1.11 Розрахунок елементів сталевих конструкцій на витривалість

1.11.1  Сталеві конструкції та елементи, які безпосередньо сприймають багатократно діючі рухомі, вібраційні чи іншого виду змінні навантаження з кількістю циклів навантажень 10⁵ і більше, що можуть призвести до явища утомленості, слід проектувати з врахуванням вимог до матеріалу, технології виготовлення, із застосуванням конструктивних рішень, що не викликають значної концентрації напружень, і перевіряти розрахунком на витривалість.

До конструкцій такого типу слід відносити: балки кранових колій, балки робочих площадок, елементи конструкцій бункерних і розвантажувальних естакад, конструкції, на яких встановлені двигуни, конструкції висотних споруд (типу антен, димових труб, щогл, башт тощо), підйомно-транспортні споруди, інші конструкції, що сприймають динамічні змінні навантаження.

Кількість циклів навантажень слід приймати за технологічними вимогами експлуатації або існуючими даними з історії навантаження.

Для конструкцій висотних споруд (типу антен, димових труб, щогл, башт тощо) і підйомно-транспортних споруд, опор повітряних ліній (ПЛ), відкритих розподільчих пристроїв (ВРП) та контактних мереж (КМ), при розрахунку на витривалість слід враховувати зміну напружень, яка відбувається при коливаннях конструкції впоперек напрямку вітрового потоку в режимах вітрового резонансу.

Сталеві конструкції та їхні елементи, які безпосередньо сприймають навантаження з кількістю циклів навантажень меншою за 10⁵, слід проектувати із застосуванням конструктивних рішень, що виключають значну концентрацію напружень.

Розрахунок конструкцій на витривалість слід виконувати на дію навантажень, регламентованих вимогами ДБН В.1.2-2.

1.11.2  Розрахунок сталевих конструкцій на витривалість виконується у формі оцінювання довговічності Т (терміну служби), при якій виконується умова міцності, записана у вигляді

, (1.11.1)

де – накопичене пошкодження від утомленості за термін службиТ.

1.11.3  Для характерних умов експлуатації конструкції виділяються типові проектні режими навантаження, які повинні відображати основні закономірності зміни рівня і повторюваності змінних напружень у її елементах.

Кожний -й типовий проектний режим навантаження задається:

• середнім значенням циклічних напружень з амплітудою _a,i у розрахунковому перерізі;

• мінімальним и максимальнимрівнями напружень у розрахунковому перерізі;

• коефіцієнтом асиметрії напружень ;

• кількістю циклів цих напружень .

Амплітудні напруження циклу зв’язані з мінімальними і максимальними напруженнями циклу співвідношенням .

У випадку відсутності даних з проектної історії навантаження значення допускається визначати за формулою

, (1.11.2)

де – коефіцієнт, що приймається за табл. У1 додатку У;

–найбільше за абсолютним значенням напруження у розрахунковому перерізі, обчислене за перерізом нетто і без урахування коефіцієнтів динамічності і коефіцієнтів, які використовуються при розрахунках на стійкість.

1.11.4  Накопичене пошкодження від утомності за часТ визначається за формулою

, (1.11.3)

де l – кількість типових режимів;

N_i – гранично допустима кількість циклів при напруженнях з амплітудою _a,i, які обчислюються за формулою

, (1.11.4)

R_ρ – розрахункова межа витривалості розрахункового перерізу, яка визначається за 1.11.5;

А_ρ і В_ρ – параметри, що визначаються за табл. У2 додатка У.

В розрахунок приймаються всі значення напружень з амплітудою _a,i, які відповідають нерівності .

1.11.5  За конструктивно-технологічними ознаками основний метал, зварні з’єднання, з’єднання на високоміцних болтах, елементами і вузлами конструкцій з урахуванням дії зусиль відносно розрахункового перерізу поділяють на сім груп (див. табл. У.3 додатка У).

Значення межі витривалості R_ρ для груп елементів за табл. У.3 додатка У визначається формулою

. (1.11.5)

Значення параметрів у формулі (1.11.5) приймаються:

і – за табл. У.4 додатка У;

–за табл. У.5. додатка У.