Пособие к снип стальные конструкции
Обновлено: 06.05.2024
Рекомендовано к изданию секцией научно-технического совета Укрниипроектстальконструкция Госстроя СССР.
пособие по проектированию усиления стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)/Укрниипроектстальконструкция.-М.: Стройиздат, 1989.
Даны рекомендации, детализирующие основные положения по проектированию усиления стальных конструкций и проведению предпроектных обследований, технологии производства работ по их усилению.
Для инженерно-технических работников проектных организаций, высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов.
Разработано Укрниипроектстальконструкция (д-р техн. наук А. В. Перельмутер, кандидаты техн. наук В. Б. Барский, Ю. С. Борисенко, В. А. Лимаренко, А. Н. Харин) при участии ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова (кандидаты техн. наук И. В. Левитанский, В. И. Кудишин, Л. И. Гладштейн, И. В. Порядин, инженеры О. Н. Дмитриев, И. О. Эсаулов); ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук В. И. Трофимов, кандидаты техн. наук Г. Е. Бельский, Л. А. Гильденгорн); МИСИ им. Куйбышева (д-р техн. наук Е. И. Беленя, кандидаты техн. наук Б. Ю. Уваров, В. Н. Валь, П. Д. Окулов); Днепрпроектстальконструкция (инж. М. Б. Трапер); Ленпроектстальконструкция (инж. Р. С. Зекцер); Сибпроектстальконструкция (канд. техн. наук А. И. Конаков); ЛИСИ (кандидаты техн. наук Г. И. Белый, И. С. Ребров); МакИСИ (кандидаты техн. наук Е. В. Горохов, И. Р. Рухович); ДИСИ (д-р техн. наук А. В. Сильвестров, канд. техн. наук В. Д. Сургучев); НИСИ (д-р техн. наук В. В. Бирюлев, кандидаты техн. наук И. И. Крылов, А. И. Репин, инж. В. А. Чумаков); ЧПИ (кандидаты техн. наук В. Ф. Сабуров, К. А. Шишов, инж. В. И. Камбаров); ПолтИСИ (канд. техн. наук В. А. Пашинский); ЯГУ (канд. техн. наук В. В. Филиппов); Львовского политехнического института (канд. техн. наук М. Р. Бельский); Липецкого политехнического института (д-р техн. наук В. В. Горев, кандидаты техн. наук В. М. Путилин, В. И. Бабкин, инж. В. В. Зверев); СЗО Энергосетьпроект Мичэнерго СССР (канд. техн. наук К. П. Крюков, инж. Е. Н. Колбанев).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее Пособие дополняет, развивает и детализирует раздел «Дополнительные требования по проектированию конструкций зданий и сооружений при реконструкции» СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».
Приведенные в Пособии положения распространяются на эксплуатируемые стальные конструкции, которые сохраняются (с усиленней или без него) в составе несущих конструкций зданий и сооружений после их реконструкции, а также на имеющие существенный физический износ стальные конструкции, для которых усиление является мерой, обеспечивающей их соответствие требованиям дальнейшей нормальной эксплуатации.
1.2. Элементы конструкций, вводимые дополнительно или взамен демонтируемых, должны проектироваться в соответствии с указаниями действующих норм и государственных стандартов.
Сохраняемые конструкции проверяются с учетом требований СНиП II-23-81* и дополнительных положений настоящего Пособия. В Пособии приведены отмененные нормативные документы (ГОСТы, СНиПы и др.), которые могут быть использованы только в качестве справочного материала.
1.3. При разработке проектной документации следует:
предусматривать меры по обеспечению надежности и долговечности зданий и сооружений;
принимать конструктивные решения и методы производства работ, реализуемые, как правило, без остановки производственного процесса в эксплуатируемых зданиях и сооружениях или совмещаемые по времени с технологическими остановками таких процессов;
учитывать перспективы развития производства, возможность повторных (в будущем) реконструкций и модернизаций;
принимать проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов, топливных и энергетических ресурсов, снижение стоимости, трудоемкости и сокращение сроков выполнения работ по усилению;
учитывать условия производства работ по усилению (стесненность монтажной площадки, возможность использования механизмов, дополнительные мероприятия по технике безопасности и охране труда, необходимость контроля качества работ и т. п.).
1.4. Основные технические решения, принимаемые при разработке проектов реконструкции и усиления, следует обосновывать путем сравнения конкурентоспособных вариантов, учитывая при этом последствия (стесненность монтажной площадки или остановку производства на время выполнения работ по усилению).
1.5. Проектирование усиления стальных конструкций по Сравнению с обычным проектированием имеет ряд существенных особенностей, которые должны учитываться как при организации проектных работ, так и в процессе разработки и оформления проектной документации.
Основные из них:
проведение большого объема изысканий, связанных с обследованием усиливаемых конструкций, выявлением их фактического состояния, характеристик металла, из которого они выполнены, анализом причин появления имеющихся дефектов и повреждений и оценкой технического состояния конструкций;
выполнение расчетов по нескольким вариантам расчетных схем для оценки возможного отрицательного влияния обычно не учитываемых факторов (податливости или несмещаемости фундаментов, возможного проявления эффектов неразрезности, участия в работе каркаса ограждающих конструкций и оборудования и т. п.);
учет уровня фактической нагруженности усиливаемых под нагрузкой конструкций в процессе выполнения работ по усилению и учет влияния действующих во время усиления напряжений на несущую способность усиливаемой конструкции;
влияние последовательности и технологии выполнения работ по усилению на поведение усиливаемой конструкции, необходимость комплексного решения вопросов конструирования и выбора способа усиления с обязательным отражением этих вопросов в проектной документации.
1.6. Проектная документация с учетом изменения параметров и свойств конструкций и режимов эксплуатации должна охватывать следующие стадии работы конструкций:
А - предшествующая началу работ по усилению, на которой требуется проверить с учетом фактического состояния возможность эксплуатации конструкций до их усиления или замены и разработать в необходимых случаях временные мероприятия по содержанию конструкций и ограничению режимов эксплуатации;
Б - соответствующая периоду выполнения работ по усилению, на которой следует разработать необходимые мероприятия, обеспечивающие работоспособность конструкций по временной схеме;
В - соответствующая режиму эксплуатации конструкций после усиления, на которой необходимо обеспечить работу конструкций в изменившихся условиях.
В необходимых случаях, с целью выявления фактического положения конструкций, возможного роста деформаций и изменения напряженного состояния, проектом должно быть предусмотрено проведение инструментальных наблюдений за состоянием конструкций на стадиях А и Б, а также с использованием приборов и специальных контрольно-сигнальных устройств - на стадии В.
2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Проект усиления стальных конструкций разрабатывается с учетом заключения о техническом состоянии эксплуатируемых конструкций, составленного по результатам их обследования и проверочных расчетов. В необходимых случаях для уточнения расчетной схемы, выявления особенностей работы, оценки несущей способности и уточнения свойств конструкции могут быть использованы результаты специально проведенных натурных и лабораторных экспериментов и испытаний материалов.
2.2. Обследование конструкций включает:
подготовительные работы (получение и анализ задания на проведение обследования, ознакомление с объектом обследования в натуре, подбор и анализ технической документации, составление рабочей программы и др.);
освидетельствование конструкций в натуре (обмер, определение отклонений положения конструкций и их геометрических размеров от проектных, определение отклонений от проекта конструктивного исполнения элементов и соединений, выявление повреждений элементов и соединений, составление исполнительной документации, ведомостей дефектов и повреждений, обмерочных чертежей);
определение свойств стали;
уточнение фактических и прогнозирование будущих нагрузок, воздействий и условий эксплуатации, включая температурно-влажностный режим и степень агрессивности окружающей среды;
составление заключения о техническом состоянии обследованных конструкций, нагрузках и условиях эксплуатации.
Объем и степень детализации данных обследования зависят от наличия технической и эксплуатационной документации, состояния и степени поврежденности эксплуатируемых конструкций и должны соответствовать намечаемому комплексу проектных работ.
2.3. В зависимости от цели (общее ознакомление, освидетельствование и др.) обследования могут быть выборочными или полными.
Объем выборочного обследования назначается с учетом опыта эксплуатации однотипных конструкций в аналогичных условиях. При этом обследованию подлежит не менее 20% однотипных конструкций, в том числе все элементы, находящиеся в наиболее неблагоприятных условиях по уровню напряжений, особенно в зонах возможных механических повреждений, агрессивности воздействий внешней среды, повышенной вибрации и т. п.
2.4. Выборочное обследование должно быть заменено полным, если в процессе его выполнения обнаружены:
резкая неравномерность значений измеряемых параметров технического состояния, свойств материалов, степени агрессивности окружающей среды, условий нагружений;
наличие дефектов и повреждений, существенно снижающих несущую способность и эксплуатационную пригодность конструкций (трещины, большие прогибы, существенный коррозионный износ, отсутствие элементов и соединений и т. п.).
2.5. Проверочные расчеты необходимо выполнять по фактическим расчетным схемам сооружения (конструкции, элемента) и фактическим сечениям с учетом влияния обнаруженных дефектов и повреждений, по уточненным значениям расчетных сопротивлений материала конструкций и соединений, действующих нагрузок и их сочетаний. Проверочные расчеты выполняются в объеме, обеспечивающем достоверный вывод о возможности продолжения эксплуатации сохраняемой конструкции или обоснованную рекомендацию о необходимости ее усиления (замены).
ОБСЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ
2.6. Обследование эксплуатируемых стальных конструкций проводится специализированными организациями с целью получения необходимых данных для оценки технического состояния и принятия проектных решений по реконструкции объекта.
При обследовании используются результаты осмотров и наблюдений, проводимых службой эксплуатации зданий и сооружений в соответствии с действующими на предприятии ведомственными указаниями, данные проектной и исполнительной документации, имеющейся в отделе капитального строительства или иных подразделениях, а также вспомогательная информация (данные службы ремонта, инспекции Госгортехнадзора, санитарной инспекции и т. п.).
2.7. Обследование проводится с помощью физических методов контроля, в необходимых случаях применяются измерительные инструменты. Подробные указания и приемы выполнения работ при техническом освидетельствовании даны в специальных инструкциях и рекомендациях.
2.8. Дефекты стальных конструкций в основном являются следствием отступлений от правил производства работ, ошибок, допущенных при проектировании, изготовлении и монтаже конструкций. Наиболее характерные дефекты, влияющие на работоспособность и эксплуатационную пригодность конструкций:
трещины, вырезы и вырывы;
отклонения геометрических размеров от проектных;
отклонения от проектного положения конструкций и их элементов;
неточная подгонка элементов в узлах сопряжении, расцентровка;
отсутствие отдельных элементов или необходимых соединений;
некачественное выполнение сварных швов (неполномерность швов, подрезы, непровары, прожоги, трещины, шлаковые включения, поры и др.) и болтовых или заклепочных соединений (ослабление, отсутствие болтов или заклепов и др.);
дефекты антикоррозионной защиты и др.
2.9. Повреждения стальных конструкций, появляющиеся и развивающиеся во время их эксплуатации, являются, как правило, следствием грубых нарушений правил технической эксплуатации или ошибок, допущенных при проектировании. Причинами их могут быть также дефекты изготовления, транспортирования и монтажа. Характерными повреждениями, влияющими на работоспособность и эксплуатационную пригодность конструкции, считаются:
разрушение защитных покрытий и коррозии металла;
разрывы и трещины в основном металле и швах;
искривления, местные погибы, коробление;
ослабление болтовых и заклепочных соединений;
вырезы в элементах или полный демонтаж элементов;
пережоги расплавленным металлом;
деформации, вызванные перегрузками или неравномерными осадками и креном фундаментов;
абразивный износ и др.
2.10. Обнаруженные во время осмотра дефекты и повреждения должны оперативно оцениваться с точки зрения опасности разрушения конструкций. В тех случаях, когда такая опасность существует, требуется принять срочные меры по ее ликвидации (разгрузка конструкций, временное раскрепление, ремонт и т. п.).
Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*) (утв. приказом ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР от 15 августа 1985 г. N 243/л)
Предельные состояния конструкций - такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям производства работ. При этом нормальная эксплуатация зданий и сооружений становится невозможной.
1.2. Нормальная эксплуатация - это эксплуатация, которая осуществляется без ограничений в соответствии с технологическими и бытовыми условиями, предусмотренными в нормах и заданиях на проектирование и учитывающими безопасную работу людей, оборудования и сохранность ограждающих конструкций.
1.3. В соответствии с требованиями [2] при расчетах стальных конструкций на действие соответствующих нагрузок необходимо учитывать их предельные состояния, приведенные в табл. 1.
1.4. Нормативные значения нагрузок, коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты сочетаний нагрузок для определения их расчетных значений следует принимать согласно [3]. При проверке конструкций по предельным состояниям первой группы необходимо принимать, как правило, (за исключением усталостного разрушения и тех случаев расчета, когда уменьшение постоянной нагрузки ухудшает условия работы конструкций). При проверке усталостного разрушения (выносливости) и предельных состояний второй группы .
Согласно [2] расчетные нагрузки, применяемые в расчетах по первой группе предельных состояний, могут быть названы предельными, а в расчетах по второй группе и на выносливость - эксплуатационными.
Поскольку при расчетные предельные нагрузки повторяются редко (например, по литературным данным, от одного крана - один раз в 20 лет; ветровая - один раз в 10-15 лет; снеговая - в среднем один раз в 10-12 лет; на перекрытия - один раз в 15-20 лет), стальные конструкции при проверке по предельным состояниям первой группы (за исключением усталостного разрушения) следует рассчитывать на однократное действие этих нагрузок.
1.5. Цель расчета - не допустить с определенной обеспеченностью наступления предельных состояний первой группы или перехода за предельные состояния второй группы в течение всего срока эксплуатации зданий и сооружений, а также в процессе их возведения при минимальном расходе материалов и наименьшей трудоемкости изготовления, транспортирования и монтажа конструкций.
1.6. При расчете несущей способности сечения или элемента конструкции наибольшее возможное за время эксплуатации (или возведения) усилие F в элементе от расчетных предельных нагрузок и воздействий не должно превышать соответствующей наименьшей предельной несущей способности S сечения или элемента с учетом начальных несовершенств
Предельную несущую способность S, соответствующую виду усилия (сжатию, растяжению, сдвигу, изгибу, кручению и т.д.), необходимо определять по формуле
где - коэффициент, учитывающий вид усилия, предельное состояние и работу стали за пределом упругости ( ; ; ; с и т.д.);
Начальными несовершенствами стальных конструкций являются совокупность геометрических отклонений формы и размеров, факторов, влияющих на свойства стали, и отступлений от принятой расчетной схемы, возникающих при изготовлении, транспортировании и монтаже конструкций.
Основное неравенство метода предельных состояний (1) может быть представлено в форме сравнения учитываемых в расчетах напряжений с их предельными значениями, устанавливаемыми СНиП II-23-81*.
1.7. При расчете конструкций по предельным состояниям полной непригодности к эксплуатации перемещение (деформации), соответствующие расчетным значениям предельных нагрузок и воздействий, не должны превышать предельных значений перемещений (деформаций), устанавливаемых в нормативных документах по условиям необходимости прекращения эксплуатации в связи с качественным нарушением геометрической формы.
Условия расчета по предельным состояниям полной непригодности к эксплуатации допускается [1] представлять в форме проверки усилий или напряжений (как при расчетах несущей способности), определяемых с учетом неупругих деформаций; эта форма принята в СНиП II-23-81*.
1.8. При расчете конструкций по предельным состояниям второй группы перемещения, параметры колебаний и изменения положения от расчетных эксплуатационных нагрузок*(1) не должны превышать предельно допустимых значений этих перемещений или указанных параметров, установленных в СНиП II-23-81* и в других нормативных документах, т.е.
где f - перемещения или параметры колебаний и изменения положения, возникающие в конструкциях от действия расчетных эксплуатационных нагрузок;
- предельно допустимые значения этих перемещений или параметров, регламентируемые нормами на основе требований нормальной эксплуатации.
При установлении нормативных значений учитываются нормальные условия для пребывания людей, работа технологического оборудования, сохранность ограждающих конструкций.
1.9 (1.7). Выбор расчетных схем, исходных предпосылок и допущений необходимо определять на основе применяемого метода расчета. При использовании, например, вычислительной техники необходимо наиболее полно учитывать действительные условия работы конструкций и рассчитывать их как единые пространственные системы с учетом неупругих деформаций стали, деформированной схемы и, в случае необходимости, геометрической нелинейности.
Существует значительное число программ расчета стальных конструкций на ЭВМ. Одной из них, позволяющей решать широкий класс задач, является диалоговая система расчета (ДИАРАМА), разработанная ЦНИИпроектстальконструкцией им. Н.П. Мельникова [5].
ЦНИИСКом им. Кучеренко разработана программа расчета на ЭВМ структурных конструкций, учитывающая особенности их работы. Программа обеспечивает расчет структурных плит вплоть до разрушающих нагрузок и стержневых оболочек, включая потерю устойчивости с учетом характера деформирования элементов при упругой и упругопластической работе материала.
Допускается применять приближенные методы расчета и более простые расчетные схемы, основанные на разделении единых пространственных систем на плоские конструкции и отдельные элементы. При этом следует учитывать особенности взаимодействия элементов стальных конструкций между собой и с основанием. Вместе с тем, в общем случае предпочтение следует отдавать методам расчета стальных конструкций как единых пространственных систем.
1.10 (1.8). Для статически неопределимых стержневых конструкций расчетные усилия допускается определять по недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали. Растет на устойчивость отдельных стержней при действии этих усилий следует выполнять по деформированной схеме с учетом неупругих деформаций.
1.11. Расчеты элементов стержневых и балочных конструкций, а также пластинок, образующих сечение, необходимо выполнять с учетом неупругих деформаций стали и, как правило, в предположении малости перемещений с использованием приближенного выражения для кривизны (т.е. на основе геометрически линейной теории). При этом рекомендуется применять теорию малых упругопластических деформаций при простом нагружении; в ряде случаев допускается использовать модель жесткопластического тела.
1.12. По своей физической природе строительные стали являются упругопластическим материалом с различными зависимостями между деформациями и напряжениями при нагрузке и разгрузке.
Однако при проверке конструкций по предельным состояниям первой группы на однократное действие расчетных предельных нагрузок применяемые стали рекомендуется рассматривать как нелинейно упругий материал, характеризующийся одной и той же нелинейной или кусочно линейной зависимостью между деформациями и напряжениями при нагрузке и разгрузке (рис. 1, кривая ОВАВ).
 | |
| 800 × 1061 пикс. Открыть в новом окне | |
Если в процессе деформирования конструкции в некоторых ее частях появится частичная разгрузка, то жесткость системы в целом должна увеличиться. В связи с этим принятое допущение приводит, как правило, к некоторому запасу несущей способности, что позволяет в практических расчетах в большинстве случаев надежно пользоваться моделью нелинейно упругого материала.
1.13. При возможном убывании нагрузок, а также при повторно-переменной нагрузке анализ поведения стальных конструкций за пределом упругости должен основываться на использовании модели упругопластического материала с различными зависимостями между деформациями и напряжениями при нагрузке и разгрузке (рис. 1, кривая ОВАС).
1.14. Расчет стальных конструкций и их элементов на усилия от действия внешних нагрузок, как правило, необходимо выполнять с использованием геометрических гипотез: плоских сечений, секториальных площадей и прямых нормалей.
1.15. При необходимости расчета стальных конструкций и их элементов с учетом влияния собственных остаточных напряжений (от сварки, прокатки, холодной правки и т. д.) допускается применять гипотезу об алгебраическом суммировании условных деформаций с деформациями от внешней нагрузки (Е - модуль упругости).
ПОСОБИЕ К СНиП II-23-81 ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рассмотрены вопросы расчета и конструирования сварных соединений с угловыми швами, позволяющими сократить расход основных видов ресурсов при сварке строительных стальных конструкцийбез ущерба для надежности и несущей способности соединений и конструкций в целом.
Даны примеры расчета соединений.
Для инженерно-технических работников проектных организаций и заводов-изготовителей строительных конструкций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пособие составлено к главе СНиП II-23-81. В Пособии приведен ряд новых решений, направленных на экономию основных видов ресурсов, расходуемых при выполнении сварочных работ. Основное внимание уделено рациональному проектированию сварных соединений с угловыми швами, которые составляют по массе наплавленного металла около 90 % от общего количества сварных швов. Поэтому наибольший эффект может быть получен от оптимизации размеров этих швов.
Новые нормы проектирования дают возможность сократить удельный расход наплавленного металла в строительных стальных конструкциях на 35-40 %.
Текст из главы СНиП II-23-81 отмечен в Пособии вертикальной чертой, в скобках указаны соответствующие номера пунктов и таблиц главы СНиП.
Пособие разработано ЦНИИСК им. Кучеренко (канд. техн. наук В.М. Барышев, при участии инж. Ю.А. Новикова).
1.1. При проектировании сварных соединений следует:
принимать минимально необходимое количество и минимальные размеры сварных швов;
предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки;
предусматривать применение эффективных сварочных материалов (электродов, электродных проволок, защитных газов, флюсов);
предусматривать такое расположение и размеры сварных швов, при которых максимально сокращалась бы необходимость кантовки конструкций при их изготовлении, а также уменьшились бы размеры соединяемых деталей;
обеспечивать свободный доступ к местам наложения швов и удобное пространственное положение с учетом выбранного способа и технологии сварки и принятого метода неразрушающего контроля шва.
1.2. Сокращение массы наплавленного металла при проектировании сварных соединений и элементов конструкций достигается путем повышения расчетных сопротивлений соединений с угловыми швами за счет применения эффективной технологии сварки и электродных материалов; соблюдения требований по назначению минимально допустимых катетов угловых швов, устанавливаемых в зависимости от наибольшей толщины свариваемых элементов, вида сварки и механических свойств стали; применения односторонних угловых швов в поясах сварных двутавров, при приварке ребер жесткости, диафрагм и других деталей, а также уменьшения количества деталей в элементах конструкций или их размеров (применения односторонних ребер жесткости, исключения фасонок в решетчатых конструкциях или уменьшения их размеров в связи с повышением расчетных сопротивлений соединений с угловыми швами и др.).
1.3. При проектировании сварных соединений следует учитывать, что увеличение сечений швов по сравнению с регламентированными в главе СНиП II-23-81 не только не повышает работоспособность конструкций, но в ряде случаев снижает ее.
2. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
2.1 (3.4). Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 3 СНиП II-23-81.
2.2. Расчетные сопротивления сварных соединений, определенные по формулам, которые приведены в главе СНиП II-23-81, обеспечиваются при соблюдении следующих условий:
сварочные материалы для расчетных угловых швов применяются в соответствии с табл. 2 прил. 1 с учетом условий эксплуатации конструкций, указанных в табл. 1 прил. 1.
2.3. Расчетные сопротивления стыковых соединений, выполняемых всеми видами дуговой сварки, принимаются равными расчетным сопротивлениям стального проката при условии физического контроля качества швов в растянутых элементах и соблюдении требований п. 13.42 главы СНиП II-23-81 об обеспечении полного провара соединяемых элементов путем двухсторонней сварки, односторонней с подваркой корня шва или односторонней сварки на подкладке.
В случаях, когда в стыковых соединениях невозможно обеспечить полный провар элементов, рекомендуется принимать Rwy=0,7Rу.
2.4. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами зависит от ориентации шва относительно направления усилия, действующего на соединение. Однако учет этой зависимости существенно усложняет расчет соединения, в связи с чем расчетные сопротивления соединений с угловыми швами в главе СНиП II-23-81приняты для наименее благоприятной ориентации (флангового шва) и независимыми от величины угла между продольной осью шва и направлением силового вектора, действующего на него.
2.5. Предельным состоянием для сварных соединений с угловыми швами является опасность разрушения. В связи с этим их расчетные сопротивления установлены по временному сопротивлению металла: для металла шва-в зависимости от нормативного сопротивления металла шва Rwf= f (Rwun);для металла границы сплавления - в зависимости от нормативного сопротивления основного металла Rwz = f (Run).
Числовые значения расчетных сопротивлений сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 2 и 3 прил. 1.
3. РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение и сжатие следует проводить в соответствии с п. 11.1 главы СНиП II-23-81.
3.2. С целью повышения эффективности использования наплавленного металла в соединениях с расчетными угловыми швами предусмотрено применение электродных материалов, обеспечивающих повышенные прочностные свойства металла шва. При этом возникает необходимость проверки прочности соединений по двум опасным сечениям: по металлу шва и по металлу границы сплавления.
3.3 (11.2). Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям:
по металлу границы сплавления
где lw - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм; βf и βz -коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 580 МПа (5900 кгс/см 2 ) по табл. 1 (34); с пределом текучести свыше 580 МПа (5900 кгс/см 2 ) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки βf= 0,7 и βz = 1; γwf и γwz -коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3, для которых γwf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun= 410 МПа (4200 кгс/см 2 ) и γwz = 0,85 для всех сталей.
При сварке с использованием технологических приемов, направленных на повышение производительности наплавки, которые сопровождаются снижением глубины проплавления (например, сварка при удлиненном вылете электрода, при прямой полярности постоянного тока, с применением дополнительного присадочного материала и т.п.), значения коэффициентов рекомендуется принимать βf= 0,7 и βz = 1.
3.4 (11.2). Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см 2 ) следует применять электроды или сварочную проволоку согласно табл. 2 прил. 1 настоящего пособия, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва Rwf должны быть более Rwz,а при ручной сварке не менее чем в 1,1 раза превышают расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления Rwz, но не превосходят значений Rwz βz / βf
в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см 2 ) допускается применять электродные материалы, для которых выполняется условие
ПОСОБИЕ К СНиП II-23-81* ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНЫХ ПРОБЛЕМ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ им. В. А. КУЧЕРЕНКО (ЦНИИСК им. КУЧЕРЕНКО) ГОССТРОЯ СССР
ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(к СНиП II-23-81*)
приказом ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР
от 15 августа 1985 г. № 243/л
Центральный институт типового проектирования
Рекомендовано к изданию секцией металлических конструкций научно-технического совета ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР.
Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81* “Стальные конструкции” ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. -148 с.
Содержит разъяснения к СНиП II-23-81* “Стальные конструкции”. Приведены материалы по проектированию новых конструктивных форм, подбору сечений элементов, расчету технико-экономических показателей конструкций, а также по новым методам расчета стальных конструкций.
Приведены примеры расчета и конструирования.
Для инженерно-технических работников проектных организаций, а также для инженеров, научных работников, специализирующихся в области строительных металлических конструкций, и студентов строительных факультетов.
При пользовании Пособием следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале “Бюллетень строительной техники”, “Сборнике изменений к строительным нормам и правилам” Госстроя СССР и информационном указателе “Государственные стандарты СССР” Госстандарте СССР.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОКАТУ
БОЛТЫ И ГАЙКИ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ
3. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СТАЛЬНОГО ПРОКАТА
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОДНОБОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ
4. УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
КОЭФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ И УСЛОВИЙ РАБОТЫ
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ НЕУПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ
ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ЭЛЕМЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ ДЕЙСТВИЮ ОСЕВОЙ СИЛЫ С ИЗГИБОМ
6. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДЛИН ЭЛЕМЕНТОВ
ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ДЛИН СТОЕК РАМ
7. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК И ПОЯСНЫХ ЛИСТОВ ИЗГИБАЕМЫХ И СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
СТЕНКИ И ПОЯСНЫЕ ЛИСТЫ ЦЕНТРАЛЬНО-, ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ, СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ И ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
8. РАСЧЕТ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ РАСЧЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
РАСЧЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
9. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
РАСЧЕТ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ ПРОЧНОСТЬ
10. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ С УЧЕТОМ ХРУПКОГО разрушения
11. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ
Болтовые соединения без контролируемого натяжения
Болтовые соединения с контролируемым натяжением
12. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
13. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ВИДЫ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
14. ФЕРМЫ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ
15. ФЕРМЫ И СВЯЗИ ИЗ ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
МЕСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНОК ПРИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ НАГРУЗКАХ
БЕСФАСОНОЧНЫЕ УЗЛЫ ФЕРМ
16. ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ ДВУТАВРОВ
17. ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ ТАВРОВ И ПЕРЕКРЕСТНОЙ РЕШЕТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ РЕШЕТКИ
18. КОНСТРУКЦИИ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ
19. ПОКРЫТИЯ ИЗ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
20. СТРУКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПРОкатных профилей
РАСЧЕТ БАЛОК С ГИБКОЙ СТЕНКОЙ И РЕБРАМИ
РАСЧЕТ БАЛОК С ГИБКОЙ НЕПОДКРЕПЛЕННОЙ СТЕНКОЙ (18.9*)
РАСЧЕТ БИСТАЛЬНЫХ БАЛОК
22. ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
23. ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ
24. МЕМБРАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЙ
25. ПРОФИЛИРОВАННЫЙ НАСТИЛ
26. КОЛОННЫ С ВЕТВЯМИ ИЗ СВАРНЫХ ДВУТАВРОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ СТЕНКОЙ
27. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ
28. ПОДБОР СЕЧЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ, СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ И ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫЕ И ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
29. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
НОРМАТИВНАЯ БАЗА РАСЧЕТА
Калькуляционный метод расчета на ЭВМ технико-экономических показателей металлических конструкций каркаса промышленного здания
ПРИЛОЖЕНИЕ 1РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЕРОЯТНОСТНО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ РАМ КАК ЕДИНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3ДЮБЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пособие разработано к СНиП II-23-81* “Стальные конструкции”.
Основополагающими документами при разработке Пособия наряду со СНиП II-23-81* явились СТ СЭВ 3972-83 “Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции стальные. Основные положения по расчету” и СТ СЭВ 384-87 “Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету”.
Разд. 1-11 Пособия повторяют структуру СНиП II-23-81*. В них даются разъяснения к разделам и пунктам СНиП II-23-81*; такой же характер имеют разд. 12, 13 и частично разд. 21 и 22, остальные содержат материалы по проектированию новых конструктивных форм, подбору сечений элементов, определению технико-экономических показателей, новому подходу к расчету конструкций.
В Пособии номера пунктов СНиП II-23-81* приведены в скобках.
Пособие рецензировалось в ЦНИИСКе им. Кучеренко Госстроя СССР, ЦНИИпроектстальконструкции им. Н.П. Мельникова Госстроя СССР, МИСИ им. В.В. Куйбышева Гособразования СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, ВНИКТИстальконструкции Минмонтажспецстроя СССР, УкрНИИпроектстальконструкции Госстроя СССР, Энергосетьпроекте Минэнерго СССР.
Пособие подготовлено под общей редакцией докторов техн. наук профессоров В.А. Балдина, В.И. Трофимова, кандидатов техн. наук Г.Е. Бельского, Е.М. Кондрахова, Б.С. Цетлина, инж. Б.М. Беляева.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Расчет стальных конструкций следует выполнять по методу предельных состояний [1, 2].
Предельные состояния конструкций - такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям производства работ. При этом нормальная эксплуатация зданий и сооружений становится невозможной.
1.2. Нормальная эксплуатация - это эксплуатация, которая осуществляется без ограничений в соответствии с технологическими и бытовыми условиями, предусмотренными в нормах и заданиях на проектирование и учитывающими безопасную работу людей, оборудования и сохранность ограждающих конструкций.
Читайте также: