Норми за проектиране на стоманени конструкции
В сила от 01.07.1990 г.
(Утвърдени със Заповед № РД-02-14-393 от 16.11.1989 г., публ., БСА, бр. 1 – 2 от 1990 г.)
Глава първа.
ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ
Чл. 1. (1) Тези норми определят специфичните изисквания при проектиране на строителни стоманени конструкции, изпълнени изцяло или частично от студеноформувани тънкостенни профили с дебелина на стените 0,6 до 0,8 mm, за които в натисковите зони на сечението се допуска загуба на местна устойчивост.
(2) Нормите са допълнение към основните “Норми за проектиране на стоманени конструкции” от 1987 г. (НПСК-87). Извън специфичните изисквания за оразмеряване и конструиране, дадени в този нормативен документ, са валидни основните норми.
Чл. 2. Не се допуска употребата на тънкостенни стоманени профили при непосредствено приложени върху конструкцията динамични товари.
Чл. 3. Тънкостенните стоманени профили трябва да отговарят на стандартизационните документи за производството им.
Чл. 4. (1) Марките стомана за конструкции от тънкостенни стоманени профили са съгласно глава трета на НПСК-87. Не се допуска използване на стомана марка 12Г2БФ.
(2) За конструкции, подложени на интензивни атмосферни влияния, се допускат след съответна обосновка и стомани с повишена корозионна устойчивост.
(3) В проекта за конструкциите от тънкостенни стоманени профили трябва да се отбелязва, че замяна на профили със същите размери, но от друга марка стомана, се допуска само след доказване на тяхната носимоспособност.
Чл. 5. Физико-механичните свойства и изчислителните съпротивления на стоманите и тънкостенните стоманени профили се приемат като тези на изходния материал.
Чл. 6. Тези норми не изключват възможността да се използват по-точни методи на изчисляване, при условие, че те са съответно обосновани, като носимоспособността на профилите може да се доказва и чрез експериментални изследвания.
Чл. 7. Основните понятия, използвани в тези норми съобразно специфичните особености на работата на тънкостенните профили, са:
1. тънкостенни стоманени профили – отворени или затворени профили, формувани чрез студено валцуване, огъване, изтегляне или пресоване, при които всички стени и ъгли на даден профил са с еднаква дебелина;
2. стена – равнинен участък на профила;
3. закоравена стена – стена, свързана по двата надлъжни края, успоредни на оста на профила и на действащото усилие с друга стена чрез ъгъл или вкоравител, с борд или с окантващ профил (фиг. 1);
4. свободна стена – стена с един свързан и един свободен край;
5. ъгъл – закръглена част на профила, съединяваща две стени или стена и борд (фиг. 2а, б);
6. единично стебло – стебло на носещ елемент при профили от вида, показан на фиг. 3а, б, г, д;
7. сдвоено стебло – стебло на носещ елемент, състоящ се от два плътно опрени и съединени профила от типа, показан на фиг. 3в;
Фиг. 1
8. надлъжно укрепяване – част от профила, която свързва стените му;
9. крайно надлъжно укрепяване – укрепяване, окантващо крайна стена;
10. вътрешно надлъжно укрепяване – укрепяване, което свързва две стени на профила;
11. вкоравител – вътрешна надлъжна огъвка, която свързва две стени, лежащи в една равнина (фиг. 2в);
Фиг. 2
Фиг. 3
12. широчина на стена – правата част на стената между закръгленията в мястото на огъване или между закръглението и свободния край;
13. стройност на стена – отношението на широчината на стената към дебелината й;
14. изчислителна широчина на стена – намалена широчина на стената, чрез която при равномерно разпределено напрежение smax се поема натискова сила с големина, равна на силата, която се поема от цялата широчина на стената при неравномерно разпределение на напреженията (фиг. 4а за закоравени и фиг. 4б – за свободни стени);
Фиг. 4
15. изчислително лице на стената – лицето на напречното сечение на стената, изчислено с изчислителната й широчина;
16. запълнен отвор – отвор за нитове и болтове с повишена точност;
17. незапълнен отвор – отвор за болтове с нормална точност;
Чл. 8. Нови или различни от НСПК-87 буквени означения на характеристики и величини, използвани в тази част на нормите, са дадени в прил. 7.
Глава втора.
НОСИМОСПОСОБНОСТ НА ЕЛЕМЕНТИТЕ
Раздел I.
ХАРАКТЕРИСТИКА НА НАПРЕЧНИТЕ СЕЧЕНИЯ
Чл. 9. (1) Геометричните характеристики на напречните сечения на профилите се изчисляват за оста на профилите.
(2) Лицето на профилите се изчислява по формулата
A = s.t (1)
където s е дължината на оста;
t – дебелината на профила.
(3) Инерционният момент на профилите се изчислява по формулата
I = Is.t (2)
където Is е инерционният момент на оста.
(4) Формули за изчисляване на Is са дадени в приложение 1.
Чл. 10. При изчисляване на геометричните характеристики на профилите за тяхната ос могат да се пренебрегнат:
1. инерционните моменти на равнинните части на профила спрямо собствените тежестни оси;
2. инерционните моменти на закръглените части спрямо собствените тежестни оси;
3. разликата между инерционните моменти на наклонените прави части, изчислени спрямо вертикалните и хоризонталните оси, вместо точните стойности.
Чл. 11. При предварителните изчисления е възможно заоблянето на осовата линия в ъглите да се замени с права линия и да се премине към многостранен профил.
Чл. 12. (1) Оразмеряването на тънкостенните стоманени профили се извършва с изчислителни характеристики на напречното сечение.
(2) Нормалните напрежения от осови сили се определят с изчислителното лице на напречното сечение Aef, а от огъване – със съпротивителния момент Wef или с инерционния момент Ief на изчислителното напречно сечение.
(3) Нормалните напрежения от стеснено усукване се изчисляват със секториалния инерционен момент Iw и секториалната площ w, определени за пълното напречно сечение, без да се отчита големината на изчислителната широчина на натиснатите стени.
(4) Тангенциалните напрежения се изчисляват без отчитане на отслабванията с отвори. При напречно натоварени елементи тангенциалните напрежения се изчисляват с изчислително напречно сечение на стеблото (поясите не се включват).
Чл. 13. За опънати части на напречното сечение изчислителното лице Aef е равно на лицето на тези части, намалено с лицата на намиращите се в тях запълнени и незапълнени отвори.
Чл. 14. (1) При наличие на натискови зони характеристиките на напречното сечение на тънкостенните стоманени профили се изчисляват, като широчината на натиснатите стени се замества с изчислителна широчина.
(2) Изчислителната широчина зависи от стройността на стената, от стойността на коефициента на стената c (Коефициентът c е приет в литературата като “капа”.) и от характера и големината на действащите напрежения. Определя се по методиката, дадена в раздел II на тази глава.
Чл. 15. При определяне на изчислителното лице на натиснати части надлъжните укрепявания се включват с изчислителното си лице.
Раздел II.
ИЗЧИСЛИТЕЛНА ШИРОЧИНА
Чл. 16. Изчислителната ширина на натиснатите стени bef се определя по формулата
bef = r.b (3)
където r е коефициент на изчислителна широчина на натиснатата стена;
b – широчината на натиснатата стена, съгласно фиг. 5.
Фиг. 5
Чл. 17. (1) Коефициентът на изчислителна широчина r се определя по формулата
където b е широчината на натиснатата стена или на натиснатата част от стената;
c – коефициент на стената (
за свободни стени; c = cz за закоравели стени);
s – най-голямото натисково напрежение в стената.
(2) Стойностите на коефициента на изчислителната широчина r за различни стойности на c по (4) са дадени в табл. 1 и 2 на приложение 2.
Чл. 18. (1) Коефициентът на стената c се определя по формулата
където к е коефициентът във формулата
чрез която се изчисляват критичните напрежения на идеална стена със същия начин на натоварване и същото свързване, както на стената, за която се определя изчислителната широчина.
(2) Стойността на коефициента c при ставно свързване на надлъжните краища на стената е равна на 0,652 за свободна и 2,0 – за закоравена стена.
Чл. 19. (1) За равномерно натиснати стени на натиснати елементи, образувани само от свободни стени (L, T и др.), cv = 0,652.
(2) За равномерно натисната свободна стена – пояс на натиснат [ профил (фиг. 3а), c се изчислява по формулата
(3) За различни стойности на отношението b/a стойностите на cv по формула (6) са дадени в таблица 1 на приложение 3.
(4) За равномерно натиснати свободни стени при други напречни сечения на натиснати елементи, състоящи се от свободни и закоравени стени, cv = 0.8.
Чл. 20. (1) За равномерно натиснати свободни стени на профили, подложени на огъване (фиг. 3б, в, г, д), стойността на параметъра cv се изчислява по формулата
(2) За различни стойности на отношението b/h стойностите на cv по формула (7) са дадени в табл. 2 на приложение 3.
Чл. 21. (1) Стойностите на параметъра cz за равномерно натиснати закоравени стени в отворени профили, натоварени на натиск, се приема равен на 2,0.
(2) Стойността на cz за равномерно натиснати закоравени стени на натиснати елементи със затворени профили (фиг. 6а) с широчина b се изчислява по формулата
(3) за различни стойности на отношението b/a стойностите на cz са дадени в табл. 3 на приложение 3.
Чл. 22. (1) стойността на параметъра cz за равномерно натиснати закоравени стени - пояси на отворени профили, подложени на огъване, се приема равна на 2,0.
(2) Стойността на същия параметър за натиснатата стена с широчина b при подложени на огъване затворени профили с височина h (фиг. 6б) се изчислява по формулата
(3) За различни стойности на отношението b/h стойностите на параметъра cz по формула (9) са дадени в табл. 4 на приложение 3.
Фиг. 6
Чл. 23. (1) Стойността на параметъра cz за закоравени неравномерно натиснати стени с натискови напрежения s1 и s2, при което 0 Ј |s2| < |s1| (фиг. 7), се изчислява по формулата
където y = s2/s1.
(2) Разпределението на изчислителната широчина е дадено на фиг. 7.
Фиг. 7
Чл. 24. (1) Стойността на параметъра cz за натиснатата част на стеблото на елементи, подложени на огъване (триъгълна диаграма на натисковите и опънни те напрежения съгласно фиг. 8а), се приема равна на:
1. 3,25 - ако натиснатият пояс е закоравена стена;
2. 2,96 - ако натиснатият пояс е свободна стена.
(2) Стойността на параметъра cz за трапецовидно натиснатата част от стеблото на елементи, подложени на огъване, при наличие на вътрешни надлъжни укрепявания или вкоравители (фиг. 8б), се изчислява по формула (10), умножена с коефициент
- 1,05 - ако натиснатият пояс е свободна стена;
- 1,15 - ако натиснатият пояс е закоравена стена.
Фиг. 8
Чл. 25. (1) Максималната стойност b/t на стена, за която bef = b, се изчислява по формулата
където c в зависимост от вида на стената и напрегнатото й състояние, се определя по чл. 19 до чл. 24;
s - най-голямото натисково напрежение в стената.
(2) за свободни и закоравени стени и за натиснатата част на стеблото на елементите максималните стойности по формула (11) при s = Ry са дадени в табл. 1.
Таблица 1
(3) За различни стойности на s при cz = 2,0 максималните стойности b/t, при които bef = b, са дадени табл. 5 на приложение 3.
(4) При стройност на свободните стени, по-голяма от 30, е целесъобразно да се премине към закоравена стена чрез огъване на краищата.
(5) При стойност на закоравените стени, по-голяма от 100, е целесъобразно да се проектират вътрешни надлъжни укрепявания.
Раздел III.
КОРАВИНА НА УКРЕПЯВАНИЯТА
Чл. 26. Инерционният момент на крайно надлъжно укрепяване, решено чрез огъване на стената в края (фиг. 9б) или чрез допълнителен окантващ профил (фиг. 9а) за стени, закоравени чрез свързване от едната страна със стеблото на профила, а от другата - с надлъжно укрепяване или чрез свързване и в двата надлъжни края с надлъжно укрепяване, трябва да удовлетворява изискванията:
1. при
2. при
където b е широчината на закоравената стена;
t - дебелината на стената;
cv - коефициентът на свободна стена с широчина b.
(2) Инерционният момент на крайното надлъжно укрепяване Ist се определя спрямо собствената му тежестна ос, успоредна на закоравената стена.
(3) При изчисляване на коравината на крайно надлъжно укрепяване, решено чрез огъване на стената (фиг. 9в), закоравяването се заменя с правоъгълник с дебелина t и височина bst,s, равна на разстоянието от края до оста на натиснатия пояс. Широчината на укрепяването (фиг. 9в) е
bst = bst,s - rs (14)
(4) В таблица 6 на приложение 3 са дадени числените стойности на отношенията Ist/t4 и bst,s/t за различни стойности на Ry, cv и отношението b/t.
Фиг. 9
Чл. 27. Ако крайното надлъжно укрепяване се проектира с инерционен момент I, по-малък от необходимия инерционен момент Ist, изчислен по формули (12) и (13), т.е. стената е закоравена частично, коефициентът на стената c = cz във формула (4) се изчислява по формулата
където I е инерционният момент на мекото укрепяване;
Ist - необходимият инерционен момент на кораво укрепяване;
cv - коефициентът на свободната стена съгласно чл. 19 и 20.
Чл. 28. (1) Инерционният момент на вътрешно надлъжно укрепяване на натиснатия пояс, решено чрез вкоравител (фиг. 10а), изчислен спрямо оста, минаваща през центъра на тежестта на вкоравителя, трябва да удовлетворява изискванията:
1. при
2. при
където b е широчината на стената съгласно фиг. 10а;
t - дебелината на стената.
(2) Числените стойности на отношението Ist/t4, получено от формули (16) и (17) за различни стойности на Ry и на отношението b/t, са дадени в табл. 7 на приложение 3.
(3) При изчисляване на инерционния момент на вкоравителя се взема предвид само неговата площ. Не се включва съдействие на стените, които се свързват чрез него (фиг. 10б).
(4) Ако инерционният момент на вкоравителя I е по-малък от Ist, изчислен по формули (16) и (17), закоравяването е частично. В този случай коефициентът cz на закоравените стени се заменя с
Фиг. 10
Чл. 29. Необходимият инерционен момент на надлъжните вкоравители на стеблото на профила (фиг. 11) се определя по формулата
където е е разстоянието от неутралната ос до оста на вкоравителя в натисковата зона на стеблото.
Чл. 30. (1) Ако крайното или вътрешното надлъжно укрепяване имат инерционен момент I < Ist, изчислителното лице на укрепяването се изчислява по формулата
(2) Положението на тежестната ос на профила в този случай не се променя.
Чл. 31. Ако крайното надлъжно закоравяване е решено чрез огъване на ламарината съгласно фиг. 9б, самият борд може да загуби устойчивост при
Тогава изчислителното лице на закоравителя е
Ast,ef = bst,ef . t (21)
където bst,ef се определя по формула (3), като при изчисляване на r по формула (4) коефициентът cv = 0,91.
Раздел IV.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА ОГЪВАНЕ
Чл. 32. (1) Елементите, подложени на огъване, се оразмеряват на якост за нормални напрежения по формула (5) от НПСК-87, в която W се замества с Wef.
(2) Тангенциалните напрежения се изчисляват по формула (6) от НПСК-87 при спазване на изискванията на ал. 4 от чл. 12.
(3) В местата на приложение на концентрирани сили и в опорните сечения стеблата на профилите, подложени на огъване, се проверяват на местно смачкване съгласно изискванията на глава трета.
Чл. 33. (1) При едновременно действие на нормални и тангенциални напрежения напрегнатото състояние се проверява по формулите:
1. при
2. при
3. при
(2) Напреженията sx и sy във формули (22), (23) и (24) се заместват със знака си.
Чл. 34. Положението на неутралната ос на елементи, подложени на огъване, се определя за изчислителното лице на напречното сечение, без да се отчита отслабването от отвори за нитове и болтове.
Чл. 35. Изчислителното лице на натиснатия пояс се определя с изчислителната му широчина и изчислителното лице на надлъжното закоравяване. Изчислителната широчина се изчислява с напрежение s = Ry, ако най-големите напрежения са в натиснатата част на профила, и с действителните напрежения s < Ry, при положение, че най-големите напрежения са в опънната част на профила.
Фиг. 11
Чл. 36. (1) Изчислителното лице на стеблото на профила се определя чрез изчислителната широчина на натиснатите части на стеблото с коефициент cz съгласно чл. 24 и цялото лице на опънната част на стеблото.
(2) Допуска се височината на натиснатата част на стеблото h1 да се определя с отчитане на изчислителната широчина само на натиснатия пояс - фиг. 12а. След това се определя окончателното изчислително напречно сечение и неутралната му ос, като се приема, че 40% от изчислителната широчина h1,ef на натиснатата част на стеблото се разпределя към натиснатия пояс и 60% - към неутралната ос (фиг. 12б).
Фиг. 12
(3) Ако стеблото има един или повече хоризонтални вкоравители (фиг. 16), ефективната широчина на натиснатите стени между вкоравителите се определя с коефициент cz съгласно чл. 24 за нормалните напрежения в съответната част.
Чл. 37. Примери за изчислително лице на напречното сечение на елементи, подложени на огъване, за сечения без вкоравители са показани на фиг. 13 и 14, за сечение с един вкоравител на пояса - на фиг. 15 и за сечения със стебла без и с вътрешна закоравяване - на фиг. 12 и 16. Натиснатият пояс във всички фигури е горният.
Фиг. 13
Фиг. 14
Фиг. 15
Фиг. 16
Чл. 38. (1) При профили с няколко вътрешни вкоравители (фиг. 17) и стройност на стените между вкоравителите
се приема, че работят всички вкоравители и изчислителната широчина се изчислява по формула (3), но със заместваща дебелина ti и широчина bf = bs - 2rs. Заместващата дебелина се изчислява по формулата
където If е инерционният момент на натиснатата стена и вътрешните вкоравители спрямо собствената им тежестна ос xf (фиг. 18).
(2) При стройност на стените между вкоравителите
средните вкоравители не работят и се отчитат само крайните вътрешни вкоравители. Изчислителната широчина на частта на натиснатия пояс между тези вкоравители се изчислява с широчината b2 и действителната дебелина t (фиг. 19).
Фиг. 17
Фиг. 18
Фиг. 19
Чл. 39. Ако стройността на стените на натиснатия пояс на елементи, подложени на огъване, е b/t > 60, изчислителната широчина на пояса се определя с редуциран коефициент на изчислителна широчина
където r е коефициентът на изчислителна широчина по формула (4).
Чл. 40. (1) Изчислителното лице на вътрешен вкоравител, което е необходимо за определяне на изчислителното лице на сечението при b/t > 60, се редуцира както следва:
1. при 60 < b/t Ј 90 - по формулата
Ast, ef, r = eAst, ef (27)
където b е широчината на стената;
t - дебелината на стената;
Ast, ef - изчислителното лице на вкоравителя;
rr - редуцираният коефициент на изчислителната широчина по формула (26);
2. при b/t > 90 - по формулата
Ast, ef, r = rAst, ef (29)
(2) Центърът на тежестта на редуцирания вкоравител се приема съвпадащ с центъра на тежестта на действителния вкоравител. Инерционният момент на вкоравителя спрямо собствената му тежестна ос се изчислява с пълното му лице Ast.
Чл. 41. (1) Ако натисковият пояс има повече вътрешни вкоравители (фиг. 17) и стройността на отделните участъци
редуцирането по формула (26) се прави при bf/ti > 60.
(2) Ако коефициентът r се редуцира по формула (26) за крайния участък при b1/t > 60, а за вътрешната част на пояса - при b2/t > 60 (фиг. 19).
Чл. 42. (1) Елементите, подложени на огъване, се оразмеряват на обща устойчивост съгласно чл. 48 на НПСК-87. При това съпротивителният момент за натиснатия пояс Wc се определя за изчислителното напречно сечение, без да се отчитат отслабвания от отвори. Коефициентът jb се определя с характеристиките на брутното сечение, без да се отчитат изчислителните широчини и отслабването на отвори.
(2) Проверка на обща устойчивост не се изисква:
1. при спазване на изискванията на чл. 49 от НПСК-87;
2. при странично укрепяване на натиснатия пояс на едностеблени профили (I, [ ) през разстояние i1 < 40 iy1, където iy1 е инерционният радиус на сечението, образувано от натиснатия пояс и една трета от натиснатата част на стеблото, спрямо вертикалната ос y (лицата се приемат без отчитане на изчислителните широчини и отслабвания от отвори);
3. при елементи със затворено кутиеобразно сечение, ако отношението на широчината на пояса към височината на стеблото е не по-малко от 1/10;
4. ако огъването е в равнината с по-малка коравина на гредата.
Чл. 43. (1) Провисването на гредите се изчислява с инерционния момент на изчислителното напречно сечение, без да се отчита местното отслабване от отвори за нитове и болтове. Изчислителните широчини на стените се приемат, както при проверката за якост.
(2) За конструкции, при които провисването е решаващо за сигурната експлоатация, големината му се доказва по експериментален път.
Раздел V.
ЦЕНТРИЧНО ОПЪНАТИ И ЦЕНТРИЧНО НАТИСНАТИ ЕЛЕМЕНТИ
Чл. 44. Елементи, подложени на центричен опън или центричен натиск, се оразмеряват на якост за изчислителната стойност на усилието по формула (81) от НПСК-87, като Ant се замества с Aef, съгласно чл. 13 и 14.
Чл. 45. (1) За центрично натиснати профили със стройност на стените, по-голяма от тази съгласно формула (11), оразмеряването на устойчивост се извършва с изчислителното лице на напречното сечение Aef, определено чрез изчислителните широчини на стените и пълното лице на ъглите (фиг. 20). Местните отслабвания от отвори не се отчитат.
Фиг. 20
(2) Изчислителната широчина на стените се определя с напрежение s = jRy, където j е коефициентът на изкълчване. Допуска се в полза на сигурността да се приеме s = Ry.
Чл. 46. (1) Центрично натиснатите пръти се оразмеряват на устойчивост по формулата
където Aef е изчислителното лице на напречното сечение;
gc - коефициент за условия на работа по табл. 5 на НПСК'87.
(2) Коефициентът на изключване j се определя по чл. 101 на НПСК-87 за редуцирана стройност lred, която се изчислява по формулата
където Aef е изчислителното лице на напречното сечение;
А - пълното лице на сечението;
l = lef/i - по-голямата стройност на пръта.
(3) Инерционният радиус i, необходим за изчисляване на стройността на пръта, се определя за пълното лице на профила, без отчитане на изчислителните широчини и местното отслабване от отвори.
Чл. 47. (1) Центрично натиснатите пръти с отворено напречно сечение трябва да се проверяват и за огъвно-усуквателна форма на загуба на устойчивост. Оразмеряването се извършва по формула (30), като във формула (31) стройността l се заменя с li.
(2) Стройността li се определя по приложение 4. При изчисляване на li се използва пълното сечение на профила, без да се отчитат изчислителните широчини и местното отслабване от отвори.
Чл. 48. Центрично натиснати съставени пръти с решетки или плочки се оразмеряват на устойчивост по (30), като получената по НПСК-87 приведена стройност lef не се редуцира по формула (31) при определянето на коефициента j за нематериалната ос на сечението.
Раздел VI.
НЕЦЕНТРИЧНО ОПЪНАТИ И НЕЦЕНТРИЧНО НАТИСНАТИ ЕЛЕМЕНТИ
Чл. 49. Нецентрично опънати и нецентрично натиснати елементи се оразмеряват на якост за изчислителните стойности на усилията по формула (104) от НПСК-87, като Ant, Ix,nt и Iy,nt се заменят съответно с Aef, Ix,ef и Iy,ef съгласно раздел I на тази глава.
Чл. 50. Нецентрично натиснати елементи се оразмеряват на устойчивост съгласно изискванията на НПСК-87 при следните особености:
1. при използване на формули (106), (110) и (116) трябва да се работи с изчислителното лице на напречното сечение Aef;
2. коефициентът je във формула (106) се отчита в зависимост от условната стройност
и относителният ексцентрицитет m от табл. 62 (както на решетъчни елементи);
3. при определяне на относителния ексцентрицитет m трябва да се използва изчислителното напречно сечение (m = eAef/Wc,ef) и да се отчете увеличаването на ексцентрицитета вследствие евентуално изместване на центъра на тежестта при прехода от пълното към изчислителното напречно сечение.
4. стройностите на пръта lx и ly, участващи в оразмеряването, се определят за пълното сечение на пръта, без да се отчитат изчислителните широчини на стените. Редуциране на стойностите по формула (31) от тези норми не се прави;
5. при определяне на коефициентите a и b, участващи при оразмеряването, се използват пълните лица и инерционни моменти на частите на сечението, без да се отчитат изчислителните широчини;
6. коефициентът jb, участващ във формула (112), се определя съгласно чл. 42 от тези норми;
7. ако напречното сечение не отговаря на типовете сечения, показани в табл. 18 на НПСК-87, коефициентите a и b могат да се приемат равни на единица.
Чл. 51. (1) Изчислителното лице на напречното сечение се определя, без да се отчитат местните отслабвания от отвори, като се използват изчислителните широчини на натиснатите стени, изчислителните лица на вкоравителите им и пълните лица на ъглите и опънатите части на сечението.
(2) Изчислителната широчина на натиснатия пояс се определя с напрежения s = Ry.
(3) Изчислителното лице на стеблото, при двузначна диаграма на нормалните напрежения в него, се определя съгласно чл. 36 в тези норми. При това напреженията се определят за комбинация на N и M, даваща най-големи натискови напрежения в напречното сечение.
(4) При нецентричен натиск с много малък ексцентрицитет, когато диаграмата на нормалните напрежения е еднозначна, се допуска с оглед избягване на итерационния процес и в полза на сигурността изчислителното лице на напречното сечение да се определя като за центрично натиснати пръти при s = Ry.
Глава трета.
МЕСТНА УСТОЙЧИВОСТ И СМАЧКВАНЕ НА СТЕБЛАТА
Чл. 52. (1) Средните тангенциални напрежения в стеблото трябва да удовлетворяват условието
където Q е напречната сила в стеблото;
Aw,ef - изчислителното лице на стеблото;
hw,ef -височината на стеблото hw; при
се приема
(2) Ако стеблото има междинен вкоравител, вместо hw,ef във формула (32) се поставя h1 + h2 (фиг. 16), но не повече от
Чл. 53. Ако в стеблото действат едновременно тангенциални и нормални напрежения, за тангенциалните напрежения трябва да бъде изпълнено условие (32), като ако лицето Aw,ef е по-малко от hw,ef.t, то се замества с изчислителното лице на стеблото за нормалните напрежения съгласно чл. 36. Нормалните напрежения се определят с изчислителното лице на напречното сечение съгласно раздел I и II на тази глава.
Чл. 54. Съпротивлението на смачкване на неукрепените стебла на елементи, натоварени с концентрирани сили или опорни реакции, действащи перпендикулярно на надлъжната ос на елементите и пораждащи натискови напрежения в равнината на стеблото, се определя в зависимост от схемите на натоварване по табл. 2.
Чл. 55. (1) Неукрепените стебла на елементите са осигурени срещу смачкване, ако изчислителната стойност на действащия концентриран товар или опорна реакция не превишава изчислителната носимоспособност на смачкване на стеблото Pw[N], изчислена по формулите, дадени в табл. 3 и 4. В таблиците са приети следните означения:
a – широчина на опорната част;
hw – височина на стеблото в неговата равнина;
r – вътрешен радиус на огъване;
t – дебелина на профила в mm;
q – ъгъл между опорната повърхнина и стеблото, 45° Ј q Ј 90°;
R – в МPа.
(2) Изчислителната носимоспособност на смачкване на стеблото Pw е максималният концентриран товар или реакция, която може да поеме едно стебло, свързано в долния и горния му край с пояси, без то да се разруши от смачкване. Когато стеблата са две или повече (но не са сдвоени), Pw се изчислява за всяко стебло поотделно, след което резултатите се сумират.
(3) Формулите, дадени в табл. 3 и 4, се отнасят за греди и профилирана ламарина, за която са изпълнени условията
r/t Ј 6 – за греди; r/t Ј 7 – за профилирани ламарини.
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Глава четвърта.
СЪЕДИНЕНИЯ
Чл. 56. (1) Съединенията в конструкции от тънкостенни стоманени профили с дебелина, по-голяма от 4 mm, ако са изпълнени с традиционните съединителни средства, трябва да отговарят на изискванията на НПСК-87.
(2) Във всички останали случаи се спазват изискванията на тези норми.
Чл. 57. (1) Материалите и изчислителните съпротивления при електродъгово заваряване се приемат по НПСК-87 и съответните стандарти.
(2) Шевовете, изпълнени с електродъгово заваряване, се оразмеряват по 23 формулите, дадени в НПСК-87.
Чл. 58. При проектиране на заварените съединения на тънкостенни стоманени профили трябва да се спазват следните допълнителни изисквания:
1. при профили с дебелина, по-малка от 3 mm, заварените съединения се проектират с шевове, изпълнявани в среда от защитен газ;
2. при носещи ъглови шевове дебелината на профилите не трябва да е по-малка от 3 mm;
3. при ъглов шев по дължина на ъгъла (фиг. 21) размерът a се приема равен на 0,6 с, където:
а) с Ј 15 t – при шевове, успоредни на усилието;
б) с Ј 1,2 t – при шевове, напречни на усилието;
4. минималният катет на носещ ъглов шев е 2 mm.
Чл. 59. (1) Изчислителната носимоспособност на срязване (в N) на един електросъпротивителен точков заваръчен шев се определя ориентировъчно по формулата
Ns = 11tminRy (43)
където tmin е по-малката дебелина на съединяваните профили в mm;
Ry – по-малкото изчислително съпротивление на стоманата на y съединяваните профили в N/mm2.
(2) Носимоспособността на срязване на електросъпротивително точково заварено съединение за всеки конкретен случай трябва да се доказва чрез изпитване на опитни образци, изготвени от проектните материали при съответния режим на заваряване.
Чл. 60. Електросъпротивителните точкови заваръчни шевове се разполагат в съединенията на разстояния съгласно табл. 5.
Фиг. 21
Таблица 5
Чл. 61. (1) Материалите и изчислителните съпротивления за болтовите съединения трябва да отговарят на изискванията на НПСК-87.
(2) При дебелини, по-малки от 4 mm, не се допуска да се проектират фрикционни съединения.
(3) При проектиране на съединения на два профила с различна дебелина и якост на материала в проекта трябва да се посочва, че при изпълнението на съединителното средство се поставя от страна на профила, за който произведението от дебелината и якостта на материала е по-малко.
(4) При дебелина на съединявания пакет St диаметърът на болта трябва да бъде най-малко St + 2 mm.
Чл. 62. (1) Проверката на носимоспособност на съединенията с резбонарезни винтове се извършва по формулите:
1. на срязване на резбонарезния винт
Nb1s Ј Nbs (44)
2. на смачкване на елементите:
а) при t / tmin = 1
б) при t / tmin і 2,5
Nb1s Ј 2.1tmind. gb.Ry (46)
в) при 1 < t / tmin < 2,5 се извършва линейна интерполация;
3. на опън на резбонарезния винт
Nb1t Ј Nbt (47)
4. на изтръгване при t > 0,9 mm
Nb1t Ј 0.65td. gb.Ry (48)
5. на продънване
Nb1t Ј 1.1Ds.tmin.gb.Ry (49)
където Nb1s и Nb1t – са срязващото и опънното усилие на най-тежко натоварения винт;
Nbs, Nbt – изчислителните носимоспособности на срязване и опън на един резбонарезен винт;
t – дебелината на по-дебелия лист;
tmin – минималната дебелина на съединяваните части;
d – диаметърът на резбонарезния винт;
Ds – диаметърът на шайбата или на главата на винта;
gb = 0,9 – коефициентът за условия на работа на резбонарезните винтове.
(2) Изчислителната носимоспособност на срязване и опън на един резбонарезен винт от формули (44) и (47) трябва да е поне с 25% по-голяма в сравнение с носимоспособностите по (45), (46), (48), (49).
(3) Изчислителната носимоспособност на опън Nbt и срязване Nbs на резбонарезните винтове се определя въз основа на опитни или гарантирани от производителя якости на опън и срязване, при коефициент на сигурност на материала не по-малък от 2,20.
(4) При съединения, натоварени на срязване, за меродавна се приема по-малката от стойностите по формули (44), (45) и (46), а при съединения, натоварени на опън – по-малката от стойностите по формули (47), (48) и (49).
(5) Проверката на носимоспособност на съединения с резбонарезни винтове, при едновременното действие на срязващи и опънни сили, се извършва по формулата
където Nbs,min и Nbt,min са съответно най-малката изчислителна носимоспособност на едно винтово съединение на срязване и на опън по формули (44), (45), (46) и (47), (48), (49);
Nb1s, Nb1t – срязващото и опънното усилие в най-тежко натоварения винт.
Чл. 63. (1) Проверката на носимоспособност на съединения на два елемента със слепи нитове, натоварени на срязване, се извършва по формулите:
1. на срязване на слепия нит
Nn1,s Ј Nns (51)
където Nn1,s е срязващото усилие в най-тежко натоварения нит;
Nns – изчислителната носимоспособност на срязване на един нит;
2. на смачкване на елементите
Nn1,s Ј xtmindRy (52)
където x е коефициент;
d – диаметър на нита;
tmin – дебелината на по-тънкия от съединяваните елементи.
(2) Стойността на коефициента x от (52) се определя в зависимост от стойността на параметъра y, изчисляван по формулата
както следва:
а) при y = 1,0, x = 1,1;
б) при y і 2,5, x = 2,0;
в) при 1 < y < 2,5x се определя чрез интерполация.
(3) Във формула (53) t1 и t2 са дебелините на по-тънкия и по-дебелия елемент, а Ry1 и Ry2 – изчислителните съпротивления на материала на двата елемента.
(4) Изчислителната носимоспособност на срязване на слепия нит Nns трябва да е поне с 25% по-голяма от носимоспособността на смачкване по формула (52).
(5) Изчислителната носимоспособност на срязване на слепите нитове се определя въз основа на опитни или гарантирани от производителя стойности на якост на срязване. Коефициентът на сигурност на материала се приема не по-малък от 2,2.
Чл. 64. Указания за избор на вида на механичните свързващи средства са дадени в табл. 1 на приложение 5.
Чл. 65. Резбонарезните болтове и слепите нитове се поставят в съединения на разстояния, дадени в табл. 6, в която d е диаметърът на свързващите средства, ts – дебелината на по-тънкия елемент и tp – дебелината на по-дебелия елемент.
Таблица 6
Чл. 66. Разстоянието между точковитe заваръчни шевове, слепите нитове и резбонарезните болтове в натиснатата зона на елементи, съставени от повече части (фиг. 22), не трябва да е по-голяма от:
1. разстоянието, необходимо за пренасяне на тангенциалните сили между частите на профилите;
2. разстоянието s, определяно по формулата
където t е дебелината на натиснатия пояс;
A – лицето на присъединената част на натиснатия пояс;
Aef – изчислителното лице на тази част;
3. тройната широчина 3 b на свободната най-стройна част на натиснатия пояс (ако 3 b < 33 t, се приема b = 33 t).
Фиг. 22
Фиг. 23
Чл. 67. Когато натиснат елемент е съставен от 2 [ профила, разстоянието между точковите съединителни средства по дължина на пръта не трябва да е по-голямо от
където L е дължината на натиснатия елемент;
ix – инерционният радиус на профила спрямо материалната ос;
i1 – инерционният радиус на отделния прът спрямо собствената му ос y1, успоредна на стеблото (фиг. 23).
Чл. 68. (1) При съставен прът от 2 [ профила, натоварен на огъване, разстоянието между съединителните средства в надлъжна посока не трябва да е по-голямо от разстоянието s, изчислено по формулите
където L е отворът на гредата;
N1 – изчислителната носимоспособност на опън в точковото съединително средство в посока, перпендикулярна на стеблата;
s1 – разстоянието между съединителните средства във вертикална посока;
q1 – изчислителното натоварване на единица дължина;
a – разстоянието между центъра на огъване на [ профила и оста на стеблото му.
(2) При действие на концентрирана сила или реакция натоварването q1 във формула (56) се определя, като концентрираната сила се раздели на разпределителната дължина. При равномерно разпределено натоварване q се приема q1 = 2q.
Глава пета.
КОНСТРУКТИВНИ ИЗИСКВАНИЯ
Чл. 69. (1) Минималната дебелина на профилите се определя като се имат предвид носимоспособността, деформативността и корозионната устойчивост на конструкцията за нормативния срок на експлоатация, необходимата коравина при транспорт, товарно-разтоварни манипулации, складиране и монтаж и възможности за заваряване.
(2) Минималните дебелини на профилите, в зависимост от степента на агресивност на средата, са дадени в табл. 1 на приложение 6.
Чл. 70. Минималният вътрешен радиус на студено огъване на ламарината е:
1. за стомана СТ. 3 – r » t;
2. за стомани с по-висока якост – r » 1,5t, където t е дебелината на листа.
Чл. 71. Най-големите допустими стройности на натиснатите стени се приемат, както следва:
1. за закоравени стени, свързани в единия си край със стена, а в другия с борд или профил max bp/t = 100;
2. за закоравени стени, свързани в двата си края със стени – max bp/t = 500;
3. за свободни стени max bp/t = 60.
Чл. 72. Най-голямата допустима широчина на натиснатия и опънатия пояс на греда, работеща на огъване, се определя, както следва:
1. за едностеблени сечения (фиг. 13), чиито пояси са свободни или закоравени стени, ако не са възпрепятствани деформациите на напречното сечение – по формулата
където sm = s(bef / b) е средното напрежение в натиснатия пояс в МPа;
bp, hp и t се заместват в mm;
2. за двустеблени сечения (фиг. 14, 15, 17, 19), ако не са възпрепятствани деформациите на напречното сечение – по формулата
където sm е както в (57).
bp, hp и t се заместват в mm.
Фиг. 24
Заключителни разпоредби
§ 1. Нормите се издават на основание чл. 201, ал. 1 от Закона за териториално и селищно устройство като допълнение към “Норми за проектиране на стоманени конструкции”, утвърдени със заповед № РД-02-14-83 от 28.08.1986 г. на КТСУ.
§ 2. Нормите са утвърдени със заповед № РД-02-14-393 от 16.11.1989 г. и влизат в сила от 1 юли 1990 г.
§ 3. Нормите отменят “Норми и правила за проектиране на стоманени конструкции от отворени тънкостенни студеноогънати профили”, отпечатани в БСА, кн. 8 от 1977 г.
§ 4. Указания по прилагането на нормите дава председателят на Комитета по териториално и селищно устройство.
Приложение 1 към чл. 9
Инерционни моменти на части от оста на профила
Приложение 2 към чл. 17
Таблица 1
Таблица 2
Приложение 3
Таблица 1 към чл. 19
Таблица 2 към чл. 20
Таблица 3 към чл. 21
Таблица 4 към чл. 22
Таблица 5 към чл. 25
Таблица 6 към чл. 26
Таблица 7 към чл. 28
Приложение 4 към чл. 47
УКАЗАНИЯ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СТРОЙНОСТТА li НА ЦЕНТРИЧНО НАТИСНАТИ ПРЪТИ
4.1. (1) За пръти с напречно сечение с една ос на симетрия (ос y) стройността li се определя по формулата
но не по-малко от lz, където ly e стройността на пръта в равнина, перпендикулярна на ос y;
е стройността при усукване на пръта около надлъжната му ос z;
Във формули (60) и (61):
ay е разстоянието между центъра на тежестта и центъра на огъване на сечението;
- инерционният момент на чисто усукване;
Iw – секториалният инерционен момент;
Ip = Ix + Iy + Aa2y
- полярният инерционен момент спрямо центъра на огъване;
- полярният инерционен радиус спрямо центъра на огъване;
- изкълчвателната дължина на пръта при усукване.
(2) Изкълчвателната дължина при усукване
се изчислява по формулата
където l е системната (геометричната) дължина на пръта.
За определяне на коефициента
може да се използва табл. 28 на НПСК-87, като при това:
1. на свободна депланация при усукване на края на пръта съответства свободно завъртане на края според табл. 28, а на нулева депланация – запъване;
2. на свободно завъртане на края на пръта около надлъжната му ос съответства свободно хоризонтално преместване, а на възпрепятствано завъртане – хоризонтално подпиране.
Обикновено в практическите случаи завъртането на края на пръта около оста му е възпрепятствано и
(3) Изчисляването на характеристиките ay и
за някои основни видове напречни сечения е дадено в табл. 1, където са приети следните означения:
G и S са съответно центърът на тежестта и центърът на огъването на сечението;
I1 и I2 – инерционните моменти спрямо ос y на отделните части на се чението 1 и 2 с лица съответно А1 и А2;
А и Iy – лицето на цялото напречно сечение и инерционният му момент y спрямо ос y.
4.2. За пръти с напречно сечение с две оси на симетрия, както и за сечения с точкова симетрия (например z сечение), стройността li се приема равна на стойността на lz, определена по формула (60).
4.3. При напречни сечения без ос на симетрия (фиг. 24) стройността li може да се определи приблизително, както следва:
1. ако една от стройностите lx, ly и lz преобладава
където l1 > l2 > l3 са стройностите lx, ly, lz, подредени по големина;
a1 > a2 – параметрите
, подредени по големина;
2. ако стройностите lx, ly и lz не се различават съществено
но не по-малко от lz,
където
Разстоянията a, ax и ay се приемат съгласно фиг. 24.
Таблица 1
Приложение 5
Таблица 1
Приложение 6 към чл. 70
Таблица 1
ПРЕПОРЪЧИТЕЛНИ МИНИМАЛНИ ДЕБЕЛИНИ НА ПРОФИЛИТЕ В ЗАВИСИМОСТ ОТ СТЕПЕНТА НА АГРЕСИВНОСТ НА СРЕДАТА
| № | Степен на агресивност на | Минимална | |
| средата съгласно БДС 9075 | Вид на конструкцията | дебелина, mm | |
| 1. | Неагресивна | Носеща конструкция на затворени сгради | 1 |
| 2. | Слабо агресивна | Носеща конструкция на открито | 2 |
| 3. | Силно агресивна | Носеща конструкция, подложена на агресивното въздействие на големите населениместа и промишлени райони | 2* |
| Подови и тавански панели | 0,8* | ||
| Стени и покривни обшивки | 0,6 | ||
* При полагане и поддържане на антикорозионната защита на повърхности съгласно Н и П за проектиране. “Защита на строителните конструкции от корозия”, 1980 г.
Приложение 7 към чл. 8
БУКВЕНИ ОЗНАЧЕНИЯ
Aef – изчислително лице на напречното сечение;
Ast – лице на надлъжното укрепяване;
Ast,ef – изчислително лице на надлъжно укрепяване;
Ast,ef,red – редуцирано изчислително лице на надлъжно укрепяване;
Aw,ef – изчислително лице на стеблото;
Ief – инерционен момент на изчислителното напречно сечение;
Ist – инерционен момент на надлъжно укрепяване;
Iw – секториален инерционен момент;
Wef – съпротивителен момент на изчислителното напречно сечение;
P – единичен товар;
a – разстояние между центъра на огъване и тежестната ос;
b – широчина на стената;
b1 – широчина на натиснатата част от стена;
bef – изчислителна широчина на стената;
bef,red – редуцирана изчислителна широчина на стената;
bp – широчина на напречното сечение;
bs – осова широчина на сечението
bst – широчина на правата част на окантването;
bst,s – широчина на окантването до оста на съседната стена;
h – височина на равнинните части на стеблата;
hp – височина на напречното сечение;
hs – осова височина на напречното сечение;
hw,ef – изчислителна височина на стеблото;
r – вътрешен радиус на огъване на ъгъла;
rs – радиус на огъването по оста;
s – дължина по оста;
e – редукционен коефициент за лицето на надлъжното укрепване;
c* – коефициент на стената;
c*v – коефициент на свободна стена;
c*z – коефициент на закоравена стена;
lef – приведена стройност;
lred – редуцирана стройност;
r – коефициент на изчислителна широчина;
rred – редуциран коефициент на изчислителна широчина;
w – секториална площ на сечението.
____________
* Коефициентът c е приет в литературата като “капа”.
