего участка колонны.

6.12. Исключен.

6.13. Расчетные длины колонн в направлении вдоль здания (из плоскости рам) следует принимать равными расстояниям между закрепленными от смещения из плоскости рамы точками(опорами колонн, подкрановых балок и подстропильных ферм; узлами креплений связей и ригелей и т. п.). Расчетные длины допускается определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактические условия закрепления концов колонн.

6.14. Расчетную длину ветвей плоских опор транспортерных галерей следует принимать равной:

в продольном направлении галереи – высоте опоры (от низа базы до оси нижнего пояса фермы или балки), умноженной на коэффициент m, определяемый как для стоек постоянного сечения в зависимости от условий закрепления их концов;

в поперечном направлении (в плоскости опоры) – расстоянию между центрами узлов, при этом должна быть также проверена общая устойчивость опоры в целом как составного стержня защемленного в основании и свободного вверху.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.15*. Гибкости сжатых элементов не должны превышать значений, приведенных в табл. 19*.

Таблица 19*

Элементы конструкций	Предельная гибкость сжатых элементов
1. Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции:
а) плоских ферм, структурных конструкций и пространственных конструкций из труб и парных уголков высотой до 50 м	180 – 60a
б) пространственных конструкций из одиночных уголков, пространственных конструкций из труб и парных уголков св. 50 м	120
2. Элементы, кроме указанных в поз. 1 и 7:
а) плоских ферм, сварных пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков, пространственных и структурных конструкций из труб и парных уголков	210 – 60a
б) пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков с болтовыми соединениями	220 – 40a
3. Верхние пояса ферм, не закрепленные в процессе монтажа (предельную гибкость после завершения монтажа следует принимать по поз. 1)	220
4. Основные колонны	180 – 60a
5. Второстепенные колонны (стойки фахверка, фонарей и т. п.), элементы решетки колонн, элементы вертикальных связей между колоннами (ниже подкрановых балок)	210 – 60a
6. Элементы связей, кроме указанных в поз. 5, а также стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие ненагруженные элементы, кроме указанных в поз. 7	200
7. Сжатые и ненагруженные элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечений, подверженные воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости	150
Обозначение, принятое в таблице 19*: – коэффициент, принимаемый не менее 0,5 (в необходимых случаях вместо j следует применять j_e).

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.16*. Гибкости растянутых элементов не должны превышать значений, приведенных в табл. 20*.

Таблица 20*

	Предельная гибкость растянутых элементов при воздействии на конструкцию нагрузок
Элементы конструкции	динамических, приложенных непосредственно к конструкции	статических	от кранов (см. прим. 4) и железнодорожных составов
1. Пояса и опорные раскосы плоских ферм (включая тормозные фермы) и структурных конструкций	250	400	250
2. Элементы ферм и структурных конструкций, кроме указанных в поз. 1	350	400	300
3. Нижние пояса подкрановых балок и ферм	–	–	150
4. Элементы вертикальных связей между колоннами (ниже подкрановых балок)	300	300	200
5. Прочие элементы связей	400	400	300
6*. Пояса, опорные раскосы стоек и траверс, тяги траверс опор линий электропередачи, открытых распределительных устройств и линий контактных сетей транспорта	250	–	–
7. Элементы опор линий электропередачи, кроме указанных в поз. 6 и 8	350	–	–
8. Элементы пространственных конструкций таврового и крестового сечений (а в тягах траверс опор линий электропередачи и из одиночных уголков), подверженных воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости	150	–	–
Примечания: 1. В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых элементов следует проверять только в вертикальных плоскостях. 2. Гибкость растянутых элементов, подвергнутых предварительному напряжению, не ограничивается. 3. Для растянутых элементов, в которых при неблагоприятном расположении нагрузки может изменяться знак усилия, предельную гибкость следует принимать как для сжатых элементов, при этом соединительные прокладки в составных элементах необходимо устанавливать не реже чем через 40i. 4. Значения предельных гибкостей следует принимать при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82. 5. К динамическим нагрузкам, приложенным непосредственно к конструкциям, относятся нагрузки, принимаемые в расчетах на выносливость или в расчетах с учетом коэффициентов динамичности.

7. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК И ПОЯСНЫХ ЛИСТОВ

ИЗГИБАЕМЫХ И СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

СТЕНКИ БАЛОК

7.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять:

поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными основными и продольными ребрами;

поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

a – расстояние между осями поперечных основных ребер;

h_ef – расчетная высота стенки (рис. 10), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах – расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, – расстоянию между началами внутренних закруглений, в гнутых профилях (рис. 11) – расстоянию между краями выкружек;

t – толщина стенки.

Рис. 10. Расчетная высота стенки составной балки

а – сварной из листов; б – на высокопрочных болтах; в – сварной с таврами

7.2*. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (s, t и s_loc).

Напряжение s, t и s_loc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента j_b.

Сжимающее напряжение s у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение t следует вычислять по формулам:

; (72)

, (73)

где h – полная высота стенки;

M и Q – средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты, то M и Q следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком.

Местное напряжение s_loc в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям пп. 5.13 и 13.34* (при g_f₁ = 1,1) настоящих норм.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: s и t или s_loc и t.

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (74) не превышают 0,9g_c при l_w < 3,8 и g_c при l_w ³ 3,8.

7.3. Устойчивость стенок балок не требуется проверять, если при выполнении условий (33) условная гибкость стенки 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 наличии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

При этом следует устанавливать поперечные основные ребра жесткости согласно требованиям пп. 7.10, 7.12 и 7.13 настоящих норм.

7.4*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (s_loc = 0) и условной гибкости стенки l_w £ 6 следует выполнять по формуле

, (74)

где g_c – коэффициент, принимаемый по табл. 6* настоящих норм;

; (75)

. (76)

В формуле (75) коэффициент c_cr следует принимать:

для сварных балок – по табл. 21 в зависимости от значения коэффициента d:

Таблица 21

d	£ 0,8	1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	³ 30
c_cr	30,0	31,5	33,3	34,6	34,6	35,1	35,5

, (77)

где b_f и t_f – соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

b – коэффициент принимаемый по табл. 22;

для балок на высокопрочных болтах c_cr = 35,2.

Таблица 22

Балки	Условия работы сжатого пояса	b
Подкрановые	Крановые рельсы не приварены	2
	Крановые рельсы приварены	¥
Прочие	При непрерывном опирании плит	¥
	В прочих случаях	0,8
Примечание. Для отсеков подкрановых балок, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, при вычислении коэффициента d следует принимать b = 0,8.

В формуле (76) ,

где d – меньшая из сторон пластинки (h_ef или a);

m – отношение большей стороны пластинки к меньшей.

7.5. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения (s_loc = 0) и при t £ 0,9R_s, A_f/A_w ³ 0,25, 2,2 < £ 6 следует выполнять по формуле

M £ R_yg_ch²_eft(A_f/A_w + a), (78)

где a = 0,24 – 0,15(t/R_s)² – 8,5 × (– 2,2)²;

здесь g_c следует принимать по табл. 6*, а t – определять по формуле (73).

7.6*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис. 12), при наличии местного напряжения (s_loc¹ 0) следует выполнять по формуле

, (79)

где g_c – следует принимать по табл. 6* настоящих норм;

s; s_loc; t – определять согласно требованиям п. 7.2*;

t_cr – определять по формуле (76).

Значения s_cr и s_loc,cr в формуле (79) следует определять:

а) при a/h_ef £ 0,8

s_cr – по формуле (75);

, (80)

где c₁ – коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл. 23 в зависимости от отношения a/h_ef и значения d вычисляемого по формуле (77), а для балок на высокопрочных болтах – по табл. 23,а;

Рис. 12. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1)

а – сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б – то же, к растянутому поясу

Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только s_loc и t при определении коэффициента d по формуле (77) за b_f и t_f следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

б) при a/h_ef > 0,8 и отношении s_loc/s больше значений, указанных в табл. 24,

s_cr – по формуле , (81)

где c₂ – коэффициент, определяемый по табл. 25;

s_loc,cr – по формуле (80), в которой при a/h_ef > 2 следует принимать a = 2h_ef;

в) при a/h_ef > 0,8 и отношении s_loc,cr/s не более значений, указанных в табл. 24:

s_cr– по формуле (75);

s_loc,cr– по формуле (80), но с подстановкой 0,5а вместо а при вычислении в формуле (80) и в табл. 23.

Во всех случаях t_cr следует вычислять по действительным размерам отсека.

Таблица 23

Значение c₁ для сварных балок при a/h_ef, равном

£ 0,5

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

³ 2,0

£ 1

³ 30

11,5

12,0

12,3

12,4

12,5

12,4

13,0

13,3

13,5

13,6

13,7

14,8

16,1

16,6

16,8

16,9

17,0

18,0

20,4

21,6

22,1

22,5

22,9

22,1

25,7

28,1

29,1

30,0

31,0

27,1

32,1

36,3

38,3

39,7

41,6

32,6

39,2

45,2

48,7

51,0

53,8

38,9

46,5

54,9

59,4

63,3

68,2

45,6

55,7

65,1

70,4

76,5

83,6

Таблица 23,а

a/h_ef	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
c₁	13,7	15,9	20,8	28,4	38,7	51,0	64,2	79,8	94,9

Таблица 24

Балки	d	Предельные значения s_loc/s при a/h_ef , равном
		0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	³ 2,0
Сварные	£ 1 2 4 6 10 ³ 30	0 0 0 0 0 0	0,146 0,109 0,072 0,066 0,059 0,047	0,183 0,169 0,129 0,127 0,122 0,112	0,267 0,277 0,281 0,288 0,296 0,300	0,359 0,406 0,479 0,536 0,574 0,633	0,445 0,543 0,711 0,874 1,002 1,283	0,540 0,652 0,930 1,192 1,539 2,249	0,618 0,799 1,132 1,468 2,154 3,939
На высокопрочных болтах	–	0	0,121	0,184	0,378	0,643	1,131	1,614	2,347

Таблица 25

h_ef	£ 0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	³ 2,0
c₂	По табл. 21, т. е. c₂ = c_cr	37,0	39,2	45,2	52,8	62,0	72,6	84,7

Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале? Подпишитесь на рассылку новостей!

Все СНиПы >> СНиПы «Металлопрокат, металлоконструкции, метизы, ковка, композитные материалы >>

Задать вопрос в форуме >>
Форум "Металлопрокат, метизы, конструкции, ковка" >>
Форум "Нормативные документы по металлопрокату" >>
Форум "Ковка" >>