СП 16.13330.2017 Стальные конструкции стр. 36

  1. Документы
  2. Своды правил (СП)
исключены изменения в неблагоприятную сторону условий эксплуатации конструкций;
несущая способность и жесткость обоснованы расчетом с учетом требований 18.3.2, 18.3.4, 18.3.9;
выполняются мероприятия по предупреждению усталостного и хрупкого разрушения конструкций, на которые распространяются требования 12.1.1, 12.1.3 и раздела 13.
При выполнении этих условий для проверок устойчивости центрально сжатых элементов следует принимать тип сечения "b" вместо типа "с" (см. таблицы 7 и Д.1 (приложение Д)).
(Измененная редакция, Изм. N 1 ).
Приложение А
Основные буквенные обозначения величин
А
- площадь сечения брутто;
- площадь сечения болта нетто;
- площадь сечения раскосов;
- площадь сечения полки (пояса);
- площадь сечения нетто;
- площадь сечения стенки;
- площадь сечения по металлу углового шва;
- площадь сечения по металлу границы сплавления;
В
- бимомент, изгибно-крутящий бимомент;
Е
- модуль упругости;
F
- сила;
G
- модуль сдвига;
- момент инерции сечения брутто;
- момент инерции сечения ветви;
;
- моменты инерции сечения пояса и раскосов фермы;
- момент инерции сечения ребра, планки;
- момент инерции сечения продольного ребра;
- момент инерции при свободном кручении;
;
- моменты инерции сечения брутто относительно осей х-х и у-у соответственно;
;
- то же, сечения нетто;
- секториальный момент инерции сечения;
- то же, сечения нетто;
М
- момент, изгибающий момент;
;
- моменты относительно осей х-х и у-у соответственно;
N
- продольная сила;
- дополнительное усилие;
- продольная сила от момента в ветви колонны;
- поперечная сила, сила сдвига;
- условная поперечная сила для соединительных элементов;
- условная поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости;
- расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов;
- расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;
- расчетное сопротивление смятию одноболтового соединения;
- расчетное сопротивление срезу одноболтового соединения;
- расчетное сопротивление растяжению одноболтового соединения;
- нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным временному сопротивлению по национальным стандартам и техническим условиям на болты;
- расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов;
- нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным пределу текучести по национальным стандартам и техническим условиям на болты;
- расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью);
- расчетное сопротивление растяжению высокопрочной проволоки;
- расчетное сопротивление местному смятию в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании;
- расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки);
- расчетное сопротивление стали сдвигу;
- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;
- временное сопротивление стали, принимаемое равным минимальному значению по национальным стандартам и техническим условиям на сталь;
- расчетное сопротивление стали усталости;
- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;
- расчетное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;
- нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению;
- расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу;
- расчетное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;
- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;
- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;
- то же, для полки (пояса);
- то же, для стенки;
- предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести по национальным стандартам и техническим условиям на сталь;
- статический момент сдвигаемой части сечения брутто относительно нейтральной оси;
;
- моменты сопротивления сечения брутто относительно осей х-х и у-у соответственно;
;
- моменты сопротивления сечения для сжатой и растянутой полки соответственно;
;
- моменты сопротивления сечения нетто относительно осей х-х и у-у соответственно;
- секториальный момент сопротивления сечения брутто;
- секториальный момент сопротивления сечения нетто;
;
- секториальный момент сопротивления сечения для наиболее сжатой и растянутой точки сечения соответственно;
- ширина;
- расчетная ширина;
- ширина полки (пояса);
- ширина выступающей части ребра, свеса;
;
- коэффициенты для расчета с учетом развития пластических деформаций при изгибе относительно осей х-х, у-у соответственно;
- диаметр отверстия болта;
- наружный диаметр стержня болта;
- эксцентриситет силы;
- высота;
- расчетная высота стенки;
- высота стенки;
- радиус инерции сечения;
- наименьший радиус инерции сечения;
;
- радиусы инерции сечения относительно осей х-х, у-у соответственно;
- катет углового шва;
- длина, пролет;
- длина стойки, колонны, распорки;
- длина раскоса;
- расчетная длина;
- длина панели пояса фермы или колонны;
- длина планки;
- длина сварного шва;
;
- расчетные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х, у-у соответственно;
- относительный эксцентриситет, ;
- радиус;
- толщина;
- толщина полки (пояса);
- толщина стенки;
- отношение площадей сечений полки (пояса) и стенки, ;
;
- коэффициенты для расчета углового шва соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления;
- коэффициент условий работы болтового соединения;
- коэффициент условий работы;
- коэффициент надежности по нагрузке;
- коэффициент надежности по материалу;
- коэффициент надежности по ответственности;
- коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению;
- коэффициент надежности по устойчивости системы;
- коэффициент влияния формы сечения;
- гибкость, ;
 - условная гибкость, ;
- приведенная гибкость стержня сквозного сечения;
- условная приведенная гибкость стержня сквозного сечения, ;
- условная гибкость свеса пояса, ;
- условная гибкость поясного листа, ;
- условная гибкость стенки, ;
- предельная условная гибкость свеса пояса (поясного листа);
- предельная условная гибкость стенки;
;
- расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х и у-у соответственно;
-  абсолютная величина нормального напряжения;
- местное напряжение;
;
- нормальные напряжения, параллельные осям х-х и у-у соответственно;
;
- касательное напряжение;
;
- касательные напряжения, параллельные осям х-х и у-у соответственно;
- коэффициент устойчивости при центральном сжатии;
- коэффициент устойчивости при сжатии;
- коэффициент устойчивости при изгибе;
- коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом;
- коэффициент устойчивости при сжатии с изгибом в двух плоскостях;
- секториальная координата.
Приложение Б
Физические характеристики материалов для стальных конструкций
Таблица Б.1 - Физические характеристики материалов для стальных конструкций
Характеристики
Значение
Плотность , кг/м :
проката и стальных отливок
7850
отливок из чугуна
7200
Коэффициент линейного расширения , °С
0,12·10
Модуль упругости Е, Н/мм
прокатной стали, стальных отливок
2,06·10
отливок из чугуна марок:
СЧ15
0,83·10
СЧ20, СЧ25, СЧ30
0,98·10
пучков и прядей параллельных проволок
1,96·10
канатов стальных:
спиральных и закрытых несущих
1,67·10
двойной свивки
1,47·10
двойной свивки с неметаллическим сердечником
1,27·10
Модуль сдвига прокатной стали и стальных отливок G, Н/мм
0,79·10
Коэффициент поперечной деформации (Пуассона)
0,3
Примечание - Значения модуля упругости приведены для канатов, предварительно вытянутых усилием, равным не менее 60% разрывного усилия для каната в целом.
Таблица Б.2 - Физические характеристики проводов и проволоки
Наименование материалов
Марка и номинальное сечение, мм
Модуль упругости Е, Н/мм
Коэффициент линейного расширения ,°C
Алюминиевые провода по ГОСТ 839
А, АНП; 16 800
0,630·10
0,23·10
Медные провода по ГОСТ 839
М; 4 800
1,300·10
0,17·10
Сталеалюминевые провода по ГОСТ 839 при отношении площадей алюминия к стали, равном:
АС, АСК;
АСКП, АСКС
6 6,25
10 и более
0,825·10
0,192·10
0,65
95
1,460·10
0,139·10
4,29-4,39
120 и более
0,890·10
0,183·10
7,71-8,04
150 и более
0,770·10
0,198·10
1,46
185 и более
1,140·10
0,155·10
12,22
330
0,665·10
0,212·10
18,2 18,5
400 и 500
0,665·10
0,212·10
Биметаллическая сталемедная проволока по ГОСТ 3822 диаметром, мм:
БСМ 1
1,6 4
2,0 12,5
1,870·10
0,127·10
6
28,2
1,900·10
0,124·10
Примечание - Значения массы проводов и проволоки следует принимать по ГОСТ 839 и ГОСТ 3822 .
Приложение В
Материалы для стальных конструкций и их расчетные сопротивления
          
Группы стальных конструкций
Группа 1. Сварные конструкции* или их элементы, работающие в особо тяжелых условиях (согласно ГОСТ 25546 ), в том числе максимально стесняющих развитие пластических деформаций, или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических**, вибрационных или подвижных нагрузок [балки крановых путей; балки рабочих площадок; балки путей подвесного транспорта; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузки от подвижных составов; главные балки и ригели рам при динамической нагрузке; пролетные строения транспортерных галерей; фасонки ферм; стенки, окрайки днищ, кольца жесткости, плавающие крыши, покрытия резервуаров и газгольдеров; бункерные балки; оболочки параболических бункеров; стальные оболочки свободно стоящих дымовых труб; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов].
_________________
* Конструкция или ее элемент считается имеющим сварные соединения, если они расположены в местах действия значительных расчетных растягивающих напряжений ( ; или ) либо в местах, где возможно разрушение сварного соединения, например, из-за значительных остаточных напряжений, что может привести к непригодности к эксплуатации конструкции в целом.
** Конструкции относятся к подвергающимся воздействию динамических нагрузок, если отношение абсолютного значения нормального напряжения, вызванного динамической нагрузкой, к суммарному растягивающему напряжению от всех нагрузок в том же сечении >0,2 - см. формулу (170).
Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке при наличии растягивающих напряжений [фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; оболочки силосов; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры транспортерных галерей; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений (АС) и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 при наличии сварных монтажных соединений.
Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, преимущественно на сжатие [колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжениями в расчетных сечениях связей свыше 0,4 ; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен АС; колонны бетоновозных эстакад; прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы], а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.
Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; вспомогательные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.
Примечания
1 При назначении стали для конструкций зданий и сооружений класса КС-3 (ГОСТ 27751 ) номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2-4).
2 При толщине проката t>40 мм номер группы конструкций следует уменьшать на единицу (для групп 2-4); при толщине проката 6 мм - увеличивать на единицу (для групп 1-3).
Таблица В.1 - Нормируемые показатели ударной вязкости проката и труб
Расчетная температура, °С
Группа конструкций
Нормативное сопротивление стали, Н/мм
290
290
202 × 91 пикс.     Открыть в новом окне
390
390
202 × 91 пикс.     Открыть в новом окне
490
490
Показатели ударной вязкости KCV, Дж/см
при температуре испытаний на ударный изгиб, °С
+20
0
-20
-20
-40
-40
-60
-60
-45
1, 2, 3
34
34
-
34
-
34
-
40
-45 -55
1
-
-
34
-
34
34
-
40
2, 3
-
34
-
34
-
34
-
40
-55
1, 2, 3
-
-
34
-
34
-
34
40
Примечания 1 KCV - ударная вязкость образцов - с V-образным надрезом. 2 В толстолистовом прокате испытываются поперечные образцы, в фасонном и сортовом прокате - продольные. 3 В электросварных трубах нормы распространяются на ударную вязкость основного металла, металла сварного шва и границы сплавления. Ударная вязкость принимается для образцов с острым надрезом.
Таблица В.1 (Измененная редакция, Изм. N 1 ).
Таблица В.2 - Требования по химическому составу
Нормативные сопротивления стали, Н/мм
Содержание элементов*, % (не более)
, % (не более)
С
P
S
290
0,22
0,040
0,025
-
290 390
0,14
0,025
0,025
0,45
390 490
0,12
0,017**
0,010**
0,46
490 590
0,13
0,015
0,010
0,47
590
0,15
0,015
0,004
0,53
Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате принимаются по действующему стандарту.
** S+Р 0,020%.
Примечания
1 Углеродный эквивалент , %, следует определять по формуле
328 × 37 пикс.     Открыть в новом окне
,
где С, Mn, Si, Сr, Ni, Сu, V, Nb, Mo, Р - массовые доли элементов, %.
2 Для сталей с нормативным сопротивлением 290 390 Н/мм повышение содержания углерода до 0,17%.
3 Для двутавров с параллельными гранями полок принимают содержание углерода для сталей С345-1 и С355-1 - до 0,18%; стали С390 - до 0,16%; стали С440 - до 0,17%.
Таблица В.2 (Измененная редакция, Изм. N 1 ).
Таблица В.3 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального, сортового проката и труб
_________________
Трубы стальные бесшовные и бесшовные горячедеформированные, а также электросварные прямошовные диаметром 114-530 мм с толщиной стенки от 4,0 до 12,7 мм; диаметром 508-1422 мм с толщиной стенки от 8 до 50 мм и диаметром 530-1420 мм улучшенной свариваемости и хладостойкости для строительных металлических конструкций следует принимать по соответствующим действующим техническим условиям.
Сталь
Толщина проката, мм
Нормативное сопротивление* проката и труб, Н/мм
Расчетное сопротивление** проката и труб, Н/мм
С235
От
2,0
до
4,0
включ.
235
360
230/225
350/345
С245
От
2,0
до
20
включ.
245
370
240/235
360/350
С255
От
2,0
до
3,9
включ.
255
380
250/245
370/360
"
4,0
"
10
"
245
380
240/235
370/360
Св.
10
до
20
"
245
370
240/235
360/350
"
20
"
40
"
235
370
230/225
360/350
С345
От
2,0
до
10
включ.
345
490
340/330
480/470
"
10
"
20
"
325
470
320/310
460/450
"
20
"
40
"
305
460
300/290
450/440
"
40
"
60
"
285
450
280/270
440/430
"
60
"
80
"
275
440
270/260
430/420
"
80
"
160
"
265
430
260/250
420/410
С345К
От
4,0
до
10
включ.
345
470
340 / 330
460/450
С355
От
8,0
до
16
включ.
355
470
350/340
460/450
"
16
"
40
"
345
470
340/330
460/450
"
40
"
60
"
335
470
330/320
460/450
"
60
"
80
"
325
470
320/310
460/450
"
80
"
100
"
315
470
310/300
460/450
"
100
"
160
"
295
470
285/280
460/450
С355-1; С355-К
От
8,0
до
16
включ.
345
470
350/340
460/450
"
16
"
40
"
345
470
340/330
460/450
"
40
"
50
"
335
470
330/320
460/450
С355П
От
8,0
до
16
включ.
355
470
350/340
460/450
"
16
"
40
"
345
470
340/330
460/450
С390; С390-1
От
8,0
до
50
включ.
390
520
380/370
505/495
С440
От
8,0
до
50
включ.
440
540
430/420
525/515
С550
От
8,0
до
50
включ.
540
640
525/515
625/610
С590
От
8,0
до
50
включ.
590
685
575/560
670/650
С690
От
8,0
до
50
включ.
690
785
-/650
-/745
* За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в национальных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения в национальных стандартах или технических условиях приведены только в одной системе единиц - кгс/мм , нормативные сопротивления, Н/мм , следует вычислять умножением соответствующих значений на 9,81 с округлением до 5 Н/мм .
** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, с округлением до 5 Н/мм . В числителе приведены значения расчетных сопротивлений проката по нормативной документации, в которой используется статистическая процедура контроля свойств проката ( =1,025); в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при =1,050.
Таблица В.4 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе фасонного проката в виде двутавров с параллельными гранями полок
Сталь
Толщина полки профилей, мм
Нормативное сопротивление проката, Н/мм
Расчетное сопротивление проката, Н/мм
С255Б; С255Б-1
10
255
380
250
370
Св.
10
до
20
включ.
245
370
240
360
"
20
"
40
"
235
370
230
360
"
40
"
60
"
235
370
230
360
"
60
"
80
"
225
370
220
360
"
80
"
100
"
215
370
210
360
>100
200
360
195
350
С345Б
10
345
480
335
470
Св.
10
до
20
включ.
325
470
315
460
"
20
"
40
"
305
460
300
450
"
40
"
60
"
285
450
280
440
С345Б-1
10
345
490
335
480
Св.
10
до
20
включ.
325
470
315
460
"
20
"
40
"
305
460
300
450
"
40
"
60
"
285
450
280
440
С355Б
20
355
470
345
460
Св.
20
до
40
включ.
345
470
335
460
"
40
"
60
"
335
470
325
460
"
60
"
80
"
325
460
315
450
"
80
"
100
"
315
460
305
450
>100
295
460
290
450
С355Б-1
20
355
470
345
460
Св.
20
до
40
включ.
345
470
335
460
"
40
"
60
"
335
470
325
460
С390Б
30      
390
520
380
505
Св.
30
до
60
включ.
370
490
360
480
"
60
"
80
"
360
480
350
470
"
80
"
100
"
350
480
340
470
>100      
330
470
320
460
С440Б
20
440
600
430
585
Св.
20
до
30
включ.
430
560
420
545
"
30
"
80
"
420
520
410
505
"
80
"
100
"
400
520
390
505
>100
380
500
370
490
Примечание - Цифра 1 в первом столбце означает вариант химического состава
           
Таблица В.4 (Измененная редакция, Изм. N 1 ).
Таблица В.5 - Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе фасонного проката
Сталь
Толщина проката*, мм
Нормативное сопротивление** проката, Н/мм
Расчетное сопротивление*** проката, Н/мм
С245
От
4,0
до
20
включ.
245
370
240/235
360/350
"
20
"
40
"
235
370
230/225
360/350
С255
От
4,0
до
10
включ.
255
380
250/245
370/360
"
10
"
20
"
245
370
240/235
360/350
"
20
"
40
"
235
370
230/225
360/350
С345
От
4,0
до
10
включ.
345
480
340/330
470/460
"
10
"
20
"
325
470
320/310
460/450
"
20
"
40
"
305
460
300/290
450/440
С345К
От
4,0
до
10
включ.
345
470
340/330
460/450
С355
От
8,0
до
16
включ.
355
470
350/340
460/450
"
16
"
40
"
345
470
340/330
460/450
С355-1
От
8,0
до
16
включ.
355
470
350/340
460/450
"
16
"
40
"
345
470
340/330
460/450
С390
От
8,0
до
10
включ.
390
520
380/370
505/495
"
10
"
20
"
380
500
370/360
480/475
"
20
"
40
"
370
490
360/350
480/470
* За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки.
** За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в национальных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения в национальных стандартах или технических условиях приведены только в одной системе единиц - кгс/мм , нормативные сопротивления, Н/мм , вычислены умножением соответствующих значений на 9,81 с округлением до 5 Н/мм .
*** Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, с округлением до 5 Н/мм . В числителе приведены значения расчетных сопротивлений проката по нормативной документации, в которой используется процедура контроля свойств проката ( =1,025), в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при =1,050.
Таблица В.6 - Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков
Временное сопротивление, Н/мм
Расчетное сопротивление, Н/мм
смятию
диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)
торцевой поверхности (при наличии пригонки),
местному в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании
360
351/343
176/171
9/9
370
361/352
180/176
9/9
380
371/362
185/181
9/9
390
380/371
190/185
10/10
400
390/381
195/190
10/10
430
420/409
210/204
10/10
440
429/419
215/209
11/11
450
439/428
220/214
11/11
460
449/438
224/219
11/11
470
459/448
229/224
11/11
480
468/457
234/228
12/12
490
478/467
239/233
12/12
510
498/486
249/243
12/12
540
527/514
263/257
13/13
570
556/543
278/271
14/14
590
576/562
288/281
14/14
Примечание - В таблице приведены значения расчетных сопротивлений, вычисленные по формулам раздела 6 при =1,025 (в числителе) и =1,050 (в знаменателе).
Таблица В.7 - Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали
Напряженное состояние
Условное обозначение
Расчетные сопротивления, Н/мм , отливок из углеродистой стали марок
15Л
25Л
35Л
45Л
Растяжение, сжатие и изгиб
150
180
210
250
Сдвиг
90
110
130
150
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)
230
270
320
370
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плоском касании
110
130
160
180
Диаметральное сжатие катков при свободном касании (в конструкциях с ограниченной подвижностью)
6
7
8
10
Таблица В.8 - Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна
Напряженное состояние
Условное обозна-
чение
Расчетные сопротивления, Н/мм , отливок из серого чугуна марок
СЧ 15
СЧ 20
СЧ 25
СЧ 30
Растяжение центральное и изгиб
55
65
85
100
Сжатие центральное и изгиб
160
200
230
250
Сдвиг
40
50
65
75
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)
240
300
340
370