Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы. Расчет элементов при центральном растяжении и центральном сжатии производится:
на устойчивость при центральном сжатии по формуле:
на прочность при центральном растяжении и сжатии по формуле:
В формулах:
N—расчетная продольная сила, m—коэффициент условий работы,
R— расчетное сопротивление растяжению или сжатию прокатной стали,
Fбр—площадь сечения брутто, Fнт— площадь сечения нетто.
φ — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. 1, Гибкости сжатых элементов не должны превышать величин, приведенных в табл. 2.
Гибкости растянутых элементов не должны превышать величин, приведенных в табл. 13.
Коэффициенты φ продольного изгиба центрально-сжатых элементов
Гибкость элементов | Коэффициент | ||||
сталь марок | чугун марок | ||||
Ст.О Ст.2 Ст.З Ст.4 | Ст.5 09Г2 | 14ХГС 15ХСНД | СЧ15-32 СЧ12-28 СЧ18-30 СЧ21-40 | СЧ24-44 СЧ28-48 | |
0 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
10 | 0,99 | 0,98 | 0,98 | 0,97 | 0,95 |
20 | 0,97 | 0,95 | 0,95 | 0,91 | 0,87 |
30 | 0,95 | 0,93 | 0,93 | 0,81 | 0,75 |
40 | 0,92 | 0,90 | 0,90 | 0,69 | 0,60 |
50 | 0,89 | 0,84 | 0,83 | 0,57 | 0,43 |
60 | 0,86 | 0,80 | 0,78 | 0,44 | 0,32 |
70 | 0,81 | 0,74 | 0,71 | 0,34 | 0,23 |
80 | 0,75 | 0,66 | 0,63 | 0,26 | 0,18 |
90 | 0,69 | 0,59 | 0,54 | 0,20 | 0,14 |
100 | 0 6J | 0,50 | 0,45 | 0,16 | 0,12 |
110 | 0,52 | 0,43 | 0,39 | — | — |
120 | 0,45 | 0,38 | 0,33 | — | — |
130 | 0,40 | 0,32 | 0,29 | — | — |
140 | 0,36 | 0,28 | 0,25 | — | — |
150 | 0,32 | 0,27 | 0,23 | — | — |
160 | 0,29 | 0,24 | 0,21 | — | — |
170 | 0,26 | 0,21 | 0,19 | — | — |
180 | 0,23 | 0,19 | 0,17 | — | — |
190 | 0,21 | 0,17 | 0,15 | — | — |
200 | 0,19 | 0,15 | 0,13 | — | — |
Примечание. Гибкость элемента ? =l0/r. где l0 — расчетная длина элемента; r — радиус инерции сечения. Гибкости определяются в плоскостях главных моментов инерции.
Предельные гибкости ? сжатых элементов
Таблица 2
Наименование элементов конструкций | Максимальная допускаемая гибкость |
Пояса, опорные раскосы и стойки ферм, передающие опорные реакции | 120 |
150 | |
Основные колонны | 120 |
Второстепенные колонны (фахверк, фонари и т. п.), элементы решетки колонн, связи по колоннам | 150 |
Связи, за исключением связей по колоннам | 200 |
Предельные гибкости ? растянутых элементов
Наименование элементов | Максимальная допускаемая гибкость | |
при непосредственном действии динамической нагрузки | при действии статической нагрузки | |
Пояса и опорные раскосы ферм | 250 | 400 |
Прочие элементы ферм | 350 | 400 |
Нижние пояса подкрановых ферм | 150 | — |
Все элементы, кроме тяжей | 400 | 400 |
Изгибаемые элементы
Расчет изгибаемых элементов производится по формулам:
о формулах:
M — расчетный изгибающий момент,
Q — расчетная поперечная сила,
Wбр—момент сопротивления сечения брутто,
Wнт — момент сопротивления сечения нетто,
lбр — момент инерции сечения брутто относительно нейтральной оси.
Sбр—статический момент сдвигающейся части сечения брутто относительно нейтральной оси,
? — толщина стенки,
R — расчетное сопротивление изгибу прокатной стали,
Rcp — расчетное сопротивление срезу прокатной стали,
?б —коэффициент уменьшения несущей способности изгибаемых элементов при проверке общей устойчивости, принимаемый согласно указаниям приложения IV, НиТУ 121—55. Проверка общей устойчивости балок не требуется:
а)при наличии настила по балкам или монолитной железобетонной плиты, опирающихся на сжатые пояса и препятствующих повороту сечений балок;
б)для балок двутаврового сечения при отношениях свободной длины сжатого пояса к его ширине, не превосходящих величин, указанных в табл. 14.
Обозначения, принятые в таблице 14:
l—свободная длина сжатого пояса балки между точками закрепления. При отсутствии связей l — пролет балки; при наличии связей в плоскости сжатого пояса l — расстояние между узлами связей; при наличии поперечных связей, препятствующих повороту сечений балки, l — расстояние между поперечными связями;
b — ширина сжатого пояса,
Наибольшие отношения свободной длины сжатого пояса к его ширине, при которых не требуется проверки общей устойчивости балок двутаврового сечения
Марка стали | Наибольшее отношение l/b при нагрузке по: | |
верхнему поясу | нижнему поясу | |
Ст.2, Ст.3, Ст.4 | 16 | 25 |
Ст.5, НЛ-1 | 14 | 22 |
HЛ-2 | 12 | 18 |
Кроме расчета на прочность и общую устойчивость, изгибаемые элементы конструкций проверяются по второму предельному состоянию на прогиб.
где f — прогиб балки от нормативной нагрузки (т. е. при коэф. перегрузки n— 1). зависящий от характера закрепления балки на опорах и вида ее загружения, [f] — допускаемая относительная предельная деформация (про гиб по табл. 10).
где е — эксцентриситет продольной силы в плоскости изгиба, т. е.