|
РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ КОЛОНН (СТОЕК)
6.8. Расчетные длины lef колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн следует определять по формуле
lef = 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;
|
|
Jc и lc
|
– соответственно момент инерции сечения и длина проверяемой колонны;
|
|
l, l1, l2
|
– пролет рамы;
|
|
Js, Js1, Js2
и Ji, Ji1, Ji2
|
– 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 (Ji = 0 или Js = 0), при жестком креплении p = 50 или n = 50 (Ji = ¥ или Js = ¥).
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;
Jc и Nc – соответственно момент инерции сечения и усилие в наиболее нагруженной колонне рассматриваемой рамы;
åNi и åJi – соответственно сумма расчетных усилий и моментов инерции сечений всех колонн рассматриваемой рамы и четырех соседних рам (по две с каждой стороны); все усилия Ni следует находить при той же комбинации нагрузок, которая вызывает усилие в проверяемой колонне.
Значения mef 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 je).
|
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;
hef – 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 sloc).
Напряжение s, t и sloc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента jb.
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 sloc в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям пп. 5.13 и 13.34* (при gf1 = 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 sloc и t.
Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (74) не превышают 0,9gc при lw < 3,8 и gc при lw 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 (sloc = 0) и условной гибкости стенки lw £ 6 следует выполнять по формуле
 , (74)
где gc – коэффициент, принимаемый по табл. 6* настоящих норм;
 ; (75)
 . (76)
В формуле (75) коэффициент ccr 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
|
|
ccr
|
30,0
|
31,5
|
33,3
|
34,6
|
34,6
|
35,1
|
35,5
|
 , (77)
где bf и tf – соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;
b – коэффициент принимаемый по табл. 22;
для балок на высокопрочных болтах ccr = 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 (hef 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 (sloc = 0) и при t £ 0,9Rs, Af /Aw ³ 0,25, 2,2 <  £ 6 следует выполнять по формуле
M £ Rygch2eft(Af /Aw + a), (78)
где a = 0,24 – 0,15(t/Rs)2 – 8,5 × ( – 2,2)2;
здесь gc 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 (sloc &supl; 0) следует выполнять по формуле
 , (79)
где gc – следует принимать по табл. 6* настоящих норм;
s; sloc; t – определять согласно требованиям п. 7.2*;
tcr – определять по формуле (76).
Значения scr и sloc,cr в формуле (79) следует определять:
а) при a/hef £ 0,8
scr – по формуле (75);
 , (80)
где c1 – коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл. 23 в зависимости от отношения a/hef 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 sloc и t при определении коэффициента d по формуле (77) за bf и tf следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;
б) при a/hef > 0,8 и отношении sloc/s больше значений, указанных в табл. 24,
scr – по формуле  , (81)
где c2 – коэффициент, определяемый по табл. 25;
sloc,cr – по формуле (80), в которой при a/hef > 2 следует принимать a = 2hef;
в) при a/hef > 0,8 и отношении sloc,cr/s не более значений, указанных в табл. 24:
scr – по формуле (75);
sloc,cr – по формуле (80), но с подстановкой 0,5а вместо а при вычислении  в формуле (80) и в табл. 23.
Во всех случаях tcr следует вычислять по действительным размерам отсека.
Таблица 23
|
d
|
Значение c1 для сварных балок при a/hef, равном
|
|
|
£ 0,5
|
0,6
|
0,8
|
1,0
|
1,2
|
1,4
|
1,6
|
1,8
|
³ 2,0
|
|
£ 1
2
4
6
10
³ 30
|
11,5
12,0
12,3
12,4
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/hef
|
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 sloc/s при a/hef , 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
|
hef
|
£ 0,8
|
0,9
|
1,0
|
1,2
|
1,4
|
1,6
|
1,8
|
³ 2,0
|
|
c2
|
По табл. 21, т. е. c2 = ccr
|
37,0
|
39,2
|
45,2
|
52,8
|
62,0
|
72,6
|
84,7
|
|
