Расчет элементов конструкций

11. Расчет элементов конструкций вероятностно-экономическим методом производится в соответствии со СНиП II-23-81* с заменой во всех формулах расчетного сопротивления R_y на среднее значение предела текучести , определяемого по табл. 5, 6 настоящего приложения; расчетной продольной силы N на значение продольной силы от средних значений нагрузок; расчетного момента М - на значение момента от средних значений нагрузок; коэффициента условий работы g_с - на приведенный коэффициент условий работы , определяемый в соответствии с п. 13 настоящего приложения.

Примечание. Значения , от средних значений нагрузок определяются теми же способами, что значения М, N от расчетных значений нагрузок.

12. Напряжения (условные напряжения) от средних значений , стоящие в левых частях основных проверочных неравенств, следует умножать на коэффициент надежности g_d, определяемый в соответствии с п. 15 настоящего приложения.

13. Приведенный коэффициент условий работы определяется по формулам:

для сжатых элементов = 1 - 0,5 (1 -g_с); (4)

” прочих ” = = 1 - 0,75 (1 -g_с); (5)

где g_с - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии со СНиП II-23-81*.

14. Коэффициент продольного изгиба сжатых элементов при расчете их на устойчивость следует определять по формулам:

при < 4,20; (6)

”>4,20, (7)

где ;

l - гибкость элемента;

- среднее значение предела текучести, принимаемое в зависимости от марки стали по табл. 5 и 6 настоящего приложения.

Примечание. Формулы (6), (7) применяются вместо формул (8) - (10) СНиП II-23-81*.

15. Коэффициент надежности g_d определяется по формуле

, (8)

где v_d - расчетный коэффициент вариации, определяемый в соответствии с п. 16 настоящего приложения;

v - коэффициент, определяемый в соответствии с п. 20 настоящего приложения;

- коэффициент экономической ответственности, определяемый в соответствии с п. 19 настоящего приложения;

b = Е_н.п - норматив для приведения разновременных затрат, принимаемый согласно Инструкции по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве;b= 0,08.

16. Расчетный коэффициент вариации определяется по формуле

,(9)

- коэффициент, определяемый в соответствии с п. 17 настоящего приложения;

где v_m -коэффициент вариации предела текучести стали, принимаемый в соответствии с табл. 5 настоящего приложения;

v_s - коэффициент вариации усилий, определяемый в соответствии с п. 18 настоящего приложения.

17. Коэффициент при проверке устойчивости сжатых элементов, а также плоской формы изгибаемых и внецентренно-сжатых в одной плоскости элементов, определяется по формуле

. (10)

Во всех остальных случаях коэффициент принимается равным 1.

18. Коэффициент v_s определяется по формуле

, (11)

где V_fi - коэффициенты вариации нагрузок, определяемые в соответствии с п. 8 настоящего приложения;

V_i - долевой коэффициент, определяемый по формуле

, (12)

- напряжение в элементе от среднего значения i-й нагрузки.

19. Коэффициент экономической ответственности определяется по формуле

, (13)

где - средняя стоимость устранения ущерба, вызванного отказом конструкции;

c_о - ожидаемая стоимость несущей конструкции в деле;

- ожидаемое значение коэффициента надежности.

Примечание. Значение следует принимать равным: для металлических конструкций теплиц - 8; для металлических конструкций комплексов послеуборочной обработки зерна - 2,5.

20. Коэффициент v показывает, какую часть стоимость ремонта несущей конструкции после отказа составляет от полной ее стоимости. Допускается принимать v= 0,5.

21. Расчет соединений элементов конструкций производится на усилия от расчетных значений нагрузок в соответствии со СНиП П-23-81*. Усилия от расчетных значений нагрузок определяются умножением усилий от средних значений нагрузок на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке, определяемые согласно [3]. Усилия от ветровой нагрузки дополнительно умножаются на коэффициент, определяемый по табл. 4 настоящего приложения.

22. Перемещения элементов конструкций от средних значений нагрузок не должны превышать величин, приведенных в СНиП II-23-81*, а для теплиц - в [6].

Пример. Проверка сжатого элемента ферм покрытия на устойчивость.

Исходные данные

Элементы таврового сечения 2 L75´5;А = 14,78 см²;i_x = 2,31 см; i_y = 35 см; l_ef = 185 см. Материал - сталь марки ВСт3кп, ГОСТ 380-71*. Кровля двухскатная, a = 15 °, покрытие бесфонарное; IV снеговой район.

Нормативные значения нагрузок: снеговой S_o = 150 кг/см²; от собственного веса стальных конструкций покрытия - 50 кг/м²; от собственного веса конструкций кровли (деревянные прогоны, обрешетка, асбестоцементные плиты) - 100 кг/м². Усилия в элементе от нормативных значений нагрузок: снеговой - 8,0 т; от веса стальных конструкций - 2,67 т; от веса конструкций покрытий - 5,25 т; коэффициент надежности по назначению g_n = 0,95; коэффициент экономической ответственности = 2,5;v= 0,5.

Расчет по СНиП II-23-81*

Нормативный собственный вес покрытия q_n= 150 кг; q_n/s_o= 1;g_f = 1,4 (п. 5.7 [3]). Коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса покрытия g_f = 1,1 (п. 2.2 [3]). Расчетное усилие в элементе N= 8,0 × 1,4 + 8,0 × 1,1 = 20,0 т. Гибкость элемента = 80. Коэффициент продольного изгиба j = 0,686 (табл. 72). Коэффициент условий работы g_c = 0,8 (поз. 4 табл. 6*). По табл. 51* R_y = 2300 кг/см². Проверяем устойчивость элемента (п. 5.3): g_nN/jA£ R_yg_c; кг/см²> 0,8× 2300 = = 1840 кг/см². Неравенство не выполняется. Устойчивость элемента не обеспечена.

Расчет по настоящему Пособию

Определяем напряжение от средней снеговой нагрузки = 540 кг/см²; от собственного веса стальных конструкций = 180 кг/см², от веса кровли = 360 кг/см². По формуле (12) определяем: v₁= 0,5; v₂= 0,166;v₃ = 0,334. По табл. 2 и 3 находим: v₁= 0,3; v₂= 0,025;v₃ = 0,05. По формуле (11) определяем: 0,151. По табл. 5 находим v_m =0,08.

Определяем условную гибкость: . По формуле (10) определяем: d= 0,57. По формуле (9) определяем: = 0,158. По формуле (8) определяем: . По формуле (6) определяем: ; = 8,0 + 5,23 + 2,67= 16 т. По формуле (4) определяем: g_c = 1 - 0,5(1 - 0,8) = 0,9. По табл. 5 находим:= 2900 кг/см². Проверяем устойчивость элемента: ; кг/см²< 2900× 0,9 кг/см²= 2610 кг/см².

Неравенство соблюдается. Устойчивость элемента обеспечена.