Файл: Строительные правилареспублики беларусьсп 04. 012021Издание официальное.pdf

СП 5.04.01-2021
62
Окончание таблицы 34
Элементы конструкций

u
при воздействии на конструкцию нагрузок динамических, приложенных непосредственно к конструкции статических от кранов
(
примечание 4) и железнодорожных составов
6
Пояса и опорные раскосы стоек и тра- верс, тяги траверс опор линий электро- передачи, ОРУ и контактных сетей тран- спорта
250 — —
7
Элементы опор линий электропере- дачи, ОРУ и контактных сетей транс- порта, кроме указанных в поз. 6 и 8 350
—
—
8
Элементы пространственных кон- струкций таврового и крестового сече- ний (а в тягах траверс опор линий элек- тропередачи и из одиночных уголков), подверженных воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вер- тикальной плоскости
150 — —
Примечания
1
В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых элементов про- веряют только в вертикальных плоскостях.
2
Для элементов связей (см. поз. 5), у которых прогиб под действием собственного веса не превышает
,
150
l
при воздействии на конструкцию статических нагрузок принимают 500.
u
 
3
Гибкость растянутых элементов, подвергнутых предварительному напряжению (тяжи с талрепами), не ограничивается.
4
Для нижних поясов балок и ферм крановых путей при кранах групп режимов работы А1–А6 прини- мают 200.
u
 
11
Расчет листовых конструкций
11.1
Расчет на прочность
11.1.1
Расчет на прочность листовых конструкций (оболочек вращения), находящихся в безмо- ментном напряженном состоянии, выполняют по формуле
2 2
2 1
3 1,
x
x
y
y
xy
yd
c
f
         

(159) где

x
и

y
— нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярным направлениям;

c
— коэффициент условий работы; принимают по ТНПА на данные виды сооружений про- мышленных предприятий.
При этом абсолютные значения главных напряжений должны быть не более значений расчетных сопротивлений, умноженных на

c
11.1.2
Напряжения в безмоментных тонкостенных оболочках вращения (рисунок 16), находящихся под давлением жидкости, газа или сыпучего материала, определяют по формулам:
1
,
2
cos
Ed
F
rt
 


(160)

СП 5.04.01-2021
63 1
2 2
1
,
Ed
p
r
t
r



 






(161) где

1
,

2
— соответственно меридиональное и кольцевое напряжения;
F
Ed
— проекция на ось z–z оболочки полного расчетного давления, действующего на часть оболочки abc (рисунок 16);
r и
 — радиус и угол (рисунок 16);
t
— толщина оболочки;
p
Ed
— расчетное давление на поверхность оболочки;
r
1
, r
2
— радиусы кривизны в главных направлениях срединной поверхности оболочки.
Рисунок 16 — Схема оболочки вращения
11.1.3
Напряжения в замкнутых безмоментных тонкостенных оболочках вращения, находящихся под внутренним равномерным давлением, определяют по формулам:
— для цилиндрических оболочек
1 2
,
;
2
Ed
Ed
p r
p r
t
t
 
 
(162)
— для сферических оболочек
1 2
;
2
Ed
p r
t
   
(163)
— для конических оболочек
1 2
,
,
2 cos cos
Ed
Ed
p r
p r
t
t
 
 


(164) где p
Ed
— расчетное внутреннее давление на единицу поверхности оболочки;
r — радиус срединной поверхности оболочки (рисунок 17);
 — угол между образующей конуса и его осью z–z (рисунок 17).
Рисунок 17 — Схема конической оболочки вращения

СП 5.04.01-2021
64
11.1.4
При проверке прочности оболочек в местах изменения их формы или толщины, а также изменения нагрузки учитывают местные напряжения (краевой эффект).
11.1.5
Напряжения и усилия в оболочках любой конфигурации определяют по 11.1.2–11.1.4, а также с использованием сертифицированных программных комплексов при расчетах по простран- ственной расчетной схеме.
11.2
Расчет на устойчивость
11.2.1
Расчет на устойчивость замкнутых круговых цилиндрических оболочек вращения, равно- мерно сжатых параллельно образующим, выполняют по формуле
1
,1 1,
cr
c


 
(165) где

1
— расчетное напряжение в оболочке;

cr,1
— критическое напряжение; при
300
r
t

соответствует меньшему из значений
yd
f

или
cEt
r
(r — радиус срединной поверхности оболочки; t — толщина оболочки); при
300
r
t

,1
cr
cEt
r


Значения коэффициента
 при
0 300
r
t
 
определяют по формуле
0,95 0,97 0,00025
yd
f
r
E
t


 







(166)
Значения коэффициента c определяют по таблице 35.
Таблица 35
r
t
100 200 300 400 600 800 1000 1500 2500
c
0,22 0,18 0,16 0,14 0,11 0,09 0,08 0,07 0,06
В случае внецентренного сжатия параллельно образующим или чистого изгиба в диаметральной плоскости при касательных напряжениях в месте действия наибольшего расчетного момента, не пре- вышающих значения
3 2
0,07
,
t
E
r
 
 
 

напряжение
,1
cr

увеличивают умножением на
1 1
0,1 1,1
,










где
1


— наименьшее напряжение (растягивающие напряжения считают отрицательными).
11.2.2
В трубах, рассчитываемых как сжатые или внецентренно-сжатые стержни при условной гибкости
0,65
 
(
где
yd
f
E
   
), должно быть выполнено условие
yd
r
E
t
f
  
(167)
Такие трубы рассчитывают на устойчивость в соответствии с разделами 7 и 9, независимо от расчета на устойчивость стенок. Расчет на устойчивость стенок бесшовных или электросварных труб не требуется, если значения
r
t
не превышают 0,5 значений, определяемых по формуле (167).
11.2.3
Цилиндрическую панель, опертую по двум образующим и двум дугам направляющей, рав- номерно сжатую вдоль образующих, при
2 20
b
rt

(b — ширина панели, измеренная по дуге направля- ющей) рассчитывают на устойчивость, как пластинку, по формулам:
— при расчетном напряжении
0,8
yd
f
 
1,9
;
b
E
t



(168)

СП 5.04.01-2021
65
— при расчетном напряжении
yd
f
 
37 500 1
yd
b
t
f
E


(169)
При 0,8
yd
yd
f
f
  
наибольшее отношение
b
t
определяют линейной интерполяцией.
Если
2 20,
b
rt

то панель рассчитывают на устойчивость, как оболочку, по 11.2.1.
11.2.4
Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения при действии внешнего равномерного давления p, нормального к боковой поверхности, выполняют по формуле
2
,2 1,
cr
c


 
(170) где
2

— расчетное кольцевое напряжение в оболочке;
2
;
pr
t
 
,2
cr

— критическое напряжение; определяют по формулам: при
0,5 10
r
 
l
3 2
,2 0,55
;
cr
r
t
E
r
 


   
 
l
(171) при
20
r

l
2
,2 0,17
;
cr
t
E
r
 


  
 
(172) при
10 20
r
 
l
,2
cr

определяют линейной интерполяцией; здесь l — длина цилиндрической оболочки.
Ту же оболочку, но укрепленную кольцевыми ребрами, расположенными с шагом s
 0,5r между осями, рассчитывают на устойчивость по формулам (170)–(172) с заменой l на s.
В этом случае должно выполняться условие устойчивости ребра в своей плоскости как сжатого стержня по 7.1.3 при N
 prs и расчетной длине стержня l
ef
 1,8r; при этом в сечение ребра следует включать участки оболочки шириной 65
yd
E
t
f

с каждой стороны от оси ребра, а условная гибкость стержня
yd
f
E
   
не должна превышать 6,5.
При одностороннем ребре жесткости его момент инерции вычисляют относительно оси, совпа- дающей с ближайшей поверхностью оболочки.
11.2.5
Расчет на устойчивость замкнутой круговой цилиндрической оболочки вращения, подвер- женной одновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.1 и 11.2.4, выполняют по формуле
1 2
,1
,2 1,
cr
cr
c












 

(173) где
,1
cr
 определяют по 11.2.1,
,2
cr

— по 11.2.4.

СП 5.04.01-2021
66
11.2.6
Расчет на устойчивость конической оболочки вращения с углом конусности
60 ,
 

сжатой осевым усилием N
Ed
(
рисунок 18), выполняют по формуле
1,
Ed
cr
c
N
N


(174) где N
cr
— критическая сила; определяют по формуле
2
,1 6,28
cos
,
cr
cr
m
N
t
r



(175) здесь t — толщина оболочки;
,1
cr

— напряжение; вычисляют по 11.2.1 с заменой радиуса r радиусом r
m
, определяемым по формуле
2 1
0,9 0,1
cos
m
r
r
r



(176)
Рисунок 18 — Схема конической оболочки вращения
под действием продольного усилия сжатия
11.2.7
Расчет на устойчивость конической оболочки вращения при действии внешнего равномер- ного давления p, нормального к боковой поверхности, выполняют по формуле
2
,2 1,
cr
c


 
(177) где
2

— расчетное кольцевое напряжение в оболочке;
2
;
m
pr
t
 
,2
cr

— критическое напряжение; определяют по формуле
3 2
,2 0,55
,
m
cr
m
r
t
E
h
r





  


(178) здесь r
m
— радиус; определяют по формуле (176);
h — высота конической оболочки (между основаниями).
11.2.8
Расчет на устойчивость конической оболочки вращения, подверженной одновременному действию нагрузок, указанных в 11.2.6 и 11.2.7, выполняют по формуле
2
,2 1,
Ed
cr
cr
c
N
N





(179) где N
cr
— вычисляют по формуле (175),
,2
cr

— по формуле (178).

СП 5.04.01-2021
67
11.2.9
Расчет на устойчивость полной сферической оболочки (или ее сегмента) при
750
r
t

и действии внешнего расчетного равномерного давления p
Ed
, нормального к ее поверхности, выпол- няют по формуле
1,
cr
c


 
(180) где
 — расчетное напряжение;
— радиус срединной поверхност
(
;
2
и сферы)
Ed
r
p r
t
 
cr

— критическое напряжение;
0,1
;
cr
Et
r
 
принимают
cr

 f
yd
12
Расчет элементов стальных конструкций на усталость
12.1
Общие положения
12.1.1
При проектировании стальных конструкций и их элементов (балок крановых путей, балок рабочих площадок, элементов конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, конструкций под дви- гатели и др.), непосредственно воспринимающих многократно действующие подвижные, вибрацион- ные или нагрузки другого вида с количеством циклов нагружений 10 5
и более, приводящие к явлению усталости, применяют такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концен- трации напряжений, и проверяют расчетом на усталость.
Количество циклов нагружений принимают по технологическим требованиям эксплуатации.
Расчет конструкций на усталость производят на действие нагрузок, устанавливаемых в соответ- ствии с ТНПА.
Расчет на усталость также выполняют для конструкций высоких сооружений (типа мачт, башен и т. п.), которые подвергаются воздействиям резонансного вихревого возбуждения согласно ТНПА.

СП 5.04.01-2021
68
Таблица 36
Группа элементов
f
v
при характеристическом значении предела прочности стали f
uk
,
Н/мм
2
до 420 включ. св. 420 до 440 включ. св. 440 до 520 включ. св. 520 до 580 включ. св. 580 до 675 включ.
1 120 128 132 136 145 2 100 106 108 110 116 3
Для всех марок стали 90 4
То же 75 5 “
60 6 “
45 7 “
36 8 “
27
Таблица 37
Напряженное состояние
(
для

max
)
Коэффициент асимметрии напряжений

Формулы для вычисления

v
Растяжение
1 0
   
2,5 1,5
 
0 0,8
  
2,0 1,2
 
0,8 1
  
1,0 1
 
Сжатие
1 1
   
2,0 1
 
12.1.3
Стальные конструкции и их элементы, непосредственно воспринимающие нагрузки с коли- чеством циклов нагружений менее 10 5
, проектируют с применением таких конструктивных решений, которые не вызывают значительной концентрации напряжений. В других случаях стальные конструк- ции и их элементы проверяют расчетом на малоцикловую усталость в соответствии с приложением Л.
12.2
Расчет балок крановых путей
Расчет на усталость балок крановых путей выполняют по 12.1.1 и 12.1.2 на действие крановых нагрузок, определяемых в соответствии с ТНПА. При этом принимают
0,77
 
для кранов групп ре- жимов работы А7 (в цехах металлургических производств) и А8;
1,10
 
— в остальных случаях.
Расчет на усталость верхней зоны стенок составных балок крановых путей под действием крановых нагрузок выполняют по формуле
2 2
,
0,5 0,5 0,36 0,4 1,
fy
x
xy
oc y
v
f

  
 



l
(184) где f
v
— расчетное значение усталостной прочности стали, Н/мм
2
; принимают для всех марок сталей равным для балок со сварными и фрикционными поясными соединениями соответственно:
75 и 96
— для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки);
65 и 89
—
для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок).
Значения напряжений в формуле (184) определяют по формулам (67).