СНиП 2.03.06-85 => 8. расчет соединений конструкций из алюминиевых сплавов. Сварные соединения. Таблица 38. Заклепочные и болтовые...

8. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

8.1. Сварные швы следует рассчитывать по формулам табл. 38.

Сварные соединения внахлестку двумя лобовыми швами имеют расчетное сопротивление, равное расчетному сопротивлению сварного стыкового соединения при условии, что лобовые швы наложены по всей толщине свариваемых элементов и концы их выведены за пределы соединения.

8.2. Сварные стыковые соединения, работающие на изгиб, следует рассчитывать по формулам для расчета целого сечения с расчетными сопротивлениями, принятыми по табл. 9 и 10.

8.3. Сварные стыковые соединения, работающие одновременно на изгиб и срез, следует проверять по формуле

(71)

где - напряжение в сварном соединении от изгиба;

- напряжение в сварном соединении от среза.

Таблица 38

Сварные швы	Напряженное состояние	Расчетная формула
Стыковые, расположенные перпендикулярно действующей силе	Сжатие, растяжение
Угловые	Срез

Обозначения, принятые в табл. 38:

N - расчетная продольная сила;

l_w - расчетная длина шва, равная его полной длине за вычетом 3t или 3k_f ; при выводе шва за пределы соединения (на подкладки и т.п.) за расчетную длину шва принимается его полная длина;

t - наименьшая толщина соединяемых элементов;

- коэффициент, принимаемый равным: 0,9 - при автоматической одно- и двухпроходной сварке; 0,7 - при автоматической многопроходной сварке, при ручной и полуавтоматической сварке с любым числом проходов;

k_f - катет углового шва, принимаемый равным катету вписанного равнобедренного треугольника.

8.4. При одновременном действии срезывающих напряжений в двух направлениях в одном и том же сечении углового шва расчет следует производить на равнодействующую этих напряжений..

8.5. Угловые швы, прикрепляющие элемент, на который действуют одновременно осевое усилие и изгибающий момент, следует рассчитывать по формуле (29), в которой:

A_n=A_wf -расчетная площадь швов; момент инерции расчетной площади швов соответственно относительно осей х-х и у-у;

I_xn , I_yn - расчетное сопротивление углового шва.

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ И БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

8.6. В заклепочных и болтовых соединениях при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между заклепками или болтами следует принимать равномерным.

Заклепочные или болтовые соединения, воспринимающие продольные силы, следует рассчитывать на срез и смятие заклепок и болтов по формулам табл. 39.

Таблица 39

Соединение	Напряженное состояние	Расчетная формула
Заклепки (или болты)	Срез	(73)
	Смятие	(74)
Болты	Растяжение	(75)
Заклепки	Отрыв головки заклепки	(76)

Обозначения, принятые в табл. 39:

N - расчетная продольная сила, действующая на соединение;

n - число заклепок или болтов в соединении;

n_s - число рабочих срезов одной заклепки или болта;

d - диаметр отверстия для заклепки или наружный диаметр стержня болта;

- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

d_o - внутренний диаметр резьбы болта;

h=0,4d - высота поверхности отрыва головки (черт. 16).

Примечание. Расчет болтов на срез и смятие следует производить по формулам (73) и (74) с заменой R_rs и R_rp соответственно на R_bs и R_bp.

Черт. 16. Заклепка с полукруглой головкой

8.7. Заклепки и болты, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и на растяжение.

8.8. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в креплениях с односторонней накладкой число заклепок (болтов) должно быть увеличено против расчетного числа на 10%.

При прикреплении выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей число заклепок (болтов), прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчетного числа на 10%.

МОНТАЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЬНЫХ БОЛТАХ

8.9. Монтажные соединения на высокопрочных стальных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

8.10. Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле

(72)

R_bh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое согласно СНиП II-23-81;

- коэффициент условий работы соединения, принимаемый равным 0,8;

A_bn - площадь сечения болта нетто, определяемая согласно СНиП II-23-81;

- коэффициент трения, принимаемый по табл. 40;

- коэффициент надежности, принимаемый по СНиП II-23-81.

Таблица 40

Способ обработки соединяемых поверхностей	Пескоструйная очистка	Травление поверхности	Без обработки (после обезжирива­ния)
Коэффициент трения.	0,45	0,4	0,15

Количество п высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле

(77)

где k₁ - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием Р = R_bhA_bn

8.11. Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить по площади сечения брутто А при A_n или по условной площади Ас =1.18A_{n ,} при A_n < 0,85A.

СОЕДИНЕНИЯ С ФРЕЗЕРОВАННЫМИ ТОРЦАМИ

8.12. В соединениях с фрезерованными торцами (в стыках сжатых элементов и т. п.) сжимающую силу следует считать полностью передающейся через торцы.

Во внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементах сварные швы и болты, включая высоко-прочные, указанных соединений следует рассчитывать на максимальное растягивающее усилие от действия момента и продольной силы при наиболее неблагоприятном их сочетании, а также на сдвигающее усилие от действия поперечной силы.

ПОЯСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В СОСТАВНЫХ БАЛКАХ

8.13. Сварные швы, заклепки и высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных двутавровых балок, следует рассчитывать по табл. 41.

Таблица 41

Нагрузка	Вид соединения	Формулы для расчета поясных соединений в составных балках
Неподвижная (распределенная и сосредоточенная)	Угловые швы	(78)
	Заклепки	(79)
	Высокопрочные болты	(80)
Местная сосредоточенная	Угловые швы	(81)
	Заклепки	(82)
	Высокопрочные болты	(83)

Обозначения, принятые в табл. 41:

- сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое поперечной силой Q (здесь S - статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси) ;

a - шаг поясных заклепок или высокопрочных болтов;

- расчетное усилие одной заклепки на срез, определяемое по формуле (73) ;

n_s - число расчетных срезов одной заклепки;

Q_bh - расчетное усилие одного высокопрочного болта, определяемое по формуле (72);

k₁ - количество поверхностей трения соединяемых элементов;

- давление от сосредоточенного груза F (здесь - коэффициент, принимаемый согласно СНиП 2.01.07-85);

l_ef - условная длина распределения сосредоточенной нагрузки, принимаемая по обязательному приложению 5;

- коэффициент, принимаемый при нагрузке по верхнему поясу балки, в которой стенка пристрогана к верхнему поясу, = 0,4; при отсутствии пристрожки стенки или при нагрузке по нижнему поясу = 1.

8.14. В балках с соединениями на заклепках и высокопрочных болтах с многолистовыми поясными пакетами прикрепление каждого из листов за местом своего теоретического обрыва следует рассчитывать на половину усилия, которое может быть воспринято сечением листа. Прикрепление каждого листа на участке между действительным местом его обрыва и местом обрыва предыдущего листа следует рассчитывать на полное усилие, которое может быть воспринято сечением листа.

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ

8.15. В конструкциях из алюминиевых сплавов анкерные болты следует выполнять из стали. Расчет стальных анкерных болтов следует производить по СНиП II-23-81.

9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

9.1. При проектировании алюминиевых конструкций необходимо:

а) предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначая их в зависимости от основных параметров и режима эксплуатации сооружения (конструктивной схемы пролетов, температурных воздействий и т. д.) ;

б) учитывать производственные возможности предприятий-изготовителей металлоконструкций и мощность подъемно-транспортного оборудования монтажных организаций;

в) компоновать элементы конструкций из наименьшего числа деталей;

г) использовать металл с наименьшими отходами и потерями путем соответствующего размещения стыков в конструкции;

д) предусматривать конструктивные решения и производить разбивку конструкций на отправочные элементы с учетом рационального и экономичного транспортирования их на строительство:

е) предусматривать возможность укрупнения отправочных элементов конструкций на строительной площадке для монтажа их крупными блоками и обеспечения устойчивости отдельных элементов и блоков сооружения в процессе монтажа;

ж) предусматривать монтажные крепления элементов. обеспечивающие возможность их легкой сборки и удобного выполнения соединений на монтаже (устройство монтажных столиков и т. п.), а также быстроту выверки конструкций;

з) предусматривать монтажные соединения элементов болтовыми; сварные и клепаные монтажные соединения допускать лишь в тех случаях, когда применение болтов нерационально или не разрешается нормативными документами.

9.2. Прогибы изгибаемых элементов следует определять от нормативной нагрузки без учета коэффициентов динамичности и ослабления сечений отверстиями для заклепок и болтов.

Относительные прогибы элементов не должны превышать значений, приведенных в табл. 42.

9.3. Температурные климатические воздействия на алюминиевые конструкции одноэтажных зданий и сооружений следует учитывать путем соблюдения наибольших расстояний между температурными швами в соответствии с табл. 43, а также применением конструктивных мер при проектировании ограждающих конструкций, их стыков и нащельников.

9.4. Ограждающие конструкции зданий (стены и покрытия, отдельные панели, настилы и их стыки), а также детали крепления ограждений к каркасу здания следует проектировать с учетом изменения температуры в течение года, обеспечивая при этом свободу температурных деформаций при сохранении теплотехнических свойств и герметичности ограждений.

9.5. При расчете ограждающих конструкций значения изменений температуры наружных поверхностей следует определять исходя из расчетных значений температуры наружного воздуха в летнее и в зимнее время года в соответствии со СНиП 2.01.01-82. При этом в летнее время должно быть учтено воздействие солнечной радиации.

9.6. Расчетные перепады температуры между наружными и внутренними поверхностями ограждающих конструкций следует принимать с учетом внутреннего температурного режима эксплуатации здания.

Таблица 42

Элементы конструкций	Относительные прогибы элементов (к пролету l)
1. Балки покрытий и чердачных перекрытий:
главные балки	1/250 (1/200)
прогоны	1/200 (1/150)
обрешетки	1/150 (1/125)
2. Покрытия, в том числе большепролетные без подвесного транспорта	1/300 (1/250)
3. Элементы фахверка:
стойки, ригели	1/300 (1/200)
прогоны остекления (в вертикальной и горизонтальной плоскостях)	1/200
4. Стеновые панели:
с остеклением	1/200
без остекления	1/125 (1/100)
5. Кровельные панели, подвесные потолки	1/150 (1/125)
6. Вертикальные и горизонтальные элементы ограждающих конструкций (импосты) при остеклении:
одинарном	1/200
стеклопакетами	1/300

Примечания: 1. Величины прогибов, приведенные в скобках, допускаются лишь при наличии обоснования (опытное строительство, наличие строительного подъема и др.).

2. Предельные значения прогибов допускается определять при соответствующем обосновании из условия сохранения плотности стыков.

3. При применении подвесного транспорта прогибы конструкций следует определять в каждом конкретном случае из условия нормальной эксплуатации подъемно-транспортного механизма.