Глава 2. Стальные конструкции

Нормативная база

СП 16.13330.2017, актуализированная редакция СНиП II-23-81* Стальные конструкции.

СП 53-102-2004 Свод правил. Общие правила проектирования стальных конструкций

Строительные стали.

Нормативные и расчетные сопротивления стали

Для изготовления стальных конструкций применяют строительные стали. Строительные стали обозначаются буквой «С» и группой цифр, обозначающих прочность, например, С235; С345. Чем больше величина цифр, тем сталь прочнее. Сталью задаются перед началом проектирования конструкций, и затем определяют ее нормативные и расчетные сопротивления. Сталь следует принимать в соответствии с указаниями табл. 50*СНиП II-23-81*.

Нормативные и расчетные сопротивления стали, приведены в табл. 2.1 Приложение 2. Их значение определяют, либо по пределу текучести, либо по временному сопротивлению стали. Для большинства расчетов необходимо установить значения величин R_yn; R_y - соответственно, нормативное и расчетное сопротивление стали, установленные по пределу текучести. Реже в расчетах используют, сопротивления стали, установленные по временному сопротивлению: R_un; R_u. Как уже отмечалось в подразделах 1.1, 1.2, возникающие в конструкциях напряжения, не должны превышать установленных нормами предельных величин. Для стальных конструкций в качестве такого ограничителя напряжений обычно и принимают, сопротивление стали взятое по пределу текучести, тем самым ограничивают работу металла упругой стадией работы.

Расчетные сопротивления, при выполнении расчетов необходимо умножать на коэффициент условий работы конструкции γ _c (значения коэффициентов см. табл. 2.2 Приложения 2). При отсутствии в табл. 2.2 данных по назначению коэффициента условий работы, его значение принимают равным единице.

Примеры расчета к параграфу 2.1

Пример 2.1. В конструкции планируется использовать прокатной уголок, выполненный из стали С345. Определить нормативные и расчетные сопротивления стали установленные по пределу текучести.

Решение.

1. Сопротивления зависят от толщины проката. Толщиной предварительно задаемся. Обычно, толщина проката в элементах изменяется от 4 до 10, реже до 20 мм. При необходимости, в процессе расчета, толщину и соответственно сопротивления стали можно скорректировать. Принимаем толщину проката в пределах 4 – 20 мм.

2. Из табл. 2.1 Приложения 2 выписываем: нормативное сопротивление стали установленное по пределу текучести R_yn = 325 МПа = 32,5 кН/см²; расчетное сопротивление стали установленное по пределу текучести R_y = 315 МПа = 31,5 кН/см².

Пример 2.2. Определить значение коэффициента условий работы γ _c для расчета стальной колонны общественного здания и учесть его в расчете. Использовать данные примера 2.1.

Решение

1. Из табл. 2.2 Приложения 2 выписываем значение коэффициента – для колонны общественного здания γ _c = 0,95.

2. В расчетах, расчетное сопротивление умножают на коэффициент условий работы R_y γ _c = 31,5 · 0,95 = 29,93 кН/см².

Задачи для самостоятельной работы к параграфу 2.1

Задача 2.1. Определить нормативные и расчетные сопротивления стали установленные по пределу текучести для прокатного листа выполненного из стали С245, толщиной 22 мм.

Задача 2.2. а) Определите нормативные и расчетные сопротивления стали установленные по пределу текучести для двутавра № 26 Б1, значение толщины полки двутавра найти по табл. 2.6 Приложения 2. Сталь С245.

б) Сравните, как меняются расчетные сопротивления в зависимости от толщины проката.

Задача 2.3. Определите значение коэффициента условий работы γ _c (табл. 2.2 Приложение 2) при расчете на устойчивость сжатого раскоса решетки фермы покрытия. Раскос составного таврового сечения, выполненный из двух уголков; гибкость раскоса λ = 90. Учесть значение коэффициента γ _c при определении расчетного сопротивления, сталь С285.

Сортамент прокатной стали

Изготовление стальных конструкций ведется из прокатной стали, которая подразделяется на сталь листовую и профильную. К профильной стали относят: прокатные уголки, двутавры, швеллеры, трубы и т. д. Перечень производимого проката, с указанием необходимых для выполнения расчетов характеристик, называется сортаментом (см. табл. 2.6 – 2.10 Приложения 2).

Проектируя, и затем, изготавливая конструкции, в качестве их составных частей применяют имеющиеся в сортаменте прокатные изделия. Прокатные профили и стальные листы соединяют на сварке или при помощи болтов.