СНиП 2.03.06-85 АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ - 4. Расчет элементов алюминиевых конструкций на осевые силы и изгиб центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

4.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N. следует выполнять по формуле

(1)

4.2. Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле

(2)

Численные значения коэффициента приведены в табл. 2 и 3 обязательного приложения 2.

4.3. При расчете стержней из одиночных уголков на центральное сжатие радиус инерции сечения i следует принимать:

а) минимальным, если стержни прикреплены только по концам;

б) относительно оси, параллельной одной из полок уголка при наличии промежуточного закрепления (распорок, шпренгелей, связей и т. п.), предопределяющего направление выпучивания уголка в плоскости, параллельной второй полке.

4.4. Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (черт. 2), не усиленные и усиленные отбортовками или утолщениями (бульбами), при (где и - расчетные

гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х и у—у) следует укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования п.п. 4.5 и 4.7.

Черт. 2. П-о6разные сечения элементов

а,б — укрепленные планками или решеткой; в — открытое

При отсутствии планок или решеток такие элементы помимо расчета по формуле (2) следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

(3)

где с — коэффициент, определяемый по формуле

(4)

где

- относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба;

- секториальный момент инерции сечения;

;

b_i, t_i — соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.

Для сечения, приведенного на черт. 2,в, значения

и следует определять по формулам:

(5)

где

При наличии утолщений круглого сечения (бульб) момент инерции при кручении I_t cледует увеличить на, где п — число бульб в сечении; D — диаметр бульб.

4.5.Для составных сжатых стержней, ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) следует определять по табл. 2 обязательного приложения 2 с заменой на . Значения необходимо определять по формулам табл. 16.

В составных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует производить расчет на устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.

Гибкость отдельных ветвей и на участке между планками должна быть не более 30.

В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей между узлами не должна превышать приведенную гибкость стержня в целом.

4.6. Расчет составных элементов из уголков, швеллеров и т. п., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что наибольшие расстояния между их соединениями (прокладками, шайбами и т. п.) не превышают: 30i — для сжатых элементов; 80i — для растянутых элементов.

Здесь радиус инерции i уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси. параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений — минимальным. При этом в пределах длины сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок.

Таблица 16

Тип сече­ния	Схема сечения	Приведенные гибкости Х составных стержней сквозного сечения
		с планками при		с решетками
		Isl /(Ibb)<5	Isl /(Ibb)>5
1		(6)	(9)	(12)
2		(7)	(10)	(13)
3		(8)	(11)	(14)

Обозначения, принятые в табл. 16:

— наибольшая гибкость всего стержня;

— гибкости отдельных ветвей при изгибе их в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1, 2-2 и 3-3, на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних болтов или заклепок;

А — площадь сечения стержня;

A_d1,A_d2 —площади сечения раскосов решеток (при крестовой решетке - двух раскосов), лежаших в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1-1 и 2-2;

A_d — площадь сечения раскоса решетки (при крестовой решетке — двух раскосов), лежащей в плоскости одной грани (для трехгранного равностороннего стержня);

— коэффициенты, определяемые по формуле

a,b,l - размеры, принимаемые по черт. 3,a и черт. 4;

n,n₁ - коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

где - моменты инерции сечения ветвей относительно осей соответственно 1—1 и 3—3 (для сечений типов 1 и 3 ) ;

- моменты инерции сечения двух уголков относительно осей соответственно 1—1 и 2—2 (для сечения типа 2);

I_s- момент инерции сечения одной планки относительно собственной оси х-х (черт. 4) ;

I_s1,I_s2 - моменты инерции сечения одной из планок, лежащих в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно 1—1 и 2— 2 (для сечения типа 2).

a) б)

Черт. 3. Схема решетки

a - раскосной; b - крестовой с распорками

2-2

Черт. 4. Составной стержень на планках

4.7. Расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных стержней сквозного сечения следует выполнять на условную поперечную силу Q_fic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

Q_fic = (15)

где N — продольное усилие в составном стержне;

— коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного сквозного стержня в плоскости соединительных элементов.

Условную поперечную силу Q_fic следует распределять при наличии:

только соединительных планок (решеток) — поровну между планками (решетками), лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости;

сплошного листа и соединительных планок (решеток) — пополам между листом и планками(решетками), лежащими в плоскостях, параллельных листу.

При расчете равносторонних трехгранных составных стержней условную поперечную силу Q_fic ,приходящуюся на систему соединительных элементов, расположенных в одной плоскости, следует принимать равной 0,8 Q_fic.

4.8. Расчет соединительных планок и их прикреплений (см. черт. 4) следует выполнять как расчет элементов безраскосных ферм по формулам:

на силу F, срезающую планку:

(16)

на момент M₁, изгибающий планку в ее плоскости:

(17)

где Q_s - условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани;

l — расстояние между центрами планок;

b — расстояние между осями ветвей.

4.9. Расчет соединительных решеток следует выполнять как расчет решеток ферм. При расчете перекрестных раскосов крестовой решетки с распорками (см. черт. 3, б) необходимо учитывать дополнительное усилие N_ad, возникающее в каждом раскосе от обжатия поясов и определяемое по формуле

(18)

где N - усилие в одной ветви стержня;

A_d - площадь сечения одного раскоса;

A₁ - площадь сечения одной ветви;

- коэффициент, определяемый по формуле

(19)

a,l,b - размеры, приведенные на черт. 3, б.

4.10. Расчет стержней, предназначенных для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, следует выполнять на усилия, равные условной поперечной силе в основном сжатом элементе, определяемой по формуле ( 15).