СНиП II-23-81 - Стальные конструкции (1053599), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Расчетные длиныдопускается определять на основе расчетной схемы, учитывающей фактическиеусловия закрепления концов колонн.10.3.10 Расчетную длину ветвей плоских опор транспортерных галерей следуетпринимать равной:в продольном направлении галереи – высоте опоры (от низа базы до оси нижнегопояса фермы или балки), умноженной на коэффициент , определяемый как для стоекпостоянного сечения в зависимости от условий закрепления их концов;в поперечном направлении (в плоскости опоры) – расстоянию между центрамиузлов; при этом должна быть проверена общая устойчивость опоры в целом каксоставного стержня, защемленного в основании и свободного вверху.10.4 Предельные гибкости элементов10.4.1 Гибкости элементов = lef / i, как правило, не должны превышатьпредельных значений u, приведенных в таблице 32 для сжатых элементов и в таблице33 – для растянутых.60СП 16.13330.201110.4.2 Для элементов конструкций, которые согласно приложению В относятся кгруппе 4, в зданиях и сооружениях I и II уровней ответственности (согласнотребованиям СНиП 2.01.07), а также для всех элементов конструкций в зданиях исооружениях III уровня ответственности допускается повышать значение предельнойгибкости на 10 %.Т а б л и ц а 32Элементы конструкций1 Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции:а) плоских ферм, структурных конструкций и пространственныхконструкций из труб или парных уголков высотой до 50 мб) пространственных конструкций из одиночных уголков, а такжепространственных конструкций из труб и парных уголков высотой св.
50 м2 Элементы, кроме указанных в позициях 1 и 7:а) плоских ферм, сварных пространственных и структурных конструкций изодиночных уголков, пространственных и структурных конструкций из труб ипарных уголковб) пространственных и структурных конструкций из одиночных уголков сболтовыми соединениями3 Верхние пояса ферм, не закрепленные в процессе монтажа (предельнуюгибкость после завершения монтажа следует принимать по позиции 1)Предельнаягибкость сжатыхэлементов u180–60120210–60220–402204 Основные колонны180–605 Второстепенные колонны (стойки фахверка, фонарей и т.п.), элементырешетки колонн, элементы вертикальных связей между колоннами (нижебалок крановых путей)210–606 Элементы связей, кроме указанных в позиции 5, а также стержни, служащиедля уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие ненагруженныеэлементы, кроме указанных в позиции 72007 Сжатые и ненагруженные элементы пространственных конструкций тавровогои крестового сечений, подверженные воздействию ветровых нагрузок, припроверке гибкости в вертикальной плоскости150Обозначение, принятое в таблице 32:=N AR y γ c– коэффициент, принимаемый не менее 0,5 (в необходимых случаяхвместо следует принимать е).61СП 16.13330.2011Т а б л и ц а 33Элементы конструкцийПредельная гибкость растянутых элементов uпри воздействии на конструкцию нагрузокдинамических,от крановприложенныхтатических(см.
прим. 4) инепосредственножелезнодорожныхк конструкциисоставов1 Пояса и опорные раскосы плоскихферм (включая тормозные фермы) иструктурных конструкций2 Элементы ферм и структурныхконструкций, кроме указанныхв позиции 13 Нижние пояса балок и фермкрановых путей4 Элементы вертикальных связеймежду колоннами (ниже балоккрановых путей)5 Прочие элементы связей6 Пояса и опорные раскосы стоеки траверс, тяги траверс опорлиний электропередачи, открытыхраспределительных устройстви контактных сетей транспорта7 Элементы опор линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактныхсетей транспорта, кроме указанных в позициях 6 и 88 Элементы пространственныхконструкций таврового и крестового сечений (а в тягах траверсопор линий электропередачи ииз одиночных уголков), подверженных воздействию ветровыхнагрузок, при проверке гибкостив вертикальной плоскости250400250350400300––150300300200400250400–300–350––150––Примечания1 В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых элементовследует проверять только в вертикальных плоскостях.2 Для элементов связей (позиция 5), у которых прогиб под действием собственного веса не превышаетl /150, при воздействии на конструкцию статических нагрузок допускается принимать u = 500.3 Гибкость растянутых элементов, подвергнутых предварительному напряжению, не ограничивается.4 Значения предельных гибкостей следует принимать при кранах групп режимов работы 7К (в цехахметаллургических производств) и 8К в соответствии со СП 20.13330.5 Для нижних поясов балок и ферм крановых путей при кранах групп режимов работы 1К – 6Кдопускается принимать u = 200.6 К динамическим нагрузкам, приложенным непосредственно к конструкции, относятся нагрузки,принимаемые в расчетах на усталость или с учетом коэффициентов динамичности по СП 20.13330.11 Расчет листовых конструкций11.1 Расчет на прочность11.1.1 Расчет на прочность листовых конструкций (оболочек вращения),находящихся в безмоментном напряженном состоянии, следует выполнять по формуле62СП 16.13330.20111Ry c x2 x y y2 3 xy2 1,(148)где х и у – нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярнымнаправлениям;с – коэффициент условий работы конструкций, назначаемый в соответствиис требованиями СНиП 2.09.03.При этом абсолютные значения главных напряжений должны быть не болеезначений расчетных сопротивлений, умноженных на с.11.1.2 Напряжения в безмоментных тонкостенных оболочках вращения (рисунок16), находящихся под давлением жидкости, газа или сыпучего материала, следуетопределять по формулам:F(149)1 2 r t cos 2 = (p / t – 1 / r1)r 2,(150)где 1 и 2 – соответственно меридиональное и кольцевое напряжения;F – проекция на ось z–z оболочки полного расчетного давления,действующего на часть оболочки аbс (см.
рисунок 16);r и – радиус и угол, показанные на рисунке 16;t – толщина оболочки;p – расчетное давление на поверхность оболочки;r1, r2 – радиусы кривизны в главных направлениях срединной поверхностиоболочки.11.1.3Напряжения в замкнутых безмоментных тонкостенных оболочкахвращения, находящихся под внутренним равномерным давлением, следует определятьпо формулам:для цилиндрических оболочек1 = pr / (2t); 2 = pr / t;(151)для сферических оболочек1 = 2 = pr / (2t);(152)для конических оболочек1 pr;2t cos 2 pr,t cos (153)где р – расчетное внутреннее давление на единицу поверхности оболочки;r – радиус срединной поверхности оболочки (рисунок 17); – угол между образующей конуса и его осью z – z (см.
рисунок 17).63СП 16.13330.2011z11rFctabzРисунок 16 – Схема оболочки вращенияzrzРисунок 17 – Схема конической оболочки вращения11.1.4 При проверке прочности оболочек в местах изменения их формы илитолщины, а также изменения нагрузки следует учитывать местные напряжения(краевой эффект).11.2 Расчет на устойчивость11.2.1 Расчет на устойчивость замкнутых круговых цилиндрических оболочеквращения, равномерно сжатых параллельно образующим, следует выполнять поформулеσ1 1,(154)σ cr ,1γ сгде 1 – расчетное напряжение в оболочке;сr,1 – критическое напряжение, равное меньшему из значений Rу илисЕt / r (здесь r – радиус срединной поверхности оболочки;t – толщина оболочки) при r / t 300; при r / t 300 cr,1 = сЕt / r.Значения коэффициентов при 0 < r / t 300 следует определять по формуле = 0,97 – (0,00025 + 0,95 Ry / E) r / t.Значения коэффициента с следует определять по таблице 34.64(155)СП 16.13330.2011Т а б л и ц а 34r/tс1000,222000,183000,164000,146000,118000,0910000,0815000,0725000,06В случае внецентренного сжатия параллельно образующим или чистого изгиба вдиаметральной плоскости при касательных напряжениях в месте наибольшего момента,не превышающих значения0,07Е (t / r)3/2, напряжение cr,1 должно бытьувеличено в (1,1 – 0,1 '1 / 1) раза, где '1 – наименьшее напряжение (растягивающиенапряжения считать отрицательными).11.2.2 В трубах, рассчитываемых как сжатые или внецентренно-сжатые стержнипри условной гибкости λ = R y / Ε 0,65, должно быть выполнено условиеr / t E / Ry .(156)Такие трубы следует рассчитывать на устойчивость в соответствии стребованиями разделов 7 и 9 независимо от расчета на устойчивость стенок.
Расчет наустойчивость стенок бесшовных или электросварных труб не требуется, если значенияr / t не превышают половины значений, определяемых по формуле (156).11.2.3 Цилиндрическая панель, опертая по двум образующим и двум дугамнаправляющей, равномерно сжатая вдоль образующих, при b2 / (r t) 20 (где b –ширина панели, измеренная по дуге направляющей) должна быть рассчитана наустойчивость как пластинка по формулам:при расчетном напряжении 0,8 Ryb / t 1,9 E / ;(157)при расчетном напряжении = Ryb / t 37 / 1 500R y / E .(158)При 0,8 Ry < Ry наибольшее отношение b / t следует определять линейнойинтерполяцией.Если b2 / (r t) > 20, то панель следует рассчитывать на устойчивость как оболочкусогласно требованиям 11.2.1.11.2.4 Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочкивращения, при действии внешнего равномерного давления р, нормального к боковойповерхности, следует выполнять по формуле2 / (cr,2 c) 1,где 2 = pr / t – расчетное кольцевое напряжение в оболочке;cr,2 – критическое напряжение, определяемое по формулам:при 0,5 l / r 10сr,2 = 0,55Е (r / l ) (t / r)3/2;при l / r 20cr,2 = 0,17E (t / r)2;(159)(160)(161)при 10 < l / r < 20 напряжение cr,2 следует определять линейной интерполяцией.Здесь l – длина цилиндрической оболочки.65СП 16.13330.2011Та же оболочка, но укрепленная кольцевыми ребрами, расположенными сшагом s 0,5r между осями, должна быть рассчитана на устойчивость по формулам(159) – (161) с подстановкой в них значения s вместо l.В этом случае должно быть удовлетворено условие устойчивости ребра в своейплоскости как сжатого стержня согласно требованиям 7.1.3 при N = prs и расчетнойдлине стержня lef = 1,8r; при этом в сечение ребра следует включать участкиоболочки шириной 65 t Е/Ry с каждой стороны от оси ребра, а условная гибкостьстержня λ = Ry /E не должна превышать 6,5.При одностороннем ребре жесткости его момент инерции следует вычислятьотносительно оси, совпадающей с ближайшей поверхностью оболочки.11.2.5 Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочкивращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.1 и11.2.4, следует выполнять по формуле(1 /cr,1 + 2 /cr,2) / с 1,(162)где cr,1 должно быть вычислено согласно требованиям 11.2.1 и cr,2 – согласнотребованиям 11.2.4.11.2.6 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения с угломконусности 60°, сжатой силой N вдоль оси (рисунок 18), следует выполнять поформулеN / (Ncr c ) 1,(163)где Ncr – критическая сила, определяемая по формулеNcr = 6,28t cr,1 rm cos2,(164)здесь t – толщина оболочки;cr,1 – значение напряжения, вычисленное согласно требованиям 11.2.1 с заменойрадиуса r радиусом rm, равнымrm = (0,9r2 + 0,1r1) / сos.(165)11.2.7 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения при действиивнешнего равномерного давления р, нормального к боковой поверхности, следуетвыполнять по формуле2 / (cr,2 c) 1,(166)Nthr1r2NРисунок 18 – Схема конической оболочки вращения под действиемпродольного усилия сжатия66СП 16.13330.2011здесь 2 = рrm / t – расчетное кольцевое напряжение в оболочке;cr,2 – критическое напряжение, определяемое по формулеcr,2 = 0,55E (rm / h) (t / rm)3/2,(167)где rm – радиус, определяемый по формуле (165);h – высота конической оболочки (между основаниями).11.2.8 Расчет на устойчивость конической оболочки вращения, подверженнойодновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.6 и 11.2.7, следует выполнять поформуле(N / Ncr + 2 /cr,2) / с 1,(168)где значения Ncr и cr,2 следует вычислять по формулам (164) и (167).11.2.9 Расчет на устойчивость полной сферической оболочки (или ее сегмента)при r / t 750 и действии внешнего равномерного давления р, нормального к ееповерхности, следует выполнять по формуле / (crc ) 1,(169)где = рr / (2t) – расчетное напряжение;cr = 0,1 Et / r – критическое напряжение, принимаемое равным не более Ry;здесь r – радиус срединной поверхности сферы.12 Расчет элементов стальных конструкций на усталость12.1 Общие положения расчета12.1.1 При проектировании стальных конструкций и их элементов (балкикрановых путей, балки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных иразгрузочных эстакад, конструкции под двигатели и др.), непосредственновоспринимающих многократно действующие подвижные, вибрационные или другоговида нагрузки с количеством циклов нагружений 105 и более, которые могут привести кявлению усталости, следует применять такие конструктивные решения, которые невызывают значительнойконцентрации напряжений, и проверять расчетом наусталость.Количество циклов нагружений следует принимать по технологическимтребованиям эксплуатации.Расчет конструкций на усталость следует производить на действие нагрузок,устанавливаемых согласно требованиям СП 20.13330.Расчет на усталость также следует выполнять для конструкций высокихсооружений (типа мачт, башен и т.п.), проверяемых на ветровой резонанс согласнотребованиям СП 20.13330.12.1.2 Расчет на усталость следует производить по формулеσ max 1,(170)αRv γ vгде max – наибольшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемомсечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициентадинамичности и коэффициентов , b, е;Rv – расчетное сопротивление усталости, принимаемое по таблице 35в зависимости от временного сопротивления стали Run и групп элементов исоединений конструкций, приведенных в таблице К.1 приложения К;67СП 16.13330.2011 – коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений n:при n 3,9 · 106 принимаемый равным = 0,77;при n 3,9 · 106 вычисляемый по формулам:для групп элементов 1 и 2 = 0,064 (n /106)2 – 0,5 (n /106) + 1,75;(171)для групп элементов 3 – 8 = 0,07 (n /106)2 – 0,64 (n /106) + 2,2;(172)v – коэффициент, определяемый по таблице 36 в зависимости от напряженногосостояния и коэффициента асимметрии напряжений = min / max (здесь min –наименьшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сеченииэлемента, вычисляемое так же и при том же загружении, как и max).