Сп 260.1325800.2016 конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. правила проектирования (с изменением n 1)

7.2 Расчет элементов сквозного сечения

7.2.1 Расчёт на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (), где А_n — площадь сечения нетто всего стержня.

7.2.2 Расчёт на устойчивость сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых соединены планками или решётками, следует выполнять по формуле (); при этом коэффициент φ относительно свободной оси (перпендикулярной к плоскости планок или решёток) следует определять по формулам () и () для сечений типа b с заменой в них на Значение следует определять в зависимости от значений λ_ef, приведенных в таблице для стержней с числом панелей не менее шести.

Расчёт на устойчивость сквозных стержней с числом панелей менее шести следует выполнять:

при планках — как расчёт рамных систем;

при решётках — согласно требованиям .

7.2.3 В сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви , или (см. таблицу ) на участке между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки, должна быть не более 1,4.

При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок , б) и в) гибкость ветви следует вычислять по радиусу инерции полусечения относительно его центральной оси, перпендикулярной к плоскости планок.

7.2.4 В сквозных стержнях с решётками помимо расчёта на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. Влияние моментов в узлах следует учитывать, например, от расцентровки элементов решетки.

В сквозных стержнях с решётками условная гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 2,7 и не должна превышать условную приведенную гибкость стержня в целом.

Принимать более высокие значения условной гибкости ветвей, но не более 4,1, следует при условии, что расчёт таких стержней выполнен согласно требованиям .

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.2.5 Расчёт сквозных стержней с решётками с учётом указанного в и следует выполнять по формуле () с заменой в ней значения R_y на R_yd = φ₁R_y.

При этом коэффициент устойчивости φ₁ для отдельной ветви при ≤ 2,7 следует принимать равным 1,0, а при ≥ 3,2 — определять по формуле () при расчётной длине l_ef = 0,74l_b, где l_b — длина ветви (на рисунке , а длина ветви — 2l_b).

В интервале условных гибкостей 2,7 φ₁ следует определять линейной интерполяцией между 1,0 и значением φ₁ при = 3,2.

а) — треугольная; б) — треугольная с распорками; в) — крестовая; г) — крестовая с распорками

Рисунок 3 — Схемы решеток сквозных стержней

4.3 Учет назначения и условий работы конструкций

4.3.1 В зависимости от назначения, условий работы и наличия сварных соединений конструкции следует подразделять на четыре группы согласно приложению .

4.3.2 При расчёте конструкций и соединений следует учитывать:

коэффициенты надежности по ответственности γ_n, принимаемые согласно требованиям ГОСТ 27751;

коэффициент надежности γ_u = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчётных сопротивлений R_u;

коэффициенты условий работы элементов конструкций и соединений γ_с, γ_с1 и γ_b, принимаемые по таблице ; пункту ; таблице и разделам , , и .

Отношение критической нагрузки к расчетной для стержневых конструкций, рассчитываемых как идеализированные пространственные системы с использованием сертифицированных вычислительных комплексов (согласно , ), должно быть не меньше коэффициента надежности по устойчивости системы в целом γ_s = 1,3.

4.3.3 При проектировании конструкций, подвергающихся непосредственному воздействию подвижных, вибрационных и других переменных нагрузок, вызывающих усталость металла, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, а в случаях, указанных в настоящем своде правил, выполнять расчёт на усталость.

Элементы конструкций	Коэффициенты условий работы γс
1 Балки сплошного сечения и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п. при временной нагрузке, не превышающей вес перекрытий	0,90
2 Колонны
общественных и жилых зданий при постоянной нагрузке, равной не менее 0,8 расчетной;	0,95
многоэтажных зданий высотой до 150 м включительно;	0,95
двутаврового сечения многоэтажных зданий высотой более 150 м;	0,90
коробчатого сечения многоэтажных зданий высотой более 150 м;	0,87
опоры водонапорных башен	0,95
3 Колонны одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами	1,05
4 Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из двух уголков в сварных фермах покрытий и перекрытий при расчете на устойчивость указанных элементов с гибкостью λ > 60	0,80
5 Растянутые элементы (затяжки, тяги, оттяжки, подвески) при расчёте на прочность по неослабленному сечению	0,90
6 Элементы конструкций из стали с пределом текучести до 440 Н/мм2, несущие статическую нагрузку, при расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов (кроме фрикционных соединений)	1,10
7 Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков — большей полкой):
а) непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка:
раскосы по рисунку , а и распорки по рисунку , б, в, е	0,90
раскосы по рисунку , в, г, д, е	0,80
б) непосредственно к поясам одним болтом или через фасовку независимо 0,75 от вида соединения	0,75
8 Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой (для неравнополочных уголков — меньшей полкой), за исключением элементов плоских ферм из одиночных уголков и элементов, указанных в позиции 7 настоящей таблицы, раскосов по рисунку , б прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков	0,75
9 Опорные плиты из стали с пределом текучести до 390 Н/мм2, несущие статическую нагрузку, толщиной, мм:
а) до 40	1,20
б) св. 40 до 60	1,15
в) » 60 » 80	1,10
Примечания 1 Коэффициенты γс 2 При расчёте на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов, коэффициенты условий работы, приведенные в позициях 6 и 1; 6 и 2; 6 и 3 следует учитывать совместно. 3 При расчёте опорных плит коэффициенты, приведенные в позициях 9 и 2, 9 и 3, следует учитывать совместно. 4 Коэффициенты для элементов, приведенных в позициях 1 и 2, следует учитывать также при расчёте их соединений. 5 В случаях, не оговоренных в настоящей таблице, в формулах следует принимать γс = 1.

4.3.4 При проектировании конструкций, возводимых или эксплуатируемых в условиях низких температур (t

4.3.5 При проектировании сварных конструкций следует снижать вредное влияние остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строжки, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования и распространяется на проектирование и расчет стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения, работающих при температуре не выше 100 °С и не ниже минус 60 °С.

Настоящий свод правил не распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.

1.2 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей; магистральных и технологических трубопроводов; резервуаров специального назначения; конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим воздействиям, интенсивным воздействиям огня, температуры, радиации, агрессивных сред; конструкций гидротехнических и мелиоративных сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений, зданий атомных электростанций, а также конструкций специальных видов (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих, тонкостенных), следует соблюдать требования, предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены особенности работы этих конструкций.

7.1 Расчет элементов сплошного сечения

7.1.1 Расчёт на прочность элементов из стали с нормативным сопротивлением R_yn ≤ 440 Н/мм2 при центральном растяжении или сжатии силой N следует выполнять по формуле

(5)

Расчёт на прочность растянутых элементов, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также растянутых или сжатых элементов из стали с нормативным сопротивлением R_yn > 440 Н/мм2 следует выполнять по формуле () с заменой значения R_y на R_u/γ_u.

7.1.2 Расчёт на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по формуле (), а сечений растянутого одиночного уголка из стали с пределом текучести до 380 Н/мм2, прикрепляемого одной полкой болтами, поставленными в один ряд по оси, расположенной на расстоянии не менее 0,5b (b — ширина полки уголка) от обушка уголка и не менее 1,2d (d — диаметр отверстия для болта с учётом положительного допуска) от пера уголка, по формуле

(6)

где γ_c1 = (α₁А_n1/А_n + α₂)β.

Здесь А_n — площадь сечения уголка нетто;

А_n1 — площадь части сечения прикрепляемой полки уголка между краем отверстия и пером;

α₁, α₂, β — коэффициенты, принимаемые по таблице 6.

Таблица 6

Коэффициент	Значения коэффициентов α1, α2 и β
при одном болте и расстоянии а, равном	при a ≥ 1,5d и s ≥ 2d при числе болтов в ряду
1,35d*	1,5d	2d	2	3	4
α1	1,70	1,70	1,70	1,77	1,45	1,17
α2	0,05	0,05	0,05	0,19	0,36	0,47
β	0,65	0,85	1,0	1,0	1,0	1,0
___________ * Только для элементов решеток (раскосов и распорок), кроме постоянно работающих на растяжение, при толщине полки до 6 мм. Обозначения, принятые в таблице 6: a» — расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия; s» — расстояние вдоль усилия между центрами отверстий.

При расчёте тяг и поясов траверс, элементов опор ВЛ, ОРУ и КС, непосредственно примыкающих к узлам крепления проводов, а также элементов, соединяющих в стойках узлы крепления тяг и растянутых поясов траверс, коэффициент γ_с1 следует уменьшать на 10 %.

7.1.3 Расчёт на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N и удовлетворяющих требованиям — , следует выполнять по формуле

(7)

где φ — коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при ≥ 0,6 следует определять по формуле

(8)

Значение коэффициента δ в формуле () следует вычислять по формуле

(9)

где — условная гибкость стержня;

α и β — коэффициенты, определяемые по таблице в зависимости от типов сечений.

Значения коэффициента φ, вычисленные по формуле (), следует принимать не более 7,6/ при значениях условной гибкости свыше 3,8; 4,4 и 5,8 для типов сечений а, b и с, соответственно.

При значениях а и b следует принимать φ = 1.

Вычисленные по формуле () значения коэффициента φ приведены в таблице (приложение Д).

Тип сечения	Значение коэффициента
обозначение	форма	α	β
а		0,03	0,06
b		0,04	0,09
c		0,04	0,14
Примечание — Значения коэффициентов для прокатных двутавров высотой свыше 500 мм при расчете на устойчивость в плоскости стенки следует принимать по типу сечения а.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.1.4 Расчёт на устойчивость стержней из одиночных уголков следует выполнять с учетом требований . При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка и расчётную длину следует принимать согласно и .

При расчёте поясов и элементов решётки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования .

7.1.5 Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок ) следует укреплять планками или решёткой, при этом должны быть выполнены требования ; ; и .

а) — открытое; б), в) — укрепленные планками или решетками

Рисунок 2 — П-образные сечения элементов

При отсутствии планок или решеток такие элементы, помимо расчета по формуле () в главных плоскостях х—х и у—у, следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле

(10)

здесь φ_с — коэффициент, принимаемый равным

φc = φ1 при φ1 ≤ 0,85;

φc = (0,68 + 0,21φ1) ≤ 1 при φ1 > 0,85,

где значение φ₁ следует вычислять по формуле

(11)

В формуле () коэффициент c_max следует определять по приложению .

7.1.6 Соединение пояса со стенкой в центрально сжатом элементе составного сплошного сечения следует рассчитывать по формулам таблицы на сдвиг от условной поперечной силы Q_fic, определяемой по формуле (), при этом коэффициент φ следует принимать в плоскости стенки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 839-80 Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия

ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 3822-79 Проволока биметаллическая сталемедная. Технические условия

ГОСТ 19425-74 Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные. Сортамент

ГОСТ 25546-82 Краны грузоподъемные. Режимы работы

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.

ГОСТ 28548-90 Трубы стальные. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменениями № 1, № 2)

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением № 1)

СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменением № 1)

СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменением № 1)

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» (с изменением № 2)

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайге федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

4.1 Основные требования к конструкциям

4.1.1 При проектировании стальных строительных конструкций следует:

принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации;

соблюдать требования СП 28.13330 в части защиты строительных конструкций от коррозии;

соблюдать требования [];

учитывать их огнестойкость и обеспечивать их огнезащиту в соответствии с системой противопожарной защиты объектов;

применять атмосферостойкие (коррозионно-стойкие) и огнестойкие стали, предусматривать увеличение толщины проката и стенок труб для защиты от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций только при технико-экономическом обосновании;

обосновывать увеличение расчетной толщины проката и стенок труб требованиями защиты от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций;

выполнять расчет точности размеров конструкций и их элементов при техническом обосновании согласно нормативным документам.

Не допускается предусматривать использование восстановленных стальных труб и других, бывших в употреблении видов металлоконструкций, в проектной и рабочей документации на строительство, реконструкцию и капитальный ремонт зданий и сооружений повышенного и нормального уровней ответственности, а также при строительстве и эксплуатации особо опасных, технически сложных и уникальных объектов.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.1.2 Конструкции, кроме замурованных в бетоне, кирпичной кладке или другими способами, должны быть доступными для наблюдения, оценки технического состояния, выполнения профилактических и ремонтных работ, не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.

4.1.3 Рабочие чертежи конструкций должны соответствовать требованиям нормативных документов по изготовлению, качеству и монтажу (СП 70.13330) стальных строительных конструкций.

В рабочих чертежах конструкций (КМ и КМД) и в документации на заказ материалов следует указывать:

марки стали и дополнительные требования к ним, предусмотренные государственными стандартами или техническими условиями и настоящим сводом правил;

способ выполнения сварных соединений, тип (способ) сварки; типы, марки, диаметры электродов, положение шва при сварке, тип подкладки для стыковых швов;

классы прочности и точности болтов; при использовании болтов с контролируемым натяжением — усилие предварительного натяжения и способ контроля натяжения болта;

способ подготовки контактных поверхностей для фрикционных соединений;

расположение и размеры сварных, болтовых и фрикционных соединений с указанием выполнения их в заводских или монтажных условиях и, в отдельных случаях, последовательность наложения швов и установки болтов;

способы и объем контроля качества при изготовлении и монтаже;

требования к защите конструкций от коррозии.

4.2 Основные расчетные требования

4.2.1 Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям по надежности ГОСТ 27751.

Расчёт стальных конструкций следует выполнять с учётом назначения конструкций, условий их изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации, а также свойств материалов.

В расчетных схемах должны быть учтены деформационные характеристики опорных закреплений, оснований и фундаментов.

4.2.2 При расчете конструкций значения нагрузок и воздействий, а также предельные значения прогибов и перемещений элементов конструкций следует принимать согласно СП 20.13330, СП 43.13330 и разделов и .

4.2.3 За расчётную температуру в районе строительства следует принимать температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98, определённую согласно СП 131.13330.

Расчётная технологическая температура устанавливается в задании на разработку строительной части проекта.

4.2.4 Расчётные схемы и основные предпосылки расчёта должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.

Рассматриваются следующие расчётные модели несущих конструкций:

отдельные конструктивные стержневые элементы (растянутые, сжатые, внецентренно сжатые, сжато-изгибаемые и изгибаемые);

плоские или пространственные системы, раскрепленные (несвободные — рисунок , а); расчёт таких конструкций выполняется путем расчёта отдельных элементов с учетом их взаимодействия между собой и с основанием по СП 22.13330;

плоские или пространственные системы, нераскрепленные (свободные — рисунок , б); при расчёте таких конструкций, наряду с проверкой отдельных элементов, следует учитывать возможность достижения предельного состояния системы в целом;

листовые конструкции (оболочки вращения).

Рисунок 1 — Схемы систем, раскрепленных (а) и не раскрепленных от перемещений (б)

При моделировании нелинейной работы стали для расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать расчетную диаграмму работы сталей в обобщенных параметрах и , представленную на рисунке (приложение В). Значение соответствующих координат характерных точек диаграммы следует принимать по таблице . Расчеты выполняют по одному из трех вариантов кривой: OBD, OACD, OACDEF в зависимости от класса элементов конструкций ().

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.2.5 Пространственные стальные конструкции следует рассчитывать как единые системы с учетом факторов, определяющих напряженное и деформированное состояния, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием.

При расчете пространственных конструкций (мембран, пластинок, оболочек), а также конструкций с элементами из высокопрочных материалов с нелинейной диаграммой деформирования, следует учитывать влияние геометрической и физической нелинейности.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.2.6 Оценивать общую устойчивость каркаса по недеформированной схеме следует для: рамной (с жесткими узлами соединения ригелей с колоннами), рамно-связевой (рамный каркас с вертикальными диафрагмами жесткости или жесткими вставками) или связевой (с шарнирными узлами соединения ригелей с колоннами) систем, у которых есть в своем составе продольные и поперечные рамы и связи, установленные в соответствии с .

В рамно-связевой или в связевой системе, когда узлы связевого блока не совпадают с узлами каркаса, расчет следует выполнять по деформированной схеме (с учетом геометрической нелинейности системы).

4.2.7 Элементы конструкций, рассматриваемые в настоящем своде правил, в зависимости от напряженно-деформированного состояния (НДС) расчётного сечения подразделяются на три класса:

1-й класс — НДС, при котором напряжения по всей площади сечения не превышают расчётного сопротивления стали |σ| ≤ R_y (упругое состояние сечения);

2-й класс — НДС, при котором в одной части сечения |σ| R_y, а в другой |σ| = R_y (упруго-пластическое состояние сечения);

3-й класс — НДС, при котором по всей площади сечения |σ| = R_y (пластическое состояние сечения, условный пластический шарнир).

4.2.8. Буквенные обозначения величин, использованные в настоящем своде правил, приведены в приложении .