Текст
                    СПРАВОЧНИК
РОЕКТИРОВЩИКА
4ЕТААЛИЧЕСКИЕ
КОНСТРУКЦИИ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ


В Справочнике «Металлические конструкции промышленных зданий it сооружений» изложены сведения и рекомендации, необходимые при проек- тировании строительных конструкций.из Стали и алюминиевых сплавов для промышленных зданий и сооружений.' Раздел I содержит общие _ сведения,о стали для строительных конструкций и ее полуфабрикатах, а также общие положения расчета и конструирования стальных конструкций. N • Разделы II; III, IV й V посвящены проектированию Стальных кон- струкций одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий, больше- пролетных покрытий, листовых конструкций (доменные печи, газгольдер ры, резервуары, бункера и силосы, газопроводы) и высотных сооружений типа мачт и башен. Раздел VI рассматривает вопросы изготовления, транспортирова- ния, монтажа и экономики стальных конструкций. Раздел VII дает общие сведения об'алюминиевых сплавах, рас- четах конструкций из алюминиевых сплавов и их проектировании. Раздел VIII освещает вопросы проектирования предварительно на- пряженных конструкций. Справочник предназначается для инженерно-технических работников, занятых проектированием, изготовлением и монтажом металлических кон- струкций, а также студентов инженерно-строительных институтов. ' ¦ • ¦ . • • •. . , 'i -г 1 ¦ ' - 1 . , , ' J ¦ ¦ \ ¦ :V .^ Л ' ¦ • ч ¦ Vtf - . У ' 1 щ ¦ ( si :¦¦¦ : "" • • • "%. si ¦ . - . scan: The Stainless Steel Cat *? ".¦¦:
АВТОРЫ-СОСТАВИТЕЛИ ¦Инж. А. И. Бежевец, инж. 3. И. Брауде, инж. В. М. Вахуркин, инж. ~|М. Д. TypapnJ, канд. техн. наук |М. Д. Духовный |, инж. Л. А. Ефремович,, инж. В. Н. Зелятров, д-р техн. наук проф. С. А. Ильясевич, инж. Л. С. Курдин, инж. В, И. Кувшинов, инж. М. Я. Лаут,-инж. Л. Й. Левин, инж. /засл. деятель науки и тёхн;|В. В. Ликин инж. А. Ф. Лилеев, канд. техн. наук X. М. Локшин, инж.| Е,,Х. Манаков.,|, канд. техн. наук Н. П. Мельни- ков, инж. В. Я. Миллер, инж; А. О. Пельтцер, инж. А. И. Петраков, канд. техн. наук М. М. Сахновский, инж. А. Г. Соколов, инж. Е. Л. Тилина, инж. Л, С. Фридлянд, канд. техн. наук А.. С. Чесноков, инж. Я. Н. Щйаер, инж, Б. Н. Шумилин. Научный редактор — инж. А. Г. Тахтамышев I ч Редактор по унификации — инж. Л. Е. Темкин \
ОГЛАВЛЕНИЕ Введен и Стр. 9 ; РАЗ ДЕЛ I ОБЩАЯ ЧАСТЬ Глава 1 Материалы и сортаменты *.1« Сталь и чугун, применяемые для металлических строительных конструкций; электроды A. Влияние различных химических элементов на свойства стали - - Б. Сталь углеродистая обыкновенного качества . . B. Сталь углеродистая горячекатаная для мостовых конструкций Г. Сталь углеродистая термически обработанная » , Д. Сталь низколегированная Е. Отливки из стали и чугуна для стальных конст- рукций . ..... л Ж. Электроды стальные для дуговой сварки н на- плавки' , 1.2, Сортаменты стальных горячекатаных, холодноформо- ; ванных и сварных прйфилей. Проволока стальная для предварительного напряжения конструкций. Канаты стальные . . . '-.. ... f ., ........ ¦ A. Сортаменты стальных профилей ....... Б. Проволока стальная круглая углеродистая для предварительно, напряженных железобетонных , конструкций, .,„....«. B. Сортаменты, стальнйх .канатов ..¦•'.:.. .' 1.3. Статические характеристики составных сечений . . Глава 2 Расчеты стальных конструкций 2.1. Общие сведения . - . . . „ . . i . . . х. . ... A. Основные положения Б. Постоянные расчетные величины к . • . B. Температурные швы""-. . Г . »¦. . « . ¦ Г. Расчет конструкций на выносливость- . . 2.2. Центрально растянутые и сжатые элементы , А. Элементы со сплошным сечением .... Б. Элементы из нескольких ветвей . « -. . . . В. Расчетные длины, элементов <>.....• .i 2.3. Элементы, работающие на изгиб »....,». A. Расчет на прочность . ..;.:.,...... Б. Проверка общей устойчивости балок . .'«',. . • B. Проверка устойчивости стенок и поясных листов балок '. %4. Элементы, подверженные действию, осевой силы с . изгибом ....„,.,... A. Проверка прочности . '. ....'• . . и • • • • / Б. Проверка общей устойчивости v B. Проверка устойчивости стенок центрально сжатых и сжато-изогиутых элементов . . . . . . ¦ . Г. Поясные листы сжатых и сжато-изогнутых эле- ментов . . . .~ .' . . . ;~ • • • . 4.5. Сварные, заклепочные и болтовые соединения, риски и сварные стыки элементов из уголков^ « «"'« « . .- A. Сварные соединения '.....«..' г . » . . Б. Заклепочные соединения ........... B. Болтовые соединения . .... . . . • -. • . I\i Рекомендуемые рнски отверстий в прокатных про- филях . «-.„...«.«._. Д. Сварные стыки уголков с накладками «... Е. Постановка прокладок в элементах из^ парных уголков и швеллеров . . . » » . ... • • 18 19 20 21 22 44 52 61 62 63- 64 '65 66 67 73 75 77 80 83 84 85 88 93 98 99 101 сечений Приложения . «¦¦¦> . с К Таблицы н-графики для проверки устойчивости стеиок стальных балок,* укрепленных поперечными н продоль- ными рёбрами жесткости j.2. Коэффициенты срд -для прокатных двутавров по ГОСТ 8239^56* из стали марок Ст. 3 н Ст. 4 ... . 3, Указания по расчету на устойчивость сжато-изогнутых стержней с произвольным сечением . ,. 4. Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к раз- делу I . ; ....«..«¦ Библиография к разделу I ........... РАЗ ДЕЛ II СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИИ ; . , , I Глава 3 ^ i;; l ;''! Общие сведения' Глава 4 Каркасы 4.1. Каркасы одноэтажных зданий A. Классификация каркасов Б. Конструктивные и расчетные схемы рам B. Определение предварительных размеров стержней рам . .......... Г. Нагрузки . . , "Д. Расчет рам, . , . * . ; «->.-«.; . . Е. Горизонтальные деформации колоин . . Ж. Продольные конструкции каркаса . . , 3. Учет температурных воздействий . . . И. Учет пространственной работы каркаса К. Примеры решений конструкций каркасов 4.2. Каркасы многоэтажных зданий A. Классификация каркасов ...... Б. Конструктивные и расчетные схемы . . B. Деформативность . Г. Учет температурных • воздействий , . . Д. Решетчатые связи - . .,.....,. Е. Практические приемы и примеры расчета рам Ж- Примеры решений конструкций каркасов , , Глава 5 ¦¦ ' Колонны 5.1. Колонны одноэтажных здаинй A. Классификация колонн, и область их применення- Б. Установление основных размеров . B. Указания' по расчету . . ... • _.'>:' Г. Компоновка сечеиий . . » .... . Д, Конструирование стержня колонны Е. Элементы колоин . ...... 5.2. Колонны многоэтажных зданий . . . АГ Компоновка сечений . , .-. . . Б. Указания по расчету • В. Элементы колонн •, .... . . , Стр. 103 107 109 112. 115 118 119 135 136 138 139 141 152 153- 154 162 166 167 169 171 172, 180 Глава 6 Подкрановые пути 6.1. Пути мостовых и консольных кранов А. Подкрановые пути мостовых кранов- 183
б Оглавление Б. Подкрановые пути консольных кранов ..... ¦в.2. Монорельсовые пути и пути подвесных кран-балок Л. Расчетные нагрузки ...... Б. Расчет и конструирование ¦ . , . . ' Глава 7 ' Покрытия '.1. Стропильные фермы Л. Характеристики . . ., Б. Расчет . ........ . , . а В. Конструирование Г. Типовые стропильные фермы f.2. Стропильные конструкции сплошного сечения . . . 7.3, Подстропильные конструкции . . - . •". • . . . ?.4, Горизонтальные и вертикальные^ связи покрытия . . 7.5. ПрОГОНЫ .. ........ а & Ъ A, Характеристики ,, Б, Прогоны сплошного сечения B. Решетчатые прогоны Г. Фонарные прогоны пролетом 12 м ...... . '.б. Фонари : . ' . . . . ... .... . . . . . . Л.Характеристики . . . . ........... Б. Расчет : ............ , В. Типовые саетоаэрационные фонари ...... Р.- Аэрационные фонари Стр. 207. 208 211 212 213 214 215 218 219 Глава 8 Фахверки и площадки 8.1. Фахверки 's ; ............ J.8. Внутрицеховые технологические площадки Глава 9 Переплеты и ворота t.l. Переплеты g . . A. Стандарты и типовые материалы Б. Фонарные переплеты .. . . "„ . B. Оконные переплеты ...... Г. Новые конструкции переплетов . _ _ J.2. Механизмы открывания оконных и фонарных пере- плетов К! ! . .....а.',.-'...... A. Механизмы открывания оконных переплетов Б. Механизмы открывания фонарных переплетов B. Требования к механизмам и данные для их про- ектирования . . . ... Р. Материал механизмов • - Д. Требования к ".эксплуатации М. Ворота .' з *1 ..... . А. Габариты проемов ... Б. Требования к воротам 8. Типы ворот , Р. Указания по расчет» . . Д. Конструкции ворот . . ¦' . . . Е, Материалы каркаса ворот и механизмов Ж. Изготовление . . ... 3. Управление . . . * . . . И, Требования к строительной части здания Приложения v. у . „ . . • . . ¦ . . !. Перечень типовых проектов к разделу II . . _ Ч. Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к делу II ы и ....... Библиография к разделу II . РАЗДЕЛ III СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИЯ ПОКРЫТИИ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ \ . ¦' . Глава 10 - Общие сведения Глава 11 . ,' Балочные покрытия №1, Характеристика з . . . . '. . а Ч '. • » . t . #1,2, Схемы .- .1 А, Схемы ферм ............... Б. Схемы решеток 11.3, Компоновка . . ....... А. Нормальная схема я ....... s j: s . Б. Усложненная схема .' . ..,-.-.» . . . . . а : > . U.4. Указания по проектированию . ,.. . . . ", . . . •;. А. Высота ферм й допускаемые прогибы . '¦; ... Б. Способы соединения элементов ферм . . .-•:-. . . 220 223 223 226 230 237 246 252 255 256 257 258 260' 261 262 263 266 267 267 268 бтв. В. Сечения элементов 268 Г. Расчет : : : 269 11.5. Примеры балочных покрытий ......... — /' , Глава 12 , Рамные покрытия 12.1. Характеристика ... . . 12.2. Расчет : : ...... 12.3. Примеры рамных покрытий Глава 13 Арочные покрытия раз 13.1. Характеристика , 13.2. Расчет4 ; '.< ;;-.,./. 13.3. Примеры арочных покрытий ........ Глава 14 Пространственные и висячие покрытия 14.1» Пространственные покрытия A. Типы : .,.«... Б. Купольные 'покрытия . . B. Скла'дчатые покрытия . Г. Своды-оболочки ..... 14.2. Висячие покрытия . ... Приложение . ». . . . Перечень Государственных стандартов делу III : :....».. Библиография к разделу III РАЗДЕЛ IV СТАЛЬНЫЕ ЛИСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ,Глава 15 Доменные цехи и газоочистки 15.1. Общие сведения . „-.. А. Состав конструкций: ¦ ............ Б. Особые условия работы конструкций ..... : В. Габариты приближения .строений на железнодо- рожных путях доменного цеха , ¦ 15.2. Конструктивные решения .,....«..., A. Сооружения комплекса доменной печи ..... Б. Сооружения деха газоочистки . . ... , . , . B. Весовые показатели-сооружений комплекса домен- ной печи и газоочистки .-'¦ Г. Материалы ... . . . ;. 15.3. Расчет : : ....... А. Основные расчетные данные Г Б. Указания по. расчету , ... 15.4. Нормативные требования к конструкциям домен- ных печей ................. 15.5. Современные доменные печи и перспективные воп- росы домностроительства ..','. . . . . * ..;•'"¦¦ А. Типовые доменные печи объемом 2000 ¦ 2700 я' . Б. Вопросы дальнейшего проектирования ..... Глава 16 '} Газгольдеры 16.1. Общие сведения , ............. 16.2. Газгольдеры постоянного объема A. Основные определения . ..'-'. ......... Б. Нагрузки . ч. ...,,.... . B. Материал :...»,... а а а ::: а . Г. Конструкция и расчет : . « . Д. Весовые характеристики , .»' 16.3. Газгольдеры переменного объема A. Основные определения Б. Материал :...,,...: а а : и в . . B. Нагрузки . , , Г. Мокрые газгольдеры с внешними вертикальными , направляющими . ............. Д. Мокрые газгольдеры с винтовыми направляющими .* Е. Мокрые газгольдеры сверхнизкого давления „ . . Ж. Сухие газгольдеры Глава 17 270 271 273 274 277 278 28) 282 286 287 31< 316 317 323 330 Резервуары 17.1. Общие сведения , I А. Основные определения ззэ 336 33S 340 341 350 353 ¦364
Оглавление 383 384 385 386 387 388 389 39! Стр, Б, Формы резервуаров и их применение ....'.' 354 В. Требования при проектировании 355 17.2, Конструкции резервуаров и их характеристики . . 356 A. Вертикальные "цилиндрические ........ 369 Б. Горизонтальные цилиндрические — B. Каплевидные , ,'..,..".«..'. 371 Г. Шаровые : т .'<„,.-.'. V . . 377 Д, Резервуары специального назначения . -379 Е. Резервуары для воды ,.".»• — Ж. Основные направления развития конструктивных форм. , . .-;...: I 381 17,.3. Указания по расчету ...... . . ..... 382 А. Нормативные нагрузки .... Б, Расчетные нагрузки « .... ,, В, Расчетные сочетания нагрузок . Г, Расчет по предельным состояниям г' < ' . Глава 18 Бункера и силосы 18.1. Общие сведения , . . . , А. Основные определения . Б. Нагрузки . ., , .¦". ./ , В. Параметры . . . . ..'¦ Г. Материалы .. ,¦- „.,......-. 16.2. Воронкообразные прямоугольные бункера A. Геометрические характеристики . ... Б. Схема конструкции ¦ B. Обшивка . 1 .' . . . ¦•»'¦-»¦. . • • . Г. Горизонтальные ребра жесткости воронки Д. Выпускные , отверстия и затворы Е. Бункерные балки . ..... Ж. Колонны . . .............. 3. Примеры конструкций прямоугольных бункеров 18.3. Круглые бункера и силосы . . A. Конструктивные'} характеристики Б. Геометрические характеристики B. Цилиндрическая оболочка . , Г. Воронки бункеров и силосов . Д. Колонны .......... 18.4. Продольные бункера ..... Глава 19 . Газопроводы металлургических заводов 19.1. Общие сведения г ....... . а Л : а г . 394 A. Основные положения . Б. Трасса и разбивка опор . 395 B. Материал . . : : : : : 19.2. Конструкции газопроводов A. Опоры ¦. щ- : , ш ...'¦.. . Б. Трубопроводы.':: . . ,: '. '398 B. Опорные узлы *........,.....•.' 399 Г. Типы компенсаторов „ 401 Д. Узлы примыкания газопроводов к оборудованию 404 Е. Площадки и лестницы . . ' 405 19.3. Расчет : » ............... 5 — А. Основные положения — Б."Указания по расчету • . . 408 . '¦ Глава 20 г Общая расчетная часть 20.1.Оболочки и кольца 419 A. Прочность замкнутых тонкостенных осесиммет-' ричных безмоментных оболочек, находящихся под внутренним давлением р • • « —' Б. Прочность тонкостенных безмоментных оболочек вращения с вертикальной осью симметрии, работ тающих на гидростатическое давление . . :¦.; ... 420 B. Прочность изгибаемых цилиндрических оболочек,, свободно опертых по концам, загруженных несим- , метричными нагрузками, и имеющих жесткие диафрагмы на опорах, а в пролете — упругие кольца жесткости на равных расстояниях . » . 422 Г.. Краевой ' эффект осесимметричных оболочек . . — Д. Дополнительные рекомендации по расчету днищ, примыканий и колец . 436 Е. Учет одновременного действия кольцевого изгиба со сжатием или растяжением, у колец цилиндри-, ческих оболочек . . . , — Ж. Устойчивость колец, оболочек и панелей .... 441 3. Температурные воздействия на оболочки и кольца . 445 И. Расчет сопряжения соосных оболочек вращения при осесимметрйчной нагрузке по предельному состоянию" 447 J0.2. Пластинки и мембраны .. .....,..;.. 450 A. Основные положения . Б. Указания по теории расчета пластинок малого прогиба ,. . B, Указания по теории расчета пластинок большого 1 прогиба , . - ••' ¦ > Г. Указания по расчету гибких мембран _. . . . . Приложение . . ................. Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) в ЧМТУ 1 к разделу IV .,.::..; а .' . Библиография к разделу IV «... ¦ . -- . . РАЗДЕЛ V - СТАЛЬНЫЕ ВЫСОКИЕ ОПОРЫ ТИПА МАЧТ И БАШЕН. Глава 21 Принципиальные схемы Стр. 450 451 454 457 21.1. Общие сведения ,,,,,». 21.2, Выбор, конструктивных схем . . А, Принципы выбора „ »¦¦ . . Б. Виды применяемых схем . Глава 22 Расчет опор 22.1, Нагрузки » . ....... A. Ветровая нагрузка , . • . Б."Нагрузка от гололеда <. . „ B. Сейсмическая нагрузка . » . Г. Собственный вес '. конструкций Д, Нагрузка от предварительного натяжения EV Температурные воздействия , . . ¦ . 22.2. "Приемы расчета A. Расчет нитей ... ........ . Б. Расчет башен . .......... B. Расчет мачт ............ 1- Глава 23 Конструктивные решения 23.1. Конструкции, опор.".,,. . . .'. . . A. Общие сведения , .;.',., . . Б,, Опоры в виде башен .... B. Опоры в виде мачт , . ... .. Г. Детали . 23.2. Расход материалов ,. . • ,. . A. Опоры линий электропередач Б. .Телевизионные опоры .... B. Опоры релейных линий ... Г. Прочие опоры . .,...¦ Библиография к разделу V .,« . РАЗДЕЛ VI УЧЕТ ПРИ! ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРЕБОВАНИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, МОНТАЖА И ЭКОНОМИКИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ Глава 24 . , " ,: ', ¦ Изготовление стальных конструкций 24.1. Общие сведения . . . ¦ .' .."....... . ,24,2^ Технологические возможности предприятий, изготов- ляющих стальные конструкции ,'..«.»., A. Данные о мощности технологического и грузоподъ» емного оборудования . . .......... Б. Технологические возможности кислородной резки ¦ стали . 1 . . . . i ....»., B. Особенности конструирования деталей, изготовляе- мых холодной гибкой . „ Г. Особенности конструирования элементов с фрезе- рованными торцами . ... Д. Особенности конструирования сварных соединений Е. Особенности конструирования клепаных соединений 24.3. Конструктивные меры . борьбы с деформациями, появляющимися в результате сварки .¦¦.... А.. Общие деформации ............ Б.'Местные деформации , ,..,..».... 24.4. Допускаемые отклонения в размерах конструкций 24.5. Методика оценки вариантов проектных решений кон- . струкций по стоимости изготовления >•..•. 462 465' 470 477 478 479 481 489 495 ,4"ё 500 506 607 Б10 511 513 516 527 530 Е- 532
8 Оглавление Глава 25 Транспортирование Стр, 26.1. Перевозка стальных конструкций железнодорожным транспортом .....:.::......., 535 А. Габариты очертания погрузки, подвижного состава и приближенияс троений, степени негабаритное™, Указания по перевозке .....,...:, — Б. Определение расчетной негабаритное™ груза на кривой железнодорожного пути . ¦'.- - 537 В, Требования к членению стальных конструкций на отправочные элементы ............ 542 Г. Стоимость перевозки стальных конструкций по железным дорогам общего назначения , — 25.2. Перевозка стальных конструкций автомобильным транспортом — 25.3. Перевозка стальных конструкций морским транспор- том 544 25.4. Перевозка стальных конструкций речным транспор- том . . .., „ -:. , 1 . 547 25.5. Перевозка стальных конструкций воздушным транс- портом . . к к к • < • и , и ....*- . t — Глава 26 Монтаж 26.1. Основы современного производства монтажных работ 648 26.2. Монтажное оборудование . . . . 549 А. Подъемные краны . . ..'... — - Б. Оборудование для малой механизации работ . , — 26:3. Допускаемые отклонения от проектных размеров и положений ! . ч . — 26.4. Требования к геометрической схеме сооружений . — 26.5. Монтажные нагрузки и временное усиление конст- рукций . . . 550 26.6. Требования к монтажным узлам. Монтажные инст- рументы н приспособления .......... «в л Глава 27 Экономика промышленного производства стальных конструкций 27.1. Себестоимость продукции (издержки производства) при промышленном изготовлении стальных конст- рукций , 551 А.1 Порядок оценки стоимости стали ....... — Б. Порядок оценки трудовых затрат . ...... 55S 27,2: Цеиы на стальные конструкции . ....... 561 27.3. Экономическая эффективность применения сталей повышенной прочности . . „„........ 565 Приложение ¦ , 567 Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к раз- делу VI :. • , Библиография к разделу VI «.....:..., РАЗДЕЛ VII. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Глава 28 Материалы и их использование -28.1. Область применения ........... - / Стр. 28.2. Характеристика материалов . 571 28.3, Сортамент ....,..........;, 576 Глава 29 Проектирование 29.1. Расчетные сопротивления й предельные деформации 578 _ 29.2. Особенности расчетами конструирования 580 A. Центрально сжатые элементы - — Б. Внецентренно сжатые элементы 581 B. Изгибаемые элементы ... . -. 585 Г. Местная устойчивость стенок и полок центрально сжатых н сжато-изогнутых элементов 586 Д. Устойчивость стенок балок ......... 589 29.3, Конструктивные и технологические указания ... 591 Глава 30 Примеры конструктивных решений Приложение . , . . . J, 599 Перечень Государственных .стандартов (ГОСТ) и АМТУ к разделу VII : : : : , . — Библиография к разделу VII — РАЗДЕЛ VIII. ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Глава 31 Виды предварительного напряжения 31.1. Предварительное напряжение, создаваемое натяж- ным устройством '«-..«..... 601 А, Основные положения ...и. — Б. Предварительно напряженные элементы н конст- рукции ; , 602 31.2. Предварительное напряжение, создаваемое видоиз- менением эпюр напряжений 611 31.3. Предварительное напряжение, создаваемое' регули- рованием эпюр изгибающих моментов ...... — 31."4. Предварительное напряжение, создаваемое для по- вышения жесткости конструкций . . 612 Глава 32 — Особые случаи предварительного напряжения 32.1. Работа предварительно напряженной нити на сжатие — 32.2. :Новые системы . . . .... 613 А. Консольная балочно-рамная система ..... — Б. Оболочки „- — 32.3. Сетчатые перекрытия ¦. . . '614 Приложение ....'.«...,......,, 616 Перечень Государственных стандартов (ГОСТ) к раз- , делу VIII . ' — 69 Библиография к разделу- VIII — .
ВВЕДЕНИЕ В настоящем справочнике рассматриваются основ- ные вопросы выбора рациональных конструктивных форм зданий и сооружений и освещаются вопросы со-: временного состояния и дальнейшего развития металли- ческих конструкций. В справочнике сжато и системати- зированно изложены основные положения и. данные, ¦необходимые при проектировании металлических кон- струкций. Предполагается, что проектировщик, разраба- тывая те или иные конструктивные формы, будет руководствоваться при решении инженерных задач ос- новными принципами и методами, созданными передо- вой советской школой проектирования металлических конструкций, прошедшей большой путь развития и в настоящее время занимающей ведущее место в миро- вой строительной технике. Начало применения в России металлических конст: рукций относится к XVIII в., но более широкое примене- ние и развитие они получили в XIX в. К началу XX в. отечественными инженерами были созданы рациональ- ные конструктивные формы сооружений из стали, ориги- нальные по замыслу и выбранные на основе анали- за веса конструкций. ' В советский период, к началу первой пятилетки, проектирование металлических конструкций основыва- . ло'сь на развитии лучших достижений отечественной и зарубежной строительной техники. Однако технические решения зарубежных школ проектирования металличе- скйх конструкций промышленных зданий и сооружений во многом уступали решениям советской школы и не могли полностью отвечать требованиям, основанным на комплексном изучении факторов, определяющих выбор наиболее рациональных конструкций, их весовых, эксплуатационных и других показателей. Объяснялось это тем, что одни зарубежные школы проектирования основывались на теоретическом расчете в выборе конструктивной формы и рассмат- ривали каждое, сооружение как уникальное; другие школы, стремясь к максимальному снижению трудоем- кости изготовления конструкций, /Приходили к прими- тивным решениям, утяжелявшим, конструкции. Наша советская школа проектирования характери- зуется аналитическим методом рассмотрения поставлен-, ных задач и решением их на основе трех ведущих 2—915 принципов—экономии металла, снижения трудоемкости изготовления и упрощения монтажа, чем обеспечивается снижение стоимости и ^сокращение сроков строительст- ва при одновременном удовлетворении всех других требований. Анализируя конструктивные формы сооружений из металла, можно отметить три периода в их развитии: 1. Дореволюционный — когда выбор конструктивной формы был подчинен экономии металла И основан на теоретически оптимальной схеме, чему особенно способст- вовало широкое развитие строительной механики в конце XIX'и начале XX вв. 2. Послереволюционный -г- когда выбор конструк- тивной формы, также подчиняясь, принципу экономии металла, испытывал влияние перехода от кустарных способов изготовления и монтажа к механизирован- ным. Несоизмеримые по сравнению с прошлым масш- ; табы строительства, положив начало индустриальному изготовлению металлических конструкций, выдвинули проблему резкого увеличения. выпуска металлических конструкций и снижения их трудоемкости на базе мак- симального использования современного оборудования заводов-изготовителей. В соответствии с развитием социалистической эко4 ломики нашей страны были поставлены новые требова- ния, важнейшими из которых наряду с экономией ме- талла становятся снижение трудоемкости изготовления и монтажа, а также обеспечение требуемой долговечно- сти при значительно более .сложных условиях эксплуа- тации. ! ' , При выборе оптимальных технологических пара- метров, учете возможного возрастания нагрузок^ си- стематизации технологических требований и при-необхо- димости повышения капитальности сооружений, обеспе- чивающей как моральную, так и физическую долговечность, стала необходимой совместная работа . проектировщиков и технологов. .В этот период был создан первый у нас в стране «Справочник по металлическим конструкциям». Однако- его содержание было в то время ограничено расчетными таблицами и нормами проектирования. 3. Послевоенный — когда конструктивная форма наравне с требованием высокого качества металлических конструкций (в особенности в отношении физического
10 , Введение и морального износа для обеспечения дальнейшего раз- вития технологического процесса) подчинилась требова- ниям экономии металла, индустриализации изготовле- ния и скоростного монтажа. На первый план выдвину- лись, с одной стороны, вопросы стандартизации, основанные на использовании новейших методов произ- водства (сварки, газовой резки, механической обработ-: ки «а' высокопроизводительных агрегатах и др.), ас другой — вопросы скоростного монтажа крупными бло- ками, основанного на превращении, строительного про- цесса в высокомеханизированную сборку отдельных укрупненных блоков. Эти тенденции требовали создания конструктивных форм типовых сооружений, 'основанных на модульности . многократно повторяющихся стандартных элементов, обеспечивающей серийное изготовление их на постоян-. нЫх приспособлениях (автоматических установках, кон- дукторах, станках и т. д.). Развитие скоростного монта-( жа потребовало конструкций с простыми и надежными сварными монтажными роединениям и, обеспечивающи- ми быструю установку и выверку элементов. При этом предусматривается разделение, сооружения на, монтаж- ные, элементы, увязанное с методами и средствами мон- тажа, а также тщательная разработка системы монтаж- ных допусков, приспособлений и узлов. Вместе с тем снижение трудоемкости, изготовления и монтажа сочет тается с повышением капитальности и долговечности со- оружений. . Л .,.''., Аналитическая работа над, конструктивной формой становится предпосылкой развития конструкторской мыс- ли советской школы проектирования.. ' В силу этого нахождение оптимальной конструктив- ной формы и определение,: законов ее образования , основываются как на, методе сравнения возможных оптимальных вариантов, так и на методе аналитическо- го рассмотрения основных зависимостей изменения веса, трудоемкости и стоимости^ При. этом в начальной стадии выбора конструктивной формы применяется только сравнение,вариантов,, а в последующей стадии¦*- анали- тический метод установления оптимальных соотношений параметров конструктивной- формы сооружения и его элементов. " Таким образом, в основу создания конструктивной 1 формы должны быть'положены: а) критическое сравнение и сопоставление возмож- ных решений путем опытного проектирования; б) анализ весовых и геометрических характеристик с точки зрения улучшения конструктивной формы; в) вывод ( аналитических зависимостей и формул законов изменения веса, трудоемкости изготовления и Стоимости стальных конструкций; г) выявление взаимосвязи методов расчета (стати- ческой работы) и формообразования отдельных элемен- тов конструктивных схем; д) влияние требований точности изготовления на конструктивную форму; е) экспериментальная проверка. В настоящий период развернутого строительства коммунизма основными факторами, определяющими формообразование металлических конструкций, явля- ются, кроме требования технологии того или иного вида производства, наименьшего расхода металла на едини- цу объема сооружения и снижения трудоемкости из- готовления и монтажа конструкций, также/скорость возведения с наименьшей затратой времени на весь' комплекс монтажа металлических конструкций агрегата, снижение себестоимости строительства и повышение производительности труда. Конструктивная форма зда- ния и сооружения должна вытекать из условий техно- , логического процесса-и удовлетворять, определенным требованиям, важнейшими из которых являются: прочк ность, жесткость,, устойчивость и долговечность вдааия или сооружения. ' • ¦ - Прочность и жесткость основных несущих элемен- тов обеспечивают наилучшие условия для данного тех- нологического процесса. Прбчность во времени обеспе- чивает физическую долговечность конструкций, которая должна сочетаться с моральной долговечностью в смыс- ле обеспечения возможности эксплуатации на установ- ленный период развития технологического, процесса бе» коренного изменения конструктивной формы. Требования технологии в первую очередь определя- ют генеральные размеры общих габаритов конструкции. Выбирая оптимальные соотношения основных,парамет- ров конструктивной формы, необходимо обеспечивать перспективное развитие технологического процесса с точки зрения ^размещения оборудования, увеличения . агрегатов и нагрузок (от кранов, давлений, температу- ры и др.). " . Требования экономичности предъявляются не только к несущим, ;но и к ограждающим металлическим кон- струкциям. Принимая принцип совмещения несущих и ограждающих функций в одной конструкции и тем са- мым концентрируя материал, можно достигнуть эконо- мии металла. ._ • '¦¦'¦'•¦:.'¦'.-!' Анализируя-конструкции при помощи расчета, не- обходимо придавать элементам форму,, обеспечивающую прочность, малую деформативность и устойчивость при минимальных затратах металла. Правильное определение ¦веса конструкций и установление оптимальных соотно- ¦ шений параметров при компоновке схем зданий и соору- жений позволяют существенно снизить "расход металла. Значительные нагрузки на элементы сооружения выдвигают необходимость создания несущих конструк- ций, способных сконцентрировать в себе основную на- грузку, что позволяет наиболее эффективно применять сталь повышенной прочности и тем самым обеспечивает экономию металла. - Трудности, возникающие при разработке металли- ческих конструкций зданий и сооружений, требуют особого внимания к выбору статических схем и методов расчета. Применение расчета по предельным состояниям,
Введение 11 основанного на правильном выборе дифференцирован- ных коэффициентов, учитывающих условия работы, ха- рактеристику материала и силовые воздействия,^позво- ляет снизить вес конструкций. \ Итак, конструктивная форма, сочетающая в себе не- сущие, и Ограждающие функции, применение принципа концентрации материала в основных мощных элементах и, наконец, выбор соответствующих статических схем и методов расчета наиболее полно отвечают требовани- ям экономии металла. Для снижения трудоемкости' изготовления отдель- ных элементов на современных заводах металлических конструкций требуется компоновать различные объемно* планировочные решения путем применения типовых и стандартных элементов, сокращать количество типораз- меров элементов сооружений, стремиться к максималь- ной взаимозаменяемости и повторяемости элементов и, наконец, применять поточные линии, кондукторы и дру- гие приспособления, повышающие производительность труда: Таким образом,, фактор снижения трудоемкости, из- готовления металлических конструкций предопределяет основные решения их конструктивной формы в направ- лении соответствия возможностям и требованиям про- изводства, повышения производительности труда и сни? жения'стоимости изготовления. Скоростное возведение сооружений путем перехода на сборное, поточное строительство стало основным принципом, позволяющим максимально механизировать производственный. процесс и вести сборку сооружения^ из индустриальных -крупноразмерны* элемедтов. При этом конструкции должны состоять из крупноблочных элементов с простыми и надежными монтажными соеди- нениями, обеспечивающими индустриальное изготовле- ние .конструкций в виде законченных монтажных эле- ментов с необходимой точностью. Таким" образом, методы высокомеханизированного монтажа обусловли- вают необходимость применения блоков больших габа-S ритов и веса, что значительно упрощает монтаж, со- кращает объемы сварочных работ и, следовательно, трудоемкость монтажа, а в конечном счете.—сроки и стоимость строительства. Наши проектировщики и монтажники основываются на следующих принципиальных предпосылках: ведение ¦работ по Совмещенному скоростному графику; мини-" мальная трудоемкость работ на высоте; применение монтажных механизмов большой производительности и ' грузоподъемности и внедрение системы монтажа крупными блоками. Одновременно для эффективности использования всех преимуществ сборного строительства решающим является повышение качества изготовления конструкций, упрощение монтажных соединений и ме- ханизация установки отдельных элементов сооружений. Внедрение технологии монтажа укрупненными эле- ментами позволяет совместить монтаж конструкций с возведением фундаментов, резко сократить общие сроки 2* строительства и осуществлять на заводе-поставщике значительную часть трудоемких работ по пригонке, аболчиванию, Сварке и клсгаке отдельных элементов. Это, о свою очередь, О'бусловливает необходимость выбора конструктивных форм монтажных элементов в виде про- странственных блоков, прочных и жестких при подъеме и установке. Все эти основные факторы формообразования часто противоречат друг другу- Задача проектировщика за- ключается в том, чтобы отыскать решение, в наибольшей степени сочетающее все эти требования, т. е. оптималь- ное решение, соответствующее современному развитию науки и техники в этой области. Настоящий справочник базируется на основных до- стижениях передовой советской школы проектирования, а также современных методах изготовления и монтажа металлических конструкций.. За последний период эти достижения характеризуют- ся следующими данными: а) снижение расхода металла на квадратный метр зданий и сооружений в течение последних 20 лет до 30—40%. В настоящее время средний расход металл» на один квадратный метр площади всех зданий с метал- лическим каркасом составляет 125 кг/м2; б) уменьшение трудоемкости изготовления ка 45— 60% против 1929 г.; в) повышение выработки на одного рабочего более чем в 4 раза против 1938 г.; г) уменьшение трудоемкости монтажа на 60% про- тив 1938 г. ...' Грандиозная перспектива строительства в СССР на ближайшие 20 лет требует всестороннего развития строительной индустрии и в первую очередь сборного железобетона, объёмы производства которого возрастут примерно в 10 раз. Это позволит в значительной степе- ни заменить металлические конструкции там, где они менее целесообразны. Проблемы дальнейшего развития металлических конструкций тесно связаны с намеченным программой КПСС ростом, строительной индустрии и техническим прогрессом металлургической промышленности и сва- рочного производства, что обеспечивает значительное увеличение выпуска стали повышенной и высокой проч- ности, легких алюминиевых и других сплавов, а также более рациональных профилей проката для строитель- ства. 'Развитие сварочного производства на основе при- менения наиболее прогрессивных методов машинной сварки позволит обеспечить выпуск сварных профилей различной формы и организовать поточное их произ- водство. Увеличение объемов строительства приведет к абсо- лютному росту применения металлических конструкций за ближайшие 20 лет в несколько раз. Вместе с. тем расширение области применения сборного железобетона, внедрение стали повышенной прочности, алюминиевых
12 Введение аплавов и использование других факторов технического прогресса позволит сократить удельные нормы расхода стали на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ при- мерно'вдвое. Это означает дальнейшее снижение относи- тельного потребления металлических конструкций в строительстве примерно на 30—40%. В прошедшем двадцатилетии проблема экономии стали решалась в основном путем замены клёпаных конструкций сварными, применения более точных мето- дов оасчета и совершенствования принципиальных схем. В текущем двадцатилетии, поскольку указанные выше источники экономии почти полностью исчерпаны, реше- ние этой проблемы должно идти новым путем с учетом: вытеснения металлических конструкций сборными же_- лезобетонными; расширения области применения стали повышенной и высокой прочности; применения более эффективных и более экономичных сортаментов прокат- ных ^профилей; внедрения алюминиевых сплавов; раз- работки новых прогрессивных конструктивных форм зданий и сооружений и применения прогрессивных ме- тодов расчета сооружений. В основе этого пути лежат последние достижения строительной механики и теории пластичности, внедрение машинной техники расчета и учет действительной работы конструкций. Перспективным планом развития металлургической промышленности предусматривается значительное рас- ширение производства стали повышенной и высокой прочности, что позволит к 1980 г.' увеличить объем их применения в - 'строительстве, в результате чего общий расход стали к концу плакируемого периода несколько ¦ уменьшится. ¦¦¦' Существенное снижение расхода стали может быть гакже достигнуто в результате внедрения новых видов эффективных горячекатаных и холодноформованных профилей. Дальнейшая модернизация прокатного произ- водства и создание новых широкополочных станов поз- волят увеличить- объем применения более эффективных профилей. Наряду с этим расширится объем применения авар.ных профилей трубчатого, таврового и двутаврово- го сечений, а также холодноформованных профилей от- крытого и закрытого сечений. Если в общем объеме изготовленных сварных конструкций будет уменьшено около 40% экономичных горячекатаных, 8% сварных и 4% холодноформованных профилей, то возможная эко- номия металла от потребления указанных профилей доставит около 10% общего объема металла в конструк- ЙИЯХ. - . Значительный эффект, может быть получен также в;результате внедрения в строительство алюминия, • объем производства которого к концу семилетки увели- чится в 3 .раза. В дальнейшем производство алюминия ' будет развиваться еще более ускоренными темпами, что позволит применять несущие алюминиевые конструк- ции вскоре в размере 8.—10% от общего объема по'треб- ) ления. металлических конструкций. Это позволит заме- нить более 15% общего расхода стального проката и обеспечит абсолютную весовую экономию стали около 8,5% о'бщей потребности. Все эти факторы существенным образом будут влиять на качество конструктивных форм и на их технико-экономические показатели, так /как в значительной мере экономия металла и снижение тру- доемкости изготовления и монтажа зависят от самих конструктивных форм. Использование всех перечис- ленных факторов, влияющих на экономию металла, по- зволит в ближайшее врем.я снизить вес стальных кон- струкций зданий и сооружений примерно на 30—35%. Конструктивные формы зданий и сооружений долж- ны будут создаваться на основе прогрессивных принци- пов советской школы проектирования и особое развитие должны получить: а1 компоновка объемно-планировочных решений, учитывающая требования технологического процесса производства, индустриализацию строительства, эконо- мию металла, снижение трудоемкости изготовления и монтажа конструкций и удешевление строительства]. б) концентрация металла в основных несущих кон- струкциях; ! в) использование напряженных растянутых поверх1 ностей одинарной и двоякой кривизны, а также Байто- вых систем с применением высокопрочных проволок в тросов; ,' , г) предварительное напряжение конструкций; д) применение конструкций из легких спла*вов в пластмаср; * е) применение комбинированных систем" с исполь- зованием различных сочетаний: стали — железобетона, стали — алюминиевых сплавов, алюминиевых сплавов-— пластмасс и т. п.; ж) унификация и стандартизация конструктивны*' элементов и сооружений в целом. ' Уже сейчас ведутся работы по созданию предвари- тельно напряженных металлических конструкций путем искусственного регулирования усилий. Эффективность этого направления заключается в том, что проектиров- щик получает возможность регулировать распределе- ние усилий в выгодном для работы отдельных элементов или системы в целом направлении, т. е. активно вмеши- ваться в работу системы. Появляется-полная возмож- ность создавать системы из высокопрочных тросов, ра- ботающих не только на растяжение, но и на сжатие в результате предварительного напряжения элементов, не превышающего возможных сжимающих усилий. Осуще- ствление идеи предварительного напряжения как целых систем, так и отдельных элементов позволяет создавать большое многообразие конструктивных форм зданий и сооружений с высокими технико-экономическими по- казателями и обеспечивает снижение веса указанных зданий и сооружений в пределах. 20%. Еще в 80-х годах прошлого века при проектировании павильонов Нижегородской ярмарки акад. В. Г. Шухов правильно оценил экономичность систем висячих покры- тий, основанных на работе растянутых элементов. В на-
Введение 13 ше время в условиях применения высокопрочной,стали и легких ограждающих конструкций воплощение этой идеи позволит создать высокоэффективные конструктив- ные формы больших пролетов с применением растянутых поверхностей различной кривизны i и формы. В последние годы несущие конструкции из алюми- ниевых сплавов получили общее признание.Наши и за- рубежные исследования показывают, что, начиная с пролетов 50 ж и более, такие конструкции оказываются экономичнее стальных. Особенно эффективными явля- ются подвижные конструкции крановых мостов, кранов- перегружателей, разводных мостов и др. Но наиболее широкое применение алюминиевые сплавы найдут в ограждающих конструкциях, на которые предполагается израсходовать к концу 1980 г. две трети потребления алюминиевых сплавов, в строительстве. Влияние всех перечисленных выше факторов техни- ческого прогресса в области развития конструктивных форм и методов производства металлических конструк- ций позволит повысить производительность труда на за- водах-поставщиках в два раза, а на монтаже — на 60%. Создавая настоящий справочник, авторы стремились отразить результат быстрого поступательного разви- тия советской школы проектирования металлических конструкций и содействовать внедрению новых прогрес- сивных конструктивных форм и методов расчета, разработанных за последние десятилетия в СССР и за рубежом. При этом ставилась задача дать материал, позволяющий учитывать требования и перспективу дальнейшего развития методов изготовления и монтажа металлических конструкций. Обобщались важнейшие идеи и тенденций в области развития индустриализации возведения металлических конструкций, применения но- вых методов расчета, изготовления и монтажа, а также новых материалов и типов соединений и конструкций. Справочник предназначается для широкого круга специалистов-проектировщиков и строителей металличе- ских конструкций, студентов, аспирантов, преподавате- лей вузов и др. Для удобства пользования весь справочник разбит на 8 разделов., охватывающих основные вопросы проек- тирования металллических конструкций промышленных зданий и сооружений. Распределение материала по раз- делам производилось соответственно характеру темати- ки, типам зданий и сооружений; помимо вопросов не- посредственного проектирования, включены неразрывно связанные с ним сведения по материалам, промышлен- ному изготовлению, транспортированию, монтажу и экономике стальных конструкций. Для каждого типа сооружения даются: краткая ха- рактеристика особенностей его работы; классификация и различные виды данного типа; перечень конструкций, входящих в состав сооружения; особенности конструк- тивных форм; рекомендации по выбору и компоновке схем сооружений и по применению марок стали; на- грузки и особенности расчета; конструктивные требова- ния; существующие типовые конструкции; расход стали и некоторые другие данные. При изложении этих во- просов даются сведения о возможных и рациональных путях дальнейщего развития конструкций, технологичен ских процессов, материалов и пр. Степень детализации отдельных вопросов в спра*' вочнике предусмотрена с учетом существующей литера- туры с тем, чтобы большее внимание уделить основным вопросам, мало освещенным в литературе. Указания по расчетам отдельных видов конструкций даны без изло жения общихметодов расчета, а только в виде рекомен- даций по применению методов расчета и изложения упрощенных приемов расчета, а также в виде расчетов специальных типов конструкций, не изложенных в рас- четно-теоретическом справочнике. В конце разделов помещены списки литературы, от- носящиеся к соответствующим разделам. 1 раздел справочника помогает в решении особо важного вопроса — правильного назначения марки стали для данной конструкции, что связано не только с эконо- мической целесообразностью, но и с вопросами надеж- ности и необходимой долговечностью сооружения. Реко* мендации даны на основе большого опыта применения стальных конструкций в различных условиях и изучения свойств стали разных марок. ' Серьезного внимания при проектировании требует вопрос возможности хрупкого или вязкого разрушения стали, зависящего от качества стали и условий ее рабо- ты, в основном от температуры и характера напряжен- ного состояния. Склонность стали к хрупкому разрушен вию увеличивается с понижением температуры, неравномерностью напряженного состояния, а также с переходом от одноосного напряженного состояния к двухосному и еще более — к трехосному напряженному состоянию. Поэтому в конструкциях, подвергающихся воздейст- вию низких температур, , должна применяться сталь, обладающая достаточной вязкостью ' при низких тем- пературах; при этом необходим учет характера расчет- ного напряженного состояния. Наряду с этим должны приниматься все необходимые конструктивные меры, обеспечивающие невозможность возникновения нерасчет- ного напряженного состояния (концентрации напряже- ний, перенапряжения и пр.). Ряд таких конструктивных мер приведен в главе 2. В разделе II при рассмотрении каркасов зданий даны подробные рекомендации к выбору наиболее про- стого метода расчета поперечных рам и даны примеры таких расчётов. Расчеты каркасов даны применительно к расчленению их на плоские системы, но параллельно даны указания по'учету пространственной/ работы каркаса. В примерах даны последние решения главных зда- ний мартеновских и конвертерных цехов с большегруз- ными печами и новыми конструктивными решениями (совмещенная подстропильно-подкрановая конструкция,
14 Введение щитовая рабочая площадка с ортотропным настилом к пр.). В III разделе рассматриваются вопросы перекрытия больших пролетов конструкциями различных схем и да- ются общие указания по их проектированию с рекомен- дациями по применению и примерами выполненных перекрытий. Хотя не все примеры взяты из практики про- мышленного строительства, но любое из таких покрытий может найти применение в промышленном строительстве. В IV разделе излагаются данные по листовым кон- струкциям и содержатся необходимые сведения по расче- ту оболочек и учету краевого эффекта. В этом разделе •уделено внимание .новейшим конструкциям и дальней- шему их совершенствованию (доменные печи 2000 и 2700 Л43, сухой газгольдер переменного объема с гибкой связью поршня с корпусом и др.), а также передовым методом изготовления и монтажа листовых конструкций (применение рулонирования, автоматической сварки под слоем флюса, сварки в защитной газовой среде, элект- рошлаковой сварки и др.). : ' V раздел содержит материалы по высоким опорам типа мачт и башен. В нем даны методы расчета кон- струкций сооружений такого типа и уделено большое внимание атмосферным нагрузкам, которые имеют осо- бое значение для этих сооружений. VI раздел содержит справочный материал по изго- товлению, транспортированию, монтажу и экономике стальных конструкций в объеме, необходимом проекти- ровщику стальных конструкций для учета требований, предъявляемых изготовлением, транспортированием и монтажом к конструктивным формам. металлических конструкций. Материал по экономике стальных конструк- ций позволяет оценить экономическую целесообразность принятых конструктивных решений. VII раздел посвящен конструкциям из алюминиевых сплавов, которые хотя и имеют в настоящее время еще ограниченное распространение в промышленном и граж- данском строительстве, но в ближайшие годы должны получить широкое применение. Придавая большое значение развитию предвари- тельно .напряженным конструкциям, в VIII разделе приведены основные положения формообразования предварительно напряженных конструкций. В нем при- ведены» основные способы создания предварительного напряжения и даны некоторые конструктивные решения новых систем. Наряду с индивидуальными проектами сооружений, в справочнике приведено большое количество типовых проектов, получивших в последнее время широкое рас- пространение. Отдельные части справочника написаны следующими авторами; Введение*—канд. техн. наук Н. П. Мельни- ков; глава 1 — инж.' В. И; Зелятров; глава 2 л. 2.1—2.4— канд. техн. наук X. М. Локшин и инж. Л. С. Курдан;- п. 2.5—.инж. Е.. X. Манаков и приложение 1 — инж. Е. Л. Тилина;. глава. 3 —3. И. Брауде; ' глава. 4 п. 4.1, А —И—канд. техн. наук М. Д. Духовный; п. 4.1, К — инж. А. И. Бежевец и п. 4.2 —инж. Б. Н. Шумилин; гл. б п. 5.1 —- канд! техн. наук М. Д. Духовный; гла- ва 6 — инж. 3. И. Брауде; глава 7 —инж. А. И. Беже- вец; глава 8—п. 8.1—инж. А. И. Бежевец и п. 8.2 — янж. А. О. Пельтцер; глава 9— п. 9.1 инж. Я. Н. Шпаер и п. 9.2 — 9.3 — инж. В. И. Кувшинов; главы 10, 11, 12, 13 и 14 —инж. М. Д. Гурари и инж. А. И. Петраков; глава 15—инж. В. Я- Миллер; глава 16 —инж. Л. А. Ефремович; глава 17—инж. А. Ф. Лилеев; глава 18 —инж. Л. А. Ефремович; глава 19 — инж. В. Я- Мил- лер; глава 20 — п. 20.1, И —инж. М. Я. Лаут и п. 20.1, А — 3 и п. 20.2 инж. А. Ф. Лилеев; главы 21, 22 и 23 — инж. А. Т. Соколов; глава 24 — канд. техн., «аук М. М. Сахновский и канд. техн. наук А. С. Чесноков; глава 251—инж. Л. И. Левин; глава, 26—засл. деят. науки и техн. В. В. Ликин; глава 27— инж. Л. С. Фрид- ляяд;.главы 28,29,30—flJp техн.наук проф. С. А. Илья- севич, главы 31, 32 — инж. В. М. Вахуркин.
РАЗДЕЛ I ОБЩАЯ ЧАСТЬ ГЛАВА 1 МАТЕРИАЛЫ И СОРТАМЕНТЫ 1.1. СТАЛЬ И ЧУГУН, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ; ЭЛЕКТРОДЫ А. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА СВОЙСТВА СТАЛИ Таблица 1.1 Влияние химических элементов на свойства стали Элементы Углерод . . . Кремний Сера . . Фосфор , Марганец Никель . Хром . . Медь Ванадий Молибден Титан . . Алюминий а> 1 XX X + XX X X X О X X X О , S ¦ 2 >¦ •' о.* X X + X X X X О X X X О к ¦ Ч Si ¦ <u к . н X ¦ Я ш <-> я 2 я ++ *- ++• *¦ о о ¦¦¦::¦ + *. О • О б о з н а ч е ни я: X X — сил чивает; +-)—• сильно уменьшает; зывает заметного влияния. ' '1 XX X '¦ + X X X. X О X X X О ьно yi + — /В.-й ¦ о,2 ¦ «S ¦¦"+- ++ + ++ X X X 0 0 0 ¦¦ + +• !6ЛИЧИ рменьи л н Е о> Ю S ¦ Он та ffl и + + 0 + о о 0 0 х ч X X 0 вает;. 1ает; С « «а й s° si-. ¦Мо О 'л + 0 X X X X XX X X 0 0 я с: о .к .'¦ 0 0 0 XX 0, о 0 ' 0 0 0 0 0 X — увели- ) — не ока- Б, СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА i Рекомендации по назначению условий поставки стали. Для металлических строительных конструкций применяется сталь различных марок. Назначение той или иной марки, стали и условий ее поставки опреде- ляется видами нагрузок, характером действительной " работы конструкции при ее эксплуатации (повышенные или пониженные температуры, динамичность нагрузок. и др.), типом конструкции и др. Особую роль играет хрупкое разрушение стали, наиболее вероятное при низких температурах. Действующие нормы и технические условия проек- тирования стальных конструкций предусматривают ряд требований, предъявляемых к материалу элементов и их соединениям. Следует учитывать, что каждое до- полнительное требование или ограничение, предъявляе- мое к поставляемой стали, вызывает повышение стои- ' ' ' . \ ' :.' мости ее и, следовательно, должно быть обосновано. Вместе с тем, применение стали- широкого ассортимен- та (различных марок или одной марки, но с различны- ми требованиями и ограничениями) влечет за собой дробление заказа на мелкие партии и создает серьез- ные затруднения для завода, изготовляющего стальные конструкции, в части складирования и рационального использования металла! В целях унификации применяемого для стальных конструкций металла необходимо при его выборе ив дальнейшем при заказе ограничиваться небольшим - ко- личеством марок и предъявляемых требований. '.-'. , .Рекомендуемые тексты условий поставки стали.1 Рекомендуемые тексты' Охватывают условия .поставки углеродистой стали обыкновенного качества для сталь- ных строительных' конструкций производственных зда- ний и сооружений, конструкций резервуаров и газголь- деров, работающих при давлении ниже 0,7 ати, а так- же для прочих конструкций, запроектированных в со- ответствии с действующими нормами и техническими условиями проектирования стальных конструкций и другими нормативными документами, разработанными для проектирования отдельных видов стальных конст- рукций. Рекомендуемые тексты условий поставки углеро- дистой стали для сварных конструкций, предусматри- вают применение только пяти' марок стали (см. ниже); ; кроме того, для конструктивных нерасчетных элемен- тов может быть допущено' применение стали, марки СтО, заказываемой по группе Б, ГОСТ 380—60, что обеспечивает удовлетворительную свариваемость стали этой марки. , '...¦•,.' ВСт.З для сварных конструкций по подгруппе Д, ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном ;состоянйй, согласно -пу'Т9';'д и ограничения- ми отклонений по химическому составу, согласно пп,; 15 и 16, а также по ударной вязкости при нормальной температуре,, согласно п. 19, ж: ¦1) дляvконструкций, эксплуатируемых ! при расчет- ной температуре ниже минус 30е и подвергающихся непосредственному воздействию динамических и вибра-', цйонных нагрузок; 2) для подкрановых балок тяжелого (при ¦толщи-- 1 Тексты условий поставки стали составлены на, основании действующих ¦ нормативных документов и в случае их изменения подлежат соответствующей коррек- тировке.
16 Раздел I. Общая часть не элементов свыше 20 мм), весьма тяжелого и весьма тяжелого непрерывного режимов работы кранов, балок рабочих площадок главных зданий, воспринимающих непосредственное воздействие от подвижных нагрузок, а также дляч конструкций, воспринимающих непосред- ственно действующие вибрационные нагрузки. В случае особо ответственных конструкций, рабо- тающих на динамические или подвижные нагрузки и предназначенных для эксплуатации при температуре таинус 30° и ниже, необходимо требовать (по догово- рённости с заводом-поставщиком) дополнительную гарантию ударной вязкости при отрицательной темпе- ратуре, согласно п. 19. В Ст. 3 для сварных конструкций по подгруппе В, ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном состоянии, согласно п. 19, д и ограничения- ми отклонений по химическому составу, согласно пп. 15 и 16: для конструкций, эксплуатируемых при расчетной температуре ниже минус 30° и не подвергающихся не- посредственному воздействию динамических и^ вибра- ционных нагрузок., В. Ст. пс для сварных конструкций по подгруппе В, ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном состоянии, согласно п. 19, д и ограничениями отклонений по химическому составу, согласно пп. 15 и 16, а также по ударной вязкости при нормальной тем- пературе, согласно п. 19,ж; 1) для конструкций, эксплуатируемых при расчетной температуре до минус 30° и подвергающихся непосред- ственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок; 2) для подкрановых балок тяжелого .режима работы кранов при толщине элементов до 20 мм включительно. В Ст. 3 пс для сварных конструкций по подгруппе В, ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном состоянии, согласно п. 19,д и ограничения- щи отклонений по химическому составу, согласно пп. 15 и 16: 1) для конструкций, эксплуатируемых при расчет- ной температуре до минус 30° и не подвергающихся непосредственному воздействию динамических и вибра- ционных нагрузок; ,¦ . 2) для стропильных и подстропильнцх ферм, ригелей рам главных балок перекрытий, пролетных строений эстакад и т.''д.; 3) для подкрановых балок легкого и среднего режи- мов работы кранов. I В Ст. 3 кп для сварных конструкций по подгруппе В, ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном состоянии, согласно п. 19, д и ограничения- ми отклонений по химическому составу, согласно пп. 15 и 16: ' для второстепенных расчетных элементов конструк- ций, не оговоренных выше. . Марки стали и. общие технические требования. При- веденные в ГОСТ 380—60 марки стали и общие техниче- ские требования распространяются на углеродистую го- рячекатаную сортовую, фасонную*, листовую и широко- полосную (универсальную) сталь обыкновенного каче- ства, причем отдельные виды этой стали поставляются по специальным стандартам. Сталь изготовляется в мартеновских печах (спокой- ная, полуспокойная и кипящая}/ или в бессемеровских конвертерах (спокойная и кипящая) и поставляется ме- таллургическими заводами с гарантиями: по группе А — * К сортовой стали относятся полосовая, угловая, круглая ii квадратная, а к фасоииой стали — двутавры и швеллеры. механических свойств; по группе Б — химического со- става; по подгруппе В — механических свойств и хими- ческого состава. Сталь группы А выплавляется восьми марок: Ст.0; Ст.1; Ст.2; Ст.З; Ст.4; Ст.5; Ст.6 и Ст.7. Способ изготов- ления стали выбирается заводом-поставщиком, если он не был специально оговорен в заказе, и указывается в сертификате. Гарантируемые характеристики —- временное сопро- тивление и относительное удлинение при испытании на растяжение. Химический состав стали, поставляемой по этой группе, указывается в сертификате; но отклонения от норм по химическому составу браковочным призна- ком не являются. По требованию,- оговоренному в зака- зе, завод-поставщик обязан также гарантировать: 1) удовлетворительные результаты на загиб в хо- лодном состоянии (п. 11,а) —согласно табл. 1.1; 2) предел текучести (п. 11,6)—согласно, табл. 1.2; , 3) повышенную норму предела текучести (п. 11,в) для мартеновской стали марки Ст. 3 толщиной до 12 мм — не менее 25 кг/мм2*; для листовой: стали марки Ст. 3 2-го разряда — не менее 24 кг/мм2; для ста- ли марки Ст. Зкп 2то разряда — не- менее 23 кг/мм2; 4) содержание хрома, никеля и меди (п. '11,г) не более 0,30% каждого элемента; 5) содержание фосфора и серы (п. 11, д) —согласно табл. 1.4; ' г\ . ¦¦ \ 6) содержание углерода (п. 11, е) —не выше верх- него предела, указанного в табл. 1.4; 7) ударную вязкость при температуре +20'' (п. 11,ж) согласно табл. 1.6 (за исключением стали мар- ки Ст. 4); В поставляемой стали марок Ст.З и Ст.Зкп для сварных конструкций по требованию заказчика плюсо- вые отклонения от норм химического состава, указан- ные в табл. 1:5, не допускаются (п. 16). По требованию заказчика сталь поставляется в тер- мически обработанном виде, причем нормы механиче- ских свойств устанавливаются отдельными стандартами, или техническими условиями. ' , Таблица 1,2 Механические характеристики стали углеродистой , ' обыкновенного качества (по табл. 1, ГОСТ 380-60) Марка "М 0 Ст. 0 L Ст." Зкп Ст.'Зпс Ст.КЗ jg Механические|свойства при растяжении Предел текучести по разрядам тол- щины проката . в' кг/мм* ие менее разряды толщин] 1 { 12 J ¦»¦, ___ (по" табл. 1.3) ! - IJ24 ij24i - 22Й .,230 . ,.1?S1?~ '- 1 21JF 03 X 8 о. ° 3 SSS .?» *ё 8.8 'm Я >32 J38—40 41—43? :.44-47g '38—401 •41—43 44—47? Относительное удлинение в %, не менее 8» . 18 23 22 21 23 22 21 . V* А' 22 27 26 25 27 26 25 Испытание на загиб в холодном состоянии на 180е (s — толщина образца; d — диаметр оправки) d = 2s i( = 0,5j d = 0,5 s * Размерности силы и ее производных здесь и в даль- нейшей приняты по Строительный Нормам и Правилам,
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сталь и чугун 17 Разряды толщин различных видов стали принима- ются по табл. 1.3. Т а б л н ц а 1.3 Разряды толщин прокатной стали ' . Вид Листовая и широкополосная . Разряды толщин 1 4—20 До 40 , 15 2 21—40 - -.41—100 16—20 в мм 3 41—60 101—250 Более 20 Сталь группы Б выплавляется следующих' марок: мартеновская МСт.0; МСтЛкп; МСт.2кп; МСт.Зкп; МСт.З; МСт.4кп; МСт.4; МСт.5; МСт.6 и МСт.7 и бессе- меровская БСт.О; ВСт.Зкп; БСт.З; БСт.4кп; БСт.4; БСт.5 и БСт.6. В обозначении марок полуспокойной стали до- бавляется индекс «пс». Гарантируемая характеристика — химический состав согласно табл. 1.4. По требованию, оговоренному в за- казе (п._ 14), завод-поставщик обязан также гарантиро- вать: , 1) содержание хрома, никеля и меди—-не более 0,3% каждого элемента; 2) содержание меди — не более 0,2%; 3) содержание серы — не более 0,05%. Таблица 1.4 Химический состав стали углеродистой обыкновенного качества - (по табл. 2, ГОСТ 380—60) Марка Содержание элементов в % углерода кремния марганца фосфора | серы не более Мартеновская сталь М.Ст.О М.Ст.З кп М.Ст.3 Б.Ст.О Б.Ст.З кп Б.Ст.З Не более 0,23 0,14—0,22 0,14-0,22 Не более 0,07 0,12—0,3 0,3—0,6 0,4—0,65 0,07 0,045 0,045 Бессемеровская сталь Не более 0,14 Не более 0,12 Не более 0,12. Не более 0,07 0,12—0,35 0,25—0,55 0,25-0,55 0,09 0.08 0,08 0,06 0,055. 0,055 0,07 .0,06 0,06 Примечания: 1. В полуспокойной стали содержание' кремния должно быть не более 0,17 %. 2. В мартеновской стали, выплавленной из фосфористых чу- гунов, допускается содержание фосфора до 0,05 %. 3. Содержание мышьяка в стали не должно превышать 0,08 %. В мартеновской стали, выплавленной на базе керченских руд, до- пускается содержание мышьяка до 0,15 %. состава (табл. 1.5) по требованию заказчика также не допускаются. Сталь для сварных конструкций должна испыты- ватьоя на свариваемость, причем методы и нормы испы- таний устанавливаются специальным стандартом. Таблица 1.5 Допускаемые отклонения от норм химического состава ,стали при контрольном анализе в готовом прокате (по табл. 3, ГОСТ 380—60) При контрольном анализе в готовом прокате не до- пускаются отклонения от норм химического состава, превышающие приведенные в табл. 1.5. При поставке стали марок ВСт.З и ВСт.Зкп для сварных конструкций плюсовые отклонения от норм хи- мического состава (табл. 1.5) не допускаются. При по- ставке стали марок МСт.З и МСт.Зкп для сварных конструкций плюсовые отклонения от норм химического Способ изготовле- ния стали Спокойная Кипящая Допускаемые отклонения в % углерода +0,03 -^-0,02 +0,03 —0,03 кремния +0,03 —0;02 - марганца +0,05 —0,03 +0,05 —0,04 фосфора +0,005 +0.006' серы +0,005 +0,006 Сталь подгруппы В выплавляется мартеновским способом следующих марок: ВСт.2кп; ВСт.Зкп; ВСт.З; ВСт.4кп; ВСт.4 и ВСт.5. В обозначении марок полуспо- койной стали добавляется индекс «пс». Гарантируемые характеристики: 1) предел текучести, временное сопротивление и от- носительное удлинение при испытании на растяжение — согласно табл. 1.2. Для стали марки ВСт.Зкп 2-го раз- ряда предел текучестй~должен быть не менее 23 кг/мм2; 2) верхние пределы содержания углерода, серы и фосфора, а для спокойной и полуспокойной стали также и кремния — согласно табл. 1.4; 3) содержание хрома, никеля и меди — не более 0,3% каждого элемента. По требованию, оговоренному в,заказе (п. 19), за- вод-поставщик обязан также гарантировать: 1) содержание серы — не более 0,05%; 2) содержание кремния в спокойной стали марок ВСт.З —от 0,12 до 0,22%, а для марок ВСт.4 и ВСт.5 — от 0,12 до 0,25%; 3) суммарное содержание хрома, никеля и меди — не более 0,6%; 4) .содержание мышьяка — не более 0,08%; " 5) удовлетворительные результаты испытания на загиб в холодном состоянии — согласно табл., 1.2; 6) ударную вязкость при температуре +20° для проката толщиной 12—25 лш—^ согласно табл. 1.6; Таблица 1.6. Ударная вязкость стали при нормальной температуре (+20°С) (по табл. 4, ГОСТ 380—60) Марка Ст.З Вид проката Лист Широкополосная сталь Фасонный н сор- товой прокат ^Расположение образца Поперек про- катки Вдоль прокатки То же Ударная вяз- кость в кгм/см' не менее 7 8 10 7) ударную вязкость после механического старения для листовой стали марки ВСт.З толщиной 12—20 мм— не. менее 3 кгм/см2; l J
18 Раздел 1. Общая часть 8) ударную вязкость при температуре —20° для ли- стовой стали марки ВСт.З толщиной 12—20 мм — не ме- нее 3 кгм/см2 . В. СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ГОРЯЧЕКАТАНАЯ ДЛЯ МОСТОВЫХ КСЖСТРУКЦИЙ На углеродистую: мартеновскую листовую, широко- полосную (универсальную), фасонную и сортовую сталь, применяемую для мостостроения, распространяются тех- нические требования по ГОСТ 6713—53. Сталь изготов-. ляется марок М16С и Ст.З мост, (спокойная и кипящая). Ст.З мост, спокойная применяется также для кон- струкций промышленных сооружений, воспринимающих динамические нагрузки и работающих при температуре —40° и ниже. _'".'¦ Поставляемая сталь должна соответствовать по хи- мическому составу данным табл. 1.7 и по механическим свойствам при испытании на растяжение — данным табл. 1.8. ¦). \ Таблица 1.7 Химический состав стали мостовой (по ГОСТ 6713—53) Марки М16С Ст.З'мост. Химический состав в .% углерод \ марганец 1 кремний 0.12—0,2 ;0,14—0,22 0,4-0,7 0,4—0,65 0,12—0,25 0,15—0,3 - сера> <0,045 <0,05 фосфор <0,04 <0,045 Таблица 1.8 Механические свойства стали, мостовой* при испытании иа растяжение (по ГОСТ 6713—53) Марки и я ; О м О) 5* 1, li Относительные для длинного образца S,0 — ' *.' s о.Я 5 ° та ° о о 3 Я Я листовой и широко- полосной стали удлинения в % для короткого , образца Ss S § § & ?,¦&* о о о S к листовой и широко- полосной _ стали Относительное суже- ние площади попереч- ного сечения в % , не менее Ш16С„ Ст.З мост. 23 24 38 38 24 24 22 22 28 28 26 26 50 50 Допускаемые отклонения химического состава при контрольном анализе стали от указанных в табл. 1.7 приведены в табл. 1.9. . В стали марки М16С содержание хрома, никеля и меди не должно превышать 0,3% (каждого 'элемента). Нормы относительного удлинения распространяются на листовую и широкополосную сталь толщиной 8—20 мм; uaj сортовую и фасонную сталь толщиной 8—40 мм. Для стали толщиной менее 8 мм допуска- Таблица 1.9 Допускаемые отклонения химического состава стали марки Ст: 3 мост . Элементы Углерод . . . . . v . . ., Кремний . . ¦. . . . ¦. . . Ниже нижнего предела 0,02 0,03 0,02 Выше верхнего предела 0,03 0,05 . 0,03 ется понижение относительного удлинения на^1% (аб- солютный) на каждый миллиметр уменьшения толщины. Для листовой и широкополосной стали толщиной более 20 мм, а также для сортовой и фасонной стали толщи- ной более 40 мм допускается понижение относительного удлинения'на 0,25% (абсолютных) на каждый милли- метр увеличения толщины,"но не более чем на 2%;для листов и, полос толщиной до 32 мм и не более чем на 3% для листов'и полос толщиной более 32 мм, а также для сортовой и фасонной стали. По требованию, оговоренному в заказе, временное сопротивление стали марки Ст. 3 мост, должно быть не более 52 кг/мм2. Сталь испытывается на загиб в холодном состоя- нии на угол 180° при толщине до 25 мм до соприкосно- вения сторон, при большей толщине—вокруг оправки ди- аметром, равным толщине стали. На образцах в местах сгиба не должно быть трещин, надрывов и расслоений. Ударная вязкость, стали марки Ст. 3 мост, опреде- ляется при нормальной температуре7и при температуре —20°. Ударная вязкость стали марки М16С определяется при температуре —20° и при нормальной температуре, после старения заготовки для образцов по методу, ука- занному в п. 28 ГОСТ 6713—53. Значения ударной вяз- кости по данным таких испытаний должны соответство- вать табл. 1.10.' Таблица l.ie Ударная вязкость стали мостовой (по ГОСТ 6713—53) 1 Профиль проката и распо- ложение образцов Листовая н широкополосная: на продольных образцах на .поперечных образцах Сортовая и фасонная иа про- дольных образцах. Ударная вязкость в кгм/см", > не менее при нор- мальной темпера- туре 8 7 10 при тем- пературе -20SC 4 3,5 4 после старения 4 3,5 ;.;5. Величина действительного зерна в стали марки М16С определяется по ГОСТ 5639—51 у поверхности и в середине (по толщине) проката. Эта величина указы- вается в сертификате, но не служит браковочным приз- наком. По форме, размерам и допускаемым отклонениям сталь должна удовлетворять стандартам на сортамент соответствующего вида проката. Отбор проб для определения химического состава производится согласно указаниям ГОСТ 380—60. Хими- ческий анализ производится по ГОСТ 2331—4:3 и ГОСТ 2604—44.
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сталь и чугун 19 Г. СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННАЯ . „. На толстолистовую и широкополосную углероди- стую термически обработанную стал> распространяются технические требования по ГОСТ 9458—60. Сталь изго- товляется из мартеновского металла и обозначается в за- висимости от способа раскисления: кипящая — МСт. Ткп; полуспокойная —МСт. Тпс и спокойная — МСт. Т. Нормальная, . толщина термообработанной стали 6—40 мм, но по соглашению сторон может быть увели- чена до 60 мм. Химический состав стали должен соответствовать нормам, указанным в табл. 1.11. Та б л и ц а 1.11 Химический состав стали марки МСт. Т (по ГОСТ 9458-60) Таблиц а 1.12 Механические свойства и условия испытания на загиб стали марки МСт. Т ¦ Содержание элементов в % ' углерода, 0,09—0,22 . мар- ганца1 0,3—0,5 1 В примечании жание марганца до ', . ¦' кремния в стали , ; кипя- щей . Следы 7 табл. пускаете /полуспо- койной До 0,17 1, ГОСТ 94 я до 0,65%. спокойной 0,12-0,3 58—60 указа серы | фосфора не более 0,055 но, чт 0,045 о содер- По требованию заказчика в термообработанной ста- ли для сварных конструкций содержание углерода не должно превышать'. 0,2% и содержание серы может быть ограничено' 0,05%. Содержание остаточных элементов хрома, никеля и меди должно быть не более 0,3% каж- дого. Механические свойства стали должны соответство- вать нормам, указанным в1 табл. 1.12. - Допускается понижение относительного' удлинения против норм, указанных в табл. 1.12, при толщине менее 8 мм — на. 1% (абсолютный) на каждый; миллиметр уменьшения толщины, а при толщине более 20 мм— на Тол- щина в мм 6-25 26—40' Механические свойства предел, текучести временное сопротив- ление разрыву относи- тельное удлинение «» в % в кг/мм* не, менее 30 44 22, г. Испытание на загиб в холодном состоянии на 180 (s — толщина листа, d — диаметр оправки) d=2s d=3s 0,25% (абсолютных) на каждый миллиметр увеличения толщины, но не более чем на 2% для толщин до 32 мм и' 3% для толщин, более 32 мм. ., По требованию заказчика гарантируется ударная вязкость стали 3,5 кгм\сф при температуре +20° после; механического старения для : толщин 12 мм и более, а также при температуре —40° в ненаклепанном состоянии для толщин 10 мм и более. Для меньших толщин нормы ударной вязкости устанавливаются соглашением- сторон. Д. СТАЛЬ НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ Технические требования по ГОСТ 5058—57* охваты- вают 25 марок низколегированной, стали, выплавляемых мартеновским и, конвертерным способами. Группы 'и марки стали, применяемой для строительных конструк- ций и трубопроводов, приведены в табл. 1.13 и 1.14, дан- ные которых распространяются на листовую, широкопо- лосную (универсальную), сортовую и фасонную сталь, , а в части Норм химического состава-г также нагслитки, блумсы>. заготовки, трубы, поковки.и штамповки. . В ма'ркирОвке стали приняты обозначения: Г — мар- ганец; С— крёмНий; X — хром; ,Н — никель; Д — медь; П — фосфор.'Двузначные цифры левее букв указывают среднее содержание углерода в сотых долях, процента. В стали всех марок, выплавленных в мартеновских печах или в конвертерах с основной футеровкой, содер- Таблица 1.13 Классификация и химический состав низколегированной стали (по табл. 1, ГОСТ 5058—57*) Группа и марка Кремнемарганцовая: 15ГС 18Г2С Кремнемаргани!овомедистая.,10Г2СД (МК) Хромокремненикелемедистая; - 10ХСНД (СХЛ—4) . 15ХСНД (СХЛ—1; НЛ-2) Марганцовая: , Г4Г 19Г 09Г2 '. 14Г2 Марганцовоиикелемедистая: - 10ГНД 14ГНД ' • i 1 ¦¦ Содержание элементов в % ' углерода. 1 : '¦ : 0,12-4), 18"' v 0,14—0,23 <0,12 <0,12 0.12—0,18 0,12—0,18 0,16—0,22 <0,12 0,12—0,18 <0,12 0,11—0,17 - i 0,6-0,9 0,8—1,1 ¦: 0,8-^,1 i 0,4-0,7 1 0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-^0,4 0,2-^0,4 , fcUlS, 0,9-1,3 1,2-1,6 1,3-^1,65 0,5-0,8 , 0,4-0,7 0,7-1 0,7-1 1,4—1,8 - 1,2-1,6 0,9-1,3 0,9-1,3 хрома < Sfe! <0,3 .' рзх. <03 <0,3 . ,0,2-0,6 0,2-0,6 . никеля <0,3 <0,3 :<о,з ' 0,5—0,8 Ъ; 0,3—0,6 <о,з <0,3 |<0,3 <0,3 0,8-^1,3 0,8—1,3 меди <0,3 <0,3 0,15—0,3 0,4—0,65 0,2—0,4 <0,3 <0,3 «0,3 ' «0,3 0,5—0,8 0,5-0,8
20 Раздел I. Общая часть жаниесеры и фосфора не должно превышать 0,04% каж- дого элемента. В стали марки 18Г2С допускается содер- жание серы и фосфора не более 0,05% каждого элемен- та (при выплавке в конвертерах с кислой футеровкой соответственно 0,055 и 0,075%).' При контрольном анализе готового проката из низ- колегированной стали, если полностью обеспечены ее механические свойства (табл. 1.15), допускаются откло- Таблица 1.14 Допускаемые отклонения от норм химического состава низколегированной стали при контрольном анализе в готовом прокате (по табл. 2, ГОСТ 5058-57*) Элементы Допускаемые отклонения в % Угле- род ±0,02 Крем- ний ±0,05 Мар- ганец ±0,1 Хром, ни- кель, медь ±0,05 Сера, фосфор +0,005 Таблица 1.15 Механические свойства низколегированной стали (по табл. 3, ГОСТ 5058—57*) Группа и марка Кремнемарганцо- вая; 15ГС 18Г2С Кремнемарганцо- вомедистая 10Г2СД (МК) Хромокремненике- лемедистая: 10ХСНД (СХЛ—4) 15ХСНД (СХЛ—1; НЛ-2) Марганцовая: . 14Г 19Г 09Г2 14Г2 Марганцовонйке- лемедистая: , ЮГНД / . 14ГНД Тол- щина в мм , 4—10 11—20 6-8 4—32 4—32 • 33—40 4—32 4—10 4—10 4—10 11-24 25—30 4—10 11—20 4—10 11-20 4—10 11—20 Механические свой- ства при растяжении к S с: щ Ч !>, а. о» с н ft в кг/мм' 1 Не'менее 35 34 40 35 40 37 35 29 30 31 30 30 34 33 38 38 40 40 50 48 60 50 54 5Г- 52 46 47 46 45 44 48 47 52 50 54 52 ,. 18 18 ) Л4 18. • 16 , 15 18 J ' '¦ 18 К И спытание иа загиб в холод- ном состоянии: с — толщина оправки; а — толщина проката; d — диаметр стержня 180°; с=1а 90°; c=3d 180°; с=2о 180°; с=2а ' ¦ 180°: с=2о ¦ - нения химического, состава от норм (табл. 1.13), соглас^ но табл. 1. 14. Низколегированная сталь по требованию заказчика может поставляться термически обработанной, а при толщине более 25 мм для сварных конструкций — толь- ко в термически обработанном состоянии. Приведенные в табл. 1.15 нормы механических свойств относятся при сортовой, фасонной и широкопо- лосной стали — к продольным образцам; при листовой! стали — к поперечным образцам. Нормы относительного удлинения относятся к прокату толщиной 8-?-20 мм (кроме стали, марки 18Г2С). Для проката толщиной ме- нее, 8 и более 20 мм допускается понижение относитель- ного удлинения. Нормы механических свойств для про- ката толщиной, не предусмотренной таблицей 1,15 уста-, навливзются соглашением сторон. Для стали марки 10ХСНД (СХЛ—4) толщиной бо- лее 15 мм механические свойства (табл. 1.15) относятся к термически обработанному металлу. По требованию заказчика (п. 11), в стали должна определяться ударная вязкость после механического старения или при температуре —40°; минимальное зна- чение ударной вязкости при толщине проката 10-5-20 мш должно быть не менее 3 .кгм/см2,. При толщине проката, более 20 мм нормы ударной вязкости устанавливаются» соглашением сторон. В стали марки 10ХСНД (СХЛ—4) ударная вязкость, при температуре —40° должна быть: для листа толщи- ной 10-И5 мм —не менее 4 кгм/см2, для листа толщи- ной 16-J-32 мм — не менее 5 кгм/см2. Нормы ударной вязкости для стали марок 14Г »< 19Г устанавливаются соглашением сторон. Е. ОТЛИВКИ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ Отливки (опорные части и т. п.) для стальных кон- струкций надлежит проектировать4 из конструкционной* углеродистой стали марок 15Л и 35Л (ГОСТ 977—58) № из серого чугуна марок СЧ 12-28;, СЧ 15-32; СЧ 18-36; СЧ 21-40; СЧ 24-44 и СЧ 28-48 (ГОСТ 1412—54). Отливди из конструкционной углеродистой стали.. По качественным показателям отливки должны отвечать., техническим требованиям по ГОСТ, 977-^-58 и разделять- ся на три группы: I — обыкновенного качества; II — по- вышенного качества; III — особого качества. ч Группа отливок и марка стали указываются на чер- теже и в заказе. С согласия заказчика и при соблюдении остальных, требований ГОСТ 977—58 допускаются отклонения хи- мического состава: по углероду ±0,02%; по марганцу-^ ±0,1%,. по кремнию ±0,1%. Для отливок группы I, ес- ли содержание этих элементов не оговорено, отклонениям не являются браковочным признаком. ¦ Указанные, в табл. 1.16 величины механических, свойств относятся к стальным отливкам групп II и III* в нормализованном или отожженном состоянии. Предел* текучести,, относительное удлинение и-ударная вязкость- являются характеристиками механических свойств в го- товой отливке. - ¦ ,- Нормы механических свойств стальных: отливок с-, . минимальной толщиной более 100 мм устанавливаются-! специальными техническими условиями. По требованию заказчика производятся дополни- тельно, испытания для отливок: группы I — на предела текучести и относительное удлинение; групп II и III — на временное сопротивление, относительное сужение ив: ударную вязкость, причем указанные в табл. 1.16 вели--
Гл. ^Материалы и. сортаменты. Сталь и чугун 21 Таблица 1.16 Нормы химического состава и механические свойства стальных отливок Марка 15Л 35Л Химический состав содержание элементов в % углерода 0.12—0,2 0.32—0,4 марганца 0,35—0,65 0,5 —0,8 кремния 0.17—0,37 0,17—0,37 Механические свойства предел текучести временное сопротивление в кг/мм'' относительное ¦ удлинение л относительное сужение в % Не менее 20 € 28 40 50 24 15 35 25 ударная вязкость в кгм/см" 5 3,5 : ' чины относительного удлинения для отливок группы III могут быть повышены до 20% (относительных).' Для стальных отливок всех трех групп могут быть произведены по требованию заказчика специальные ис- пытания (под давлением, дефектоскопические и др.). Содержание серы и фосфора (табл. 1.17) может быть в отливках группы III по требованию заказчика снижено на 0,01 % каждого элемента, а в отливках груп- пы I, выплавляемой в основных печах, при согласии за- казчика повышено до 0,06% каждого элемента. Таблица 1.17 Допускаемое содержание серы и фосфора в стальных отливках а с i п ш Содержание элементов в %, не более серы для стали основ- ной 0,05 0,045 0,045 кис- лой 0,06 0,06 0.05 конвер- торной 0,07 0,06 фосфора для стали . основной 0,05 0,04 . 0,04 кис- лой 0,06 0,06 0,05 конвер- торной 0,09 0,08 , Отливки из серого чугуна. По качественным показа- телям отливки должны отвечать техническим требова- ниям по ГОСТ 1412—54. Марки серого чугуна и механи- ческие свойства его приведены в табл. 1.18, Чугуй получается методом модифицирования графи- тизирующими присадками, если другая технология не оговорена при заказе. Обязательными характеристиками являются временное сопротивление при изгибе с опреде- лением стрелы прогиба- или временное сопротивление яри растяжении, что оговаривается при заказе.. Таблица 1.19 Основные характеристики электродов и соединений (по ГОСТ 9467—60) Типы Э42 Э42А Э46А Э50А Металл сварного шва при электродах d>2,5 мм Временное сопротивление разрыву в кг мм' Относительное удлинение 65 в % Ударная вязкость в кгм1смг Сварное соединение при электро- дах d<2,5 мм Временное сопротивление разрыву в кгм мм* Угол загиба в град. Не менее 42 42 46 50 18 22 22 20 8 14 14 13 42 42 46 50 120 180 150 1150 Содержание в металле сварного шва серы фосфора %, не более 0,05 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 . 0,04 0,04 Таблица 1,18 Марки и нормы механических свойств серого чугуна Марка СЧ12-28 СЧ15-32 СЧ18-36 СЧ21-40 СЧ24-44 СЧ28-48 Механические свойства временное сопротив- ление в кг/мм* при растя- жении при изгибе Стрела прогиба в мм при изгибе, при расстоянии между опорами в мм 600 300 Не менее 12 15 18 21 24 28 28 32 36 40 44 48 6 8 8 9 9 9 2 2,5 2,5 3 3" 3 i Твердость по Бри- неллю НВ 143—229 163—229 170—229 170—241 170—241 170—241 Отклонение по показателям твердости при удовлет- ворительных результатах испытаний механических свойств (табл. 1.18) браковочным признаком служить не может, если противное не оговорено в заказе. Специальные требования по структуре и химическо- му составу отливок должны быть в случае необходимо- сти оговорены в заказе. Дополнительные требования к отливкам, не оговоренные ГОСТ 1412—54, устанавлива- ются соответствующими стандартами, или, в случае их отсутствия, специальными техническими условиями. Ж. ЭЛЕКТРОДЫ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ При ручной сварке стальных конструкций следует пользоваться: для углеродистой стали обыкновенного качества — электродами типов Э42 и Э42А; для углеро- дистой терморбработанной стали — электродами типа Э46А; для низколегированной стали марки 15ХСНД и
22 Раздел I. Общая часть 10ХСНД — электродами типов Э50А; для низколегиро- ванной стали марки 14Г2 — электродами типов Э50А и Э42А (последними при условии, что гагаринские образ- цы металла сварного шва имеют временное сопротивле- ние не менее 47 кг/мм2 и относительное удлинение об- разца 810= 18%); , \ Механические свойства металла сварного шва и сварного соединения при применении этих электродов должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.19. Согласно ГОСТ 9466—60 каждому типу электродов соответствует одна или несколько марок, характеризуе- мых-составом покрытия, маркой электродной проволоки, технологическими свойствами и свойствами наплавлен- ного металла (за исключением обязательных, указанных в табл. 1.1Э). Поставщик гарантирует соответствие качества вы- пускаемых электродов требованиям стандартов ГОСТ 9466—60 и ГОСТ 9467—60. 1.2. СОРТАМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ, ХОЛОДНОФОРМОВАННЫХ И СВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ. ПРОВОЛОКА СТАЛЬНАЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ v КОНСТРУКЦИЙ. КАНАТЫ СТАЛЬНЫЕ А. СОРТАМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ Балки двутавровые обыкновенные. Балки должны отвечать техническим требованиям по ГОСТ 8239—56* и поставляться длиной: № 10-^-18 от 5 до 19 м и № 20-7-70 от 6 до 19 м. По соглашению сторон, оговоренному в заказе, допускается поставка'балок в мерных и кратных длинах. Основные характеристики сечений Таблица 1.20 -й-1 „профилей 10 i 12 14 '. , ."'' 16 18 18а 20 20а 22 22а 24 24а \ 27 ,27а 30 30а 33 36 ; 40 45 50 55 60 'Вес 1 пог. м ъ кг 9.46 11.5 13.7 15.9 18.4 19.9 21 22,7 24 , 25(8 > 27,3 29.4 31,5 33.9 36.5 39,2' 42,2 48,6 56.1 65,2 76.8 89,8 J104 , Размеры в мм А 100 120 140 , 160 180 180 200 200 ¦ 220 . 220 240, 240 270 270 300 300 330 |360 400 450 500 550 600 Ь 55 64 73 81' 90 100 100 ПО 110 120 115 125 125 135 135 ; 145 140 145 155 160 170 180. ' 190 d 4.5 4,8 4,9 5 5,1 5.1 5,2 5,2 5,4 5,4 5,6 5,6 6 6 6,5 6,5 7 7,5 8 -8.6 9,5 10,3 11,1 t 7.2 . 7.3 7,5 7.8 8.1 8,3 8,4 ";¦¦ 8,6 8,7 8f.9 9,5 ; 9.8 9.8 10.2 10,2 10,7 11,2 12,3 13 14,2 15,2 16,5 17.8 R 7 7,5 8 , 8,5 ' 9 9 9.5 9.5 10 10 10,5 10,5 11 И 12 12 ' . 13 14 15 16 17 18 20 г 2,5 3 3 3.5 3,5 3,5 4 4 4 4 4 ". 4 4,5 4,5 5 5 5 6 6 7 7 8 Площадь сечения в см' 12 14,7 17,4 2о;г 23.4 25.4 26.8 , 28,9 30,6 32,8 34,8 37,5 . 40,2 43,2 46,5 49,9 53,8 61,9 71,4 83 97.8 114 132 Справочные величины х—х J.x в см' 198 350 572 873 \. 1 290 1 430 1840 2 030 2 550" 2 790 3 460 3 800 5 010 5 500 .7 080 7780 ' 9 840 13 380 18 930 27 450 39 290 55 150 75 450 W в см1 39,7' 58,4 81,7 109 143 159(: 184 ' 203 232 254 289 317 371 , 407 472' 518 597 743 947 1220 1570 2 000 2 510 в см 4,06 4,88 5,73 v6,57 7,42 7.51 8,28 .8,37 9,13 9,22 9,97 10,1 11,2 11,3 12,3 12,5 13,5 14,7 16,3 18,2 20 22 23,9 Sx в см* 23 33,7 46,8 62,3 81,4 89,8 104' 114 131 143 163 178 210 229 268 292 339 423 ' 540 699 905 1 150 1450 для осей У-У •ч в см1 17.9 27,9 41,9 58,6 82,6 114 115 155 '57 206 198 260 260 337 337 436 419 516 666 807 1040 1 350 1720 "у, в см' 6.49 ,8,72 11,5 14,5 18,4 22.8 23,1 28,2 28,6 34,3 34,5 41,6 41,5 50 49,9 60,1 59,9 71,1 . 85,9 101 122 150 181 в см'! 1,22 1,38 1,55 1,7 1,88 2,12 2,07 2,32 2,27 2,5 / 2,37 2,63 2,54' 2,8 ' 2,69 2,95 2,79 2,89 3,05 '3,12 3.26 3,44 3,6
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сдртаменты, проволока, канаты 23 Продолжение табл.1.2$ №'про- филей ' 65 70 70а 706 Вес 1 hoe. м в кг 120 138 158 184 h 650 700 700 700 Ц;р и м е ч а н и^е.' Обозна ветствии с этнмн стандартами правилами. w * 200 210 210 210 Размеры в мм d 12 13 15 17,5 19,2 20,8 24 28,2 R 22 24 24 24 Обозначе ни я: • г 9 10, 10 10 Площадь сечеиия в см' 153 176 202 234 Справочные величины для осей X—х , Jx в см1 101 400 134 600 152 700 175 370 X в см' 3 120 3,840 4 360 5 010 в см 25,8 27,7 27,5 27,4 ' в см' 1800 2 230 2 550 2 940 У-У Jy> в см1 2 170 2 730 3 240 3 910 W , в см' 217 260 309 373 . ч в см. 3,77 3,94 4,01 4,09 J — момент инерции; ' - . W — мсмент сопротивления; S —статический мсмент полусечення; , i —радиус инерции. гение ^радиуса ннерцин"сечення в таблицах, заимствованных из действующих стандартов, принято в соот- В„_остальных главах радиус инерции обозначен буквой г в соответствии со строительными нормами и V ; Балки двутавровые облегченные. Балки должны отвечать техническим требованиям по ГОСТ 6184—52-и поставляться длиной 6—19 м. По согла- шению сторон, оговоренному в заказе, допускается поставка балок в мер- ных и кратных длинах. Основные характеристики сечений Таблица 1.21 профилей Вес 1 лог. м в, кг 16 18 20 22 24 27 30 7,86 9,07 10,4 И,9 13,7 15,8 18,2 160 S180 200 220 240 270 300 55 60 65 70 , 75 80 80 Размеры в мм 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,9 4,2 5,3 5.4 5,5 5,8 8:! 7 3 3 3,2 3,4 3,6 4 4.3 0!б о значения: J — момент инерции; № — момент^сопротивления; 1.5 1.5 1.6 1.7 1.8 2 2,1 Площадь сечеиия в см' 10 11.6 13,2 15,2 17,5 20,1 23.2 Jx в см' Справочные величины для осей У~У W в см' 'х в см S х в см' Jy в см' в см' 426 614 855 1190 1620 2300 3220 53,3 68,2 85,6, 108 135 171 215 6,52 7,29, 8,05 8,83 9,63 10,7 11,8 30,3' 39 49 61,9 77,6 S8.7 .125 13 17,1 21,9 28,7 37,7 46,2 52,3 4,73 5,68 6,73 8.2 10,1 11,5 13,1 S— статический момент полусечения; I— радиус инерции. У в см 1.14 1,21 1,29 1,37 1.47 1,52 1.5
О О I coco _ _ ОО I ОО СЛ0101СЛ01010101 , -, (л сгэ S до оо оо ооо W 010101 III О) о> о>!, О СП с СлСЯСЛ « о.ос СП СП и шис спел сп ел ел ел СПСЛСЛ ооо WWW СОС.ОЗ 01ИИ WW WW mm www ooo mm" " mmm кпткп m w |-*.05С0иЮЮМ isslss agt Sen en Vcno> слооо —joo 001— tO**4 4*; Ю СПСЛ WfQ.f* •*- ?SS???R°, i*o<S*° oooooo -4-M-q слое ¦ Cno>0> OOQ §11 lis sftsft кй? www to to-© WW WW too www ююю tOtOtO SOO -J-J-J 4xJ*.4». — О w —о to — о 4~ 00 Vo> o> ю to 8 .8 gggjpggg 8-s-r--;-; 1 ;W W W WWW (OtOtO ooo :СлСпел ooo ;СЛ СЛ** и- — — —-S — *-W W lOtOtO i слеп ся tOtOtO СП СЛ СЛ en' СЛ tOtOtO ел en ел ooo *to ooo Vi'oicn 'tOtOtO .www • СПСЛ СЛ ooo tototo ю ю to ooo w СОчЭЧЭ w to to to ooo СЛ СЛ СЛ CD CO CO ел en ел w 00-4 J-. CD «Э to ooo ^|-4Г-4/ 00 CO 00 ooo O) o>o>" СЛ СЛ СП is 0>0> o>osos ooo СЛ o>cncn СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ ooo w СП слеп ел to to lss О. СЛСЛ СЛ w о ,-СЛ 8 СЯ 4»-WWWlOtOtOtO W СО СЛ — СО СЛ 4* О О0СЛСЛ СОСЛ СЛ WNK» СЛ ¦— td СП 4* ,' -4 ¦?¦¦ ГО СП -J W '¦ СП 4». Cncoi-i* СО to О — > ф.ф. СЛ Ю S -со о coco 4Ь елсосл СО-4 to to ©so) ; co-sen -jcso> *»4 0B 1 и- ю л о» to to СЛ СЛ л ? §§§!!?3 ЬОЮЮ tOtO — *--*« OO СЛ CO CO — CO CD <1 O) СП 4*. tO -J W 4*. -J -J и- tOi->to <1 — — СЛСОСЛ C04* 1—4».СЛ1 СЛ СП tO>-tO 00 *o о ~" -8- oca — ex? os en to w -wto tototo *- — .-. зле oi wo -vi ji- со -¦."-> о — «^ -too WtOOO tpCOCO ooo ooo lis 888 §11 CO-JO) СЛ СЛ OS ¦' СОСЛ — WCn —J ooo S2S lis ??3S sll Sgg lis OO-JOl to too МОЮ) СЛ W CO мслз) -q сою ooo/ooo oo*j 00 SO 00 СЛ oo -10>СЛ ? 4* -4 So —СП OOO СП4^4^ 'ОСЛО -J — —1 ooo wcoto to —-J OS to to ooo to OS о to — *-i— — — — О CO СП 4* W— O00 4>.4>.CnCOW00W00 oo-joi о>слел —J ел сп ел —io —J.Ol tO —J 4* W ooo ooo *¦ 4»pa СОЮ —1 to W Ю ooo wwto sis Из g§sl§§ ю —о to ел to - ooo 8SS lil gg m C0O1Q3-C0 СЛ-jco o> to ел — 4w to to to СЛ 4*> CO . - СЛсО oooooo encnoj о»сл — ooo> w СЛСЛ4- WW -J СОСЛ to tOtO -jcs*. — — — о О CD tO 00 — о «э o° "^ °* СП f iiiiiiigllllll 111 III III lii§i§L§ii §ii ilrgs §gs °iiS5i = s. -лО)СЛ W41.W WWtO ii§§§§§ Islll-I sis igg lis llilss lis lis IsrSi §11 III wwto to to Ю — *•! - to »— 4i —ел о о il§§i§i H!i§? gal iel.gl&.Siseii iii 5si ь. CO CO ^-4k U03H- *- 4b. 4*-W W Cu 0>4*-tO W en "•—слю оэ « COCOtOtDWOO—J—I -jcncn o>o>o> ю —»— о to CO en 5. СПСПСЛ СПСЛСЛ СЛФ-Ю H-OOS со —ю 100 —to tnp.* *.**.*-4 sag efe= .*»*¦ •»*•*' .**¦» i|gSg S 88 WW www wwwwww to V»o> СПОСП 4*.4*W—tO— to coco -J —to -СП W -J to — •8- Площадь се- чения в CM3 ён ^ ,ieH ' feve n ^ V I I s s. О ЮЯ » . я » S: го 03 Я со •о» s ,-.gi4 fD 05 в s ¦S---S я S er *. о я i5 я rt s По 21 t, rt> 00 ? я я я о Bi 5 ш и СИ Sa ш а я со о я * Q ^_ ы со о п> а S - s< )э ч о a •< о Я ] со !83 a о
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 25 Продолжение табл. 1.22 № профи- ля Вес 1 пог. м в1 кг Размеры в мм h "Ч Справочные величины для осей I см1 W х в см3 х в см sx в см* У-У в см1 У, в см* 'у в см Колон ные профили легкие 27Л 27Л. 27Ла. "ЗЗЛ ' ЗЗЛ, ЗЗЛ2 40Л 40Л, 40Лг БОЛ 50Л, "¦" 50Л2 60Л 60Л, 60Л2 70Л 70Л, 70Л, 43,9 48,7 54,3 60,6 _". 67,1 74,6 : 82,9" 92,3 . 102 114 127 140 156 . 173 191 ,/ 2U : 236 263 ' 275,6 278,4 281 336,8 340 343 408 412 415,2 508,6 513,4 517,6 , 608,6 613,8 618,6 711,6 718,4 724 220 220 220,5 260 260 260,5 300 300 300,8 340 340 • 340,6 400 ' 400 400,6 420 420,3 421,8 6 6 6,5 7 ,7 i7,5 8 -8 : 8,8 .9,7 9,7 . 10,3 11,4 11,4 12 13 13,3 14,8 9,2 10,6 11.9 10.6 12,2 13,7 12,5 " 14,5; 16,1 14,5 16,9 19 16,7! 19,3 21,7 21.8 .25,2 -28 7- 8 9 10 12 14 3,5 4 4,5 5 6 7 , 55,9 62; 1 69,2 77,2 85,5 95,1 106 118 131 145 161 - 1/9 199 220 243 270 301 335 8 040 ,: 9 220 ' 10 430 ^16 500 18 880 21 330 33 080 38 130 42 710 69 110 , 79 770 .'. 89 950, ' 135 130 154 550 1/3 960 250 200 / 287 620 ' " 322 980 583 . 662 742 ч 980 1 ПО 1240 1 620 . 1 850 ,2 060 ¦ 2 720 3110 3480 > 4 440 . 5 040 . 5 620 7 030 8 010 8 920 12 12,2 12,3 14,6 14,9 15 "17,7 18 18,1: 21,8 22,2 .22,4 26 .,26,5 .26,8 30,4 30,9 31 319 362 407 537 607 681 888 1.010 1130 . 1.500 1 710 1 910 2 450 2 770 3 090 3 880 4 410 4 940 1630 1880 2 130 3 110 3 580 4 040 5 630 6 530 7 310^ 9 500 11,070 712520 ,17 820 20 590 23 260 26 930 - 31 200 35 040 148 171 193 239 275 310 375 435 .486 559 651 735 . 891 1 030 1 160 1 280 1 490 1 660 Коло>нны,е профили тяжелые 20Т 20'Т, 20Т, 24Т;' 24Т, 24Т2 24Т, 30Т ЗОТ, 30Т8 ЗОТ, 30Т4 : 40Т 40Т, 40Т, 40Т, 4037 40Т5 40Т, 40Т, ' 40ТУ 40Т„" 40Til0 ,40Т„ 40ТИ 4,0т,, 40Т„ 36,4 .40,9 45,9 51,2 57,8 64,5 ,' 71.2 79,2 88,8 . 98,3 ПО 122 137 ,153 169 188, 207 235 265 298 331 .. . 375 417 466 521 586 652 ¦ 203 , 205,4 208 249 252 , 255 258 '• 312,4 315.4 318,4 322,4 326,4 .417 421 425 429 433 , 441 449 ¦ 457 465 475 501 513 527 541 200 •;¦ 200,5 201 240 '240,5 241 ; 241,5 300 .. 301 302' 303 304 400 401 402 [ 404 406 406,5 408 410 412 415 400 403 407 412 : 417 6 .6,5" ¦ 7 6,5 7 7,5 10 11 12 10 11 12 14 16 16,5 ¦18 20 ' 22 25 31 35 40 45 8,8 10'.. 11,3 1 10,5 12 13,5 15 13 14,5 16 18 - 20 17 19 21 23 25 29 33 37 41 46 53 / . 59 65 72 79 7 8 .._ "' 10 14 ' >. ' 3,5 4 5 7 46,3 52,2 58,4 65,2 73,7 82,2 90,7 101 113 125 , 141 156 174 195 215 239 264 299 338 - 380 422 478 531 ,594. 663, 746 831 3 640 4 180 .4 770 7 810 ' 9 010 ¦ 10 240 11500 19060 .21 540 24 070 . 27 450 30 930 59 120 66 760 . 74 570 83 220* 92 080 107 940 125 170 143 510 162 610. 188 050 215 600 248 150 283 730 328 350 376 070 ' 359 407' 459 л . 628 715- 803 . 891 1220 1370 1 510 1700 1900 2 840 . . 3 170 3 510 3 880 4 250 4 900 5 580 6 280 6 990 7 920 8 820 -9 910 11060 12 460 13 900 8,86 - 8,95 9,04 10,9 11,1 11,2 П.З' 13", 7 13,8 .13,9 14 14,1 18,4 18,5 18,6 18,6 18,7 19 19,2 19,4 19,6 19,8 20,1 - 20; 4 20,7.. 21 s 21.3 197 224 ' ,253- -:343 *; 392 : 442 ¦"' 492> 666, ' 749 833 943 1050 " 1 540 1 730 1930 2 140 2 360 2 730 3 130 3 550 .3 9.80 4.550. 5 140 5 820 . 6 570 7 480 8 440 I 170 1 340 1 530 2 420 . 2 780 .3 150, 3 520 5 850 6 590 7,350 8 350 9 370 18 140 20 420 22 740 25 290 27 900 32 480: 37 370 42 530 • 47 820 54 850 56 600 64 460, ,73 170 84 130 -95 770 117 134 ,152 2027 231 261 ,292 390 438 487 V 551 '616 . 907 Ч 020 . /1 130 1 250 . 1 370 1.600 . 1 830 , 2 070 2 320 .2 640 . 2 830 3 200 3 600 , 4 080. 4 590 "О б о з н а ч е н и я: J — момент инерции; W — момент сопротивления; i — радиус инерции; S— статический момент полусёчения.
Раздел I. Общая часть Швеллеры обыкновенные. Швеллеру должны отвечать техническим требованиям по ГОСТ 8240—56* и по ставляться длиной: № 5—8 отл5 до 12 м; № 10—-18 от 5 до 19 м; № 20—40 от 6 до 19 м. По соглашению сторон,-оговоренному в заказе, допускается поставка'швеллеров в мерных и кратных длинах. Т,а б лица 1.23 ¦Уклон Ю% Основные характеристики сечений Я к ' :¦%. 5 6,5 . 8 10 12 14 14а 16 16а 18 18а 20 -. 20а 22 22а 24 24а 27 30 33 36 . 40 Об Х " 4J о ГЦ о ? И СО 4,84 5,9 7,05 8,59\ 10,4 12,3 '' 13,3 14,2 15,3 16,3 17,4 18,4 19,8 21 .¦ 22,6 24 25,8 27,7 31,8 36,5 41,9 48,3 о з н а > Размеры в мм h 50 65 80 100 120 140 140 160 160 180 180 200 200 220 220 240 240 270 300 330 . 360 400 е н и я: Ь 32 36 ' 40 46 52 58 62 . 64 . 68 70 74 76 80 82 87 90 95 95 100 105 - ПО 115 J •— МО 4,4 4,4 4,5 4,5 4,8 4,9 4,9 5 5 5,1 5,1> 5,2 5,2 6,4 5,4 5,6, 5,6 6 6,5 7 7,5 8 мент ине t 7 , 7,2 7,4 7,6 7,8 • 8,1 8.7 8,4 9 8,7 9.3 ,9 9,7 9,5 10,2 10 ,10,7 10,5 11 11,7 12,6 •13,5 рции; S R, 6 6 6,5 7: 7,5 8 8 8,5 '8,5 9 9 9,5 9,5 10 10 5 10,5 10,5 11 12 13 14 15- — стати> 7 2,5 2,5 ' 2,5 3 3 3 3 3,5 3.5 3,5 3,5 ; 4 4 4 4 > 4 4, 4,5 5 5 6 6 : : шский м ie. j-« ' 6,16 7;51 8,98 10,9 13,3 ; 15,6 17. 18,1 19,5 20,7 22,2 23,4 , 25,2 26,7 28,8 30,6 32,9 35,2 , 40.5 46,5 53,4 61,5 , омент пс Jx в см1 22,8 48,6 89,4 174 304 491 545 747 823 1 090 1 190 1 520 1 670 2 110 2 330 2 900 3 180 4 ,160 5 810, 7 980 10 820 15 220 лусечен Справочные X—X Wx в см3 9,1 15 22,4 34,8 50,6. 70,2 77,8 93,4 103 '121 132 152, / 167 Г 192 ¦ 212 242- - 265 308 387 , 484 601 761 1х в см _ 1,92 2,54 3,16 3,i99 4,78 5,6 5,66 6,42 6,49 7,24 7,32 ' 8,07 8,15 8,89 8,99 9,73 9,84 10,9 12 - 13,1 14,2 15,7 ия; W — момент величины для осей Sx в см', 5,59 9 13,3 20,4 29,6 40,8 45,1 54,1 59,4 69,8 ; 76,1 87,8 95,9 НО 121 139 , 151 178 .,: 224 281 358 444 ' ¦V в см* , 5,6 8,7 12,8 20,4 31,2 45,4 •57,5 63,3 78,8 86 105 113 -139 , 151 187 208 254 262 327 , ¦•= 410 513 ' 642 сопротивления; 1 У~У W У в см' ¦2,75 3,68 4,75 6,46 8,52 11 13,3 13,8 16,4 17 20 20,5 24,2 25,1 30 31,6 37,2 37,3 43,6 51.8 61.7 73,4 'у в см 0,954 1,08 1,19 1,37 1,57 1,7 1,84 ,1,87 '2,01 2,04 2,18 2,2 2,35 2,37 2,55 ' 2,6 .. 2,78 2,73 2,84 ' 2_97 3,1 3,23 *п в см 1,16 1,24 1,31 1,44 1,54 1,67' , 1,87 ' 1,8 2 1,94 2,13 2,07 2,28 2,21 2,46 2,42 2,67 2,47 2,52 2,59 2,68 2,75 —радиус инерции. л/ Швеллеры облегченные. Швеллеры должны отвечать техническим требованиям по ГОСТ 6185—i52 и постав- ляться длиной 6—19 м. По соглашению сторон, оговоренному в заказе,допускается поставка швеллеров в мер- ных и кратных длинах. УКПОН 7:/0' Таблица 1.24 Основные характеристики сечений Размеры в мм us Э5 Справочные величины для осей . в смг W X в см3 1 *х в см S X в см У=У Jy з см' в СМ в см о в см 16 18 20 22, 24 27 . 30 7,07 8,1 9,4 10,9 12,7 15 17,6 160 180 200 '220 240 270 300 50 50 55 55 60 65 70 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,9 4.2 4,8 5,2 5,4 6,2 6,7 7 7,5 3 3 3,2 3,4 3,6 4 4;,3 1,5 1,5 1,6 .1,7 1,8 2 2.1 9,01 10,3 12 13,9 16,2 19,1 22,5 368 519 743 1 030 1 440 2 120 3 060 46,1 57,7 74,3 93,9 120 157 - 204 6,4 7,1 7,87 8,62 9,44 10,5 11,7 26,5 33,5 43,2 54,8 70 91,7 119 17,8 20,3, 27,9 33,3 46,3 62,2 84 4,69 5,29 6,56 7,86 10 12,3 15,4 1,41 1,4 1,53 .1,53 1,69 1,81 1,93 1,2 1,17 1,25 1,27 1,4 1,45 1.54 О б о з н а ч е н и я: J — момент инерции; W — момент сопротивления; S — статический момент полусечения; I — радиус инерции.
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 27 Сталь угловая равнобокая. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 8509—57 и поставляться длиной № 2—4 от 4 до 9 м; № 4,5—8 от 4 до 12 м; № 9—14 от 4 до 19 м; № 16 и более от 6 до 19'м. По сог- лашению сторон, оговоренному в заказе, допускается поставка равнобоких уголков в мерных и кратных длинах- а^также длинами больше указанных. Основные характеристики сечений Таблица 1.25 S •& о о. с 2 2.5 2,8 3,2 3,6 4 4.5 - 5 5,6 6.3 7 7.5 8 " 16. 11 о с 0,89 1,15 1,12 ' 1,46 1,27 1,46 1,91 1,65 2,16 1,85 2,42 2,08 2,73 3,37 2,32 3,05 3,77 3,03 3,44 4,25 3,9 4,81 5,72 4,87 5,38 6,39 7,39 8.37 5.8 6,89 7,96 9,02 10,1 6.78 7,36 8,51 9,65 8,33 9,64 10,9 12,2 10,1 10,8 12,2 15,1 17,9 20,6 23,3 i 11,9 13,5 Размеры в мм Ь 20 25 * 28 "' 32 '36 .. 40 45 50 56 63 70 75 80 90 100 , ПО d 3 4 3 4 3 3 4 3 4 3 , 4 3 4 :' 5 3 4 : 5 . 3,5 4 5 4 5 6 4,5 Б 6 7 8 5 6 7 8 , 9 5,5 , 6 :, 7 8 6 7 S 9 6,5 7 8 10 12 14.: .. 16 7 8 R 3.5 3,5 4 4,5 4,5 5 а 5,5 6 7 8 * 9 9 \ 10 12 12 г 1.2 1.2 1.3 1,5 1.5 1,7 1.7 1,8 2 2,3 2,7 3 3 3,3 4 4 "8 Ч и Ц G2 1.13 1,46 1,43 1,86 1,62 1,86 2,43 2.1 2,75 2,35 3,08 , 2,65 3,48 4,29 2,96 3,89 4'8 ¦ 3,86 4,38 5,41 4,96 ,6,13 ' 7,28 6,2 6,86 8,15 9,42 , 10,7 7,39 8,78 10,1 . 11,5 12,8 8,63„ . 9,38 .10,8 '12,3 10,6 12,3 • 13,9 15,6 12,8 13,8 15,6 19,2 22,8 26,3 . 29,7 15,2 17,2 Справочные величины для осей X— *х в см1 0,4 0,5 0,81 1,03 1.J6 1,77 2,26 2,56 3,29 3,55 4,58 5,13 ; 6i63 8,03 /7.П 9V21 11,2 п;б 13,1 16 18,9 . 23,1 ч 27,1 . 29 31,9 . 37,6 43 , 48.2 39,5 46,6 53,3 59,8 66,1 52,7 57 65,3 ,73,4 '¦¦: 82,1 94,3 106; 118 Л 22 131 147 179 209 237 264 176 198 X 1х в см 0,59 0,58 0,75 0,74 0,85 0,97 ', 0,96 :. 1.1 " 1.09 1,23 1,22 1,39 1,38 1,37 1,55 1,54 ,1,53 1,73 1,73 1,72 ' 1,95 1,94 1,93 2,16 2,16 2,15 2,14 , 2.13 2,31 •2,3 2,29 2,28 2,27 2", 47 2,47 2,45 2,44 2 „78 2,77 2,76 2,75 3,09 3,08 - 3,07 3,05 3,03 3 2;98 3,4 3,39 X,- "•"макс в см* 0,63 0,78 1,29 1,62 1,84 •' 2,8- 3,58 4,06 5,21 ¦ 5,63 7,26 8,13 10,5 12,7 11,3 14,6 17,8 18,4 20,8 25,4 29,9 36,6 42,9 46 50,7 59,6 68,2 , ,76,4 62,6 73,9 84,6 94,9 105 83,6 90)4 104 ¦ 116 130 150 168 186 193 - 4 207 233 284' : 331 " 375 416 279 315 -X, 1х "макс в см 0,75 0,73 0.95 0,93 1,07 1,23 1,21 1,39 1,38 1,55,' 1,53 1,75 1,74 1,72 _ 1,95 1,94 1,92,, 2,18 2,18 2,16 2,45 2,44 2,43 2,72 2,72 2,71 2,69 2,68 2,91 2,9 2,89 . 2,87 2,86 3,11 •з.п з;оэ . ч< 3,08 3,5 3,49 3,48 3,46 3,88., 3,88 '. 3,87 3,84 3,81 3,78 3,74 4,29 4,28 .... Уо- J\<. •"мин в ел' 0,17 0,22 0,34 0,44 0,48 0,74 0,94 1,06 1,36 1,47 , 1.9 2,12 2,74 3,33 2,95 3,8 4,63 4,8 5,41 6,59 7,81 ' 9,52 11,2 12 13,2 15,5 17,8 20 16,4 19,3 22,1 24,8 27.5 21,8 23,5 27 30,3 34 38,9 43,8 48,6 50,7 54,2 60,9 74,1 86,9 99,3 112 72,7 81,8 -У» У°мин в см 0,39 0,38 0 0,49 0,48 0,55 0,63 0,62 0,71 0,7 0,79 0,78 0,89 0,89 0.88 1 0,99 0,98 1.12 1.11 1.1 1,25 : 1,25 1,24 1,39 1,39 1,38 1,37 1.37 1,49 1,48 1,48- 1,47 1,46 1,59 1,58 1,58 1,57 1,79 1,78 1,77 1,77 1,99 1,98 1,98 1,96 1,95 1,94 1,94 2,19 2,18 *i—*i в см1 0,81 1,09 1.57 2,11 2.2 3,26 4,39 4,64 6,24 6,35 8,53 9,04 12,1 15,3 12.4 16,6 20,9 20,3 23,3 29,2 33.1 41,5 50 51 56,7 68,4 80,1 91,9 69,6 83,9 98,3 113 127 93,2 102 119 137 145 169 194 219 214 231 265 333 402 472 542 308 353 г, в см 0,6 0,64 0,73 0,76 0,8 0,89 0,94 0,99 1,04 ¦ 1,09 1.13 1,21 1,26 1,3 1,33 „ 1,38 1,42 1.5 1,52 1,57 1,69 1,74 1,78 1,88 1.9 1,94 1,99 2,02 2,02 2.06 2,1 2,15 2,18 2,17 2,19 2.23 2.27 2,43 2,47 2,51 2,55 2,68 2,71 2,75 2.83 2,91 2,99 3,06 2,96 3
28 Раздел I. Общая часть Продолжение табл. 1.25 И Ч К ¦& о о. а % 12.5 14 16 18 20 22 - 25 Об о "3 15,5 17,3 19,1 22,7 26,2 29,6 19,4 21,5 25,5 24,7 27 29,4 34 38,5 43 47,4. 30,5. 33,1 37 39,9 42,8 48,7 60,1 74 87,6 47,4 53,8 61,5 68,9 76,1 83,3 94 104,5 111,4 , ь 125 140 160 • 180 200 220 250 Размеры в мм й 8 9 10 12 14 16 9 10 12 10 И 12 14 16 18 20 11 12 12 13 14 16 20 25 30 14 16 16 18 20 22 25 28 30 означения: J — моме "'¦ R 14 \ 14 16 16 18 21 " 24 г 4,6 ' 4.6 5,3 5,3 6 ' 7 *"¦•¦ 8 19,7 , 22 24,3 28,9 ' 33,4 37,8 24,7 27,3 32,5 31,4 34,4 37,4 43,3 49,1 54,8 60,4 38,8 42,2 47,1 - 50,9 54; 6 62 76,5 . 94,3 111,5 'б0,4 . 68,6 78,4 ' 87,7 97 106,1 119,7 133,1 142 х- JX в см1 294 327 360 422 . 482 . 539 466 512 602 774 844 913 1 046 1 175 1 299 1 419 1 216 1 317 1 823 1 961 2 097 2 363 2 871 3 466 4 020 2 814 3 175 4 717 5 247 5 765 6 270 7 006 7 /.17 8 177 п инерции; 1 — радиус инерции. " -X 1х ..: 3,87 ' . 3,86 3,85 3,82 ~~3,8 3,78 -.: 4,34. ' 4,33 4,31 4,96 4,95 4,94 ¦ 4,92 ' 4,89 : 4,87 " 4,85 5,6 5,59 . 6,22 ' 6,21; 6,2 6,17 6,12 " 6;06 . 6 -6;83'' 6; 81 7,76 7.73. 7;?1 . 7,69 7,65 7,61 7,59' Справочные величины для ocef Jx •^"макс В СМ* 467 520 571 670 764 853 739 814 :. 957 1 229 1 341 -. 1.450 1 662 (, 1 866 ;, 2 061 2 248 : (&зм . 2 093 2 896 3 116 . 3 333 ' 3 755 4 560 5- 494 6 351 4 470 5 045 7 492 8 337 9 160 / 9 961 11125 12 244 , 12 965 -ха гх. 'макс В см 4,87 4,86 4,84 4,82 4,78 . .4,75 5,47 5,46 ¦ 5,43 6,25 6,24 6,23 6,2 6,17 6,1.3 6,1 7,06 7,04 ' 7,84 «7,83 7,81 ' 7,78 7,72 , 7,63 7,55 8,6 8,58 9,78 . 9,75 .9,72 9,69 9,64 9,59 9,56 Уо- ..У°мин в. см* 122 135 149 174 200 224 192 211 ' 248 319 348 376 . 431 ч 485 - 537 . 589 500 540 749 805 .861 970 1 .182 1 438 1 688 . 1 169 . 1 306 1 942 2 158 2 330 2 579 . 2 887 3 190 3 389 -У» в см 2,49 ' 2,48 2,47 2,46 2,45 : 2,44 2,79 2,78- 2,76 . 3.19 , 3.18 -¦ 3,17 3,16: 3,14 3,13 . 3,12 3*,59 3,58 3,99 3,98 3,97' 3,96 3,93 - 3,91 3,89 4,38 4,36 4,98 4,96 4,94 4,93 4,91 ' 4,89 4,89 х\—х\ J*i в см1 516 - 582 649 ¦ - 782 916 1 051 818 911 1 097 1 356 1 494 1 633 1 911 ,2 191 2 472 2 756 2 128 2 324 > 3 182 3 452 3 722 •. 4 264 5 355 6 733 8 130 4 941 5 661 8 286 . 9 342 10 401 11 464 1 i 064 14 674 15 ,753 в см 3,36 4 3,4 3,45 3,53 3,61 3,68 3,78 3,82 3,9 4,3 . 4,35 ' 4,39 4,47 4,55 4,63 4,7 4,85 4,89 5,37 5,42 5,46 5,54 5,7 5,89 6,07 5,93 6,02 6,75 6,83 • 6,91 7. 7,11 7,23 7,31 Сталь угловая неравнобокая. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 8510—57 и постав- ляться длиной: № 2,5/1,6—5/3,2 от 4 до 9 м; № 5,6/3,6—9/5,6 от 4 до 12 м; № 10/6,3—16/10 от 4 до 19 м\ № 18/11 и выше от 6 до 19 м. По соглашению сторон, оговоренному в заказе, допускается поставка неравнобоких уголков в мерных и кратных длинах, а также длинами, больше указанных. „.- - , Таблица 1.26, k.tJL -ir-. Т «а ->r sszfcLT*. Основные характеристики сечений К У ! с g 2,5/1,6 3,2/2 (и О и и а а 0,91 1,17 1,52 Размеры в мм В 25 32 Ь 16 20 d 3 3 4 R 3,5 з;б-. г 1,2 1,2 « К Я CD 0* си - и Л о ? С и 1,16 1,49 1,94 X—X Jx в см' 0,7 1,52 1,93 1Х в см 0,78 1,01 1 У— /у в см' 0,22- -.0,46 0,57 У 'у в см - 0,44 0,55 0,54 Справочные х\ х\ Jx, В СИ1 1,56 3,26 4,38 cU i К я В Hi О.Я S CQ 0,86 1,08 1,12 величины Уг- J У1МИН в см' 0,43 0,82 . 1.12 пля осей -Уг тояние ра тя- и х0 ° С о ^ о. В я ю и 0,42 0,49 0,53 и—а J а мин в см' , 0,13 0,28 0,35 la мин в см 0,34" 0,43 0,43 И К «3 и И о ч « U О &й 0,392 0,382 0.374
о' сл ' 5s" А ' ' - fp \Я . Я а 1 а о а " в - я я л> >о J3 S К т , >о со К.. ' . о 5 Я ГО ' - В К ю СП, о> СПСл*Со SOOtOtO 14, ел о СП о to-— — — OCO СП to CD О} ¦ со —coco СЛ —СПСО , ***СО ¦- to ел о — co*to* ftscn — s ssco со cotooo ¦vj СОЮ S СП * COO — S со со со ел со to - * 4* * * ел ел слеп со.спсо to ОСОСОСП * со со to — ел о — осооо to -CO00COS со to —to — CO *S ю toto — s* toen S СООСО OiSO* со со со со . со s сп сл Cnstoco lOCOSCn *СП Сор tooi — * со со со со **СЛСл COtO * - opo© * * 4b. 4n S38- to .o tO СЛ coco toto tO J*, to S * — * S * о о to ' ел cn*to — IS' ** COCO to COS* Co CO to to ад ——— О CO СЛ 4*. СП —COcO \ сп сп а>о . Co *** 00 — CO ел спел** - — СЛ CO 4».. s — to СП. ' - coco со eo ел ел сл ел to * -о со * со со to tOS — to СП to со to *CHtDO СП СП СП СП " s спел сл — Ю* O.tO-qS en toco — — to OS CO toto toto tOlDOOS tO—'CO to Co со to to: О Ю GO O) SSCn* to to to JO sss's to со*.СП pop о Co CO CO CO go to to to Co toto ss toto СЮ 00 '- о о too * s со to" coco SCO — CO (ОСЛ eo to. СЛСЛ -J CO s -co to to -4 СОСО to to — Sato to CO * CO СП СП toco -4 CO Cn* CO * s* toto to* - So» *СЛ J3JO . ** to * pp coco -J-J *СЛ .en о toto —— SCOtOCO. *w*a со 41 о о * to о to 1 *** 4». - CO со eo to to *осл to •*j COCO COS©-) СП CD CO0)0 ел сл ел сл О — — — со —со ел tototo — SCopCO , toto*cn to toto to 00 со "со CO , tO * СЛ toen со to — со ел to „ O* tO — ел ел слеп to со to * *. CO CO успело to to to to *CO tOtO CO en CO CO СП* tO —~ tOW — О to to to to ¦I- — — "to en со to opop со со CO CO CO GO tO tO СПСО ¦— .*' to S* .:' cn'—, CD о oco to 4> to *CO *СП ** '' * * SCO *to cno toto СЛ СП СП CO . IDS i —to. ,*-s ** СЛ * CO to. СП* toto — о toco COS СЛ О СПСО toto СПСО О О со — СП ООСЛЮ—. Co СЛ СЛ to - чСЛ . со ч р toocos = 00 -J to ——— СО СО СП* *s — coco to to en — СЛ to сл toens Co'co**< toto о сл CO — s _eo — QC»S sow jo jo to to to to to to *encc to -о спел * ¦¦, CO * — СЛ — to CO to ,** * 4> , to — oo to * СП— to ——— •— s CO ¦— ' OCO-g to , - ¦ to CO CO ; to* спел** to to 00 CO СЛ CO CO "* Ю * СЛ ov о opo *^'*.* * *OJ-^J "** ' ~ ., о tcoo tDC ,tO * со- о -J о co-acft ел о со со со to — toco* -4СЛ* tototo CO COCO ч сл ел en — toco СЛ * * * co.cn o>-Jcn tD tO . coco COCotO СЛ oco CO to en CO CO со' спелся -sen tOCO»! i°p*- CO CO CO СП СП СП * CO CO toto to CO en CO CO to СЛСЛ СЛ to со со /¦ ppp oo toto .o eo to toop.-^i i— СО-^йСП „ *J CO Jo о - О) со p co^icn о 5° сл to — to en en — en to CD 00 ел to — со * SCO Со со'Co CO — — — to ел со to * CO CO CO -a со сл о — to en en s.oo со;. со to to- co en со to .CO en to 00 CO CO CO CO, * w toto to CO CO CD СПСЛ* Cn-g со to .opens to СЛСЛ* * со en to toto to- co CoOCO CO* со to CO CO CO CO Si en-j со poop со со со CO - CO CO to to S; —(OCO o» -- oopen sVi — " s s CO о СП en CO СП СП СП to CO — CO s — СЛ CO CO* en coscn . ООСЛ to en со tototo COCCCO сл CO CO toto — en—p — tos сл сл сл en coco to*"co * Сл to CO toto o'to to *сл to *coco S СЛ to со to to CO to to en to — ¦ co's "со - tototo >-toto PGP со со со ** .00 СП ' er * toto t^ to CO о en о ' епсл> CO to s > sen СЛ CO СЛ.СП ** C?j — toto СЛСЛ слеп "cos * * CO ocri to toto en en en to to СЛр toco SCO oos "соёл coco о о со to PP coco coco : ens s сл '-S СЛ * *o s Сл: tc to ' s СЛ СЛ о ' oo en en GO - f° s toscn * [O — ^"S СЛ — СЛ *co too* * CO CO to to to CO CO CO СЛ COCO со* to ' СЛСПСЛ ' * rfs. * toco ' CO c» ¦ — O- CO MtDS to toto сл*со to* to , tototo \ * СЛ о "to to со toto- to— s о cos to* to GO* ooo . SCO to pop **"* CO coco en en s СП *p *<*¦ to COCO s , О ' * СЛ СП*, СЛ s СЛ to СЛ СЛСЛ СЛ о IDS to to -J СЛ COCO toto tO NO Co Co toco pto СЛСЛ toto -4 00 СЛСЛ Oj — s toto . toto СОСЛ'. СЛ CO "to en oo СЛСО СЛ * COCO *co pp (f to coco pp * *¦' sa. en CO cn*coco С C.<D— . СС C*r — Si en CO * о СО СП СП* s to ^"eo sen** en to to о CO 00* to to —— 1 со w to en - en eo со со — — toto to to о СПСО — tbscn en — toto — en со en en CD — tO CO en * * eo en со —со со to* toto to to to —oo,-- to CO CO SCOOCO CD — 00"СЛ —.O'OO о to to to -gtocn — cn*coco "сл со so CO en to s о о op CO 00 CO CO en enens pppp -CO CO *CO CO со to to to-- entoens en ¦¦ ' en со to to CI — CO en en CO СП* CO * en en to * CO CO *UV— — со en CO —о CO* — -/-¦ ss SOO-X) *coco * SICO • GO. ooo — toto to to to CO CO о ю toco : "со CO CO en to sen4 en toto* — enco^ ooo CO 00 00 CO* to to to — >b?— "to en to en .oo о sss CO со to ooo **"* OPO * en -^ to to — * to .- to СЛ CO to *co СЛ .;-- -en CO CO to — * sto sen CD- COS СП en CD to-« СЛ CD en to pp toto en to en* en en СП *co *to to en oo s s en to СП — to CO pp o>s Ю pp , **'! oo — eo - * en JO 00 to- te Ol OO ' СЛ to 00 *CO en s to to CO — * en*, en* CO — **' toco enco toto op ss - CO to COtOv — о to СЛ* — s toto toto °° . oo en en со* --o OS toto pp , en en PP COCO -SCO . toto •* JO СЛ To*" * CO. cr to" СЛ *co * CO to — * 00 SCO coco too t~cn toto • cn-*-j —p > -co COCO^ pp en..s '' CD ' co en сл eo COS coco StO JO — — СЛ СЛ CO OO en en CO to pp sen — CD pp ; СЛСЛ ** oo . COCO COCO —.СЛ-. № профиля Вес 1 пог. м в кг i . to .о*' а. Яз ¦п СО U> ю Площадь сечения в си2 ш ю ш расстояние центра тя- жести Уо в см s.s расстояние центра тя- жести х„ в см угол нак- лона оси tga 1 1 1 1 1 1 I I я; ? 1 о а л ж О о ¦а 3 г н ¦§ о а> о t> о о ?! Q Ж со
30 Раздел I. Общая часть V Сталь квадратная. Сталь должна отвечать техниче- ским требованиям по ГОСТ 2591—57* на. горячекатаную сталь квадратного сечения размером до 250 мм включи- тельно. Сталь размером более 250 мм поставляется по специальному соглашению. Таблица 1.27 Основные характеристики сечений я. « Я а Й-ч* Око 5 6 7 8 9 10 11 12 13 и 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 26 28 Площадь поперечно- го сечения В СЛа 0,25 0,36 0,49 0,64 0,81 1 1,21 1,44 1,69 , 1,96 ' 2,25 2,56 2,89 3,24 3,61 4 4,41 4.84 Б,76 6,25 . 6,76' 7,84 Теорети- ческий вес 1 пог. м в кг 0,196 0,283 0,385 0,502 0;636 0,785 0,95 1,13 М.З* , 1,54 1,77 2,01 2,27 - 2,54 ¦ 2,82 3,14 3,46 3,8 4,52 4,91 5,3 6.15 со « , Л&Ч °Я'4 "«« 30 32 34 36 38 40. 42 45 48 50 53 56 60 63 65 , 70 75 80 85 90 95 100 Площадь поперечно- го сече- ния в см? 9 10,24 11,56 12,96 14,44 16 ' 17,64 ' 20,25 23,04 25 28,09 31,36 36 , 39,69 42,25 49 56,25 64 72,25 81 ... 90,25 100 Теорети- ческий вес 1 пог. м в кг 7,06 1 8,04 ¦ 9,07 10,17 11,24 12,56 13,85 15,9 18,09 19,63 22,05 24,61 28,26 31,16 33,17 38,47 44,16 50,24 " 56,72 63 ,'59 70,85' 78,5 Теоретические веса квадратной стали со стороной квадрата более 100• мм ГОСТ 2591—57 не устанавливает. В обоснованных случаях допускается применять квадратные прутки размерами 27, 35, 41, 46, 55,: 58, 61 и 115 мм с допускаемыми'отклонениями по ближайшему меньшему размеру. Квадратная сталь размерами попе- речного сечения до 100 мм включительно поставляется с острыми углами, а свыше 100 мм — с закруглёнными. Квадратная сталь поставляется в прутках: 1) нормальной (немерной) длины из стали обыкно- венного качества при стороне квадрата: до 25 мм . от 5 до 10 м 26 — 50 мм 4" , 9 , 53-110 мм .......... 4 „ 7 , свыше 110 мм . . 3 , 6 , 2) из качественной стали всех размеров — от 2 до 6 мм; 3) мерной и кратной мерной длины, оговариваемой в заказе. Сталь круглая. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 2590—57* на горячекатаную сталь круглого сечения диаметром до 250 мм включительно. Сталь Диаметром более 250 мм поставляется по специ- альному соглашению. Таблица 1.2» Основные характеристики сечений О. я щ § з ¦ si* s»«,, . 5 5,6 6 6,3 6,5 * 7 . 8' 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 .26 ' 28 30 32 34 36 38 40 Площадь поперечно- го сечения в. см* ' 0,1963 0,2463 ~ 0,2827 0,3117 0,3318 0,3848 -0,5027 , 0,6359 ,0,7854 0,9503 1.131 , 1,327 1,539 1,767 2,011, 2,27 2,545 2,835 3,142 ' 3,464 3,801 . 4,524 4,909 5,309 6,158 7,069 . 8,042 9,079 10,18. 11,34 12,57 Теорети- ческий вес 1 пог. м в кг 0,154 0,193 0,222 0,245 0,260 0,302 0,395 0,499 . 0,617 0,746 0,888 1,04 1,21 1,39 1,58 1,78 2 2,23 2,47 2,72 2,98 3,55 3,85 - 4,17 4,83 5,55 6,31 7,13 7i99. 8,9 9,87 &« * 3*4 S 0J ю 42 45 48 50 53 56 60 63 65 ~ /0 76 80 ,85 '90 ,95' 100 105 ПО 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 240 250 Площадь поперечно- го сечения в см' 13,85 15,9 18,1 19,64 22,06 , 24.63 28,27 31,17 >33,18 38,48 . 44,18 50,27 56,75 63,62 70,88 78,54 86,59 95,03 113,1 122,72, 132,73 153,94 176,72 , 201,06 4226,98 254,47 283,53 314,16 346,36; 380,13 452,39 , 490,88 Теоретичес- кий вес 1 пог. м в кг 10,87 12,48 14,21 15,42 17,32 19,33 22,19 24,47 26,05 30,21 34,68 39,46 44,55 49,94 55,64 61,65 67,97 74,6 88,78 96,33 104,2 120,84 138,72 157,83 178,18 199,76 222,57 248,62 271,89 298,4 355,13 385.34 Круглая сталь диаметром до 8.мм включительно по- ставляется в мотках, а выше 8 мм ъ прутках: 1) нормальной (немерной) длины из стали обыкно- венного качества при диаметре: до 25 мм . . \. . •. . . . . . . . от 5 до 10 м 26 — 50 мм .....••...„ 4 , 9 . 53- ПО мм,. ......... , 4 ,„ 7. свыше ПО мм\' 3 , 6. 2) из качественной стали всех диаметров от 2 до 6 м; 3) мерной и кратной мерной длины, оговариваемой в заказе. <* . * Сталь полосовая. Сталь должна отвечать техниче- ским требованиям по ГОСТ 103—57* на горячекатаную сталь прямоугольного сечения толщиной от 4 до 60 мм и шириной 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; ПО; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190 и 200 мм. По- лосовая сталь поставляется длиной при весе 1 пог. м по- лосы: до 19 кг-включительно — от 3 до 9-ле; от 19 до 60 кг — от 3 до 7 м и свыше 60 кг —, от 3 до 5 м; по тре- бованию заказчика полосы поставляются в мерных длинах. Таблица 1.29 Толщина в мм Ширина в мм .... 4;5j ff7; 8 12— 200 Размеры 9; 10 16— 200 и; ,12 20— 200 полосовой стали 14: 16 , 25- 200 18; 20 30- '200 22; 25; |28 40- 200 30; 82; 36, 45— 200: 40; 45 60- 200 50; 56 !80— 1200 60 85- 200
Гл. 1. Материалы и сортаменты. СоЬтаменты, проволока, канаты 31 Сталь широкополосная (универсальная). Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 82—57* на горячекатаную сталь прямоугольного сечения от 4 до 60 мм (с той же градацией, что и для полосовой стали) и шириной 160; 170; 180; 190; 200; 210; 220; 240; 250; 260; 280; 300; 320; 340; 360; 380; 400; 420; 450; 480; 500; 530; 560; '600; 630; 650; 670; 710; 750; 800; 850 900; 950; 1000 и 1050 мм. Широкополосная сталь постав- ляется длиной от 5 до 18 м. Т а б Размеры широкополосной (универсальной] Толщина в мм ........ | 4 Ширина в мм .'¦¦.. 160—300 5 160—340 лица 1.30 стали 6—60 160-1050 2 Сталь толстолистовая. Сталь должна отвечать тех ническим требованиям по ГОСТ ,5681—57 на горячека таную толстолистовую сталь толщиной 4; 4,5; 5; 5,5; 6 7; 8; 9; 10; 11; 12; (13); 14; (15); 16; (17); 18; (19); 20 (21); 22; (24); 25; (26); 28; 30; 32; (34); 36;' (38); 40 (42); 45; (48); 50; (53); 56; 60; 63; (65)'; 70; (75).; 80 (85); 90; (95); 100; (105); ПО; (120); 125; (130); 140 (150) и 160 мм - , Таблица 1.31 Размеры листов толстолистовой стали Длина листов в мм 2000 2500 2800 3000 ' 3500 4000-, (4200) 4500 5000 5500 6000 (6500) 7000 (7500) 8000 Пр 600; 710 1000 4; 4,5 - И М Е 4; 4,5 4; 4,5 чан 1250 4-5-5,5 4-5-5,5 * 4-5-11,. 8 ие . Раз 1400 4-5-11 4-5-11 4+(15) 4-5-32 6+32 12-5-32 меры.ув ,1500 5; 5, 5 4-5-5,5; Толщина листов в мм пр 1600 — 140; (150); 160 " (1700); 1800 - (1900); 2000 < — и ширине в мм (2100); , 2200 - 2300 — • (2400) . 2500 — (2600);; (2700);-2800; (29С0); 3000 — . 140 (150); 160 '¦'¦', 63-5-160 4-5-11 - 4 4-5-5,5 -5-160 4-5-(130) 6-5-160 6+(130) 6+100 азанные 8-5-160 8-5-(130) 8-5-100 .: / Г 124-60 «в скобках,—нерекомендуецые 9-5-160 9ч-(130) 9+100 12+160 +(130 12+100 t ¦.• :" ''¦ ' " . (2Д+160 (21)+(130) (21)+100 (21)+60 (34)+160 (34)+(130) (34)+100 (34)+60 63-5- 60 ег-=-(130) 63+100 Таблица 1.32 К ч ай ¦° 2 Ч 5- Я ч Ей 7 7,5' 8 8,5 9 \ 9.5 Размеры листов при наибольших длинах для толщин от 4 до 60' мм Толщина листов в мм при ширине в м ' ¦ сч .- — — со - + -. — — - 1 - — - — - + СО - — - — — ___ - -¦ —¦ —' - ' ¦*¦ - со ¦+ СО - - — -: — О» + - - — - — 1- 1 " о СЧ + - - — - — -. Сч •1- ¦" о (N -_ ' - — - ¦ — -" сч сч • 2, cn - — — - —' — - со СЧ ' + СЧ сч - '¦ сч + ' СО , - - 1 -¦¦'¦ — — .— 17,18 - ' — 17,18 - '("шО СЧ + CN - — —' 17,18 — L6 СО сч + ю сч . - , *17.18 — 16, 53+60 - : С4» СО - - 12, 17,18 — 16, 53+60 15. со сч + СЧ - 17,18 12+14 16 15, 53+60 -' о со + оо сч" 16+19 — 12+15 63+60 20+40 СО + О СО - 53+60 — со СО + СЧ та 53+60 — 36+40 — |42+50 30+50 -1- — -
».cococococotototototototoi- OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOTOOOTC СЙЮ —— ООСОдада^^С7>0>0>СЛОТСЛОТ4*4».4».СОСОогСОСО 0)СЛ*..^ЫЮ-00 CD <0 03 03 -<J *J -*1 СП О СЛ СЛ ОТ 4ъ 4w 4* 4=- CO ЦЭ0Э^1С1О?СЛ^ОЭЮ — •— ОС0С00Э0Э0Э--1--10>0>СЛСЛОТ4ь4». (omic- — —¦— — — ,— .— *-*--—._; со—ococo^ja>cn4s.cccoto — ооююдада^^оозеслел ОСООЭ-^СЛСЛ41.СОЮ-^ — OOl(O.UQOU^l WO) — О СЛ О -*1 СЛ даДОСОСОСО00СОСОСО4>.СОСО4>.СО4».СО4*- CO^^CO A^tO^S «DCOWOD-JMS и01(ОЬЭСЛОЗ"-№>(-'^(0 :о-дслмо-^слю*-очсао'сой-ос»'^спслслмо5ьз H Q "O 4 s< ~JZ s. s« g r> fa s 4 о Ю о s< о н p Sa s. Ц s "O s o- 5S a ><Э gs Ф Д В Ш OVS fa ffi г*я в* sf о . 03 Я к S о ТЭ о .о ш CD X "" s ¦<: ..ilSsPSa' N|OQ(OON) I Г •ч)03(ОООЬЭ ¦siODtDOk-M o> -4 *- —— -' -J- coo^-to от от да со to <о со О'"— to ¦^дадасосооою СЛ СЛ от ¦^ДООЭСООЭВДО?- 0>-4^4 00 ОЭ СО О и- СЛ СЛОТ ОТ ы. 0>*4СП-^10ЭС0С0О СлО>0>-4-4СОСОО СЛ СЛ ОТ ii;. cno>o>«-i--ioooo?> 4*.4».ОТСПСПОЭСОСО <!¦ ¦ и н в> О ie of ел - J_ - о> ' о> ОЭ ОЭ •1-. to ю to to ' ¦1- *-. J> ¦|' , о> to о> + ОЭ to 00 ОЗ со СО to со •+ СО 4*. СО JW •У СО о Со СП СО ОЭ X аз К' о и V h *=» ?a S" &' К H Ш fe 3 s s X E "O X Ш fe —¦ ,.. ¦ Ю ' Л /г to « ОЭ *. f CO 4* у J*.. О *. ""¦: о т t о --^ ?t о>а> -c- -vi + +' ОСП o- CO — V— etc to •1- + -1- ел to — ,o*.cn ёсою + •!¦ ¦!¦ ел to — ОЮСл - CO —— ocoto •1- -1- + Ц1 to — о to 4». ГГ ю gs- ." rr »-,w g- r^ CO 1 1 1 1 1 1 . - ел 1 i 1 1 1 __ -^1 0Э 1 o>- to - 4^ от to to to 1 H- CO to о ' I —_^— 1 1 1 1. p ¦» *"¦ 1 ' , 1 - 1 .1 ',-. 1 1 — -4 да СП ю СОСЛ4 •1- +,'¦ ст, to ОСО ел to СоСл + '1- с» СЛЮ- ода сл to Со *. '.|. .|. СйЮ " -О со to 00 + 5 s- to to1— со—to сл to — OtO 4i- ^ CO to 00 toto — QOOCO (O да. 1 Г 1 с сл 1 1 1 1 1 4 —""*—"" 1 ' 1 -*J СО , 1 СП to 4a. сл to- , to ^~ " 1 __ со о 1 1 1 r_t о 4ь J 4>'" rf> 4^ '4»- + от ел 4»- от .1. "1" О) ^* СЛ .1. •[• О! да ? — со- 00 — да — сл о. СО СОЮ- .1. .1. Oi Г S -01- to сл со да ' СО .1. .1. .1. 1 1 1 to — Си ст. — о- - со to to а^- •1- + _ сл to от -осп- io^ СО —— O.I. со СЛ СП >— о* ¦*¦ сою о — •1- + ¦сл ю оо> 4» ю + сл о 1 1 . Наибольшая дли- на листов, в м - 1.2 1,24-1.3 _ ¦ 1,3-5-1.4 : 1,44-1,6 1,6-5-1,8 / 1,8н-1,9 1,9-5-2,0 : 2,0+2,1 2,1-5-2,2 2,2+2,3 2,3+2,4 2,4+2,5 2,5+2,6 2;б+2,721 2.7+2.8 2.8+3.0J 3,0+3.2 3,2+3,6 н о I 5 1 1 С9 1 Z3 "S S 1 тэ 1 к' ' - to "В о w 2 о to '.* О
V Гл. 1. Материалы а сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 33 Ширина в мм 450 480 500 530 560 ; 600 4 630 "650 670 ПО 750 800 850 900 950 1000 4 14,13 15,07 15, 16,64 17,58 18,84 19,78 20,41 21,04 22,29 23,55 25,12 26,69 '28,26 29,83 31.4; 5 . 17,66 18,84 19.63 20,8 21,98 23,55 24,73 25,51 26.3 27,87 1 29,44 31,4 33,36 35,33 37,29 , 39,25 / 6 ¦ 21,2 22,61 23,55 24,96 26,37 28,26 29,67 30,62 • 31,53 33,45 35,33 37.68 40,04 42,39 44,75. 47,1 , Вес 1 пог. 7 24,73 26,37 27,48 29,12 ' 30,77 . 32,97 34,62 35,72 36,8 ' 39 41,21 43,96 , 46,71 49,46 j 52,2 ' 54,95 »¦' 28,26 30,14 31,4 33,28 35,17 37,68 39,56 ' , 40,82 - ' 42,15 44,67 47,1 50,24, 53,38 , 56,52 1 59,66 62,8 м стали в 9 31,79 33,91 , 35,33 37,44 39,56 42,39 44,51 45,92 47,3 50,56 52,99 ; 56,52 60,05 63,59 67,12 70,65 кг при ее толщине 10 35,33 37,68 39,25 41,61 43,96 47; I 49,46 51,03 52,59 55,73 58,88 62,8 66,73 70,65 !¦ 74,58 78,5 11 38,86 41,44 43,18 45,77 48,35 \ 1 51,81 ' 54,4 56,13 57,8 61,3 64,76 69,08 73,4 77,72 82,03 ¦86,35 П в мм 12 42,39 45,21 47,1 49,93 52,75 56,52 59,35 61,23 63,1 66.8 70,65 75,36 80,07 84,78 89,49 94,2 родолжение табл. 1.34 14 | 16 49,46 ¦ 52,75 54,95 ,. 58,25 i 61,54 65.94 69,24 71,44 73,6 78 . 82,43 87,92 93,42 98,91 104,41 '1Q9.9 56,52 60,29 62,8 66,57 70,33 75,36 79,13 81,64 84,1 , 89,2 94,2 100,48 ,106,76 113,04 119,32 125,6 18 63,59 67,82 70.65 74,89 79,12 84,78 89,02 91,85 94,6 100,4 105,98 113,04 120,11 127,17 134,24 141,3 Ширина в мм 100 105 ПО 120 125 130 140 150 160 ..• 170 180 190 200 210 220 240 ¦ 250 - 260 280 300 320 340 360 , 380 , 400 420 450 480 500 530 560 600 * 630 , 650 670 710 750 800 850 lis 20 15,7 16,49 17,27 18,84 19,63 20,41 21,98 23,55 25,12 26,69 28,26 29,83 31,4 32,97 34,54 37,68 39,25 40,82 43,96 47,1 50,24 <¦ 53,38 56,52 59,66 62,8 65,94 70,65 75,36 „ 78,5 83,21 87,92 94,2 98,91 102,05 105,18 111,46 117,75 125,6 133,45 / 141,3 149,15 157 22 17,27 18,18 19 20,72 21,59 22,45 24,18 25,91 27,63 .29,36 31,09 32,81 34,54 36,27 37,99 41,45 43,18 44,9 48,36 51,81 55,26 58,72 ,62,17 65,63 69,08 72,53 77,72 Ч 82,89 86,35 ' 91,53 96,71 103,62 108,8 112,26 115,6 122,5 129,53 , 138,16 146,8 155,43 164,07 172,7 25 19,63 . 20,61 21,59 23,55 24,53 25,51 , 27,48 ' 29,44 31,4 33,36 35,33 37,29 39,25 41,21 ¦ 43,18 47,1 49,06 "61,031 54,95 58,88 62,8 66,73 70/65 . 74,58 78,5 -82,43 88,31 :. 94,2 98,13 104,01 109,9 11.7,75 123,64 127,56- 131,5 139,4 147,19 157 166,81 176.63 186,44 196,25 Вес 1 пог. м 28 21,98 23,08 = 24,18 26,38 27,48 28,57 30,77 ' 32,97 35,17 37,37 39,56 41,76 43,96 '¦ 46,16 ' 48,36 52,75 54,95 57,15 . 61,54 65,94 70,34 ' 74,73 79,13 83,52 87,92 92,32 98,91 105,5 : 189,9 116,49 123,08 131.88 138,47 142,87 147.4 156 164,85 175,84 186,83 197,82 208,81 219,8 30 23,55 24,73 25,91 28,26 29,44, 30,62 32,97 35,33 37,63 40,04 42,39 - 44,75 > 47,1 49,46 ,51,81 ,56,52 58,88 61,23 65,94 70,65 75,36 80,07 84,78 89,49 94,2 , 98,91 105,98 113,04 117,75 124;82 131,88 141,3 148,37 153 08 157,78 * 167,1 176,63 188,4 200,18 211,95 223,73 235,5 ^ стали в кг при ее толщине в 32 25,12 26,37 27,63 30,14 31,4 32,65 35,17 37,68 40,19 42,7 45,22 47,73 50,24 52,75 55,26 -60,29 62,8 . 65,31 70,34 75,36 80,38 85,41 , 90,43 95,46 100,48 105,5 113,04 120,55 125,6 133,14 140,67 150,72 158,26 163,28 168,4 178,3 188,4 200,96 213,52 ,226,08 238,64 251,2 36 28,26 29,67 31,09 33,91 35,32 36,73 39,56 42,39 45,22 48,04 50,87 53,69 56,52 59,35 . 62,17 67,82 70,65 . 73,48 ¦1 79,13 \ 84,78 90,43 96,08 101,74 107,39 113,04 118,69 127,17 135,65 141,3 , 149,78 158,25 169,56 178,04. 183,69 189,4 200,7 211,95 226,08 240,21 254,34, 268,47 282,6 40 ; 31,4 ' 32,97 , 34,54 , 37,68 39,25 , 40,82 43,96- 47,1 50,24 53,38 56,52 59,66 62,8 65,94 69,08 75,36 78t5 81.64 87,92 94,2 100.48 106.76 113,04 119,32 125,6 131,88 141,3 150,72 157 166,42 175,84. ' 188,4 > 197,82 204,1 210,36 222,92 235,5 251,2 ' 266,9 282,6 298/3 314 П мм 45 35,33 37,09 38,86 42,39 44,16 45,92 49,46 52,99 56,52 60,05 63,59 67,12 70,65 74,18 77,72 84.78 88,31 91,85 98,91 105,98 113,04 120,11 - 127,17 134,24 ,141,3 148,37 158,96 169,;56 176,63 187,22 197,82 211,95. 222,55 229,61 236,7 250,8 264,94 282,6 300,26 317,93 335,59 353,25 род о л'ж е н и е т а б л. 1. 34 * Б0 39,25 41,21 43,18! 47,1 49.06 51.03 54,95 58,88 ' 62,8 66,73 70,65 74,58 78,5 82,43 86,35 94,2 98,13 102,05 ,109,9 117,75 125,6 133,45 141,3 149,15 157 164,85 176,63 188,4 196,25 „ 208,03 219,8 235,5, '247,28 .255,13 263 •278,5 294,38 314. 333,63 353,25 372,88 392,5 1 56 43.96 46,16 48,35 52,75 54,95 57,14 61,54 : 65,94 70,33 74,73 79,12 83,52 87,92 92,31 96,71 105,5 109,9 114,29 123,08 131,88 140,67 149,46 158,25 167,05 175,84 184,71 197,82 211,01 219,8 233,8 246,17 263,76 276,95 285,74 294.7 312 329,7 351,68 373,66 395,64 417,62 439,6 60 47,1 49.46 51,81 56,52 58,88 61,23 65,94 70,65 75,36 80,07 84,78 ' 89,49 94,2 98,91 103,62 113,04 117,75 122,46 131,88 141,3 150,72 160,14 169,56 178,98 188,4 197.82 211,95 226,18 235,5 243,63 263,76 282,6 296,73 306,15 315,6 334,2 353,25 376,8 400,35 423,9 447,45 471 3—Э15
34 Раздел I. Общая часть Сталь тонколистовая. Сталь должна отвечать техни- ческим требованиям по ГОСТ 3680—57* на горячеката- ную и холоднокатаную тонколистовую сталь толщиной до 4 мм включительно Рт от 1,2 до 10 мм. Сталь рулонная подразделяется* Таблица 1.35 Длина листов Толщина листов в мм Длина листов в мм при - их ширине в мм 600; (670) Листы 0,2; 0,25; 0,3; 0,4 | 1200 0,5; (0,55); 0.6 0,7; (0.75) 0,8; 0,9 . 1; 1,1; 1,2; 1,4; (1,5); 1,6; 1,8; 2 1280 2000 1200 2000 1200 '2000 1420 2000 2,2; 2,5; 2,8; 3; 1420 3,2; 3,5; (3,8); 4 2000 1 Ли 0,5; (0,55); 0,6; 0,7; (0.75) 0,8; 0,9 1; 1,1; 1,2; i',4; (1,5); 1,6; 1,8 2; 2,2; 2,5; 2.8. 3; 3.2; 3,5;'(3,8); 4 , Примечания: 1. П следующих толщин: 2,6; 3,4; 3,6 мм и ли 2. По соглашении размеров по Ширине 3. Размеры, указ сты 1200 1420 1200 1420 1200 1420 1420 2000 1420 2000 о тре 0,22; СТЫ Ц] ) стор и дл энные 710 X о л 1420 1420 1420 1420 2000 14'20 2000 1420 гор 1420 1420 1420 1420 2000 1420 2000 боваш 0,28; С ирино он доп гае, ч в ско 750; 800 (900) 1000 од и окатаны 15001 — | — 1500 1500 1500 2000 1500 2000 1500 я ч е I 1500 1500 1500 2000 1500 2000 1Ю пот ,32; 0 й 1500 ускае ем ук бках,- 1500 1800 2000 1800 2000 с а т а ) 1800 2000 1800 1000 1800 2000 ребит 36; 0, мм. гея по ззаинь -Hepei 1500 2000 2000 н ы е 2000 2000 2000 гля по 15; 1,3 ставка е в т сомещ (1100) 1250 е - !- - 2000 2200 2000 2200 — - 2200 » 2200 -: g ставля! 1,7; 1, ЛИСТ01 абл. 1,3 уемые ¦»г-° 2000 2500 2000 2500 / , — 4 - 2500 2500 отся л Э; 2,1; i б0Л1 5 1400 - - ' 2800 '3000 3500 — - -' 2800 3000 3500 4000 исты 2,4; >ШИХ Сталь рулонная холоднокатаная и горячекатаная. СтаЛь должна отвечать техническим требованиям соот- ветственно по ГОСТ 8596—57 и 8597—57. Сталь рулон- ная изготовляется шириной от 200 до 2300 мм и толщи- ной: холоднокатаная Рх от 0,2 до 4 мм, а горячекатаная По состоянию по- верхности лента Нетравле- ная, черная Травленая ин- декс- Ч т По характеру кромки лента Необрезная с катаной кромкой Обрезная ин- декс К О По точности прокатки лента Повышенной точности Нормальной точности ин- декс А Б Сталь листовая кровельная. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 1393—47*. 1 ' ' Таблвца 1.38 Размеры и вес листов . Размеры в мм толщина 0,38 0,41 ' 0,44 0,51 0,57 0,63 0,70 0,76 0,82 ширина 710 710 710 710 710 710 710 710 710 - длина 1420 1420 1420 1420 1420 1420 1420 1420 4420 Вес листа 3 3,25 - 3,50 1 4,50 5 5,60 6 ' 6,50 ' Число листов в пачке 26—27 24—25 22—23 20—21 18—19 16—17 14—15 - 13—14 12—13 Примечание. Заводу-изготовителю предоставляется пра- во поставлять до 10 % листов партии по согласованным с заказ- чиком размерам: шириной 710 мм. яе менее 510 мм и длиной—не менее Сталь листовая волнистая. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 3685—47 и изготов- ляться из тонколистовой стали (по ТОСТ 3680—57*) обыкновенного качества следующих размеров: 710X1420; 750X1500; 800x1500; '1000X2000 мм и толщиной от 1 до 1,8 мм. По соглашению сторон, оговоренному в заказе^ допускается изготовление волнистой стали из листа раз- мером 1250X2500 мм, а также с длиной волны 100 мм и высотойГволны (50 мм. i Таблица 1.37 ""Т*5—""Х /"Л /fc Л Nfc fc^r*---!» Основные размеры листов ¦-ш Ширина листа _, после волно- ( ваиия (ориен- тировочная) в мм 835 690 570 835 " 640 Размеры волны в мм длина С 130 130 130 100 100 высота Н 35 -, 35 35 30 30 радиус г 1,1 Н 1,1 Н 1,1 н 0,9 Я . 0,9 Н Ширина перекрывания листов (А) должна быть не менее '/4 длины волны с допускаемым отклонением + 15 мм.
.v/ Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 35 Сталь листовая рифленая (ромбическая и чечевич- ная). Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 8568—57 и поставляться: с толщиной основа- ния 2,5; 3; 4; 5; 6 и 8 мм; шириной 600, 710, 800, 900, 1000, 1100, 1250 и 1400 мм; длиной 2000, 2500, 3200, 4000, 5000 и 6300 мм. По соглашению сторон, оговоренному в заказе, допускается поставка листов по ширине и длине . больших размеров, а также листов, кратных размерам заготовок, указываемых в заказе. ' " Таблица 1.38 Размеры и вес листов рифленой стали у Сечение рифе ^ „ Таблица 1.40 по А А Течение putpqj^- k«ii ?2I°50' поб'Ь -24- - тчо- толщина основного листа 2,5 3 4 5 6 8 2,5 3 ,4 1 5 ' 6 8 Размеры в мм высота рифа ширина листа минималь- ная максималь- ная Ромбическая сталь 1 1 1 1,5 1.5 2 600 600 " 710 1000 1000 1000 1250 1250 1400 1400 ' 1400 1400 Чечевичная сталь 2,5 2,5 2,5 . 2,5 2,5 2,5 600 600 710 1000 1000 1000 1250 1250 , 1400- ' 1400 1400 1400 Теоретичес- кий вес 1 м' листа в кг 21,6 25,6 33,4 ' 42,3 50,1 66,8 22,6 26,6 34,4 42,3 50,1 65,8 Рельсы железнодорожные для дорог широкой колеи. Рельсы изготовляются из стали марки Ст. 5 по ГОСТ 380—60 нормальной длины 12,5 и 25 ж. Рельсы изготовляются с круглыми отверстиями диа- метром р; по соглашению сторон допускается замена круглых отверстий овальными указанных в табл. 1.39 размеров. ¦ . . - . ч /Таблица 1.39 Основные размеры в мм -] ^ /(-л- Типы рель- сов , Р65 Р50 Р43 Р38 РЗЗ У-^ lt-4 /гост 8161—56 7174—54 7173—54 3542—17 6726—D3 $ Н 180 152 140 135 128 -В 150 132 114 114 ПО Ь 7Б 70 70 68 60 d 18 15,5 14,5 13 12, h 78,5 68,5 62,5 59,5 57' m 11,2 10,5 11 9 9 я =з .>> 1:4 1:4 Р 30 27 1:3 25 1:3 I 25 1:3 | 25 <? 38 35 33 33 33 1 96 66 56 -56 56 я 220 150 ПО ПО • ПО t 140 160 160 160 о О, Я S- Р65 Р50 Р43 Р38 РЗЗ ' Ч о и 64,93 51,51 44,65 38,42 33,48 к к О) а> у ¦ 9 о П 82,92 65,8 57 ' 49,063 42,758 Основные характеристики Справочные величины для осей X—X Расстояние до центра тяжести в см «1 8,17 7,1 6,9 6,781 6,209 г2 9,83 8,12 "7,137 6,719 6,591 ,i - в- 0) к н О) 41 S3 < оа 3573 2037 1489 1222,54 967,98 - Момент сопротив- в см* Я в Я?§ O0JO к я ч 437 287,2 217,3 180,29 155,9 й.а **ff BSS 363 251,3 208,3 181,95 146,86 "\ у—у я я а, - (У • я Е- S* •?.»• 572 - 377 260 209,26 166,72 аФ* ' ИГ щ m m° * я S* 76 57,1 45 36,72 30,31 Рельсы железнодорожные для дорог узкой колеи. Рельсы изготовляются по ГОСТ 6368—52 из стали марки Ст. 5. (ГОСТ 380—60). Таблица 1.41 n Nrfi хшйтр: N '1 •Уё ф " X ¦* 0Ш5оАт, отд. Основные размеры в мм' Тип . рель- сов Р8 -, Р11 . Р15 Р18 Р24 А 65 80,5 91,5 90 107 В 54 66 76 80 92 С 27 32 37 40 51 D 7 7 7 1Q 10,5 Р _ 16 19 19 22 . Я _ 22 25 26 29 1 44 47 46,5 41,5 1 я 1 ' :'1 -''¦ 100 100.! [ с к» Л 90'! Основные характеристики Таблица 1.42 о i I н Р8 Р11 Р15 Р18 Р24 Ч- оа « я "=5 03 о, -о X 7 (6 и 5) 7 (6 и 5) 7 (6 и 5) 8 (7 и 6) 8 (7 и 6) % .1 1 В" 8 . Г 1 10,76 14,31 19,16 23,07 32,7 "лГ а ¦ Ш 8,42 11,2 15 18,06 25,6 Справочные величины для Расстоя- ние до центра тяжести в см z, 2,89 3,96 4,5 4,29 Ь,36 '*« 3,61 4,09 -4,65 4,71 5,34 X—X "ц Я ft . я я . н о 5 о 59,3 125 221,6 240 468 1 Момент сопро- тивления в см3 S я ¦>. *5? я о ¦о о С Ей 20,6 31,7 49,2 56,1 87,2 s Ей О И СО 16,4 3U.5 47,-7 Ы 87,6 у- "^ У И . ft н 0). 3 о. 5 9,62 15,1 31,5. 47,1 80,6 осей У 3 N, §§2 eg ш" . Ю н ' оти во ьса 0,0 ч 1 is! 3,56 4,58 8,29 „ 10,3 17,5 8*
36 , ,л Раздел I. Общая часть Рельсы крановые. Рельсы изготовляются из бессе- меровской стали марки НБ62 с временным српротивле- яием не менее 75 кг/мм2 и должны отвечать техническим требованиям по ГОСТ 4121—52. Нормальные длины рельса 9, 10, 11 и-12 м; по требованию потребителя до- яускается поставка рельсов длиной от 6 до 9 м. [ Таблица 1.43 'Таблица).48 Формы и размеры профилей для оконных и фонарных переплетов Основные размеры |Типы рель- сов КР 70 КР 80 КР 100 КР 120 КР 140* Размеры) в мм Ь 70 80 1 100 120 140 * Рельс КР140 не для отдельных заказо Днепродзержинском Ьг • 76,5 1 87 108 129) 150 включен в по спе заводе иш .6, 120 - 130 150 > 170 170 в ГОСТ 4 циальным ни Петров S 28 32 '.38 ¦ 44 60 in. \ 120 130 . 150 170 170 1 прокат ым ЧД К* 24 26 30 35 40 ывался 1ТУ на Таблица' 1.44 ю о о А 3' ¦: к ¦ Е н КР 70 КР80 КР160 КР120 * ч и .« я к (U V .а) о, Л <=( « , о - С 67,3 81.13 113,32 150,44 Осно 8- ю о ' а) Ш 52,7 63,52 88,73 117.89 аные характеристики « Справочные величины относительно.оси X—X Расстояние до центра тяжести в см У| 5,93 б",43 7,6 8,43 Уг 6,07 6,57' 7,4 8,57 '¦ Я а о. к н В О)» О ч '< оа 1081,99 1547,4 2864,73 4923,79 Моменты српротив- ления для 1 крайнего волокна в см' а' м - 35 О Л S ч ¦ о щ с о. 182,46 240,65 376,94 584,08 к ¦ ? я оа о о л О <U 178,12 235,52 387,12 574,54 у,—у я я , и i &, н я Я*; О У 5; оа 327,16 482,39 940,93 1694,83 Момент сопротивле- ния крайнего волокна подошвы рельса в см3 54,53 ' 74,21 125,46 199,39 Сталь для оконных и фонарных переплетов. Сталь должна отвечать техническим требованиям по ГОСТ 7511—58. Профили для переплетов изготовляются длиной; № 1—6, 10 и ill —от 4 до 6 м; № 7 — 9 и;. 7а— 6:,м с допускаемым отклонением +30 мщ Mi la и ба- ет 1,46 до 6 ж. , I ' . , По требованию потребителя профили № 1 — 6, 10, ;Ш, 1а и 5а поставляются мерной длиной с допускаемым отклонением +30 мм.
V Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 37 1 Таблиц а 1.46 Основные характеристики профилей для оконных н фонарных переплетов О «а о. . ю 25 1 2 а 4 Б 6 7 В 1а 5а " ft. К и ¦¦ Л «1 1* 1,88 2,61 2-2С 2.06 2 71 _,2,42 6,45 3,88 1,79 •2,6 5,52 0) ¦¦а- So ¦5* о е 1,48 2,05 1,77 1,62 2,13 1,9 5,07 3,05 1,41 2,04 4,33 Моменты инерции в см' 0,97 ,0.8 0,79 0,39 6,91 1,17 42,82 1,78 0,96 6,77 40,45, Sh 2,28 3,59 '2,53 2,35 2,82 2,66 20,78 16,39 2,21 2,81 21,96 Моменты \ сопротив- ления К S н 0,52 0,47 0,47 0,32 2,02 0,67 8 0,97 0,52 2,01 7.38 в см". я S 0,96 1,33 1,04 1,01 1,06 1,07 4,29 5,95 0,96 1,07 4,52 Допускаемые откло- нения по размерам профилей 0J А s' я !11 в мм +0,3 -0,5 , +0,15 -0,2 +0,3 —0,5 ±1 . ±1 ±1 — ±1 — - ±1,5 — — — ±1 ±1 ±1 ±1 ±1 ±1 — -±1 ±1 X1 — з1- ««а 3 ё о а. CCS .— __ — — — ±2 . — / —" — ±2-- Таблица 1.47 Формы и основные.характеристики профилей для оконных и фонарных переплетов № профиля. Форма и размеры сечения профиля в мм (из'лёнты 90x2,5 мм) 2,25 10 (из ленты 130x2, мм) %?= R-15 ft-15 3.25 Ml (из ленты 80x2,5 мм) R'3,5 1,77 Допускаемые отклонения по размерам в'мм > 3 о s о, +0,15 2,55 1,57 +0,2 —0,25 +0,15 -0,2 ±1 ±1 ±1 Фасонные гнутые профили. Профили должны отве- чать техническим требованиям по ГОСТ 8275—57, кото- рый распространяется на гнутые стальные фасонные, профили простой-и сложной формы, закрытые и" полу- закрытые различных видов и назначений, изготовляемые путем профилирования листовой, ленточной и полосовой стали в роликогибочных станах (рис. 1Л). Ширины исходных заготовок (лист, лента, полоса), из которых изготовляются профили (в мм): 32, 36, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, ПО, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360; 400, 450, 500, 550, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1400 и 1600 Толщины заготовок должны быть в пределах от 2; до 16 мм включительно по сортаменту соответствующих* стандартов на лист, .ленту и полосу. =¦ . Нгь'псзз Рис. 1.1. Основные сечения гнутых профилей Толщина профиля в зависимости от ширины исход- ной заготовки' должна быть: до 120 мм — 2-гЗ м;, 120ч-250 жж—2-ь7; 250 мм и более — 3^ 16- мм. Вертикальные (по условиям- профилирования) раз- меры сечения профилей не должны превышать.250 мм. Профили изготовляются и поставляются длиной от 3 до 12 ж, а также мерной длины (более 3 ж), кратной 0,25 ж, что оговаривается в заказе; при этом допускают- ся отклонения: при длине, до 6'ж— до +40, жж, более 6 м — до +80 мм. . : Радиус внутреннего закругления профилей, изготов- ленных из углеродистой стали, должен быть равен тол- щине профиля. Для профилей, изготовленных из низко- легированной стали, эти радиусы устанавливаются: при' толщине профиля d до 5 мм /?=l,5d; 6^10 мм — R — 2d; более 10 мм—R = 3d. По соглашению сторон профили могут изготовляться с радиусами внутренних закругле- ний больше или меньше установленных. " Профили могут изготовляться из горячекатаной и холоднокатаной отожженной листовой, ленточной и по- лосовой стали марок Ст.0, Ст:1, Ст.2, Ст,3 по ГОСТ 380—60; марок от 08 до 25 включительно (кипя- щей и спокойной) по ГОСТ 1050—60 и марок низколеги- рованной стали с временным сопротивлением не более 50 кг/мм2. ' - ¦ Сварные двутавровые симметричные профили обще- го назначения. В каждом из приведенных ниже сорта- ментов помещены балки разных высот й разных отно- шений пло,щадей стенки к общей площади балки ( а == =0,4 -f- 0,6), но примерно одинаковых п — отношений вы- соты стенки балки к ее толщине. Значения и меняются от я= 185 -г- 175 для сортамента № 1 (тонкостенные про-, фили) до/г=105-к95 для сортамента № 6 (толстостен- ные профили). Сортаменты охватывают балки высотой от 500 до 2000 мм с моментами сопротивления от 900 до 70 000 см3. .¦/..-..';. Сечения балок подобраны с полным использованием ширины универсальной стали. Пояса 'балок 'приняты о отношениями ширины к толщине, близкими к предель- ным ( —«20-г-ЗО). Подбор сеченая по сортаменту про- изводится по требуемому моменту сопротивления с по- следующими проверками в соответствии с изложенным влглаве 2. ,; Обозначения в таблицах . 1.48—1;53: / — момент инерции; W — момент сопротивления; S — статический момент-гюлусрчения; i—; радиус инерции. ;
CO ^ C> f ¦•* Т to to СО f- —• ООО^-СМО - - .--*-. - » -ОО»—СМ О СО to О "* О СО 00 Ю-Ч1ЧММ «э to to г- t—г- со со ел СТ> tOCO t— Г- tOCO »-н COtOOf СО СО 00 С-1ГЭ СЧСО-^Ю ЮМЮО — СМ**Ю tOCOO —<<л w —«« -ч—i—CM СМ СМ СМ СМ СМ'СМСМСОСО Sllil Г*. О Ю I4- 00 —| Г4- ¦* —I *О00 OcOUiS OW*000'?>CO— IDCO-rHrt — нО'* *-i——i — CMCMCMCO СМ СМ СО т*- Щ ¦fiO'DN ililliii' fills §!§§ lONCOO Of Ю1Й «JNCOO COOOO OOOOO ю52^° —ОГ-OiO СООСМю мющосо ,-..-,— CM — <-* — CM CM CO f ¦* «^^ЮЙ (OOO^ —, -4 ,-H -H — — -H (M (M О О О О О оо о ОООО ОООО О О! 1—< СО li— СО СО ю О "* t^ -^ N^NN i-н —— СМ ¦—СМСМСО ОООООООО ООООО ОООО (ТОО — ГО^СОО — Tf tOCM^^ — ООЮ — СМСО-*ЮСО^-0>0 CONOCO IsOiOOJ -CM CM CM CM СО CO. CO г ОООО ОООО СМ СМ С ЮС» ч ЮЮСОК ооооо Illgl §1111111 ооооо рООО ОООО ...--_ . ^ДЛОО IMOOO (МЮСО-^-О» Ю-ON. (ОтСЮЮ ОООО ОООО ОС0 t—— 11111 ян-н»* СМСМСМСМСМСОСОСО ¦* ^"* Ю Ю to Г-. СО СО СП О — СМ •Ч'ЮИОО ООООО ооооо СЛ сч со — — !§§§§§§§ §§§§§ §§§§ §§§§ 1ШШ §lsi ISS1. §§§§, §§§§§ iiSsS _(««__ —. —CMCMCM — СЧСО* 3 Й О -г И 4 0). - fcSS'S82§S ~§ii СМООЮ-* CNOO-^tO Г-.00ОСМ -CtDCOOW CMCMCOCO rtCOWfl"* СОЮ f- f CM CO CM CO см-*оюсосоюю (MCO—-COCMcOCM — 1>.'гя-* — со СО CM — СО ^ С-СО CO-rf см-* ю сооо' СМ ¦* СМ СО см оо со со о» со см со CM tO CO 00 Ю CM СО CM СО CM f*. t-». t-- Г>- Г- 1-- t~- f- h-1^. ОООООООО OOCOCOOOOOCOOCCO СО СО СО СО СО 00 00 оо coco СО 00 со со -. r~t^ t-~c- ЙЙКК ОООООООО Г*- Is- i-» t-- ООООО 00 СО СО СО 00 ?й8й§ ~s§s§§gl SS3SS g?gg 1§зз CMCMtOtO totooo* со со СО СО СО СО ¦* rf ¦<*• totototo СОООСООООО Г-CO COCA С> ХХХХХ ооооо оосмемю см см см см см О О— СМ О—'СМ СМ СМ 00 00 С> С> -~* -~* — *ч »-i-н — — — ХХХХХХХХ ХХХХХ §0000000 ООООО СМ СМ Ю Ю СО СО СО' оо со оо см to СМ СМ СМ СМ СМ СМ СМ СМ СМСМСМСОСО t^rrtOCD tOtOOOOO хххх ОООО CM CD О О СО СО COf хххх хххх ххххх ОООО ОООО ООООО ШООЮ ОЮЮО ЮООЮЙ X X 8 . -" о ВТ » ч л л а? н п. о U Ч Л1- о nj * Юс - ' 0) О tt 3 в к к ю О» О 03 (Я Он и 1 1 ъ % •а т h "ч ш ъ- а , to ^ 3 ю Ч ^ ^ ¦^ ffl •^ 4 s зе « 5 5 я <У - о?» 1 в I- со сп о> ¦^ •* ¦* ю СООСМ-* «too слоем to •^Ot^CO !CN t^CO ОООО о оо о о ооо см ем см со юю to to COO -*г смоем MW1+-IH! •о X Ills t^-00 СП о ХХХХ <—. ооо о® рем СМ СМ СМ СМ
V Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 39 Продолжение табл. Ь49 Сечеиие в мм hxd Ж 800X5 fc 1000X6 1 100x7 1 250x8 1 400X9 1 600X10 ] 1800X11 2 000X12^ bXt 200x7 200x8 200X9 ' 220x9 250x9 250X10 250x11 250X12 250x9 • 250x10 280X10 ' 280x11 250X11 280x11 320x11 280X14 280X12 320X12 320X14 360x14 360X12 360X14 360Х16 400X16 450x16 400X16 450Х16 450x18 450x16 450x18- 500X18 450X18 500X18 500x20 560X20 560X22 630X22 630X25 710x25 Я 814 , 816 818 818 818 820 - 822 ' 824 1 018 1020 1020 1022 1 122 1 122 1 122 11 128 1274 1 274 1278, 1278 1424 1428 1432 . 1432 1432 1 632 1632 1636 1832 1836 1836 2 036 2 036 2 040 2 040 2 044 2 044 2 050 2 050 ft d 160 160 160 1'60 160 160 160 160 167 167 167 167 157 157 157 157 157 157 ~ 157 157 155 155 155 155 155 160 160 160 164 164 , 164 167 167 167 ¦¦' 167 167 167 167 167 а t - 13,9 ¦ 12,2- 10,8 11,9 13,6 12,3 H.l 10,2 13,6 12,2 13,7 12,5 11 12,4 , 14,2 9,8 11,3' 13 11,1 12,6 !14,6 12,5 И 12,2 13,8. 12,2 13,8 12,2 13,7 12,2 13,6 12,2 13,6 12,2 13,7 12,5 14 12,4 14 Площадь« сечения F в см' 68, 72 76 79,6 85 90 95 100 105 ПО 116 122 -Л32 139 147 155 167 • 177, 190 201 212 227 241., 254 270 288 ' 304 , 322 342 360 378 402 420 440 464 486 517 555 595 J в см' X 66 900 73 600 80 200 86 100 95 000 103 000 112 000 120 000 164 000 , 177 000 193 000 207 000 247 000 268 000 295 000 321 000 398 000 436 000 488 000 533 000 636 000 ¦ 710 000 - 783 00Q ¦ 847 000 928 000 1 180 000 1 280 000 1400 000 1 720 000 1 870 000 2 020 000 2 450 000 2 630 000 2 840 000 3 080 000 3 320 000 3 630 000 4 030 000 4 440 000 Справочные величины X—X W в см' X 1 640 , 1800 1960 2 100 2 320 2-520 2 720 2 920 3 230 3 480 3 780 - 4 060 4410 4770 5 260 5 690 6 240 6 840 7 640 -8 340 8 940 9 940 10 900 11800 12 900 • 14 400 15 700 (17 100 '¦'. 18 800 20 400 22 000 24 000 25 900 27 800 30 200 32 500 35 500 39 300 43 300 , . S в см3 X 965 1050 1 130 1 200 . 1 310 1 410 1510 1620 1880 2 010 2 160 2 310 2 590 2 770 ЗОЮ 3 240 3 680 3 980 • 4 390 4 750 5 250 5 770 6 280 6 740 7 300 8 370 9 020 9 750 11000 - 11800 12 600 14 200 15100 16 100 17 300 18 400' 20 000 21 900 24 000 для осей У- J в см' У : 9зз 1070 1200 1600 2 340 2 600 2 860 3 120 2 340 2 600 3 660 4 020 2 860 4 020 6 010 5 120 4 390 6 550 7 640 10 900 9 330 10 900 12 400 17 100 24 300 17 100 24 300 27 300 24 300 27 300 37 500 27 300 37 500 >41 700 58 500 64 400 91 700. 104 000 149 000 ~У W в см* 93,3 107 120 145 187 208 229 250 187 208 261 287 229 287 375 366 314 410 478 605 518 605 691 853 1 080^ 853 1080 1210 1 080 1210 1500 1 210 - 1500 1 670 2 090 2 300 г 2910 3 310 4 200 Вес 1 пог. м в кг 53,4 56,5 59,7 62,5 66,7 70,6 ' 74,6 78,5 82,4 86,3 . 91,1 95,4 104 109 116 122 131 139 -149 158 167' 178 189 199 212 226 ;239 '253 268 283 297 315 330 , 345 364 382 406 436 467 Таблица 1.50 л Сортамент № 3 150 >—> 135 Сечение в мм hxd 560X4 710X5 bXt 200x7 200x8 220x8 220x9 200x8 220x8 220x9 250x9 250X10 Я 574 576 576 578 726 726 728 728 730 ' h d 140 140 140 140 142 142 142 142 142 а t 14 12,3 13,5 12 12,2 13,4 11,9 13,6 12,3 Площадь , сечення F в см' 50,4 54,4 57,6 62 67,5 70,7 75,1 80,5 85,5 Справочные величины для осей ¦ X—X J в см' X 28 300 31 700 34 200 37 900 56 100 60 300 "66 100 73 100 79 700 W в СМ' X 988 1 100 ,1 190 1310 1550 1660 1810 2 010 2 180 S в см1 X 554 611 657 ' 720 889 947 1030 1 120 1 210 У~У J в см' У 933 1 070 1 420 1 600 1070 1420 . 1600 2 340 2 600 W в см' У 93,3 107 129 145 ¦¦- 107 129 • n 145 , 187 208 Вес 1 пог. м в кг 39,6. 42,7 '- 45,2, 48,7 53,0 55,5, 58,9 63,2 67,1 ы L - . JL*.
co-io r^ to со t*- од поюео ot^-ооь- ь- to о %™т% Шз~5в8§- §gj CO t-- —« ОД Ю СО f- _ _. СО О ¦— СМ *ЛО СО -._,__ . СМСЧСМ СМСМСМ СМ СМ СО СО СО СО СО <"**^ЮЙ —¦СОО оаю со одео о -ч « — —-ч — -ч СЧ О» О» СМСЧС0С0"*Ю — -«сч см со ¦«* од во —СО -* <ою о» 1111- i§8 111 §18. Ili§§58 lllili 3SSUgg Ss8g§§§ 111! — _ч*ч«КЧ04СЧ CM CM CM CO COCO'' ?!§§§ §I§ §§§§§§§ 1§§1§| тПОЮ (OtOt*- OOOOOQ —«со см* «юФ ¦*.ю со © со ю о СМСМ СМ СО СО СО СО 1111 lS§g §1§ со со «э * со О §§§§§§§ §§§§' §§§§ §88 §88 1й1 ооо ооо —« — СО . см со-* §§§§§§§ §§§§§1 fg§lls _«_- t-i —. CM CM CM CM CM . СОМ-Ф'ФЮЮ s о •? s к ^ ft» О СО о О •»* >-i см С> С> С1 — — »Ч », чСМ смемем смемем Шип ооо«офо«5Э сог-юсосор СО СО со ¦*¦*¦* юю юододь- со о од см t*-ю со - О —¦ СО СМ СО см -Ч* 5355 ь-to 2222 ю . см см ¦* СМ- ОСМ СО ОСМСО • СМ^см см со см f-CM CO CM f-Ю СО СМ СО СМ СО см "* — -.' '¦' "— ООСОСОООСМСМ •-; — — см см см см ооо о. о о о §111- ___^н смемем сососм смемем смечод мююоотгз: г*"*ООДОДОД СО СО СО СО СО СО СО эоосэоо СМ СМ см см см см X ОО —w ххххххх ооооооо ОСМЮЮСОСОСМ СМ СМ СМ СМ СМ СМ СО X 8, — — 4fO| ¦*-*од ОДОДОД еоодео ХХХХ оооо ХХХХ оооо СМОДСОО СО СО СО-* X 8 щи X 8 XXX ххххххх ооо ооооооо CUJifl ЮШООФЮМ ** <т -# -# -* ю ю ю ю со X О- хххххх оооооо СО СО-СО со — о into со со t~ со И А «["в.; ¦ л •Л S я н о. о и mgffl и О « X S &• S ч -О ю 0) X ST. о о « с о 1 >> "=5 ffl >> 6= ffl -5 ест 1 ffl 3 ffl >,4 Л {-и *я* . и а) - О й* в put. a %* •вТГтЗ 3 в 0) S ' S а> &• о \ ъ-~ X ¦в X 37,7 40,8 43,3 46,7 49,8 55,8 60 93,3 107 129 93,3 107 145 187 933 1070 1420 933 1070 1600 2 340 fig iesl 111 llig . 22 200 24 800 26 900 '•' 38 800 • 43 000 50 800, 56 300 OOCNlO 0>CO«tO г, СОЮ OCiCitO ^pejeg cooT'-'co" ЮЮЮ CD Ш CD CO MC4C1 Ci(NO»C» **<OCO ri'tOQOCO ¦Я У-Ч ^4 ^* ^P ^*, ^* ЮЮЮ C0C0C0C0 200x7 260x8 220x8 260X7 200X8 4 220X9 256X9 - X X 8 Я-
а « о о 50 О О. е ж a о. о О &1 I, 8g8 И.§ш Э а) - f-i о ^ &*&** S^ssas SSS §15 т SaOCMCOtOb-O t*-OOCM "*?; CM CM CM СО СО СО СО СО-*-*4* юююю занж <§§§§. ssis ,CD-hCO ¦-* СПЮ Ю Ю 00 8§§ СООО ооооооо ЮСО-ч СО—¦ О t4-Э со •-; СООСМ ОСМЮСОООСО оооо оооо S_i,-*o -^г^-^о СО СО СМ —«.о о «* . СМ СМ СО ч* СО СО Ю СО !!!§§!§ §111 1111 ||§ 111 §11 •——«СМ СМ СО ¦* СО -*СОСОО>' СООО-# ;00CM't*- СМ С*-¦* I^-^t4- «i-.-' —i« .-.—.oj —<CMCM CO CO Ю1>-Щ <-< CM ¦* i>-1-.-4 со см со CM CM CO "* Ю Ю t^ OOQO OOOO hMOO. CM CO ¦**¦о Ю f-O-* !§§§ «SSI SIIIIBI Ssll l§ll ill §§§ 111 if§11§1 §f Is till' CM CM CM CM CM CO CO CO ooooooo 8—' CO t^ (О C7) "I* CM ¦<*• 00 ooo-* CM CM CM CM CM CO CO OOOO oven CO —• COOCOOO fill ЮЮСОСО ЭОО ooo ooo 5oo "4t-oo ooo j<—,ao мою юсоао -COCO OlOn CM CO rF Jill siif CO О СП CO t- г-- —" 00 О СП -и — CM ч1* -3-COO CM t^^l" COCO r- §§§§§§§ llislil ^ _< — «_« CM CM CO COO Oi r-co 00 cno §§§§ Ills CM CO CO CO §§§§ sue CM CO -- tfoai mcooffl «г-.СОООО"-' CM CO ¦* ^ oo oo oi en — «-• —i — *-< —i—¦ O—hCM CM CM CM OCOO CM00 CO "*'Ю CO CO en —* см см см см см со %mm- СМСМЬ-t^ со со to о OcOCOO юф-*о ЮЮЮ«Э COCO^-00 - * 3 03 a) s В at 3*. o, О ¦e a: . X X ¦* СП CO CM t~-Ю CO CO —Г со см со см*-** CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO ¦*cm r- cmVW ЩПШ с-со. со-* см-* юююю CM CM CM CM Г*- CM СП—«CM CM CM CM CM CM CM en см co о CM CO CM CM CM CM I4-CM CMC0*CM CM CM CM t*-CM CO CM t^ CO CO CM* CO CM CO C?—i CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO CO Ь-ОСОО СП о СМ СО 00 СО 00 со см см см см «смео — СП о —со" см см см см- - COOOCOOOCMCM « — —MWWN CO CO CO 00 00 CO CO oo—*¦— ххххххх ooooooo CM СЧЮЮСОСО CM CM CM CM CM CM CM CO CO X , 8 - CO CM CM 4j*'-4p см <^a cm cm , en enen o> 280ХП 320X11 320X12 360X12 X о о о .|||S 320X12 360x12 360x14 400x14 00 X g • . о CM CM CM CO CO CO CO CO CO „ xxx ooo CM COO COCO-* OS x g CM CM CM CO CO oo CM CM CM CO CO CO XXX ooo СООЮ со ¦* ¦* о X ¦-, о c3 !!!" SS2-. Ill 1 CM CO CO ooo о CO CO CO тр tj* Ю Ю. CO CO CO CD CO CO CO соаоаОООЮю —i _,-« CM CM CM CM ххххххх о о о о о о о ЮЮООСО о со -* ¦* Ш Ю ю ю ю см оооо ЮЮ 10Ю. СО 00 СО СО ' 500X25 560X25 630x25 710X25 X S со оооо сосососо оооо см см смеч о оо о со со coco- хххх оооо со СО «о ЮСО С-00 СО X 8 о см а я Л о N Ю 5? I ¦Ж •Л- -= ™ a " <u — О й* в, 1111 lill lill о>см-*о со см со—* 1, "Ч"",.. ч ч ffl I я- я о й; . X •о •а X •с - смсмсмсм . -—« ^Н т-Ч 1—< ««-* — * СО СО со ь- г-г-г- юююю t-OOCOO хххх оооо оосмем см см см см 10 X о .8
ч о ч о ч о а С вэ go Ю СО N •* СМ О» «¦¦'3 s «"-и СМ, СЛ - О 1-ч . -* ш ю « * ю" ef S П N CJ СП 5 Д 'К ём S3 СО Ю _5 Ю —> СО СО СО N. f- (О П Q О) м .mm»* —« —i —* ¦—« «В г*, со 6? о са н " •¦<. —« СЧ СМ е» со о* со . ю к со о сч се СЧ 'СО СМ СП СО СО •# СО _Э СО С» СМ ^Г N- СО СО СО Ч" "3* "¦# :8- ... (О _Э » 3 g I1 I СО . _¦. Си Г4- 00 ' ¦ -« - О, СМ Ю 00 О СО СО" —« —« ч* —« ем_.см -« Г; ю о (О Й N ;« « « Й f О СО О 00 ю ч« ю 5 5 <о SN СО О ¦ О Q - О О О О ч$< ю СО - •«— о —* on. сп 00 N- 00 о- « ю см ю со о о о о о\о n. сп о _< чг-< СО О СО СЛ СО' я О) И СМ' со —< «CD СП СО см см со ¦v g'S -* ^ Й (О в N. см о -ч*" ¦-о. СО О т** СО СО СО СО . :¦«'¦« w: см см со о о СО сч о со СО' со J -.¦* о о со о ЛЯ ло со -¦ о о со о ю ю со о СО СО СП о ю ю со со СО СП *8- 2 2 8 ¦ .о о 8. СО •* 8 N. о о - о» -а* 8 г- о о. со чр см о о СО N. см 8 N. СО о -О со N. см о о й 1 5 8 СО ю о о N- 5« 8 СО о о ч* СО о о со о о о о о о о. о _ 8:8 —*•- ^< О» N 8: 8 ,8 Г- СП" СО со СО СО Ю" N. —< СМ СМ СМ О О О О,- s-s 1 со о СО со о со СО со о со СП со S СО тр о СО со -* о- со о ю 8 СО . ю 8 см со § со га N. о ю со n; о со СО СО о СЧ СО СЛ о о о о о 8 о о о со см о о ю СО 8 8 8 _ _ _. -. , -О . N- СП О СМ Ч« —, —, « _«.._, —. ¦—,." —, СМ СМ СМ О О О О О О « ¦* о СП со СО « н н н N « W О й см о N. сп см о СО со о _со 8 00 СО о см см ¦* о ю ¦* о СП ¦«*• о о -со ю о со N- ю о со ю СО 8 о N. _ г* О' СО со § о СП о о со 03 § 2 8 СО о о СП см § S о _э о о СО _о о СО N. о о ю -СП 00 N- ю о о см "Ч* Ю N. СО Ь- '-- СО СП см ¦чг ю _э ю со о о о О) « СО 5 8 8 8 i 1С СО СО СО ч*" Ч со sCO со см со о СМ СП ю со (О to N 00 сп ю о 8 СО СМ S см о со о со о о со о СО ts со 1 ¦* о СО ¦* о о 'СП —« СМ СО ю. ю о о П< СО —1 -5{« 45s s.ls С0^ со со 00 см со со со CM OJ 00 N. СО -» CN sli -ч СМ СО ¦ч « И ем см. см О) Й "ч Q N -чр СО СО СП « ем см см см со ч* со © г; " ел со со со со ю со со со со о "«Р со Ю СО СО Ю W Ю СО СО СО N N GO 00 СО СП СО 00 •* СО СП СО со СО со см CN со г-~ СО см "* г^ со "* Tf "* см 2 S со •* см rf см со ем N. 2 2 СО - «5 3 с ю см - ¦* - ю см о СП СО о см см о СП со со <м см со N- сО СО см см СО со со со см см СО со со СО см см СО N. СО СО см см ч* N. со ¦^ Tf CN ч}« гр «* со см TJ- тр см со см см СП СО см ЧЭ« см см 00 СО ¦* СМ ч* со см см см Г-* г* t- N. СО СО СО 00 00 СО СО OJ COCNCMCOCO CNCMC0 S СО СО СО оэ 1-ч—«—* CMCMCMCMCN СО СО СО СО 3 •ч« О С СО о со со ч" юю ю т ta \а СО СО СО со о о ~о СМ СМ СМ 'с*, см о о <-•-«' ем -мм м м ^ те ч* СО со СО со X о X о X см см X о X о X см X см X о X см X о X о X со X см X' см X о X СО X о XX XXX ххххх 0_ ___ _____ 8 о о о о о о о СО 00 о о ХХХХ \а ш т ¦в X •а X 8 х 8 х 8 О О СМ СМ ю СМ М СМ см см ХХХХХ О Q о о ~ о ео со со ю ю _э со X g с. 3 СМ Ю Ю СО СМ СМ СМ см ХХХХ о о о о СО N. N- __ 00 со о см ем см см со со ХХХХХ ^
CD (О 00 00 8ooo ooo XXXX со со со-ьэ too© 00 oooo-j-jov ooooo XXXXX CO Ю CO to to OCX) 00 СЛ en *4СЛО)СЛ н-СО СОО> oooo XXXX tOfcOtOtO СЛСЛЮМ 8 X со ф a> ослелом о о о о о о о о хххххххх tOtOOOCOOlOOS S X § X 8 X fggfii sill СО СО СО tO cntotooo oooo ХХХХХХ XXXX XXXX Ш 00 00 Ci Cl >?. **¦ to ю to to to to 00 СЛ OHO tO Q oooooo хххххх mm<ocdoooo oo Ю tOtO ЮОО ooo XXX oooo-g 1111 CO 00 CO CO 00 СЛСЛСЛСЛСЛ OfflfflOO Ol № Ol.Cft СПСЛ 4й.»&. ;11ёёШ1 s&llll <o со <0 CO . tO tOtOM 00 00*1^^ gggg СЛ СЛ ?>- ?ь d^-4». . О О 00 00 О О» .55* sses -g-gaagg, si CO*»-coco 00 V| ,,coH . CO 4ь to со to COtOiMO CO CO rfb *ь to со to CO CO to CO V*j to o>o> ^o» со to со to со to 'ельо'Ьо^э^сл rib to 4ь CO СЛО! *. to со to to'1u-*ito со to CO >— со to ж Sill: Isssl О) СП СП СП . н- -4 CO О — wcoto rf». *. rffc-CO'CO со со to -*J4^tOCOCnrf*.N3CO со to О OS 00 О *ь 00 О tO if* со to ¦— шт 00 00 00 ^ 00. •в" Я "II lis- tocotoco COOC0 4V ОООО OQQO So о о ооо *. rf».*» со СО COCTitOOOCn СОЮ.ОСОО ooooo oooo о Soooo oooo to to to to !-J СЛ *. CO >— Q CO GO tOOiCHCOCOt&OiCO oooopotoco ; .о о*о о о о o.o SOQO О О О О ООOOOOO СЛ СЛ ?ы?ьСО СО СЛОСЛ"- -3 4*. ОСОСЛ *»•—to : oooooo §00000 0:0000 to to to to 00 О» CO H- 00СЛ J>d*- oooo oooo о о o.o oooo SQOO OOO fill CO -1 *. CO CO —. CO 00 to So о oo §!!!§. sill • 5? ^ ^ ;& 92 2J ifc °2 otococo^oi llllli tO-lOCft to •-*»¦$ 4* oooo IIll — СООООУСЛС ёЗКЙ;: iltr to to tow to CO "¦JUICO*-- tO Со СЛ СЛ -J ¦ ooooo- ooooo ssss; ;lll§ со to *— о CO 00. *J -4 со torf^-cn t— ел CO о oooo <ico спел. oooooooo СП СЛ *-.lb *>. CO со со to to 1111 *ototo~ 111! »~I->I-»M sill; н-ь-и- ISIIII: ? в» СЛСЛ '88=- gill llll. illli :§§is IllslliS ел со со*-to cp со со со ел gocooi ooo cooicft*. CO СЛ o.o со от—to oooo Cl*"COtO о о en o> •—tocno oooo со to to и-1— — iisiii 111: llll OIK»»» Hiss .rf».CONtO , to CO coco Spoo *o to to *- ** *- со со о en too oo ел i—OCO-?J>-'aOCnlU OOO OOO COCT> CTtOQOO^JOl о>—оосл*.о ОООЮ^О) sisi ss33 ?§5S§§ oi съел ел ел togoicoo «—35 OS COM risf мЧбмм^*» IsSSss 'ssssl OXO ~JW00
44 ' Раздел I. Б, ПРОВОЛОКА СТАЛЬНАЯ КРУГЛАЯ УГЛЕРОДИСТАЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ Технические требования по ГОСТ 7348—55* рас- пространяются на проволоку стальную углеродистую диаметром 2, 5; 3; 4; 5; 6; 7; 8 и 10 мм. Химический состав металла проволоки устанавливается заводом- изготовителем; - механические свойства должны соот- ветствовать данным табл. 1.54. Таблица 1.54 Основные характеристики проволоки углеродистой для предварительно напряженных железобетонных конструкций Диа- метр в мм 2,5 3 4 5 6 7 8 10 Пло- щадь сечения в мм1 4,91 7,06 12,56 19.63 28,26 38,47 50,24 78,5 . Вес 1 пог. м в кг 0,039 0,055 0,099 0,154 0,222 0,302 0,395 0,617 Временное сопротивление разрыву в кг/мм*, не менее 200 190 180 170 160 150 140 100 Перегиб на 180" ^ о «а» Е к g я - ^ Я я ^ 20 20 20 20 30 30 30 30 Ш 1 Относительное удлинение при разрыве на расчетной дли- не 100 мм, не менее . 2 2 3 3 3 4 4 4 Испытание проволоки на растяжение производится на образцах с расчетной длиной 100 мм по ГОСТ 1497—61; испытание на перегиб — по ГОСТ 1579—42. В. СОРТАМЕНТЫ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ Основные характеристики стальных канатов раз- личных типов приведены в ГОСТ 3241—55*. Для канатов применяется проволока трех марок (высшая марка — В, первая марка — I и вторая мар- ка— II), присваиваемых проволоке в зависимости от вязкости металла и допускаемого разбега значений временного сопротивления ее при растяжении. Допу- скаемый разбег значения временного сопротивления составляет: для проволоки марки В—16%; для про- волоки марки I—20% и для проволоки марки II—25% от нормативного значения временного сопротивления. По роду «свивки проволок в прядях канаты могут быть: с точечным касанием проволок — ТК; с линей- ным касанием проволок — ЛК; с точечно-линейным ка- санием проволок — ТЛК. Пряди с линейным касанием проволок (ЛК) более компактны и при прочих равных ¦условиях имеют больший модуль упругости. По виду свивки прядей канаты разделяются на: обыкновенные, которые раскручиваются после снятия перевязок; нераскручивающиеся (Н), у которых канат в целом и отдельные пряди не раскручиваются после снятия перевязок; некрутящиеся — многопрядпые с противоположным направлением овивок прядей по слоям. По направлению свивок прядей канаты могут иметь правое и левое расположение овивок, а по нап- равлению свивок проволок в отдельных прядях — кре- стовую (направление свивки в смежных слоях раз- лично), одностороннюю (О) и комбинированную (К) СВИВКУ, Общая часть По способу покрытия поверхности проволок ка- наты разделяются на светлые, не имеющие покрытий (кроме антикоррозийной смазки техническим вазели- ном, канатной .мазью или др.), и оцинкованные. Цинковое покрытие канатов должно отвечать тре- бованиям ГОСТ 7372—55* и разделяется на три груп- пы: для легких условий работы — ЛС; для средних ус- ловий работы — СС; для жестких условий работы — ЖС. Наиболее часто применяются канаты СС. Приме- нение канатов из светлой проволоки допускается лишь во временных сооружениях или в виде исключения при отсутствии оцинкованного каната. Таблица 1.55 Общесоюзные стандарты на размеры и механические характеристики канатов Виды стальных канатов Канаты с одним органиче- ским сердечником Канаты с несколькими орга- ническими сердечниками Канаты плоские с органиче- ским сердечником Канаты спиральные Канаты с металлическим сердечником Канаты спиральные закры- тые Канаты плоские Канаты стальные специ- альные Номера ГОСТов 2688—55; 3059—55 до 3080—55 включительно; 3085—55; 3087—55; 3088—55, 3089—55; 3096—55; 7665—55; 7668—55; 7670—55; 7671—55; 7672—55; 7678—55; : 7679—55; 7684—55; 7685—55; 7681—55; 7683—55 3082—55; 3083—55; 3084—55; 3086—55; 3097—55; 3098—55; 7666—55; 7667—55; 7673—55; 7374—55; 7682—55 3092—55 3062—55; 3063-55; 3064—55; 3065-55 3066-55; 3067—55;'3068—55; 3081-55;7669-55;7677—55; 7680-65 3090-55; 7675—55; 7676—55 3091—55 3093—55; 3094—55"; 3095—55 Наиболее употребительны в практике строитель- ства канаты по ГОСТ 3062—55 (табл. 1.56); 3063—55 (табл. 1.57); 3064—55 (табл. 1.58); 3065—55 (табл. 1.59); 3067—55 (табл. 1.60); 3068—55 (табл. 1.61) и 7680—55 (табл. 1.65). Для особо ответственных со- оружений обычно применяются канаты по ГОСТ 3090—55 (табл. 1.62); -7675—55 (табл. 1.63) и 7676—55 (табл. 1.64). Обычно применяются канаты из проволоки марки I, которые значительно дешевле канатов из проволо- ки марки В. С целью уменьшения поверхности, подвергающейся коррозии, желательно выбирать канаты с диаметром проволок не менее 3 мм. При определении несущей способности канатов следует учитывать, что при закреплении канатов с по- мощью заливки во втулках сплавом, имеющим темпе- ратуру плавления выше 300°, происходит отпуск стали проволок, что должно быть учтено при назначении ве- личины коэффициентов однородности каната.
V Гл.. 1. Материалы и еортаМёнты. Сортаменты, проволока, канаты 45 Канат спиральный типа Л К—О, 1X7=7 проволок (прядь 1+6). Канат должен отвечать техническим тре^ бованиям по ГОСТ 3062—55. Диаметр каната в мм Диаметр проволоки в мм ........ . Площадь сечения всех проволок в мм' . Расчетный вес 100 пог. м смазанного ка- ната в кг'¦¦-.; . Расчетное вре- менное; сопротив- ление проволоки при растяжении в кг/мм' Диаметр каната в мм. . . . . . • , Диаметр прово- локи а мм .... Площадь сечения всех проволок в ММ?: . .' . . . . . Расчетный вес 100 пог. м смазант ного каната в кг . Расчетное временное сопротивле- ние проволо- ки при растя- жении в кг/мм3 120 1зо 140 150 160 170 180 19» 200 '2Ш 220 230 240 250 260 120 130 140 150 160 1-70 180 190 200 210 220 230 240 250 260 3,6 1,2 7,91 6,77 0,66 0,22 0,266 0,23 _^_ / — — — 38 41 44 46 48 51 ,53 56 -¦ 59 61 63 3,9 1.3 9,29 7,95 873 946 1010 1080 1150 1230 1300 1380 ¦™™ — ¦ — — — ¦• — — 1020 1100 1190 1270 1360 1440 1530 1620 — - — — — ¦ — — — - Примечание/Канаты, 0,72 0,24 0,316 0,27 — ¦ — — — 46 48 52 ... 55 : 58 61 63 67 70 72 75 4,2 i:,4 10,78 9,23, 1180 1280 . 1380 1480 1580 "1680 1780 1880 — — — ' — — — / ¦ — . разры Основные размеры и расчетные характеристики 0,78 0,26 0,372 0,32 Раз — —' .-."—-. 50 54 58 61 64 68 72 74 78 82 — — 4,5 1,5 12,32 1 10,55 Ра з 1350 1470 1580 1690 1810 1920 2030 2150 — — — ¦ — — — — зное ус 0,84 0,28 0,431 0,37 0,93 0,31 0,528 0,45 1,02 0,34 0,636 0,54 1,11 0,37 0,76 0,65 1,2 0,4 0,88 0,75 р ы в н о е у сил и е каната — — — 58 62 67 70 75 79 82 86 91 • 95 — — 4.8 '1.6 14,07 12,05 — — — 72 „ 77 82 .. 87 90 92 101 107 111 115 — ¦ — 5,1 1.7 15,89 13,6 — 82 87 ¦ . 92 99 105 111 117 _j ' — 97 105 Ш 118 125 132 140 122 147 129 — — 5,4 1,8 17,78 15,22 154 — — 6 : 2 21,98 18,82 р ы в"н о е у с и л,и е к а и 1540 1670 1810 1940 ' 2070 2190 2320 2450 "'— -. — — — ¦ ¦ — — — 1740 1890 2040 2190 2330: 2480 2630 2770 — — — ' —, — — ¦ — ¦ I960" 2120 2280 2440. '2610 2770 2940 3100 — - — — — — — 2420 2620 2820. 3020 3220; 3430 3630 3840 — - — - - ~, , — плие которых указано ниже — 113 121 129 138 145 154 162 170 178 ~~* — 6,6 2,2 26,6 ¦ _ 22,77 а т а 2930 3170 3420 3670 3910 4150 4390 4650 — - ' — —, — — — жирной 1,35 0,45 1.11 0,95 в кг. -„ — 142 152' 163 173 184 193 204 . 214 ~— — 7,2 2,4 31,64; 27,09 в, кг, 3480 3780 4070 4360 4650 4940 5230 5530 — - — — — — — ЛИНИИ 1,6' 0,5 1,37 1,17 1,8 0,6 1,98 1.7 не' менее _, 164 177 189 201 - 214 226 239 252 ; : — 7,8 2,6 37,17 31,82 218 .236 .255 273 291 309 327 :. 346 364 — „ — 8,4 2,8 43,05 36,86 не менее 4100 4440 4780 5120 5460 5800 6150 6490 —. ; — • — ¦ . — — •—. ' - 4740 5140 5530 5930 6330, 6720 7120 7520 — — — — , — ,.; — ,, — .изг.бтовляютс 1,95 0,65 2,32 1,99 2,1 0,7 2,69 2,3 2,4 0,8 3,52 3,01 Т а б лица 1.56 2,7 v 0,9 4,45 3,81 3 1 5,49 4,7 3,3 1,1 6,65 ( 5,69 256 277 298 320 341 362 384 405 ¦ "—, ,,.ч — — 9 3 49,49 42,37 5450 5910' 6360 6820 7270 7730 8190 8650 ' _' — — . . —', / — [ — „ /-. я из ев 296' 322 346 371 396 420 445 470 — ' — — 9,6 3,2 56,28 48,18 6210 6720.' 7240 7760 ; — — .:— ' — . — : — ¦ - ' етлой г 388 420 453 486 518 550 582 614 — — '•"-^ 10,5 ' 3,5 67,34 57,65 7430 8050 — — ' _ -_ ¦ — —. — троволо 491 .532 573 614 655 .696 737 777 *-' —¦ '.. — 11,5 , 3,8 79,38 67,96 605 657 706 757 808 858 909 960 . — __ — ^_ — 12 4 87,99 75,33 734 795, 856 917 979 1040 1090 1 150 , — ' _. —- — 13,5 4,5 111,3 .95,2 [ 8820, . 1 9660 |,12200 9470 -1 *• — — — — —. - 10450 _L>" '._.- ¦ — — — — — - - ",':^_ '' ¦i_ ; ¦— ; — •• — — ¦ — - : KB ,.'..,'. ...
46 Раздел I. Общая часть Канат спиральный типа ТК, ниям по ГОСТ 3063—55. 1X19=19 проволок (прядь 1+6+12). Канат должен отвечать техническим требова- Т а б л а д & ЦП Основные размеры и расчетные характеристики Диаметр каната в мм . Диаметр проволоки в мм Площадь сечения всех проволок в м/С .... . . Расчетный вес 100 пог. м смазанного каната в кг 1,1 1,2 1,3 1,4 1,55 1,7 | 1,85 2 2,5 3 3,25 3,5 4 4,5 5 5,5 I 6 6.5 0,22 0,72 0,61 0,24 0,86 0,73 0,26 1,01 0,86 0,28 1,17 I 0,31 1,43 0,34 1,72 0,37 2,05 0.4 2,39 0,5 3,72 0,6 5,37 0,65 6,31 0,7 7,31 0,8 S.56 0,9 12,08 1,22 1,47 1,75 2,04 3,17 4,57 5,37 6,23 8,14 10,29 12,7 15,37 18,29 21,47 1 14.91 1.1 18,05 1,2 21,47 1.3 26,21 Разрывное усилие каната в кг, не менее Расчетное вре- менное сопротив- ление проволоки при растяжении в кг/мм* 120 130 140 150 160 170 180 .190 200 210 220 230 240 250 260 Диаметр каната в мм Диаметр проволоки Площадь сечения всех проволок в мм* Расчетный вес 100 пог. м смазанного каната в кг 103 109 116 122 129 135 142 148 123 137 138 146 154 168 165 177 154 162 168 185 193 200 135 144 153 162 171 181 190 199 208 217 157 168 178 183 200 210 220 231 242 252 7,5 1.4 29,26 24,92 1.5 33,44 28,48 192 206 218 231 244 257 270 282 295 зда~ 8 1.6 38,19 32,53 8,5 217 232 247 263 278 2S3 309 324 340 258 276 295 313 332 350 369 300 322 345 365 387 408 430 387 406 9 1.7 43,13 36,74 1.8 48,26 41,11 451 473 — 442 476 510 544 578 612 646 580 628 676 724 773 822 • 868 918 681 738 795 851 908 965 1010 1070 680 714 966 1000 10 50,82 11 2,2 72,2 61,5 12 13 2,4 85,88 73,15 2,6 100,89 85,94 789 855 921 986 1050 1110 1170 1240 1020 1110 1190 1280 1370 1450 1540 1620 1300 1410 1520 1620 1730 1840 1950 2060 1600 1730 1870 2000 2140 2270 2410 2540 1940 2100 2260 2430 2590 2750 2910 3070 2310 2510 2700 2890 3080 .3280 3470 3660 2710 2940 3160 3400 3620 3850 4070 4310 14 15 2,8 116,85 99,5 3 134,33 114.4 16 3,2 152.76 130,1 17,5 3,5 182,78 155,6 19 20 3,8 215,46 183,5 4 238,83 203,4 22,5 4,5 302,1 257,3 Разрывное усилие каната в кг, не менее Расчетное вре- менное сопротив- ление проволоки при ''растяжении в кг!мм' 180 190 200 210 220 230 240 250 260 3150 3420 3680 3940 421Q 4470 4730 5000 3600 3900 4210 4500 4810 5110 5400 5710 4120 4460 4800 5140 5490 5840 6180 6530 4650 5040 5420 5810 6210 6590 7370 5210 5640 6070 6500 6940 7380 7810 8250 6970 7510 8040 8580 9090 9630 10 200 7790 8440 9090 9720 10 350 11 000 11 650 12 300 9270 10 000 10-800 10 850 11 750 12 650 11 550 12 300 13 100 13 900 14 650 13 550 14 450 15 400 16 300 17 250 12 600 13 600 14 700 15 750 16 750 17 850 18 900 19 950 14 450 15 700 16 450 17 850 16 900 18 050 19 300 20 500 21 750 22 950 19 200 20„600 19 700 21 350 23 250 25 200 25 750 27 900 32 600 Примечание. Канаты, разрывное усилие которых указано ниже жирной линии, изготовляются из светлой проволоки.
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты , 47 Канат спиральный типа ТК, 1 Х37=±=37 проволок (прядь 1 + 6+12+18)= Канат должен отвечать техвичвокяи г.ребдааняим по ГОСТ 3064^55. Таблица 1.58 1 Основные размеры и расчетные характеристики Диаметр каната в мм Диаметр. проволоки я. мм'.. . . . . . .... . Площадь сечения: всех проволок в Але2 ... Расчетный" вес 100 "лог. м смазанного кана- ла в кг. . .'. . .-". '.. ..'. :'"'/""' .' Х : .''У. Расчетное вре- менное сопротивле- ние проволоки при растяжении в кг/мм3 120 130 140 15Q 160 170 180 190 300 210 220 230 240 250 260 1.54 1 1,68 0,22 1,41 1,19 .0,24' .1,67 1.41 1,82' 0,26 1,96 1,65 1,96 | 2,17 0,28 2,28. 1,92 0,31 2,79 2,35 2,38 0,34 3,36 2,83 2/6 0,37 4 3,37 * 0,4 4,66 3.92 3,5 0,5 7,25 6,11 4,2 4,55 4,9 5,6 6,3 7 0,6 0,65 0,7 0,8 0,9 1 10,42 12,28 14,24 18,61 23,53 29,21 8,78 10,34 11,99', 15,67 19,82,24,6 7,7 1.1 35,33 29,75 8,4 1 9,1 1,2 1,3 42 '' 49(31 35.-37 41,53 , Р а з р ы в но е у с и л и е . к а н а„т.а в кг, н е м е н е е. 191 204; 216; 228 240 252 264; 275: 287 299, 311 Диаметр каната в ММ, .1 9,8 Диаметр проволоки, [в мм. . . ... ..... Площадь сечения всех проволок в дои3 . . . . . , Расчетный вес 100 лог. л смазанного каната в ке' . . '..'."."..,:¦'. Расчетцое вре- менное сопротив- ление проволоки при растяжении в кг/мм* 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 1,4'' 57,2 48,17 : 227; ',241" 255 269 284 297 312 326 340 354 369 ¦ .10,5 ¦ .1.6. 65,37 55,06 250 265 283 300 316 333 350 366 382 399 .Г,. 291: 309 329;: "348. 368 387 -407 426 i 445. 465 ,11,5 1,6 74,63 62,85 "355 ^:;з79 403 : 427 450 474 498 522 546 570 "12'' .'¦ '.'¦1,7\ 84,26 70,96 3?9 428: 457 485 514 542 571 600 628 да."':' 1.8 94,27 79,39 476 ,510 544 578 612 646 680 714 "1™ 14 2 116,5 98,1 554 594 633 673: 713 752 792 831 871 , 800- . 863 924 986 1045 1100 1160 1230 15,5 2,2 140,96 П8,7 1060 1150 1240 1330 1420 1510 1590 1680 1770 17 . 11250 1350 1450 1560 1660 1716 1870 1980 .— 18,5: 1440 1570 1690 ,1810 1930 2050 2170 2290 ;• -.. 20 •'. 1890 2040 2210 2370. 2520 2680 ' 2840 3000 ' - 21 2390 2590 2790 , 2990 3190 3400 3590 3800 ¦ -^ ¦ 2970 3220 3460 •3720 3970 4210 4460 4710 ^_ '„. 22,5 1 24,i 3600 3900 4190 4500 4800 5100 ,5390; 5700 — ' 27 4280 4640 4990 5350 5710 '6060 6420 6780 - 28 2,4 2,6 2,8 3 3.2 3,5- 3,8' 4 167,63 196,88 228,01 262,07 298,99 356,5 420,19 465,72 141,1' 165,8 192 220,7 251,8 300,2 353,8 392,2 .'5020, 5440 5860 6280 ,6700 ' 7120 7530 ~ 7950 31,5 4,5 589,01 496 , Разрывное усилие каната в кг, не менее 5830 6310 6800 7290 7770 8260 8710 9220 6660 7210 7770 8330 8880 943С 998С 10 50С , 7600 8240 8840: 9470 10 100 10 750 11 350 12 000 ;:8580 . 9300 9980 10 700 11 400 12 150 12 850 13,600 ,9600 0 400 1 150 1 950 2 750 3 600 4 400 5 200 11 850 12 800 13850 14 800 15 800 16 800 17 800 18 750 14 350. 15 550 16 700, 1 17 900 j 19 150 20 300 21 500 22 700 17 050 18 450 19900 21 300 22 500 24 100 25 600 27 050 20 050 21 700 23 400 25 0&М 26 750 28 350 30 050 31 750 23200 25 150 27 100 29 05Q 30 950 32 §50 34 850 36 800 I 1 26 650 30 350 28 900132 850 31 150 33 400 35 600 37 850 40 050 42 250 35 40U' 37 950 36 300 39350 42 800 46 400 47 450 51 400 60 050 Примечание. Канаты, разрывное усилие которых указано ниже жирной линии, изготовляются из светлой проволоки.
48 Раздел I. Общая часть Канат спиральный типа ТК, 1X61=61 проволока прядь 14-64-124-184-24). Канат должен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 3065—55. Основные размеры и расчетные характеристики Та блиц а 1,59 Диаметр каната в мм . . . Диаметр проволоки в мм . ПлощадЬ сечения всех проволок в мм? ..... Расчетный вес 100 пое. м смазанного каната в кг 1,98 0,22 2,32 1.95. 2,16 0,24 2,76 2,32 2,34 0,26 3,24 2,72 2,52 2,79 0,28 3,76 3,16 0,31 4,6 3,87 3,06 0,34 5,54 4,66 3,33 0,37 6,59 5,54' 3,6 D.4 7,69 5,47 4,5 0,5 11,96 10,06 5,4 0,6 17,26 ' 14,51 6,3 0,7 23,48 19,74 7,2 0,8 30,68 25,8 8,1 0,9 38,8 32,62 9 ¦'•*¦¦'¦ ; 48', 05' 40,4 9,9 1,1 58,13 48,88 И .1,2: 69,12 58,12 12 1,3 81,16 68,24' 13 1,4 94,16; 79,17 ¦¦ 1 Ра з р ы вное- усилие к а н а т а в кг, не менее ' Расчётное вре- менное сопротив- ление проволоки при растяжении в кг/мм* 1 ¦" ¦:.... 120,1 — | — | — 130 140 150- 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 Диаметр каната в мм . . Диаметр проволоки в мм Площадь сечения всех проволок в мм? ... , . Расчетный вес 100 лог. м смазанного каната в кг • '¦¦¦ Расчетное вре- менное сопротив- ление проволоки при растяжении в кг/мм' У ' 120 130 140 \ 150 160 170 180 190 ,200 210 220 230 240 250 260 — —' — ¦ 304 323 342 361 380 395 418 438 450 476 494 , — ¦„ — — 362 384 407 429 452 476 498 521 543 566 589 13,5 1,5 107,61 90,48' ¦-.— — 390 424 451 478 504 531 558 584 610 638 — — 14,5 1,6 , 122,87 103,3 .... Р 10 550 - 11 400 12 300 13 200- .14 100 14 950 15 850, ;16 700 ;¦' — _ ' — . — ; ' ¦- ; 12 050 13 050 14 100 15 050 16 100 17 050 18 100 19 100 ;— :' """— - ; — - ;; Примечание: Канаты, разрывное у . —"' —:'¦ ; — 462 494 .524 554 585 617 646 678 708 740 — — '—: ,— — 565 603 641 679 716 .754 792 830 867 905 — — 15,5 ' 1,7 , 138,75 116,6 , — - 635 681 726 772 817 862 908 954 У90 — — — 16,5 1.8 155,23 130,5 — — ' 768 823 877 932 987 1040 1090 1150 1200 — — — ш 2 191,86 161,3 — — , 883 946 1008 1070 ИЗО 1190 1260 1320 1380 — — —; _ , 1270 1370 1470 1570 1670 1760 1860 1960 — — - 1690 1830 1970 -2120 2260 2400 2550 2690 2820 — — - 20 ; j 22 ¦ 2,2 232,16 195,2 2,4 276,11 232,1 2310 2500 2690 .2880 3070 ,3270 3460 ,3650 - — —, ' -'¦ .23,5' 2.6 •324,32 272,6 3020 32/0 3520 3770 4020 4270 ,4530 4780 .,'¦ -' — , — - 25,5 • 2,8 ,375,61 315,8 3810 4130 4450 4770 5080 5400, 5720 6040 ..-¦¦ v —:' — , -v 27.. / з L 431,75 363 4720 5110 5510 59.0Q 6290 6690 7080 7480 ¦ '.•- —- — - '28,5 3,2 490v95 412,7 5710 6190 6С60 7150 7620 8100 8560 9020 - — ,rir: ' ~ , 31,5 : 3^5 587,38 493,8 6790 7360 7920 8480 9060 9630 10 200 10 700 -- ¦ — — - ,34,5 ' 3,8 692,35 582,1 7970 8650 9300 9960 10 600 11 200 11 У50 12 600 — ¦ ':. — - 36 4 767,4 645,2 9220 10 000 10 750 11 550 12 300 13 100 13 850 14 600 ¦— —, - 40,5 ,4,5 970.62 816,1 а зр ы в н о е у с и ли е : к а н а т а в кг, не менее 13 650 14 750 15 900 17 050 18 200 19 300 20 450 21 600 —, ¦" — ¦' - ,;¦' '' —' -;; 15 250 16 -500 17 750 19 050 20 300 21 600 22 800 24.100 — — ¦ :" .- - ¦ — - 18 800 20 400 22 000 23 500 25 100 26 700 28 200 29 850 — '¦•-¦¦ - — т-.. 22 800 24 700 26 650 28 500 30 450 32 300 . 34 200 36 150 .— ,— i- — - ; 27 100 29 350 31 600 33 900 36 200 38 450 40 750 43 000 ' —' _ ¦' - ' — ; - ' 31 850 34,550 37.200 39 850 42.500 45 150 47 800 50 500 ¦'¦¦''—: ' — ' - — , - 36 900 40 000 43 050 46 100 ,49 200 52 350 55 400 58 500 — — — . • — : - 42 450 46 000 49 500 53 050 56 600 60,100 63700 67 200 ' — •¦ - ., — -^ 48 250 52 300 56 300 60 350 ' - .;; — s. — ¦У'- — ¦ - 57 7с0 62 600 -- Г-'.-1 ; ^_ '.'¦^•: : 'а' ; . -¦ 68 100 73 800 — , : — _ — — - 75 400 81 750 ¦''''.— ' ' —. ' '—г ' — — ' - У5 100 — ' - — . ¦ — -' " —" .'— — — — "- силие которых указано ниже жирной линии, .изготовляется из светлой проволоки,
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 49 Канат (трос) типа ТК, 7X19=133 проволоки с металлическим сердечником (йрядь 1+6+ДЙ)./Канат дол- жен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 3067—55. 4 Т а б л и ц а 1,60 Основные размеры и расчетные характеристики Диаметр каната в мм , 3,3 3,6 3,9 4,2 4,65 5,1 5,55 7,5. 8,25 9 9,75 10,5 12 13,5 15 Диаметр проволоки в мм . Площадь сечения всех проволок в мм? . . . . . Расчетный вес 100 лог. м смазанного каната в кг . 0,2 4,18 3,7 0,22 5,05 4,47 0,24 6,01 5,32 0,26 7,06 6,26 0,28 8,19 7,26 0,31 10,04 8,9 0,34 12,08 10,7 0,37 14,86 12,72 0,4 16,76 14,85 0,5 26,07 23,1 0,55 31,97 28,33 0,6 37,64 33,35 0,65 44,53 39,45 ,0,7 51,2 45,36 '0,8 66,9 59,27 0,9 84,59 74.95 .1 104,4 92,5; Разрывное усилие каната в кг, не менее •Расчетное вре- менное сопротив- ление проволоки при растяжении в кг1ммг 568 604 639 675 710 745 220 781' 230 817 240 v 250 260 687' 729 772 816 858 901 943 818 868 919 970 1020 1070 1120 1170 852 923 1020 1070 1100 1220 1270 .1320 - , 900 960 1020 1080 ИЗО 1190 1250 1310 1370 ~ 1030 1110 1180 1250 1310 1380 1460 1530 1590 1270 1360 1440 1530 1610 1700 1780 1870 1950 1430 1660 2040 1430 1530 1640 1740 1840 1940 2040 2150 2250 1700 1820 1940 2070 2190 2310 1980 2130 2270 2410 2550 2700 2430 2840 2550 2990 2780 3120 2870 3100 3320 3540 3760 3980 4200 4420 3530 3805 4075 4345 462Q 4890 5160 3830 4150 4470 4790 5110' 543(i 5750 6070 5435 6390 4540 4920 5295 5675 6055 6435 6810 7190 5210 5650 6080 6520 6960 7390 7820 8260 61810 7 380 ,7 950 8 500 9 090 9 640 10 200 10 750 8 620 9-360 10 000 10 750 11 450 12 150' 12 900 13 600 10 600 11 500 12 400" 13 300 14 150 15 000 15 900 16 800 Диаметр каната в мм . . ..... . ;'. 1.6,5 18 19,5 21 22,5 24 25,5 27 ,30' 33 36 39 42 45 48 52,5 57 60 Диаметр прово- локи в мм. .".¦¦• . Площадь сече- йия всех проволок в мм? ....... Расчетный вес 106 лог. м сма- занного каната в кг ... ... .¦¦:.¦ '.. 1.1 126,35 111.9 1, 150,29 133,1 1, 176,49 156,3 1.4 204,82 181,4 1,5 234,08 \' 207,4 1,6 267,33 236,8 1,7 301,91 267,5 1,8 337,82 299,3 2 417,62 370 2,2 505,4 447,7 2,4 601,16 532,6 2,6 706,23 625,7 2,8 817,95 724,7 3 940,31 833,1 3,2 1069,32 947,4 '3,5 1279,46 1133,6 3,8 1508,22 1336,3 4 ; 1671,81 1481,2 Р а з р.ы в н о.е, у си ли е к а на т а в ' кг, не пенсе Расчетное временное сопротивление проволоки при растяже- нии в Ы/мм? 120 130 140 150 160 .170 180 *190 12 850 13 900 15 000 16 100 17 150 18 200 19 300 20 400 15 300 16 550 17 850 19 100 20 400 21 650 22 950 24 250 17 950 19 450 20 950 22 450 23 950 25 500 26 950 28 450 850 600 350 050 800 550 300 050 23 800 25 800 27 800 29 800 31 800 30 750 33 300 35 900 38 450 41-050 34 400 37 300 40 150 43 050 45 900 42 550 46 100 49 650 53 200 33.750 35 750 37 /60 43 600 46 150 48 700 200 210 220 230 240 250 260 Прим е ч а ни е. Канаты, разрывное усилие которых указано ниже жирной линии, Изготовляются из светлой проволоки. 48 ,750 51 650 54 500 51 500 55 800 60 100 56 750 60 300 63 850 67 400 61 250 66 400 71 500 14 400 68 700 73 ОО0 77 300 81 600 76 OUU 81 700 86 70U 91 800 96 900 71 950 78 000 84 000 83 4U0 95 600 90 100. 103 500 89 650 95 600 102 000 107 500 113 500 I09 01IO 118 ООН ' 97 3U0 104 000 110 500 118000 124 500 131 500 Ml 500 119500 127 500 135 500 143 500 151 500 127 000 136 000 134 501 141000 153 500 166 000 64 500 178 000
50 раздел I. Общая часть Канат (трос) типа ТК, 7X37=259 проволок с,металлическим сердечником (прядь 1+6-Ь'12ф18}. Юани» аолжен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 3068—55. .¦"'¦;'.¦ ¦¦¦'¦ '"¦' Основные размеры и расчетные характеристики Таблица \J5\ Диаметр каната• в, ММ . . .... . 4,62 0,22 9,84 8,63 5,04 0;24 11,71 10,27 5,46 0,26 13,75 12,06 5,88 0,28 15,95 13,99 6,51 0,31 19,55 17,14 7,14 0,34 23,52 20,63 7,77 0,37 27,97 24,53 8,4 , 0*4 32,63 28,61 10,5 0,5 ; 50,76 44,51 13 0,6 73,3 64,28 15 0,7 99,78 87,5 17 0,8 130,28 114,2 19 ,0,9 164,72 144,4 21 1 •¦¦" 204,46 179,3 23,5 1,1 247,31 216,8 ; 25,5 .•¦1Лл 294,04 257,8 Диаметр прово- локи в мм . , • . Площадь сечения всех проволок в мм? * Расчетный вес 100 пое. м смазан- ного каната в кг . I-3 345,17 302,7 Р а з р ы в н о е у с и л и е к а н а т а в кг, не м е н е е Расчетное временное сопротивление проволоки при растяже- нии в^кг/мм* 120 130 140 150 160 170, 180 190 200 210 220 230 ,1280 1360 1450 1520 1600 1680 1770 1850 1530 ,1630 1720 .1820 1910 2000 2100 2200 240 250 260 1930 2010 2080 2300 2390 2490 1680 1800 1910 2020 2140 2250 2360 2470 2590 1960 2090 2220 2350 2480 2610 2740 2870, 3000 2700 Диаметр каната в мм 3130 29,5 31,5 34 2400 2550 2720 2870 3040 3200. 3360 3520 3680 '2690 2880 3080 3260 : з4бо: 3650 3850 4040 3840 4230 3200 3430 3660 3890 4120 4350 4580 3730 4010 4280 4540 4810 5080 5340 4810 5040 561° 5870 5400 5820 6240 6650 7060 7480 7900 8320 36 38 7 200 7 800 8,400 3970 9 590 10 200 10 750 11 350 12 000 42 46,5 9 790 10 600 11 400 12 250 13 050 13 850 14 700 15 450 12 750 13 850 14 900 15 950 17 050 18 100 19 200 20 250 16 150 17 500 18 900 20 250 21 600 22 950 24 300 25 600 20 050 21 750 23 450 25 100 26 800 28 450 30 150 31 800 24 300 26 350 28 350 30 350 32 400 34 400 36 450 38 450 50,5 г 55 28 900 31 300 33 700 36 150 38 500 40 950 43 350 45 750 33 900 36 750 39 600 42 400 45 250 48 050' 67,5 50 S0O 53 750 73,5 Диаметр проволоки в мм Площадь сечения всех проволок в мм* . ... . . Расчетный вес 100 пог. м смазанного каната в кг. . 1,4 400.4 351,1 1,5 457,69 401,3 1,6 522,41 458,1 1,7 589,82 517,2 ; -.¦;¦ 1.8 659,81 578,6 2 815,61 715,2 2,2 990,65 868,7: 2,4 1173,34 / '¦¦ 1028,9 2,6 1378,16 1208,5 2,8 1596 1399,6 3 1834,49 1608,7 3,2 '¦ ¦ i 2085,86 1829,1 3,5 2491,87 2185,2 Р аз рыв но е у с и ли е к а на т а в кг,, не менее Расчетное вре- менное сопротив- ление проволоки при, растяжении в ке[мм' . ¦' 120 130 140 150 160 170 39 350 42 650 45 950 49 200 52 500 55 800 59 050 62.350 45 000 48 700 52 500 56 250 60 000 51 350 55 650 59 900 64 200 68 500 58 000 62 850 67 650 72 500 77 350 63 750 67 500 71 250 ,72 800 77 050 81 350 82 000 86 900 91800 64 900 70 300 75 700 ¦ Ч- 81 100 86 500 91 800 97 150 102 500 180 190 200 210 220 230 240 250 260 П р имечание. Канаты, разрывное усилие которых указано ниже жирной линии, изготовляются из светлой проволоки. 80 200 86 900 93 450 100 000 106 500 113 500 120 000 126 500 97 150 105 000 113 500 115000 125 000 134:000 121 500 129 500 137 500 145 500 154 000 144 000 153 500 163 000 173 000 182 000 135 000 146 500 157 500 169 000 180 500 191 500 203 000 214 000 157 000 169 500 182 500 195 000 209 000 222 000 235 000 248 000 180 000 195-000 205 000 222 000 210 000 225 500 240 500 255 500 270 Б00 285 500 ,239 000 256 500 273 500 290 500 307 500 325 000
\,/ Гл. 1. Материалы и сортаменты. Сортаменты, проволока, канаты 51 Канат спиральный закрытый с одним слоем зетообразной пооволоки. Канат должен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 30Э0—55. / Таблица 1,62 Основные размеры и расчетные характеристики Диаметр каната в мм 30,5 32 34 35.5 Размер и количество проволок круглых диаметр в мм 4,1 4,4 3,4 3,6 количест- во штук 19 19 37 37 фасонных высота в мм 5 5 5 5 количест- во штук 19 . 20 21 22 Всего штук 38 39 58 59 Площадь сечения всех проволок каната в мм' 596 . 660 730 796 Вес 100 пог. м каната в кг 500 ' 560 630 700 Расчетное временное'сопротивление при растяжении t в кг/'см3 100 | 110 | 120 Суммарное разрывное усилие "все х проволок каната в кг, не менее 59 600 66 000 73 000 79 600 65 500 72 500 80 000 87 600 71 500 79 000 87 500 95 500 Канат спиральный закрытый с одним слоем клиновидной и одним слоем зетообразной проволоки, Ка- *ат должен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 7675—55. Таблица L63 Основные размеры и расчетные характеристики I 1 Диа- метр каната г .им 38,3 40,5 42,5 45 47 5! Размер и количество проволок круглых диаметр в мм 3,3 3,7 4,1 4,6 3,55 4,1 коли- чество штук 19 19 19 19 37 37 клиновидных высота в мм 5 5 5 5 5 5 коли- чество штук 17 18 19 20 22 24 зетообразиых высота в мм 6 6 6 6 6 6 коли- чество штук 18 19 20 21 22 24 всего штук 54 56 58 60 81 85 Площадь сечения всех проволок в канате в мм? 1000 1118 1210 1356 1460- 1725 Вес 100 пог. м каната в кг 855 950 1030 1150 1250 1450 Расчетное временное сопротивление проволоки при растяжении в кг\мм* НО 120 130 140 Суммарное разрывное усилие всех проволок каната в кг, не менее ПО 000 122 900 133 000 150 000 161 000 190 000 120 000 134 100 145 000 162 000 175 000 207 000 130 000 145 300 . 157 300 176 200 189 800 224 200 140 000 156 500 169 400 189 800 204 400 241 БОО Канат спиральный закрытый с двумя слоями клиновидной и одним слоем ¦ват должен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 7676—55. зетообразной проволоки. Ка- Таблица 1.64 Диа- метр каната в мм 60 52 54 55 60 65 70 ? Основные размеры и расчетные характеристики Размер и количество проволок круглых диаметр в мм 3.6 4 4.4 3.4 4.1 3.7 4,3 коли- чество штук 19 19 19 37 37 61 61 клиновидных 1-го высота в мм 5 5 5 4,5 4,5 4,5 4,5 моя коли- чество штук 18 19 20 21 24 26 30 2-го слоя высота в мм 5 5 5 5 5. 5 5 коли- чество штук 24 26 27 27 30 33 33 зето высота в мм 6 6 ¦ 6 6 6 6 6 збразных количество штук 24 25 26 26 28 30 37 всего штук 85 .89 92 111 119 150 161 Площадь сечения всех проволок в канате в мм? 1790 1960 2064 2075 2390 2850 3292 Вес 100 пог. м каната в кг 1495 1635 1730 1770 1980 2370 2720 Расчетное временное сопротивление прово- . локи при растяжении в кг/мм* ПО | 120 суммарное разрывное усилие всех проволок в кг, не менее 196 900 215 600 228 000 228 250 . 263 000 313 000 362 000 214 800 235 200 248 000 249 000 287 000 342 000 395 000
52 Раздел I. Общая часть Канаты (тросы) типа ТК, 7X61=427 проволок с металлическим сердечником (прядь 1 + 6+12+18+24). Канат должен отвечать техническим требованиям по ГОСТ 7680—55. '¦'•'¦'¦. Таблица 1.6 Диаметр ка- ната в мм . Диаметр про- волоки в Мм Площадь се- чения всех проволок в MM' t ¦ . . Расчетный вес 100 пог. м смазанного каната в кг ¦/;¦ ., ¦¦¦ Расчетное времен- ное соп- ротивле- ние про- волоки при рас- тяжении в KSlMM1 П р и 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210* 220 230 240 250 260 м е 11 ,0.4 53,6 47,2 1 13,5 0,5 83,7 73,43 /16,5 0,6 120,84 106 19 0,7 164,39 144-2 Основные размеры и расчетные характеристики 22 0,8 214,78 188,4 24,5 0,9 271,57 238,3 27 1 336,34 295,1 30 Ы 406,91 357 ';, .32,5 1,2 483,88 424,6 35,5 1,3 568,11 498,5 38 1,4 659,12 578,3 .: 40,5 1,5 753,27 660,9 43,5 1,6 860,09 754,6 ' 46 1.7 971.18 852,1 49 .1.8 1086,61 953,3 ) 54 \ 60 2 1343,02 1178,3 2,2 1625,05 1425,8 65 2.4 1932,7 1695,7 Разрывное у с и л и е к а н а т а в кг, н е менее 5920 6350 6770 7190 7610 8040 8460 8880 9310 i а н 8 570 9 240 9 910 10 500 11 200 11 850 12 550 13 ISO и е. К 11 450 12 400 13 350 14 250 15 200 16 150 17 150 18 100 19 050 шаты, 15 550 16 850 18 150 19 450 20 750 22 000 23 300 24 600 разры 20 300 22 000 23 700 25 400 27 100 28 800 30 500 32 200 зное у 25 700 27 850 30 000 32 150 34 300 36 450 38 550 40 700 :илие 31 850 34 500 37 150 39 850 42 500 45 100 47 750 50 450 которы 38 550 41 750 44 950 48 150 51 400 54 600 57 800 61 050 х указ 45 85С 49 650 53 45i 57 300 61 100 54 950 68 750 72г600 ано ни 53 800 58 300 >2 800 67 300 71 750 76 250 80 55U 34 950 же жи 62 400 67 650 72 850 78 050 82 950 88 450 93-600 98 750 рной J 71 350, 77 300 82 950 88 850 95 160 81 „350 87 650 94 800 101 500 108 500 92 000 99 500 107 000 114 500 122 000 101000 115 000 130 000 107 000 122 000 137500 112 500 128 500 145 500 шнии,. изготовляются из 102 500 111 000 120 000 128 000 137.000 145 500 154 000 162 500 светлой 127 000 137 500 148 500 158 501 169 000 180 000 190 500 201 000 проволок 154 000 166 500 179 500 192 000 205 000 218 000 231 000 243 .500 и. 182500 198 000 213 500 228 500 244 000 259 500 274 500 289 500 13 Статические характеристики составных сечений Указания по определению статических характери- стик составных сечений. Момент инерции вертикаль- ного листа относительно оси, проходящей через его центр тяжести, определяется по табл. 1.66, в которой '•даны значения момента инерции 1ХХ в си4 для листов^ толщиной 1 см. и высотой от 60 до 599 см. Для верти- кальных листов иной толщины необходимо умножить табличное значение момента инерции 1 хх на толщину листа, выраженную в см. Для определения моментов инерции вертикальных листов, высота которых превышает 599 еж, необходимо найти по табл. 1',66 значение момента инерции для вер"- ;,тикального листа высотой в десять раз менее заданной и увеличить его в тысячу раз. Момент инерции двух симметричных поясов (из листа) относительно оси, проходящей через их общий центр тяжести, определяется по табл. 1.67, в которой даны значения момента инерции J Хх в см* для двух поясов площадью 1 еж2 каждый при расстоянии между центрами тяжести от 60 до 599 см. Для поясов иной площади необходимо умножить табличное значение мо- мента инерции 1 хх на площадь сечения одного пояса, выраженную в еж2. ,' При. расстоянии между центрами тяжести поясов, превышающем.599. еж, необходимо найти по табл. 1.67 значение момента инерции при расстоянии между цент- рами тяжести, в десять раз меньше заданного и, увели-, чить его в сто раз*. Момент инерции симметричных поясов из двух уголков каждый определяется по формуле Jxx==AJx + 2Fku Г\Де 47*— момент инерции четырех уголков отнода тельно собственной оси, принимаемый по ... табл. 1,68 и 1.69; : 2F —-. площадь сечения Двух уголков, принимае- мая по табл. 1.68 и 1.69; ki — коэффициент, численно равный моменту 1 .инерции двух единичных площадей 1 хх и ¦,-. - определяемый: по табл.- 1.67 для высоты hy=(h^-2za). Здесь А — расстояние между наружными полкам^ поясных'.уголков; 2 г0 — удвоенное расстояние от наружной гра- ни полки поясного уголка до его центра тяжести, принимаемое по табл. 1.68 и 1.69. Для неравнобоких уголков это расстояние обозначается в зависимости от полки череэ Х0 И уй. .':'¦; * Момент инерции пояса относительно его собственной оси в табл. 1.67 не учтен. ,* „.;.,,. ,
sggsg , &*& ш :: IIS- СЛСЛСПСЛСЛ 8ft|gBB 11111 86886- ,11111 a- a ro i ¦ ¦ о '' "' ¦:' to .. CO . '**.' СЛ ' OJ -*a . 00 со f тэ о 5 a I ¦ » 1 я 3 S П> H a s ю в 3 о ?8 }a в >< - ¦ 8 О в* •e я »& 3 О »s- В II "О p ! §§§§ §Ii§g siiii §§'§§§lllsl Iliss §1111 sligs lissi sills ssssa ¦v) СП СП 4a- CO CO to >— >— О CO CO CO GO -J-^] Qi'-Oi Сп СП 4a. 4a. 4a- Co CO CO ю tO W ЮЮымн >— >— i-* •-Ю^О OOf-iUSO ^OOMO)*- OiOO)i-N COcOCntOCO СП tO CO ^4 4». ЮООЭф*. CO »— О CO -J mUIWW OitOO"—СЛ >—О»— СЛ >— ВД CD tO v) 4». CO J*. *-J (o 00 -^J -J CD CO CO СЛ CO tO 4*-СП ОСЛ — ООЧ 4* CD to 4a. 4*-tOC»^ 4». СП 4a. СП »—•— CO 00 СП 4*- CO CO CO to — GO. ЮOlAO^Э OtOC004a-tOtOCO^J — CO CO CO -s| C> 4* CO to Nh- COCO 00-JCft 4* CO CO <1»— CO CO CO -^ СП 4»- CO tO -J i-* CD CO W \ K1 Г,"\ ГТ1 J} СЛ 4=. 4*. CO tO tO »— >— >— ПМСОО*- COtO CO 4>- >— П — СПСО"— — 00 CO 4a. О oocn*-to . WOtOOO"-' - - - » CO CO W СП СП k CO СЛ en oo. CO SCO rllfS в*.*» esses ssssg Hill Ulli lllll lllil ililss asfefi's? ййо;?= -CO —tO CO CO 4a." COtO StO CO СП —cotOCn.4a.ji,c04*.Cn COCO i— CO -vJOSCn СЛ СП CO СЛ tO 4a^ CO -J CO — СП S cOCOCOCOCOCbStOOOcO <OW tOOiif'CON и- 4* CO S . СЛ CO CO to- ill! Illli OCOCOCOCO СЛ CD CO S tO 4a. to CO CO — ssencnen слсл4^ CO — S tO CO (DCDh- COtO _ . . , COCOCOtOtO iOtO'-'ь-н- .. О СП tO CO СП CO О -J СП Ю О CO СП 4*- i—• — *¦ CO СП CO CO J4a. CO CO CO S CO S CD * со о to en со со cd en >—•. oo-Cfi дол- СОООСЛ tO OS GO S CO 4* -КЭ 4*- — tO S СП СП COW -4 COCOCncOC0 4a.COCOtOO Cn 4*- COCO CO OS"-;©'-*»' en u^to 4*. 4a. to оо;!-'^-*^ S^^P1- 4^.00 4*- CO tO CO -J CO СП *.(OW01<0 . SNWCOtO СП СП СП Ю CO CO CO CO CO *S O) -s]Cncn4v AMMi-w OCOCOCOCO SSCOCOCn СЛ СП 4=* 4a-CO cococototo ю to •— •— >-- - . - CO СЛ-ОЭСО OCOOXDtO СП (O CO CO tO. ->3tO -^ICO'CO 4=-OOlCOCO O)WO00O< ЫООО СПСЛ СО^-оиЭСО СТ)СЛСЛ4чС0 -^^--J"^ CD 4а.*— tOOl О CO СС— -^1 4s-^-010-sl СЛСЛСОЮСО 0101ЧОСЛ t— CO 00 CO—• *.(ООЧОО CD CO ь-СО СП CD СП 4»- СОЮ ЧЙ*0>- tOT-00*—О СЛСЛ tOCOi— СП4а.СЛЧ.О 4=-СО "-4а. СП СЛ tO W СО СЛ СО СГ) СО СП СЛ СО СЛ 4>- 4а- СЛ --4 СО СЭ"»— О 00 СО С3> СП о ^- ^ ~<l tO О сосо'^)'1-* -чсоьэсо4». сосососп cntototoV to'tococb oscctoto^. to»— oooico cnVi"^-I-co — MUJI—UJ U] Ш Ul » i& ____„_ ¦>— CO.CO -J' ¦<¦ -Ч!СЛСЛ4ь- rfiCOtO'— >u ot -^J CD •— rfs--o> CO CO СПСОСЛСЛ CD i— CO CO i—' ii||| §§gS§ §§^йё Э^ 5B=B5 11111 К CnCOCDO СОСЛСОСОСТ> ;00О)СО4а-4=- ~ 0О4а-»ОЮСО 4=.OiOOCOCD CDtO 4*. 4а. CD СОСЯ CO CO 4а. CO 4*. =ч,а>р 83585-^SBSiS ||isS,.S868S. -^i—CO-^CO CO CO CD 4i-CO tO W COM CO 05СП—J'OJOl *Ь- ^ ¦— toco -^loito. •^ toco-^1 CO .CO i— CO СП 4». CD Oi to CO СЛ .5 о S'- a. в ¦o •в s. s I ^ia>cncn ^^-coto^э^— о о со со со >j^jooicn ел сп 4*. 4а. «а. м»о)Юю юмь.^м *-^м СПСиСОО ЬЭ'4*. -^J О СО S»- СЛ CD СО СОСОСОСОСО СЛ i— *J СО О ^ 4а->— СО О) СО i— (Dv)Ol COtOOCOCO-^СПСЛ 4=- СО СО tO Ю *— •— СП-СО 4*-'СО'¦ 4а.С0С»СЛСО СО О О СО —J 4а. 4а. СЛ CD СЛ СО СО СЛ CD Ol Ю Ю СО О)-О СП СО N3 СО СЛ СО N3 00 4^ to ¦— ¦—СО 4*. W >—СЛ О СП tO СО ¦<! СЛ СО Ю COCOtOO СПСООСОЮ tO-^->JOCO COCOCO-JCn СЛСЛСЛ4а.Ю . СО «— Ю О 4»- 4а. СО СО СО О *- СЛ >— CD СО -J -^ -Л CTJ 4а- О 4а- СЛ Ю О) ОУ^— •— СЛ to ^]4а.4а.Ю. »—CDCDCTJC COCO СО -a -^1 4а. 4а. —' •— СО СО СИ СП СО tO CD CD W W 4a.4i'—•—CO COCnCntOtO COCOCjOJCO MOO^JS . 4a. 4a, 1-* ¦—. CO СОН- COMrfa.-. tOCnCOCT>4a. СПЛ-ОСЛОО . CO CO -rA<JiUt ж 4*.COtOtO>— 00(0 00 00 .v)n)Oi Oi СЛ СОСЛ0Он-4а. ¦О'-'СТСО*. CDCOCD4a.CD . tO OlCorjO 4»^~ CO СП СП CO CO О CD О 4a-CO со 4=- to. w со . encocn^to -i— СОСПЮСО 4a.tOtO*— СОСОСПО ЬЭ ^J CO СЛ CO . .СЛ COJa-ЬЭ CO.cOOCON GOC0>— to СП -vj tO СЛ -^4 V' W »+* v-w iw и* iw UJ w ^DtOCOCЛCO CO О СЛ i— CO . 0Э^]СП4а-'-* CO to to •— •— "OlOOJW co-<icncoto fH rn m d-^i rt^ fiTfiS .т-* en ^-Ol CO CD 00 °5ЧЭсОСЛО _ - - - - jfe-jfe1?^^ cocooi-ao -tosiooico CO Oi 4a. to CO ~g 4a. H- ^д , СП tO О CO СЛ «a «— сосл»— со ID№ »P- rti ISJ уз.!-— CO*— CO СП 4a. tO CO о и в s 3 о- >jo>rocn ¦s]C0O'« СОСЛОСО. i—СЛСОСЭ 4a. CO Ю tO*— О О CD CO CO •^¦^JCTJCnC» 4s.cncO^-Cn ОЭЮОО*. C04a.CD4a.0- OCOOCD*— 0>COt04a.CO Cn4a.CnOOja- О004а,СПСЛ OOOi*.S C0fO4*-^4tO СЛ СЛ 4a-4a-4a. COCOCOtOtO tOtO>—>—¦— СП tO CO 4>. >— --—J 4a.»— CO CTJ 4=. »— CO ~4 СЛ i— »— CO CT) >— CD 00 CO »— СЛ *— CO 05S03 CO 4a- О СЛ CO *— »—CO CO 4a- »— CO CO »— СП 4a. tO >— CD CO —1СПСЛ4*.СО CO Ю tO »— >— »— »— сл о —j-ot cocoj^cnco to СП »— SCO ОМСП CO to 4i- СЛ CO 4a- ¦—¦ СО">Д4а-Ю00 t04a.4a-OC0 tO CT> 4*. GO ?П COtOC04a. VatOCn^oVl COCOi—tOCO'' ¦^JP4^COCn tOtOi—M'tO 01C04»-COOi Tolo^COtOtO СЛСОСО-qcn »—t—сОь-Т— V^JtoVlV OO00OO ¦ ¦ ' СПСОСП1—COtOCOb-COSCO(ln^JJa.rn 1111 '4a.COtOtO»— OOCDCOCO Co-<I-4JOiO) 4a->JCOtOCn CDtOCni— СЛ О^ССЯО Sh-vIOOO tOCOC004a- 0(000300 CO CO en cr> to . 4*. to *.»—¦>— СЛ to to CO en 4^cOM4s.01 -^ЮСЛЬЭСО СОСОСОСПЮ СЛ СЛ 4a. 4a-4a- CO CO CO tO tO N3 tO >-"-' >— CntOCOCni— COCntOCOCn 4a-tOCO*JCn 01СЛСПОСЛ tO>—•—4a.S COOCOCDO (OWSOW COtO-^lOCD 4а.СЛ004а. CO СП CO CPCO-^J4i.f— >— 4a.MCO 4a-tO>-*eDCO *^СПСЛ4а.СО COtotO'-'*— >— СО-^ЬЭСОСП 4».^а.СЛСПсО Ю^н-ЧОО o¦<lcлco^э *—к—co^JCO CDCnCOCOCn COOCD4a.cn 4а.СОСПсОСП bssggi SstsaS SSS28 ¦gsas I— 4^s lllil lOCOtrco CO-J-vJCnOi _>-co-g>—сп ослосл»— СО СЛ 4a. СЛ CO СП 4a. СП S CO еггг am вк* Sffia SSSK !«ifi >P" tO — О CO -^СПСЛ 4a. 4a. CO Ю Ю •—I— !-• 4a.COCOO»>J OJCTCnvlO CO ~q to-J it». О CO СЛ 4*. Ю Ч01МОСЛ о en to StO 4а.СЛСОСОО MODO>->J COOT^J*^ltO -^-^CDCOtO CO Ci CO CO 4*. VCOOS'OOU СЛ" CD ^4tO»—4a.CO -n!CT> COCO ЮСЛф-СО^ J. . , . -СО>]-^1СП ? I '3 с та а Тз в в к в СЛ
54 Раздел II Общая часть Йп в мм по : 120 130 140 150 160 170 180 190 200 ' 210 220 230 240 250 260 270 280 290 зоо : , * 310 320 330 340 350 360 370 380 390 V 400 410 420, 430 440 460 470; 480 490 :'¦'-.' боо ею 520 530 540 ;¦:.: 5Б0д ' , 560 570 , 580 590 0 60,5 ' 72 84,5 • 98 112,5 128 . Н4,5 162 180,5 '.[2оо m .'220,5.', 242 ',' .264,5 ?288 ^ ,312,5. ^ 338:- '. 364,|5, ¦ 392 420,5 450 480,5 512 544,5 578 ; 612,5 648 , 684,5' 722 760,5. ' 800 840,5 882 924,5 ' , 968 1012,5 . : 1058 1104,5 1152 1200,5 1250 1300,5 1352: 1404,5 ,1458 1512,5 : ,1568 :1624,5 1682 1740,5 1 61,605 73,205 85,805 99,405 \ 114,01 129,61 146,21 163.81 182,41 202,01 222,61 244,21 266,81 .290,41 315,01 340,61 : 367,21/ 394,81 428,41 453,01 483,61 515,21 547,81 581,41 616,01 651,61 , 688;21 725,81 764,41 •804,01v . . V844,61 886,21 928,81 972,41 1017,01 1062,61 1109,21 1156,81 ,1205,41 '•: 1255,01 1305,61 1357,21 1409,81 1463,41 1518,01, . 1573,61 1630,21 1687,81 1746,41 " , 2 '¦•'' , , 62,72 74,42 • 87,12 100,82 , 115,52 131,22 147,92 165,62 184,32 204,02 . 224,72 246,42', 269,12 ' 292,82 317,52 343,22 369,92 ¦397,62 426,32 456,02 : .486,72 518,42 1 551,12 584,82 619,52 ,655,22 . 691,92 ¦729,62 768,32 : 808,02 :. 848,72 890,42 933.12 ,976,82 1021,52 ; 1067,22 .', '-.1113,92 1161,62 1210,32 1260,02 1310,72 1362,42 1415,12 1468,82 1523,52 . 1579,22 1635,92 1693,62 1752,32 3 ... 63,845 75,645 f 88,445 102,25 117,05 132„85 , 149,65 167,45' 186,24 ¦'1206,05 .226,85. 248,65 ¦ 271;45! 295,25 320,05 (345,85 , 372,65 400,45 ¦: 429,25 459,05 489,85 '',•; 521,65 ... 554,45 588,25 ,623,05 ' 658,85 695,65 733,45: '772,25 У 812,05 .852,85 894,65 937,45 981,25 1026,05 . 1071,85 .: 1118,65 1166,45 ¦'-¦¦¦ 1215,25 1265,05 1315,85 1367,65 , 1420,45 ... 1474,25 1529,05 ; ,1584,84 1641,64 1699,44 '1758,24 л- '.' 4 '. 64,98 76,88 89,78: ¦ 103,68 118,58 134,48 151,38 169,28 , 188,18 208,08 228,98 250,88 ¦ 273,78 . 297,68' ¦¦:¦¦'. 322,58. : ... 348,48 375,28 : 403,28 432,18 462,08, , 492,98 524,88 > 557,78 . 591,68 ;626,58 662,48 699,38 737,28 .776,18' 816,08 856,98 898,88 -'¦¦¦ .941,78: . 985,68 ' 1030,58 1076,48 1123,38 11,71,28 1220,48 :, ,1270,08 1320,98:. 1372,88 , 1425,78 1479,68 1534,58 1590,48 . 1647,38 1705,28 1764,18. ¦¦" -'и ' 66,125 78,125 91,125 io5,i3 : 120,13 136,13 153,13 : 171,13 190,13 :• 210,13 ¦,;.: 231,13 -253,13 '¦- 276,13 :'зоо,13 : 325,13, . 351,13 ! 378,13 406,13, 435,13 . 465,13 496,13 ' 528,13 ^ 561,13 595,13 630,13 666,13 703,13 V, 741,13 , 780,13 ,820,13 .': , 861,13 903,13 946,13 .990,13 . ; 1035.13 ; Л08ыз";.;. ,1128il3 1176,13 : 1225,13 ;: 1275,13 ;, 1326,13 ¦:. 1378,13 1431,13 1485,13 :¦ 1540,13 ;: 1596,13 ~; 1653,13 ; 1711,13 1770,13 -, 6 -67,28 : ,1 79,38 "¦ , 92,48 106,58 121,68 137,78 154,88 172,98 192,08 212,18 233,28 . 255,38 278,48 : :302,58 "•!¦¦; .327; 68 v 353,78 380,88 408,98 ¦ '438,08 . 468,18 499,28 531,38 ,564,48: :'598,58 633,68: ; 669,78 .706,88 744,98 784,08 824,18 , ,::¦: 865,28. : '907,38. ; 950,48 994,58 1039,68 1085,78 ¦ 1132,88 1180,98 1230,08 1280,18 1331,28 ' 1383,38 ,1436,48 ,1490,58 : 1545,68 ,vl60l,78 . 1658,88 ¦ 1716,98 1776,08 Продолжение ¦¦' 1 :. 68,445 . 80,645 93,845 108,05 123,25 139,45 156,65 174,85 ; 194,04 214,25 -, ,: 235,45 - 257,65 280,85 305,05 . 330,25: 356,45, 383,65 411,85 441,05 471,25 502,45 :; 534,65 567,85 602,05 . 637,25 673,45 710,65 748,85 , . 788,05 ' 828,25 .869.45 .911,65 954,85.: 999,05 ,1044,25 1090*45 . 1137,65 1185.85 1235,05 1285,25 . ' 1336,45 V" 1388,65 1441,85 ¦1496,05 . 1551,24 1607,44 1664,64 1722,84 . 1782,04 . ¦ 8 ;'"' 69,62 81,92 95,22 109,52 124,82 141,12 158,42 176,72 196,02 216,32 . : 237*62 259*92 233,22 307,52 332,82 359,12 386,42 : 414,72 ,' '444,02 , 474,32 505,62 537,92 571,22 605,52 / 640,82 677,12. 714,42 752,72 792,02 832,32 ' 873,62 915,92 , 959,22 1003,52 1048,82 1095,12 1142,42 1190,72 1240,02 1290,32 1341,62 1393,92 1447,22 1501,54 1556,82 ,1613,12 1670,42 1728,72 1788,02 та б л. 1.67 .' . .'в 70,805 83,205 96,605 ' 111,01 126,41 142,81 160,21 178,61 198,01 218,41 239,81 262,21 285,61 ' 310 335,41 361,81 389,21 417,61 447,01 477,41 508,81 541,21 574,61 609,01 644*41 ¦¦ 680,81 718,21 756,61 796,01 836,41 \ 877,81 920,21 963,61 1008,01 1053,41 1099,81 1147,21 1195,61 . 1245,01 1295,41 1346,81 1399,21 , 1452,61 1507,01 1562,41 1619,81 1676,21 1734,61 1794,01 Таблица !Д Статические характеристики сечений из парных равнобоких уголков (по ГОСТ 8509-57) ¦¦'. ¦'¦"¦.- I Размеры профиля в мм ширина : 20 : 25:.; ¦ ":¦¦•::¦'¦ ' толщина 3. А "•' • з ¦¦•¦¦-.¦'¦• ¦.-4 IF , в см* 2,26 .2,92 . 2,86 3,72 , - .. .';,'¦..'. Справочные величины для осей .: : ' ;¦' .¦¦.•¦.'' X —X : UX '¦:¦, в СМ*, 1,6 '2 . ' 3,24 4,12 2г, ': . в; . 1,2 1,28 1,46 1,52 г:х ом 0,59 '. 0,58 0,75 . 0,74 <акс 1 W™" ' ,1 ъ см? ': 1,з:. i,6 2,2 2,7 0,57 0,74 ¦:" 0,92- 1,18 ¦:'.';"'У — У г„ при а ' . "8 мм 10 мм | 12 мм в см } ; 1,16 1,19 1.36 , 1,38 1,25 1,28- 1*44,: 1,46 1,34 ¦'. 1,37 1,53 : 1,55 .:^у : (а=10ли) в см* 1,41 1,92 1,98 2,66 ' . .' 1 гх» (а=1ймм) в см 0,75 0,73 0,95 0,93 .¦ ''¦..
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Статические характеристики сечений 5S Размеры поо&иля в мм ширина 28 32 36 49 45 6в 56 63 79 7S 8S 01 I0G 113 !25 14» 1 169 1KB толщина 3 3 4 3 4 3 4 3 4 .5 3 4 5 3,5 4 5 4 5 6 4,5 5 6 7 8 5 6 7 8 9 5,5 6 7 8 6 7 8 9 6,5 7 8 ' 10 12 14 16 7 8 8 9 10 12 14 16 9 10 12 10 11 12 14 16 18 20 11 12 2F в см2 3,24 3,72 4,86 4,2 5,5 4,7 6,16 5,3 6,96 8,58 5,92 7,78 9,6 7,72 8,76 10,82 9,92 12,26 14,56 12,4 13,72 16,3 18,84 21,4 14,78 17,56 20,2 23 25,6 17,26 18,76 21,6 24,6 21,2 24,6 27,8 31,2 25,6 27,6 31,2 38,4 45,6 52,6 59,4 .30,4 34,4 39,4 44 48,6 57,8 66,8 75,6 49,4 54,6 65 62,8 68,8 74,8 86,6 98,2 109,6 120.8 77,6 84,4 Продолжение табл. 1,68 Справочные величины для осей X — X 4Jr X в см* 4,64 7,08 9,04 10,24 13,16 14,2 18,32 20,52 26,52 32,12 28,44 36,84 44,8 46,4 52,4 64 75,6 92,4 108,4 116 127,6 150,4 172 192,8 158 186,4 213,2 239,2 264,4 210,8 228 261,2 293,6 328,4 377,2 424 472 488 524 588 716 836 948 1 056 704 792 1 176 1 308 1 440 1 688 1 928 2 156 1 864 2 048 2 408 3 096 3 376 3 652 4 184 4 700 5 196 5 676 4 864 5 268 .2г» в 1.6 1,78 1,88 1,98 2,08 2,18 2,26 2,42 2,52 2,6 2,66 2,76 2,84 3 3,04 3,14 3,38 3,48 3,56 3,76 3,8 3,88 3,98 4,04 4,04 . 4,12 ¦ 4,2 " 4,3 4,36 4,34 4,38 4,46 4,54 4,86 4,94 5,02 5,1 5,36 5,42 5,5 5,66 5,82 5,98 6,12 5,92 6 6,72 6,8 6,9 7,06 7,22 7,36 7,56 7,64 7,8 8,6 8,7 8,78 8,94 9,1 9,26 9,4 9,7 9,78 | г„ X чм 0,85 0,97 0,96 1.1 1,09 1,23 1,22 1,39 1,38 1,37 1,55 1,54 1,53 1,73 1,73 1,72 1,95 1,94 1,93 2,16 2,16 2,15 2,14 2,13 2,31 2,3 2,29 2,28 2,27 2,47 2,47 2,45 2,44 2,78 2,77 2,76 2,75 ¦ 3,09 3,08 3,07 3,05 3,03 3 2,98 3,4 3,39 3,87 3,86 3,85 3.82 3,8 3,78 4,34 4,33 4,31 4,96 4,95 4,94 4,92 4,89 4,87 4,85 5,6 5,59 ^макс wx™ в см3 2,9 4 4,8 5,2 6,3 6,5 8,1 8,5 10,5 12,4 10,7 13,3 15,8 15,5 17,2 20,4 22,4 26,6 30,4 30,9 33,6 ' 38,8 43,2 47,7 39.1 45,2 50,8 55,6 60,6 48,6 52,1 58,6 64,7 67,6 76,4 84,5 92,5 91 96,7 107 127 144 159 173 119 132 175 192 209 239 267 293 247 268 309 360 388 416 468 516 561 604 501 539 1,16 1,53 2 1,96 2,57 2,44 3,19 3,12 4,09 5.02 3,87 5,09 6,26 5,66 6,42 7,94 8,2 10,13 11,99 11,33 12,51 14,86 17,17 19,36 14,42 17,13 19,74 22,36 24,85 18,1 19,6 22,6 25,6 25 28,9 32,7 36,6 33,3 35,9 40,6 49,9 59 67,6 76,1 43,8 49,5 64,3 71,9 79,6 . 94,1 108 122 91,2 101 119 132 145 457 181 205 228 251 185 201 У — У г при а 8 мм 10 мм 12 мм в см .1,47 1,62 1,65 1,75 1,81 1,93 1,98 2,13 2,16 2,18 2,32 2,35 2,36 2,57 2,58 2,62 2,86 2,89 2,91 3,14 3,15 3,18 3,21 3,22 3,35 3,37 3,4 3,42 3,44 3,57 3,58 3,6 3,62 3,97 3.99 4,01 4;оз 4,36 4,38 4,4 4,44 4,49 4,53 4,57 4,78 4,8 5,39 5,41 5,44 5,48 5,52 5,56 6,03 6,05 6,08 6,84 6,86 6,88 6,92 6,96 7 7,04 7,67 ' 7,69 1,55 1,7 1,73 1,85 1,89 2,01 2,04 2,25 2,24 2,26 2,4 2,43 2,45 2,65 2,66 2,69 2,93 2,96 2,99 3,22 3,23 3,25. 3,28 ¦ 3,29 3,42 3,44 3,47 3,5 3,51 3,64 3,65 3,67 3,69 4,04 4,06 4,08 4,11 4,43 4,45 4,47 4,52 4,56 4,6 4,64 4,85 4,87 5,46 5,48 5,52 5,55 5,6 5,63 6,1 6,12 6,15 6,91 6,93 6,95 6,99 7,03 7,07 7,11 7,74, 7,76 1,64 1,78 1,82 1,94 1,97 2,09 2,12 2,28 2,32 2,34 2,48 2,51 2,53 2,72 2,74 2,77 3,01 3.04 3,06 3,29 3,3 3,33 3,36 3,37 3,49 3,52 3,55 3,57 3,59 ¦ 3,71 3,72 3,75 3,77 4,11 4,13 4,16 4,18 4,5 ¦ 4,52 4,54 4,59 4,64 4.68 4,72 4,92 4,95 5,53 5,56 5,59 5,63 5,67 5,71 6,17 6,19 • 6,23 6,98 7 7,02 7,06 7,1 7,15 7,18 7,81 7,83 W У (а=10 мм) в см3 2,36 - 2,9 3,94 3,23 4,79 4,22 5,67 5,15 6,96 8,77 6,19 8,35 10,51 8,87 10,11 12,85 12,56 15,84 119.1 17,1 19,04 22,97 27,04 30,97 21,61 26,03 30,39 35,14 39,51 26,88 29,38 34,3 39,47 36,44 42,69 48,83 55,39 47,89 52,03 59,39 74,65 90,31 106,16 121,99 62,26 71,08 90,39 101,79 113,71 137,13 160,95 184,53 126,68 140,89 169,82 181.51 200,38 219,07 256,43 294,2 332,26 369,97 251,52 274,92 г„ х0 (о=10и) в см 1,07 1,23 1,21 1,39 1,33 1,55 1,53 1,75 1,74 1,72 1.95 1.94 1,92 2,13 2,18 2,16 2,45 2,44 2,43 2,72 2,72 2,71 2,69 2,68 2,91 2.9 2,89 2,87 2,86 3,11 3,11 3.09 3,08 3,5 3,49 3,48 3.46 3,88 3,88 3,87 3,84 3,81 3,78 3,74 4,29 4,28 4,8/ 4,86 4,84 4,82 f 4,78 4,75' 5,47 5,46 5,43 6,25 6,24 6,23 6,2 6,17 6,13 6,1 7,06 7,04
56 Раздел I. Общая часть в мм ширина 1 толошна ¦ 200 . '¦¦¦ 220 250 ' 12 13 14 16 .20 25 30 "" 14 16 16 18 20 22 25 28 , .30 2F в см? 94,2 101,8 109,2 , 124 . ' 153 ,188,6 223 120,8 137,2 156,8 175,4 194 212 239,4 266,2 284 1 1 р о д о л ж е н и е табл. 1.68 Справочные величины для осей ' X — X iJX в см* 7 292 7.844 8 388 9 452 11 484 13 864 16 080 И 256 12 700 48 868 20 988 23 060 25 080 28 024 30 868 32 708 2г„ в 10,74 10,84 10,92 11,08 11,4 11,78 12,14 .11,86 12,04 13,5 13,66 13,82 . 14 .- 14,22 14,46 ' 14,62 Гх см 6,22 6,21 ' 6,2 6,17 , 6,12 6,06 6 6,83 6,81 7,76 7,73 7,71 . 7,69 7,65 7,61 7,59 wTz wTa в см3 679 724 768 . 853 1 007 .1 177 I 325 949 1 055 1398 1536 1669 17911 1971 2135 2237 : 249' 269 288 327 402 491 577 350 ... 397 ¦ 517 578 637 .697 783 869 \ ,924 8 мм У , у, ПРЙ j 10 мм -»-¦'. . . .... . , а j 12 мм в см 8,49 8,51 8,53 8,57 8,65 8,74 ' 8,83 9,31 9,35 10,55 10,59 10,62 10,67 10,72 :. 10,78 10,82- 8.55 8,58 8,6 8,64 8,72 8,81 8,9 9,38 9,42 10,62 10,66 10,69 10,74 10,79 10,85 10,89 8,62 8,65 8,67 . 8,71 . 8,79 8,88 8,97 : 9,45 9,49 10,69 10,73 10,76 10,81 10,86 10,92 10,96 ¦ W у (а=10 мм) в см3 В336.19 365,35 393,8 , 451,21 563,99 713,8 861,75 472,11 541,8 693,17 781,1 869,89 959,85 1093,16 1229,3 1320,66 ГХп (а—10мм) в см 7,84 7,83 7,81 7,78 7,72 7,63 7,55 8,6 8,58 9,78 9,75 9,72 9,69 9,64 9,59 '9,56 Та б л а ца 1.69 Статические характеристики сечений из парных неравнобоких уголков (по ГОСТ 8510—57) Профиль (размеры) 2F в см1 Справочные величины для осей 4J- в СМ1 2у. W, W, в см3 У —У 8 мм 10 мм 12 мм в см Ь-1 Справочные вели- чины для осей 4Л. 2Х0 W> №" гх при a t 8 мм\10мм 12 м 25x16 32X20 40x25 45x28. 50X32 3 4 3 4 3 4 3 4 56x36 3,5 ¦¦¦.'. 4 ¦ ¦¦ 5 ¦ ..¦' 4 5 ' ¦ 63x40 6 8 .' 4,5 70X45 5 ¦; i,5 75x50 6 80x50 6 5,5 2,32 2,98 3,88 3,78 4,94 4,28 5,6, 4,84 6,34 6,32 7,16 8,82 8,08 9,96 11,8 15,36 10,14 11,18 12,22 14,5 18,94 12,72 15,1 15,72 2,8 6,08 7,72 ;12,24 ¦15,72'. 17,64 22,72 24,68. ЗП92 40,4 45,6 55,2 65,2 79,6 . : 93,2 118,4 101,2 111,2 139,2. 163,6 209,6 166,4' 196 261,2 1,72. 2,16 2,24 2,64 ,2,74 2.94 3,02 3,2 3,3 3,6 3,64 3,72 4,06 4,16 4,24 4,4 4,5 4,56 4,78 4,88 5,04 5,2 5,3 5,84 0,78 1,01 1 1,27 1,26 1,43 1,42- 1,6 1,59 1,79 1,78 1,77 2,01 2 1,99 1,96 2,23 2,23 2,39 2,38 2,35 2,56 2,55 2,88 1.6 2,8 3,4 4,6 5,7 6 7,5 7,7 9,7 11.2" 12,5 14,8 16,1 19,1 22 26,9 '22,5 24,4 29,1 33,5 41,6 32 37 44,7 0,85 1,43 1,86 . 2,28 .2,99 2,91 3,8 3^63 4,76 5,32 ' 6,03 7,38 7,63 9,43 -11,1, 14,4 10,7 11,8 13,6 16,2 21 15,4 18,3 21,5 0,93 1,05 1.08 1,21 1,24 1,3 1,33 1,44 1,47 1.59 .1.6 1,63 1,73 1,75 1,78 1,83 1.92 1,93 , 2,12 2,15 2,19 2,08 2,1 2,29 1,02 1,14 1,16 1,3 1,32 1,38 1,41 1,52 1,55 1,67 1,68 1,71 :. 1,81 1,83 1J86 1,91 1,99 2,01 2,2 2,22 2,27 2,16 2,'18 2,37 1,11 1,22 1,25 1,38 1,41 1,47 1.5, 1,6 1,63 1,75 1,76 1,79 1,89 ¦1,-91 1,94 2 2,07 2,08 2,28 2,3 . 2,35 - 2,23 2,26 2,44, 0,88 1,84 ^,28. 3,72 4,72 5,28. 6,76 7,96 10,24 13,2 14,8 17,92 20,64 25,04 29,12 36,6 33 36,2 50 58,4 74 50,8 59,2 78,8 0,84 0<98 1,06 .1,18 1,26 1,28 1,36 .1,44 1,52 1,64 . 1,68 1,76 1,82 1,9 1,98 2,14 2;06 2,1 2,34 .2,42 2,58 2,26 2,34 2,52 0,44 0,55 0,54 0,7 0,69 0,79 0,78 0,91 0,9 1,02 1,02 1,01 1,13 1,12 1,11 1,09 1,28 1,27 1,43 1,42 1,4 1,41 1,4 1,58 1,05 1,88 2,15 3,15 3,75 4,12 4,97 5,53 6,74 8,05 .8,81 10,2 . 11,3 13,2 14,7 17,1 16 17,2 21,4 24,1 28,7 22,5 25,3 31,3 0,37 0,61 0,78 0,95 1,26 1,22 1,59 2,08 2,37 2,68 3,29 3,34 4,1 4,84 6,25 4,76 5,25 6,53 ' .7,7 9,97 6,56 7,73 9,08 1,48 1,79 1,82; 2,14 2,17 2,36 2,38 2,56 2,59 2,84 2,85 2,87 3,15 3,19 3,21 3,26 3,47 3,49 3,67 3,7 3..75 3,94.; 3,97 4,4 1,57 1,88 1,9 2,22 . 2,26 2,44 2,46 2,64 2,67 2,91 2,93 2,95 3,23 3,26 3,29 3,34 3,54 3,56 3,75 3,78 3,83 4,02 4,05 . 4,47 1,65 1,96 1,99 2,3 2,34 2,52 2,55 2,72 2,75 2,99 3,01 3,03 3,31 3,34 3,37 3,42 3,62 3,64 3,83 3,86 3,91 4,1 4,13 4,55
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Статические характеристики составных сечений 9 Продолжение табл. 1.6! Профиль (размеры) в мм 90x56 ШОХ 63 140X90 6 8 6 7 8 10 110X70 6,5 7 8 125X80 7 8 10 12 8 10 I60X100 9 10 12 14 180x110 10 12 200X125 11 12 14 16 12 250X160 16 18 20 2F в см* Справочные величины для осей 4./„ в см* 17,08 22,36| 19; 18 22,2 2Ь,2 31' 22,8 24,6 27.8 28,2 32 39,4 46,8 36 44,4 45,8 50,5 60 69,4 56,6 67,4 69,8 75,8 87,8 99,6 96,6 127,2 142,2 157 282,4 363,6 393,2 452 508 616 568 608 688 908 1 024 1 248 Г 460 1 456, 1 776 2 424 2 668 3 136 3 588 3 808 4 492 5 796 6 272 7 264 8 104 12 588 16 364 18 180 19 948 2У. W, W". в см? 5,9 6.08 6*46 6,56 6.64 6,8 7,1 7,14 7,22 8,02 8,1 8,28 8,44 8,98 9,16 10,381 16.46 10,64 16,8 11,76 11,94 13 13,68 13,24 13,42 15,94 16,28 16,46 16 62 2,88 2,85 3,2 3,19 3,18 3,15 3,53 3.52" 3,51 4.01 4 3,98. 3,95 4,49 ,4,47 5,15 5,13 5,11 5,08 5,8 5,77 6,45 6,43 6,41 6,38 8,07 8,02 7,99 7,97 47,9 59,8 60,87 68,9 76,51 90,59 86 85,15 95,29 113,2 126,4 150,7 173, 162,1 193,9 '233,5 255,1 ,294,7 332,2 323,8 376,2 445,8 479,5 544,1 603,9 789,7 1 005 1 104 1 200 23,3 30,5 29,04 .33,63 38,02 46,67, 38,12 40,92 46,55 53*47 60,59 74,64 88,16 76,55 94,27 112,12 123,9 146,8 169,2 157,7' 186,7 214,7 233 269,2 304,9 369.6 485,3 542 597.6, У —У г при а= 8 мм\\0 мм |12 мм 2,3 2,35 2,55 2,57 2,59 2,64 2,81 2,82 2,84 3,17 3,19 3,23 3,28 3,55 3,59 3,88 3,9 3,95 3,98 4;22 •4,26 4,79 4,81 4,85 4.89 6,07 6,14 6,18 6,21 2,38 2,43 2,62 2,64 2,67 2,71 2,89 2,89 2,92 3,24 3,27 3/31 3,35 3,61 3,67, 3,95 3,97 4,02 ¦4,05 4,29 4,33 4,86 4,88 4,92 4;96 6,13 6,21 6,24 6,28 2,45 2,5 2,7 2,.72 2,74 2,-19 2,96 2,97 2,99 3,31 3.34 3,38 3,43 3,69 3,74 4,02 4,04 4,09 4,13 4,36 4,4 4,93 .4*95 4,99 Iff 6,27 6,31 6,35 Справочные величины для ос.ей 4У„ в см1 2х, Г„ г: в см3 г при. а= 8 «а |10 мм |12-"л 84,8 108,4 122,4, 140 156,8 188,4 182.4 194,8 218,4 294,8 332 400 468 480 584 744 816 956 1 088 1 104 1 296 1 784 Г 928 2 204 2 468- 4 128 5 332 5 900 6 452 2,56 2,72 2,84 2,92 3 3v,16. 3,16 3,2 3,28 3,6 '3,68 3,84 4 4,06 4,24 4,46 4,56 4,72 4,86 4,88 5.04 5,58 5,66 5,82 5,98, 7,06 7,38 7,54 7,7 1,52 1,56 1.79 1,78 1,77 1,75 2 1,99 1,98 2,56 2,85 2,84 2,82 2,8 3,12 3,1 3,58 3,57 3,54 3,52 4,62 4,58 4,56 4,53' 33,1 39,9 43,1 47,95 52,27 59,62 57.72 6®, 88 66,59 81,89 90,2 104,2 117 118,2 137,7 166,8 178,9. 202,5 223,9 226,2 257,1 319,7 346,6 378,7 412,7 584,7- 722,5, 782,5 837,9 9,81 12,78 12,54 14,46 16,33 19,96 16,83 18,04 20,37 23,77 26,95 32,89 39 34,43 42,44 47,88 52,85 62,57 71,86 73,62 86,63 91,86 99,69 115,27 129;76 165,5 216,6 241,2 265,5 .4,41 4.47 4,84, 4,87 4,89 4,94 5,3 5,3 5,33 5,96 5,98 6,04 6.08 .6,64 6,69 7,6 7,62 7,67 7,71 8,55 8.6 9,44 9,46. '9,5 9,55 11,63 II ,72 11,76 11,81 4,49 4,55 4,92 4,95 4,97 5,01 5,37 5,37 5,41 6,04 6,06 6,11 6,15 6,72 6,77 7.67 7,69 7,74 7,79 8,62 8,67 9,51 9,54 9,58 9,63 11,7 11,78 11,84 11,88 4,57 4,62 4,99 5.02 5,04 5,09 5.45 5,45 5,49 6,11 6.13 6,19 6,23 6,79 6.84 7,75 7,77 7,82 7,86 8,7 8.75 9,59 9,61 9,65 9,7 11.77 11,86 11,91 11,95 Момент инериии несимметричного двутавра опре- деляется по формуле 1 хх = k^FaH* оси, отделяющей рассматриваемую часть сечения ot остальной, определяются: для вертикального листа — по формуле и положение центра тяжести где F „— площадь сечения нижнего пояса в см2; Н — полная высота балки в см; к* и ks — принимаются по табл. 1.70 в соответствии F F со значениями а = —— и р = ¦V верхнего пояса в смг Гв—^ площадь сечения (Fb>Fh); Fc — площадь сечения стенки в смх; у — расстояние от центра тяжести сечения до верхней грани верхнего пояса в см. Статические моменты части сечения относительно ов — ОстЙу f где ост — толщина листа в см; ky — коэффициент, численно равный моменту инерции единичной площади Jхх и опреде* ляемый по табл. 1.67 для значения А, рав- ного высоте вертикального листа hB в пре» делах • рассматриваемой части сечения; для пояса — по формуле Sn = Fhn, где F— площадь сечения пояса в см2; Ап— расстояние от центра тяжести пояса до оси, относительно которой определяется 5П- Примеры пользования таблицами приводятся ниже.
58 ;¦'•-.- Раздел I. Общая часть ¦' Таблица 1.78 [енты «2 и из для определения моментов инерции и положения центров тяжести сечений асимметричных двутавров Р 0,5 0,6 0,7 1 0,8 0,9 ¦' 1.0 1,1 1,2 1,3 .1,4 : 1,5 1,6 1.7 !.№¦' 1.9 2,0 ft . h ft, ¦ *,; ft2 и ft, при значениях а, равных > ' 1.0 ¦ | 1,1.'. , 6,38167 0,5 1,2 1,3 J 1,4 | 1,5 1,6 '.7 0,38690 | -0,39043-f 0,39307 | 0,39482 | 0,39584 | 0,39625 1 0,39616 0.48077 0,38728 j 0,39314 : k, | 0,5. kZ . *. 0,46296' | 0.49643 j 0,43103 0,39739 »0,48148j 0,46428 0,39372 I 0,40007 0,5 , k, ¦ |: 0,40085 0,48214 0,40757 ft, | 0,5 | 0,48776. 4 ft, 0,40853 0,5 0,41580 0,48333 0,40519- 0,40084 0,40334 0,44877 | 0,43333 0,40917 4 0,46551 J 0,45000 0,41339 | 0,41797 0,46666 0.45161, 0,42193 I 0,42715 0,46774 ft2 |:' 0,58333 | 0,60752 | 0,63021 ft, 1/0,5 . ftj , | 0,59167 0,48387 | 0,46875 0,61589 | 0,63864 ft, | 0,5 1 0; 48427. ft, I 0,60000 ft, ft 2 0,5 :, 0,60833 ft, | 0,5 , *2 ft, ft2 0,61667 0,5 0,62500 0,62425 . 0,46969 0,64706 . 0,45312 0,41233 0,43548 0,41666 \J 0,40322 0,40510 .'0,39062 ,0,40625 | 0,406§9 0,41935 | 0,40625 : 0,41478 0,41660 0; 39394 0,41789; 0,42187 | 0,40909 | 6,39706 0.42175 | 0,42479 '. | 0,42722 0,43750 0,43147 0,43939 0,42424 0,43508 0,42647 0,65152 | 0,67156 | \),69047 0,45454 | 0,44117 0,66005 0,45588 0,66856 0,68024 0,44285 0,68888 0,41176 0,43803 0..4I428 0,70833 0,42912 1,8 0,39566 1,9 0,39482. 0,37879 | 0,36764 ' 0,40709 50,40694 2,0 0,39371 . 0,35764 0,40648 0,38235 |. .0,37143 | ' 0,36lll 0,41875 6,38571 0,43055 . 0,41922 | 0,41936 0,37500 0,43160 0,36486 1,43231 0,40000 | 0,38889 | 0.37838 | 0,3,6842 0,44051 0,40278 .0,72522. 0,42857 |. 0,41666 | 0,40540 0,44249 0,39189 ^ 0,44407 ,0,38158 0,74122 | 0,75641 0,44531 0,37129 0,77084 0,39473 | 0,38461 | 0,37500 0,69931 | 0,71735 \ 0,73443 | 0,75064 | 0,76605 0,43055: | 0,41892 0,70811 • | 0.72632 0,48485 j 0,47059 j .0,45714 | 0,44444 | 0,43243 .'' 0,63259 | 0,65547 0,48529 J 0,47143 0,64096 0,48571 0,64930 ft, | 0,5 ¦¦ | 0,48611 ft* ¦' % ft. . *»". ft,: ft, Л ft.. Л ¦ ' ft. 0,63333 0,5 0,64167 0,5 0,65000 : 0,5 0,65833 0,5 0,66667 . 0,5 . 0,65766 0,48648 0,66601 ; 0,48684 0,67436 0,48718 ' 0,68271 0,48750 0,69106 0,48780 0,66382 0,47222 0,67230 0,47297 0,68070 0,47368 0,68911 0,67708 6,69752 6,45833 | 0,44594 0", 68558 0,45946 0,69408 0,46052 0,70256 0,46154 0,71105 0,47436 | 0,46250 0,69751 0,47500 . 0,70590 0,47561 0,71429 0,47619 0,71951 0,46341 0,72797 0,46428 0,73643 0,46511 0,70614 0,44737 0,71474 0,71689 r. 0,43421 ^ 0,72564 0,43589 0,73438 '0,44872 | 0,43750 ,0,72333 0,45000 6,73192 0,45122 0,74048 0,45238 0,74902 0,45349 0,75758 0,45454 6,74308 0,43902 0,75179 0,44047 0,76046 0,44186 0,76913 0',443i8 0,77778 0,44444 .0,42105 0,73525 0,42307 0,74418 0,42500 0,75304 0,40789" 0,39743 0,74359 !X 0,76000 i 0,38750 0,78069 0,37805 0,77561 | 0,79048 0,41025 | ,0,400003 | 0,39024 0,75271 0,41250 0,76179 0,41463 0,77084 0,42683 | .0,41666 0,76190 0,42857 0,77073 : 0,43023 0,77955 0,43182 0,78832 ;- 0,43333 0,79711 0,43478 ' 0;77984 0,41860 0,78883 : 0,42045 \ 0,79778 0,42222 0.80670 " 0,42391 ' 0,81560 0,42553 0,76930 0,40244 0,77858 0,40476 0,78779 0,40697 0,79696 ' 0,40909 0,8061 Г .0,41111 0,81522 0,41304 0,82429 0,41489 0,83334 0,41666 0,38095 0,78511/ | 0,80019 . 0,39285, 0,79457 0,39535 , 0,80398 0,39772 0,81333 6,40000 0,82265 0,40217' 0,83191 .'¦ 0,^0425 0,84114 0,40625 0,85034 0,40816 0,38372 , 0,80985 0,38636 0,81945 0,38889 0,82898 0,39130 0,83848 0,39861 0,84792 0,3958 3 0,85730 0,39796 0,86667 0,40000
Гл. 1. Материалы и сортаменты. Статические характеристики составных сечений 59 Пример I. Определить момент инерции составного сечения (рис. 1.2). Площадь сечения каждого поясного листа — 50 рм2; . , ... ' Ап= 1000—20 =980 мм. По табл. 1.67 7^=4802 • см*,. 7^=50 • 4802- =240100 см*. '¦¦¦'..¦.¦".'¦. . Толщина вертикала — 20 мм; высота вертикала '•"А. в -1000^2"• 20— 10=950 мм. ': По табл. 1.66 /** =71 448.еж4; ]"хх =71 448 -2=142 896 см*. Четыре поясных уголка, 100X100x12 мм; , :.' Ау= А—2г0 =960—58,2=~902 »ш; ,- 2^=45,6; см2- 4JX =836 см*. , ' По интерполяции (табл. 1.68) Ai = 7,jr_t=4068 еж2; ': ]"хх = 836+45,6 • 4068 = 186336 ' см*. Момент инерции составного сечения; /^^=240 100+142,896+186 336=569332 Пример II. Определить момент'инерции асиммет- ричного двутавра и положение нейтральной оси (рис, 1.3). ';..'¦''-.. жЛЧ%% ё 250 *5 m 3 li iff—Г n Л Ряс. 1.2. К приме- ру I: 75 40 = 1.« ¦201 Рис. 1.3. К примеру II 66 Р = —= 1,65. По табл. 1.70 ^2=0,815; fe3=0,403. Jxx = 0,815 • 40• 602-117 360 см*. I/=0,403 • 60=24,2 см.. —+ Таблица 1.71 Статические характеристики сечений из парных швеллеров я. ¦ Or- с •2 14 14а 16 16а 18 18а 20 20а 22 22а 24 24а чъ 30 33 36 40 те - к ¦.ЕЙ.' си 5* • <и «J . ¦ А ¦ я« ¦ , 26,6 31,2 34 36,2 39 41,4 44,4 46,8 50,4 53,4 .57,6 .61,2 65,8 70,4 ,81 93 106,8 123 Справочные величины для ofceft ., ft в см' 1966,2 2255,8 2362,3' 2560,7 2653,6 2861,5 2960 3169 3281,7 •3542,5 3648,7 3932.3 .4043,4 4515,7 5186 — . _- — =200 мм Wx ¦ в см3 \ 196,6; . 225,6 236,2 ' 256,1 265,4 86, 1 .296 316,9 328,2 354,3 364,9 393,2 404,3 451,6 518,6 - — — . — ' 'г X . в см в; ео : 8,50 8,34 8,41 . 8,25 8,31 8,17 8,23 8,07 8,14 7,96 8,02 7,84 8,01 8 — - — ¦ ¦¦' h i • Jx в см' 4881,6 5634,7 5976,5 «6434,1 6748,6 7233,3 7564,3 8050,3 8432,6 9037,6 9431,7 10101,3 10511,6 11576,9 13269,8 15142,8 17236,4 19741,7 =300 мм ^х в см3 325,4 375,6 398,4 428,9 , 449,9 482,2 504,3 536,7, 562,2 602,5 628,8 673,4 700,8 771,8 884,6 1009,5 1 149,1 1316,1 х- гх bj:m 13,55 13,44 13,26 13,33 1 13,16 13,22 13,05 13,12 12,93 13,01 12,8 12,85 12,64 12,82 ,12,8 12,76 12,7 12,67 -х h Jx. в см' _ 10573,7 11290,7 12117,5 12793,6 13675,1 14388,6 15271,5 , 16103,5 17202,3 " 18094,8 19330,3 20269,7 22158- 25403,6 29009,1 33064,1 37884,2 =400 мм W X в см3 . 528,68 564,5 605,7 639,7- 683,3 719,4 763,5 805,2 860,1 : 904,7 966,5 1013,5 1107,9 1270,2 1450,4^ 1653,2 1894,2 ¦¦ix в см 18,41 , 18,22 18,3 18, И 18,17 Л8 18,06 17,87 . 17,95 17,73 17,77 17,55 17,74 17,71 17,65 17,6 '¦. 17,55 /'.л= /•V в см' — ¦ — \ 19610,9 20788,6 22187 23432,9 24832,7 26294,4 28037,2 29637,8 31619,3 33317,9 36259,1 41587,4 47525,4 54231,9 62176,7-^ =500 мм в см3 ¦¦ — — 784,4 831,5 887,5 937,3 993,3 1051,8 Л12Ь,5 1185*5 1264,8 1332,7 1450,4: 1663,5 1901 2169,3 2487,1 гх | в см " — . — 23,28 , 23,09 23,15 23 23,03 22,84 22.91 22,68 22,73 22,5 22,69 , 22,66 22,61 22,53 22,48 'У—У в см' 608 982 1 090 1 494 1646 2 180 , 2 380 3 040 3 340 4 220 4 660 5 800 6360 8 320 И 620 15 960 21 640 30 440 У. в см' 101,2 140,4 .. 155,6 186,8 -206 242 ' 264 304 332 •384 г 422 484 530 616 774 968 1202 1522- в см 4,78 5,6 5,66 6,42 6,49 7,24 7,32 8,07 8,15 8,89 8,99 9,73 9,84 10,9 12 13,1 14,2 15,7
\/ таплииа i.iz ' Приближенные значения радиусов инерции сложных сечений ZKrl\?—у г-0,30h X <¦ rj0,30b -Ь л_--?-7 r^u,juu $-b^z — -с -4ь vV r~0,40h J |Ll rx-Q,38h "•77 г*Ц41Н r Am LX-e ry-Q2W 0 x—J—X _J r=0,U5h rf-0,235 b — \У \-b -H rf0,38h rf 0,11b 0,32h f 0,19b tiijd X !i V4MA rf 0,215 b X_ Гп I 8 [=7 "^7 - ¦ ry=0,2S/> ^ \У лНлН v« -й- 29 h 'TrUSOb X — 'lb—1 rf 0,20b xrP? h- 1УЧ—1 г..=л к-Я г/ rj=043b ,у1--«= гх=0,32Л •y-awb J 7Т -с rf0,29h t-ь^Г^ гг°>Ц5ь ч * -с r-0,28h У *" гу=0,24Л х —lb --* <: г =0,33/7 -1 гу=0, 20Ь X—• * г =0,38h ^ •^ г ,=0,29 h TTfl ry=Q2<?b $Щ-^гг0,2Щр 1 rftWbcp Щг ZL =*1 г -e 30/7 rj-flW -J ft ~7 FU_ rf°>226 xl.LFl J' ML_± 5 rx-0,Wh b -l т^гл x^FTi ? гх-0,25Л r f 0,21b ,У f r.-0,«ft X__ PTC /y=0,24* rfOfilh ZT^T rf0,38b ^ n-fl25«f ,—Л—i z/y T -- x °>2,h -rf 0,185 h m IL i rf 0,365 h У rf 0,275 b (e ITT 45 г„=^57Л rf 0,51b Щ с?» r=0,35dcp 'ф 2 JD « у ~l|Cl гу-0,2/Л Tf-ft-^ rf 0,21b 3H rf0,35h ~ rf0,56b РЛ Д r/0,. ,=0,37/? 456 x"1 .У 1ш ^1 гу^ЗМ x W >H—-f rf0,15h _JT7U ry=/J 24b J rf0,39h *_ tffr y -* rf 0,24b
Гл. 2- Расчеты, стальных, конструкций 61 ГЛАВА 2 РАСЧЕТЫ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ А. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Расчет стальных конструкций производится в соот- ветствии с П-А. 10—62 СНиП по двум предельным со- стояниям: по несущей способности (прочности, устойчи- вости или вынЬсливости) и по развитию чрезмерных деформаций. Расчет на прочность и устойчивость выполняется по расчетным нагрузкам, а на выносливость и дефор- Т а б л и ц а 2.1 Расчетные сопротивления прокатной стали Вид напряженного состояния Растяжение, сжатие и изгиб . ... . Срез :. . . . . . . . Смятие торцовой по-] верхности .".' . :г. 'ч . Смятие местное при плотном касании . . . Диаметральное сжа- тие катков при свобод-! ном касании .... [обыкновен- ного каче- ства !i ср Расчетное сопротивление прокатной стали в кг1см? 2100 1300 3200 1600 80 низколегированной 14Г2, 15ГС OLO 2300 1400 3400 1700 90 ¦2900 1700 4300 2200 ПО 2800 1700 4200 2100 110 2900 1700 4300 2200 110 3400| 2000 5100| 2500 130 П р и м/е ч а н и я: 1. Расчетные сопротивления прокатной, ста-; ли, приведенные в табл. 2. 1, установлены: а) для прокатной стали обыкновенного качества сортовой1 толщиной 5 до 100 мм включительно, 'фасонной* 5 до 20 мм включительно, листовой и широкополосной" 6 до 40 мм включительно; б) для прокатной низколегированной стали (сортовой, фасоиной,"'листовой и широ- кополосной) толщиной от, 4 до 32 мм включительно. .-.. 2. Для прокатной низколегированной стали при толщине ли- стов свыше 32 до 40 мм включительно; указанные в таблице значения расчетных сопротивлений снижаются для стали 15ГС— на 10%, для стали 10ХСНД—на 8%, а для стали 10Г2С рстают- ся.без изменения. ' 3. При толщине прокатной стали, превышающей указанные в примечаниях 1 и 2, расчетные сопротивления назначаются в со- ответствии с браковочным значением предела текучести,. уста-t навливаемым в каждом отдельном случае соглашением между по- требителем и поставщиком стали и принимаемым за, нормативное/ сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу . (основное); коэффициент однородности' принимается при этом не выше 0,85. Производные расчетные сопротивления определяются в этом случае путем умножения основного расчетного сопротивления на коэффициенты перехода, принимаемые по табл. 26, II—А. 10—62 СНиП. . ' , 4. Расчетные сопротивления прокатной стали растяжению для, конструкций, эксплуатация которых возможна и после достиже- ния,металлом предела текучести (например, при-расчете на внут- реннее давление трубопроводов, шаровых емкостей, цилиндриче- ских емкостей с полушаровыми днищами; при расчете тросов, канатов и т. п.),. устанавливаются специальными инструкциями в .соответствии с"п. 4.19 II—АЛО—62СНиП. ' ; ¦ ¦ 1 К сортовой стали относятся, полосовая, угловая, круглая и квадратная стали. 2 К фасонной стали относятся двутавровые балки , и швелле- ры, причем толщина профиля измеряется по стенке. • 3 По сравнению с значениями расчетных сопротивлений, ус- тановленныхдля толщин 8<20 мм. мации (по-второму предельному состоянию)—по нор- мативным нагрузкам. Деформации определяются по упругой, стадии ра- боты стали, при этом ослабление сечений отверстиями для заклепок или болтов не. учитывается. Для конст- рукций со. строительным подъемом прогиб их от по- стоянной нагрузки не учитывается, если он не превы- шает величины строительного подъема; в противном случае учитывается только разность между этими ве- личинами. Расчеты следует вести по трем сочетаниям на- грузок: основным, дополнительным и особым. При ра- счете на дополнительные и особые сочетания нагрузок величины расчетных нагрузок - (за исключением соб- Таблица 2.2 Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали Вид напряженного состояния Растяжение, сжатие и Смятие торцовой пр- Смятие местное при Диаметральное сжатие катков при свободном ка- m о ю о 0> о 0> S К 5 = о ai 3S R Rcp °см.т ^см- м ^с-к Расчетные сопротивления в кг/см* отливок . Углеродистая марок 15Л 1500 900 2300 1100 60 сталь 35Л 2100 1300 3200 1600 80 Т а б ли ц а 2.; Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна Вид напряженного , состояния Сжатие центральное и при изгибе ... . . Растяжение при из- Срез . . .... Смятие торцовой по- верхности ... . . « о о . ч> О си 8 5 «с «и яср Расчетные сопротивления в кг/см' отливок серый чугун марок СЧ12-28, СЧ15—32 1600. 450 '"- 350 2400 СЧ18т-36, СЧ21—40 1800 .". , 600 . 450 2700 СЧ24—44, СЧ28—48 - 2100 ¦ . V' 800 , 600 3200
62 Раздел I. Общая часть ственного веса) умножаются на коэффициент сочета- ния нагрузок, равный для дополнительных сочетаний— 0,9, а для особых — 0,8. При расчете специальных видов конструкций необ- ходимо пользоваться указаниями, приведенными в со- ответствующих главах.' ..'•,'• Б. ПОСТОЯННЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ Расчетные сопротивления. В табл. 2.1, 2.2 и 2.3 при- водятся расчетные сопротивления прокатной стали раз*' личных марок и отливок из углеродистой стали и се- рого чугуна. Коэффициент условий работы. Для элементов кон- струкций, перечисленных в табл. 2,4, расчетные сопро- тивления материалов должны понижаться умножением на соответствующие коэффициенты условий работы. Таблица 2.5 Таблица 2.4 Коэффициент, условий работы Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, ки- но, под трибунами, под помещениями магази нов, книгохранилищ, архивов и т. п. при весе перекрытий, равном:или большем полезной нагрузки . . ... . . .......... Сжатые основные элементы решетки ферм покрытий и перекрытий, кроме опорных (на- пример, стропильных ферм и аналогичных им ферм), при гибкости их л»60 . •: Сжатые раскосы пространственных решет- чатых элементов, из одиночных уголков, при- вариваемые по одной полке: '' а) при перекрестной решетке . с совме- щенными в смежных гранях . узлами (рис. 2.1,5) .. . . . ;. .... . . . . б) при елочной и перекрестной решетке с несовмещенными в смежных гранях узлами (рис. 2.1, в, г): . , Подкрановые балки под краны тяжёлого, весьма тяжелого и весьма тяжелого непрерыв- ного режимов работы . . . . . . . . . . . . Колонны гражданских зданий» и опор водо- напорных башен . .' . . . . . . . . . . . . . Одиночные уголки, прикрепляемые односто- ронне (одной полкой), за исключением ука- занных в п. 3 . . .,. . . . . 0,9 0,8 0,9 , 0,8 0,9 0,9 0,75 П р и м.е ч а н и'я: 1, Коэффициенты условий работы, уста- новленные в п.п. 1 и 2, одновременно не учитываются. 2. Коэффициенты условий работы, установленные в п. 2 и 3, не распространяются на крепления соответствующих элементов конструкций в узлах. ¦ ' ... , . 3. Для сжатых раскосов пространственных решетчатых, эле- ментов (п.З) при треугольной решетке с распорками (рис. 2*1, а) коэффициент условий работы не учитывается. 4. Коэффициент условий работы, установленный в п. 6, рас- пространяется на равнобокие уголки, а также неравнобокие угол- ки, прикрепляемые узкой полкой (при осевом воздействии "уси- лий), При специальном обосновании указанный коэффициент * (т=0,75) может быть увеличен "в соответствии с расчетными и экспериментальными данными. Модули упругости, коэффициент Пуассона (табл, 2.5), коэффициент линейного расширения и объемные веса. Величина коэффициента линейного расширения стали принимается а =0,000012. . Объемный вес принимается: для чстали всех ма- рок -— 7850. кг/м3, для чугуна ¦ ¦ 7200 кг)м3. Предельные деформации изгибаемых элементов, Деформации (прогибы) изгибаемых элементов опреде- Модули упругости и сдвига и коэффициенты Наименование материала Прокатная сталь и отливки из'углеродистой стали .... Отливки из серого чугуна. марок: СЧ 28-48, СЧ 24-44, СЧ ' , 21-40 и СЧ 18-36 . • Отливки, из серого чугуна марок: СЧ ¦ 15-32, и СЧ 12-28. . Пучки из пряди высоко- прочной проволоки. . . . Канаты стальные спиральные и канаты (тросы) с металли- ческим с ёрдеч'ником ..... Канаты стальные спираль- ные закрытые . Модули.в кг/ои2 ¦ упругости 2 100 000 1 000 000 850 000 2 000 000 ¦' 1 500 000 I 700 000 , сдвига , ¦ 840 000 ¦ „ ¦ ¦ • — '•'..—-• — • — ,'¦¦—• П-уассона Коэффици- ент Пуас- сона 0,3 ¦—, ¦ — — — ~~" • Примечание. Величины модуля упругости даны для ка- натов, предварительно вытянутых усилием не менее JS0—40% от разрывного усилия для каната в целом. ¦ -, .: ляются без учета коэффициента динамичности и не должны превышать предельных значений, приведенных в табл. 2.6, а горизонтальные деформации колонн и Рис. 2.1. Пространственные решетча- тые сварные элементы из, одиночных уголков а, б — при; перекрестной решетке с узлами, совмещенными в смежных гранях; в;, г — пои елочной и перекрестной решетке с уз- лами, не совмещенными в смежных гранях тормозных Конструкций от воздействия кранов в от- крытых эстакадах и цехах с тяжелым режимом работы кранов — предельных значений, приведенных в п. 4.1,,Е. Предельные гибкости. В табл. 2.7 и 2,8 приводятся предельные гибкости сжатых и растянутых элементов.
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 63 Т а б ли ц а 2.6 Предельные деформации (прогибы) изгибаемых элементов Наименование элементов конструкц Относитель- ный прогиб Подкрановые балки (сплошные и сквозные) для кранов ручных .............. То же, электрических грузоподъемностью до 50 т То же, грузоподъемностью 50 т и более . . . . Пути кран-балок Монорельсовые пути .............. Балки рабочих площадок промышленных зданий г!ри отсутствии рельсовых путей: главные балки......... прочие • • • • • * То же, при наличии путей узкоколейных. . „ . То же, ширококолейных, . . ......... Балки междуэтажных перекрытий: главные .•...,...-......• . • прочие ..................... Балки покрытий и чердачных перекрытий: главные ...... ... . , . , . . .... . . . . прогоны и обрешетка . . * . > Элементы фахверка стойки и ригели................. прогоны остекления (в вертикальной и горизон- тальной плоскостях) . , .......... ..'¦. . . . 500 600 I 750 1 500 1 400 1 400 1 250 ........1 400 600 400 1 250 1 250 1 200 ¦1 300 1 '200 Примечания: 1. Прогибы определяются без учета ос. лабления сечений отверстиями для заклепок или болтов. '2. При наличии штукатурки прогиб балок перекрытий толь- ко от полезной нагрузки не должен быть более 350 пролета. 3. При определении прогиба конструкции, изготавливаемой со строительным подъемом, прогиб от постоянной нагрузки не учитывается, если он не превышает величины строительного' подъема. В противном случае учитывается только разность меж- ду этими величинами. 4. Абсолютный прогиб ригеля фахверка над оконными прое- мами Tie должен превышать 1 СМ. ¦'".'.' Т а б л и ца. 2.7 Предельные гибкости X сжатых элементов , п/п Наименование элементов конструкций Максимальная допускаемая гибкость Пояса, Опорные раскосы и стойки ферм, передающие опорные, реакции . '...' ..,,,. ' Прочие элементы ферм ..... ./УЧ Колонны основные ,'... -.-¦'. ...... Колонны второстепенные (стойки фах- верка, фонарей и т. п.), элементы решет- ки колонн, связи между колоннами (ниже ферм покрытия) ............ Связи (за исключением связей, указан- ных в п. 4) . . . . '. . .-.;. .-'¦.'"; .-'.'¦¦'.¦¦ Стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и дру- гие неработающие элементы- Верхние /пояса стропильных ферм, оста- ющиеся незакрепленными в процессе^мон- тажа (предельная гибкость после завер- шения монтажа должна соответствовать п. ЦК-,., . . ...... ....... 120 150 120 150 200. 200 220 Примечание. При использовании в сжатых раскосах (кроме опорных) пространственных ргцнтчэтьх .свагнь<х элемен- тов из одиночных•' уголков несущей "способности до 50% пре- дельная гибкость принимается 180, при использовании несущей способности от 50 до 100%—по интерполяций между величинами 150 и 180. '..,..¦ ¦¦¦".¦'¦: Та б л н ц а 2.8 Предельные гибкости X растянутых элементов Наименование элементов конструкций Максимальная допускаемая гибкость при непосред- ственном воз- действии на конструкцию динамической нагрузки при воздейст- вии/ на конст- рукцию ста- тической на- грузки Пояса и опорные раскосы ферм Прочие элементы ферм Нижние пояса подкрановых балок и ферм , . .... Элементы вертикальных связей между колоннами (ниже подкра- новых балок) ... Прочие элементы связей . . . 250 350 150 300 400 400 400 300 400 П р и м е ч а и я. 1. В сооружениях, не подвергающихся ди- намическим воздействиям, гибкость растянутых элементов про- веряется только в вертикальной плоскости. 2. Гибкость элементов связей, подвергнутых предварительно- му напряжению, не ограничивается. 3. При проверке гибкости растянутых стержней /перекрестной решетки из одиночных уголков радиус инерции сечения уголка принимается относительно оси, параллельной полке уголка. 4.- Для растянутых раскосов стропильных ферме незначитель- ными усилиями, в ко'торых при неблагоприятном расположении нагрузки может измениться знак, усилия, • предельная гибкость принимается как для сжатых элементов (при одновременной по- становке соединительных прокладок не реже, чем через '40 г) В. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ Учет климатических температурных воздействий на стальные конструкции может не производиться при ус- ловии соблюдения предельных размеров зданий или сооружений, указанных в табл. 2.9.
64 Раздел I. Общая часть Таблица 2.9 Предельные размеры зданий и сооружений, при которых не требуется устройства температурных швов Про до л ж е н и е т я б/Л. 2,1* Категории зданий или сооружений Отапливаемые здания Неотапливаемые здания и горячие цехи Открытые эстакады .... Предельные размеры в м расстояние от торца отсека до оси бли- жайшей вертиг кальной связи 90 75 60 длина отсека (вдоль здания) 230 200 130 шири- на зданиа 150 120 При наличии в Пределах температурного отсека здания или сооружения двух вертикальных связей, рас- стояние между последними (в осях) не должно пре- вышать 50 и 30- м для открытых эстакад. Предельные размеры стальных конструкций в зда- ниях и сооружениях со смешанным каркасом принима- ются, в соответствии с указаниями СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструк- ций. Г. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ Стальные конструкции, непосредственно восприни- мающие многократно действующие подвижные, вибра- ционные и другие нагрузки, приводящие к усталостному разрушению, следует проверять расчетом на выносли- вость и проектировать так, чтобы не вызывать в них значительной концентрации напряжений. К таким конструкциям относятся подкрановые бал- ки в зданиях с тяжелым режимом работы кранов, балки рабочих площадок, воспринимающие нагрузку от подвижных составов, бункерные и разгрузочные эстакады, конструкции под моторы и пр. Разрезные балки сплошного сечения могут не рас- считываться на выносливость при условии выполнения конструктивных мёр, исключающих концентрации на- пряжений и обеспечивающих плавность перехода одно- го сечения в другое, а также высокое качество свар- ных соединений. Таблица 2.10 Эффективные коэффициенты концентрации напряжений р Расчетные сечения 1. П о о с н о в н о м у м е т а л- лу вдали отсварных швов а заклепок и по- перечным сечениям сварных элементов Основной металл с прокатной поверхностью и с прокатными, обрезанными или обработанными механическим путем кромками—в местах, не затронутых, концентра- цией напряжений То же, но с кромками, обрезан- ными машинной газовой резкой Значения |3 для стали' марок Ст. 3, Ст.4 1 1.1 15ХСНД, 14Г2, 15ГС, 10Г2С 1 1,2 Расчетные сечения Значения Р для стали марок Ст. 3, Ст. 4 Сварные сечения таврового, двутаврового и других типов, сва- ренных непрерывными продольны- ми швами автоматической Свар- кой (вдали от диафрагм и ребер') при действии усилия вдоль оси шва II. По сварным швам Стыковые швы с полным про- варом корня Угловые швы лобовые . , , . . То же, фланговые III. По 'основному ме- таллу в местах пере- хода к сварным швам и у заклепочных отвер- стий У стыкового шва, без механичес- кой обработки . . То же, с механической обработ- кой . . У лобового шва с отношением катетов 1 : 1,5 без механической обработки То же, с механической Обра- боткой . У флангового рабочего шва не- зависимо от наличия механичес- кой обработки У заклепочного отверстия . . . IV. П о- о сн о вн о м у ме- таллу в местах пере- хода к приваренным конструктивным а л е- м е и т а м У опорных ребер, ребер жест- кости, диафрагм, приваренных к поясу лобовыми швами с плав- ным переходом на основной ме- талл . . . У фасонок, приваренных в стык и втавр при плавной криволи- нейной форме перехода, полном проваре и механической обработ- ке То же, приваренных в стык и втавр при . прямоугольной или трапецеидальной форме фасонок без полного провара и без меха- нической обработки То же, приваренных внахлест- ку с обваркой по контуру пло- щади соприкасания независимо от наличия механической обра- ботки V. По основному метал- лу в местах п е р е ме- ны; сечения элементов При изменении ширины и тол- щины поясов с плавным перехо- дом и с механической обработ- кой . . • . То же, без механической .об- работки . 1,2 2 3,5 1,5 1.2 2,7 2 3,5 1.5 1.5 1.5 2.7 2.7 1.5 2
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 65 Расчет конструкций на выносливость заключается в понижении ¦ расчетных сопротивлений основного ме- талла и соединений путем умножения их на коэффици- ент Y< li определяемый по формуле 0,9Э(1 — р) ± 0,3(1 + р) ' где р- - эффективный коэффициент концентрации на- пряжений, принимаемый по табл. 2.10. Р = Здесь амин и омакс —наибольшее и наименьшее по абсолютной величине напряжения в рассчитываемом элементе, взятые каждое со своим знаком и вычислен- ные от нормативной нагрузки без учета коэффициента динамичности, а также коэффициентов <р> <fBH, ?б и а ' (по табл. 6.2). В знаменателе формулы (2.1) знак плюс принима- ется в случаях, когда наибольшее растягивающее на- пряжение по абсолютной величине больше наибольшего сжимающего напряжения, а знак минус — в обратном случае. 2.2. ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫЕ И СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ А. ЭЛЕМЕНТЫ СО СПЛОШНЫМ СЕЧЕНИЕМ Расчетные указания. Элементы, подверженные осе- вому растяжению или сжатию, проверяются на проч- ность по формуле ~<<R.. (2-2) где R — расчетное сопротивление стали растяжению и сжатию; принимаемое по указаниям в пунк- те 2.1. Элементы, подверженные осевому сжатию, про- веряются на устойчивость по формуле -^<Я, ., (2.3) -коэффициент продольного изгиба центрально сжатых элементов, принимаемый, по данным табл. 2,11 соответственно наибольшей гибко- сти и марке стали элемента. ,У где f- 4 + 4,-L Рис. 2.w Открытые, ные- сечения Сжатые стержни из одиночных уголков рассчиты- ваются на центральное сжатие по формуле (2.3) с уче- том коэффициента условия работы по данным табл. 2.4. При определении гибкости этих стержней радиус инер- ции сечения уголка принимается: если стержни при- креплены, только по концам — минимальный; при наличии промежуточного закрепления (распорки, шпренгели, связи и т. п.), предопределяющего направ- ление выпучивания уголка в плоскости, параллельной одной из полок, — относительно оси, параллельной второй полке уголка. Открытые П-образные сечения (рис. 2.2), подвер- женные осевому сжатию, рекомендуется при Х^. < 3XV укреплять планками или решетками. В противном слу- Таблица 2.11 Коэффициенты продольного изгиба <р центрально сжатых элементов в зависимости от их гибкости Гибкость .' X* 0 10 20 30 40 50 '60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 4 190 200 г ' о 1 0,99 0,97 0,95 0,92 0,89 0 86 1 0,81 0,75 0,69 0,6 0,52 0,45 0.4 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 •0,21 0,19 де > = " 0,999 0,998 0,968 0,947 0,917 0,887 0,855 0,804 U, 744 0,681 0,592 0.513 0,445 0,-396 0,356 0,317 0,287 *0.257 0,228-- 0,208 vt - _ 0,998 0,986 0,966 0,944 0,914 О-, 834 0,85 0,798 0,738 0,672 0,584 0,506 0,44 0,с92 0,352 0.314 ¦ 0,284 ' 0,254 0,226 0,206 ~ • а /0 — \ ¦зг 0,997 0,984 0,964 1 0,941 0,911 0.881 0,845 0,792 0,732 0,663 0,576 0,499 0,435 0,388 0,348 0.311 0,281 0,251 0,224 0,204 расчетна Значения 9 центрально Ст. 3; 4 0)996 • 0,982 0,9о2 0,938 0,908 0,878 0,84 0,786 0,726 0,654 0,668 0,492 0,43 •0,384 0,344 0,308 0,278 0,248 0,222 0,202 я длина Ст. 4; М16с " 0,995 0,98' 0,96' 0,935 0,905 > 0,875 0,835 0,78' 0,72 0,645 0,56 0,485 0.425 0,38 0,34 0,305 0,275 0,245 0,22 0,2 элемеОТ • 0,994 0,9i8 • 0,958 0,932 0,902 , 0,872 0,83 0,774 0,714 0,636 0,552 0,478 0.42 0,376 0,336 0,302 0,272 0.242 0,218 0,198 а, определ сжатых элементов из стали марок,: '"- 0,993 - 0,976 0,956 0,929 0,899 0,869 0,825 0,708 0,708 ' 0,627 0,554 ^0,471 0,415 0,372 0,332 0,299 0,269 0,239 0,216 1 0,196 . яемая по 8 0(992 • 0,974 0,954 0,926 0,896 0,866 0.82 0,762 0,702 0,618 0,536 0,464 0,41 0,368 0,328 0,296 0.266 0,236 0,214 0,194 формуле (! 9 0,991 0,972 ¦ 0,952 0,923 0,893 0,833 0,815 0,756 0,696 0,609 0,528 0,457 0,405 0,364 0,324 , 0,293 0,263 0.233 0,212 0,192 !. 11). Ст. 5' 1 - . 0,98 ' 0,96 0,93 ' 0,89 0,85 0,8 0,74 0,67 0,59 0,5 0,43 * 0,37 0,32 ,0,28. 0,25 0,23 С21 0,19 0,17 0,15 . 14Г2, 15ГС, • 10Г2С, ' 10Г2СД.И 15ХСНД 1 0,98 0,95 0,92 0,89' 0,84 0,78 о!ч 0,63 0,54 0,46 0,39 " 0,33 0,29 0,25 0,23 0,21 0,19 0,17 ,0,15 0,13 - / , 10ХСНД . 1 - 0,98 0,95 0,92 0,88. 0,82 0,77 0,68 0,59 0,5 0,43 0,36 0,31 0,27 0,23 0,2 0,18 0,16 -' Q.14 0,12 0,11 5—915
бб , '' ¦ ¦ Раздел I. Общая часть чае такие сечения, помимо проверки по формуле (2.3), следует проверять на устойчивость "при изгибно-кру- тильной форме потери устойчивости. Проверку устойчивости стенок и полок сжатых со- ставных сечений см. в главе 2 п. 4 В и 'Г. Б. ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ НЕСКОЛЬКИХ ВЕТВЕЙ Расчет стержней. Для составных центрально сжа- тых элементов, ветви которых соединены планками или решетками, значение коэффициента продольного изги- ба <р относительно свободной .оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) определяется по приве- денной гибкости ХпР) вычисляемой по формулам в табп. 2.12. '\ Таблица 2.12 Формулы для вычисления приведенной гибкости Тип сечения стержня & Соедини- тельные элементы Значение приведенной гибкости относительно свободной оси Планки Решетки Планки Решетки пр Y^t (2-5) *„,-/**+*?+*_ (2.6) пр /Mt+t) И ^Обозначения: Xv —.гибкость всего стержня относительно свобод- ной* оси у — у; X — наибольшая гибкость всего стержня; Xi и Хя — гибкость отдельных ветвей относительно осей / — 1 и 2 — 2 на участках между приваренными планками (в свету) или между центрами крайних заклепок;,../"' — площадь сечения всего стержня; F и F — площадь сечения раскосов решеток, ле- жащих в плоскостях, соответственно перпендикулярных осям / —/ и 2 — 2; ki и'кг — коэффициенты, принимаемые в зави- симости от величины угла между раскосом решетки и ветвью (рис. 2. 3) ¦ ; 30° 45 40* 31 45—60° 27 ФормулаТ<2.6) справедлива при отношении погонных; жесткое- ,,.., _ „. , ,_ тей планки и ветви > 4. ii Рис. 2.3. Соединение ветвей колонны решеткой . Гибкость отдельных ветвей на участке между планками должна быть не более 40. Устойчивость вегвей составных элементов, соеди- ненных решетками, должна проверяться на длине меж- ду узлами. Составные элементы из уголков, швеллеров и т. п., соединенные вплотную или через прокладки, рассчиты- ваются как сплошностенчатые при условии, что наи- большие расстояния между их соединениями (проклад- ками, шайбами и т. п.) не превышают 40г для сжатия элементов и 80 — для растянутых элементов, где г —. радиус инерции уголка или швеллера относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок. Пр» этом в пределах сжатого элемента следует ставить не менее двух прокладок. Исключение составляют пояса- ферм, на которые это требование не распространяется. Расчет соединительных элементов. Соединительные элементы (планки или решетки) центрально сжатых составных стержней должны рассчитываться на услов- ную поперечную силу <2усл (в кг), принимаемую по- стоянной по всей длине стержня и определяемую по табл. 2.13. Таблица 2.1.3. Условные поперечные силы (?усл Для конструкций из стали марок Ст 3 Ст 4 Сталь 14Г2, 15ХСНД, 10ХСНД, 10Г2С. 10Г2СД, 15ГС, Ст. 5 Значения Q. в кг уел 20 F 40 Р Обозначение: F — площадь сечеяия'всего стержня в см'. Т*Т тТ Если соединительные элементы расположены в не- скольких параллельных плоскостях, то поперечная си- ла Сусл распределяется: при наличии только соедини- тельных планок или решеток — поровну между всеми системами планок (реше- ток); при наличии 'Наряду с соедини- тельными планками или решетками сплошного листа — пополам между сплошным листом и всеми системами планок (решеток). Соединительные планки (рис. 2.4) должны рассчитываться как элементы безраскосных ферм на усилия, опреде- ляемые: сила, срезающая- планку Т, — по формуле' Ql Т = -^ ; (2.8) момент, изгибающий планку в ее плоскости М, — по формуле -с~ Рис. 2.4. Со- единение ветвей ко- лонны план- ками М = Ql (2.9) где Q—поперечная сила, приходящая» ся на систему планок, располо- женных в одной плоскости; /—расстояние между осями пла- нок С — расстояние между осями ветвей. Соединительные решетки рассчитываются как pet шетки ферм.
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 67 Стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых элементов, рассчитываются на ' усилие, равное условной поперечной силе в основном сжатом стержне, определяемой по данным табл. 2.13. ;: > В, РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ Зависимость расчетной длины элемента от способа закрепления его концов и характера нагрузки. Расчет- ная длина элемента 1В определяется по формуле /0 = (W, (2.10) где / — геометрическая длина элемента; [а— коэффи- циент расчетной длины, принимаемый для стержней постоянного сечения с четко выраженными условиями закрепления концов и приложения нагрузки по данным габл. 2.14. Таблица 2.14 Коэффициенты (i расчетной длины для стоек постоянного сечения с четко выраженными условиями закрепления концов и приложения нагрузки Схема закрепле- ния и нагрузки ¦4 Mil yj Значения С- 0,? 0.5 Схема закрепле- ния и нагрузки Значения 17779* 0,725 1.22 Расчетные длины элементов ферм и связей. Опре- деление расчетных длин элементов фермы с простой решеткой производится по табл. 2.15. Если в двух смежных панелях фермы, расположенных между двумя смежными, закрепленными от смещения из плоскости фермы узлами, действуют сжимающие усилия N\ и N2<N{ (рис. 2.5), то проверка устойчивости из пло- скости фермы производится .на большее усилие JVX при расчетной длине /. = /^0,75+ 0,25^-). '(2.11) .«) В фермах с параллельными поясами и перекрест- ной решеткой расчетная длина пересекающихся стерж- ней принимается: пр.и опре- делении их гибкости в пло- скости фермы — равной расстоянию от центра узла фермы до точки их пересе- чения; при определении их гибкости из плоскости фер- мы— по табл. 2.16. Расчетные длины эле- ментов пространственных решетчатых сварных конст-, рукций из одиночных угол- ков. Расчетная длина поя- са при определении ее гиб- кости принимается равной: а) для элементов с со- вмещенными в смежных гранях узлами при тре- угольной решетке, с распор- ками (рис. 2.1,а) или пере- крестной (рис. 2.1,6)—расстоянию между соседними узлами /П; Таблица 2.15 Расчетные длины /0 элементов ферм с простой решеткой при определении гибкости *'/\ ^7 ь. У\ V-i,A по 1-1 V v\' V Л Рис. 2.5. Схемы фер мы и связей по верх нему поясу О" фермы; б — связей Направление продольного изгиба В плоскости фермы . Из плоскости фермы' 10 элементов ферм Пояса h Элементы решетки опорные раскосы и опорные стойки прочие элементы 0,8 / I Обозначения: / — геометрическая длина элемента; /i — расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы. Таблица 2.16 Расчетные длины /0 из плоскости фермы стержней перекрестной решетки ферм с параллельными поясами Характеристика узла пере- сечения стержней решетки Оба стержня не прерывают- ся Поддерживающий стержень прерывается и перекрываете я фасинкой I элементов решетки при уси- лии в поддерживающем стержне растяги- вающем нулевом сжимаю- щем 0,5 / 0,7 I 0,7 I I Обозначение: I — геометрическая длина стержня. б) для элементов с несовмещенными в смежных гранях узлами при елочной (рис. 2.1,в) или перекрест ной (рис. 2Л,г) решетке — расстоянию между узлами
68 Раздел I. Общая часть одной грани 1ц, умноженному на коэффициент !ХП, при- нимаемый по табл. 2.17 в зависимости от отношения погонных жесткостей пояса (на длине панели) и рас- коса Таблица 2.19 k = (2.12) При определении гибкости пояса радиус инерции сечения уголка принимается: для элементов с совме- щенными в смежных гранях узлами — минимальный; для элементов с несовмещенными узлами — относитель- но оси, параллельной полке уголка. Расчетная длина раскосов при определении их гиб- кости принимается равной [Лр /р, где /р —длина раскоса (рис. 2.1); (Ар — коэффициент, принимаемый в зависимости от h и отношения гибкости раскоса Х„ — ''мин погонных жесткостей пояса и раскоса k по табл. 2.18. Таблица 2.17 k \ Значения коэффициента цп >20 1,19 10 1,13 • 5 1,08 2,5 1,03 1,25 1 1 0.98 Таблица 2.18 Значения коэффициента |хр "T^L <2 >6 <100 0,92 0,82 140 0,84 0,73 180 0,77 0,70 Примечание. Промежуточные значения коэффициента ц определяются по интерполяции. Расчетные длины стоек. Общие указания. Расчет- ные длины /о стоек или отдельных их участков (в слу- чае ступенчатых стоек) определяются по формуле (2.10). Для ступенчатых стоек по коэффициентам ц оп- ределяются расчетные длины отдельных участков их в плоскости, в которой по всей высоте стоек отсутству- ют промежуточные закрепления. Коэффициенты (л расчетной длины ступенчатых стоек свободных рам одноэтажных промышленных зда- ний разрешается определять со следующими упроще- ниями: 1) не учитывать влияния степени загружения и жесткости соседних стоек, .определяя расчетную длину рассматриваемой колонны; при шарнирном присоедине- нии ригелей к стойкам — по табл. 2.19, А, а при жест- ком— по табл. 2.19, Б; 2) определять расчетные длины стоек лишь для комбинации нагрузок, дающей наибольшие значения Коэффициент Схема h 14 для одноступенчатых стоек Значения ц, при с, равном 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,5 | 2 2,5' 3 А. Верхний конец свободен U р, ">'Р, 0 0,1 0,2 0.3 0,4 0,5 0,6 0,/ 0,8 0,9 1 1.2 1,4 1.6 1,8 2 2,5 Ь 10 20 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 2 2 . 2 2 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,0(5 2,06 2,1)7 2,08 2,09 2,1 2,12 2,14 2,15 2,17 2';-21 2,4 2,/6 3,38 2 2,04 2. ' 2,11 2.13 2,18 2,21 2,25 2,28 2,32 2,35 2,42 2,48 2,54 2,6 2,66 2, 2 2,11 2,2 2,28 2,36 2,44 2,52 2,59 2,66 2,73 2,8 2,93 3,05 3,17 3,28 3,39 2 2,25 2,58 2,7 2,83 2,96 3,0, 3,17 2,6 -,/Э 2,94 3,13 3,29 3,44 3,59 3.74 3,87 4 3 3.43 3,77 4,0i' 4,35 4,61 4,86 5,08 4 4,44 4,9 5,29 5,67 6,03 5 5,55 6,08 6,56 7 6 6,65 7,25 7,82 Б. Верхний конец закреплен от поворота U 0 0,1 0.2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 9 1 1.2 1.4 1,6 1,8 2 2,5 5 10 20 2 1,92 1,86 1,8 1,76 1,7 1,67 1,64 1,6 1,57 1,55 1.5 1,46 1,43 1,4 1,37 1,32 1,18 1.1 1,05 2 1,93 1,87 1,82 1,76 1,71 1,68 1,64 1,62 1,59 1,56 1,52 1,48 1,45 1,41 1,39 1,33 1.2 1,11 2 1,94 1,88 1,83 1,7/ 1./5 1,72 1,69 1,66 1,62 1,61 1,57 1,53 1,5 1,48 1,31 1,4 2 1,95 1,91 1,86 1,83 1,79 1,77 1,76 1,72 1,71 1,69 1,66 1,63 1,61 1,59 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 97 94 92 9 88 87 86 85 83 82 8 79 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2,12 2,25 2,33 2,38 2,43 2,48 2,52 2 2,45 2.66 2,81 2,91 3 2,5 2,94 3,17 3,34 3,5 3 3,43 3,7 3,93 4,12 Обозначения: &= —; с ~ л 1/ —- ; р—-г2-: я*=—I ; П ? /Яр Jt li Рг ' продольных сил на отдельных участках стоек, и полу- ченные значения ,а использовать также для других комбинаций нагрузок; 3) для рам с двумя и большим количеством про- летов при наличии сплошного диска (жесткая кровля, система продольных связей и т. п.), связывающего вер- хушки всех стоек и обеспечивающего пространственную работу сооружения, определять расчетные длины стоек с помощью табл. 2.20 и 2.21 как для стоек неподвижно закрепленных на уровне ригелей. Расчетные длины стоек рам промышленных зданий в направлении вдоль здания (из плоскости рамы) при- нимаются равными расстояниям между закрепленными точками (опорами колонн, подкрановых балок и под- стропильных ' ферм, узлами крепления связей и ригелей и т. п.).
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций Ж Таблица 2.20 Коэффициент (На для одноступенчатых стоек , Таблица 2.2) ' ' " ' , 'i ;i -. Коэффициент Цц для одноступенчатых стоек Схема А. -а Л Л- *м* X ¦*. -4 л J, -м> р, Л и>, 4- г к Л А 1 '• а Значения (Ча-при 3, равном 0,04 0,06 0,08 1 0,1 0,2 0,3 j 0,4 0,5 1 Верхний ко'нец шарнирно оперт 0,1 0,2 0,Я 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,2 1,4 l.b 1.8 2 - 1,02 1,84 Я, 25 2,59 2,85 3,08 3,24 3,42 3,7 4 4,55 5,25 5,8 6,55 7,2 0,91 1.47 1,93 2,26 2,57 2,74 2,9 3,05 3,24 3,45 3,88 4,43 4,9 5,43 5,94 0,86 1,31 1,73 2,05 2.31 2,49 2,68 2,85 3 3,14 3,53 3,93 4,37 4,85 5,28 0,83 1,21 1,57. 1,95 2,14 '2,33 2,46 2,6 2,76, 2,91 3,28. 3,61 4,03 4,43 4,85 0,79 0,98 1,23 1,46 1,6/ 1,85 2,02 2,15 2,28. 2,4 • 2,67 ii,88 3,11 3,42 0,78 0,9 1 09 1,27 1,44 1.6 1.74 1,86 1,98 2,11 2,35 2,Ы 2,76 2,99 3,71 3,25 0,78 0,98 1,02 1.17 1,32 1,45 1,58 1,69 1,81 1,92 2,14 2,31 2,51 2,68 2,88 0,78 0,86 0,99 1,1 1,22 1,35 1.47 1,57 1,67 а,76 1,96 2,15 2,34 2,5 .2,76 0,78 0,85 0,92 0,99 1,0Ь 1,13 1,2 1,2/ 1,34 1,41 1,54 1,68 1.82 1,9/ ,2,1 Б. Верхний конец защемлен 0,1- 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 -0,7 0,8 0,9 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 0,78 1,02 1,53 1.73 2,01 2,21 2,38 2,54 2,65 2,85 3,24 3,7 4,2 4,76 5,23 0,7 0.86 1,23 1.47 1.73 1,93 2,08 2.23 2,38 2,49 2,81 3,17 3,5 3,92 0,'68 0,79 1.0Ь 1.31 1,54 1,74 1,91 2,05 2,2 2,31 2,55 2,8 3,11 3,45 4,3 3,73 0,'67 0,76 1 1,2 Is, 42 1,61 1,78 1,92 2,04 2,2 2,4 2,6 2,86 3,18 0,64 0,7 0,79 0,93 1,07 1,23 1,41 1,5 1,6 • 1,72 1,92 2,11 2,28 2,45 3,41 2,64 0,62 0,68 0,74 0,85 0,95 1,06 1,18 1,28 -1,3» 1..48 1,67 1,82 1,96 2,12 0,6 0,66' 0,71 0,/8 0,8/ 0,99 1,0/ 1.16 1,26 1,34 1.5 1,6Ь 1,79 1,94 0,59 0,65 0,7 0,77 0,82 0,93 0,99 1,08 1,17 1,23 1,39 1,53 1,66 1,79 2,2 2,08 1,92 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,'85 0,9 0,9Ь 1 1,1 1,2 1.3 1,4 1,5 Обозначения: 3 =~г~ : п —~7~. Схема А. "Г IP н п 1 ^- 1 Л }, -L р. ' 1 "Г" •»w j .;, [р, ¦ t . }, It 1р, , ¦ п Значения |iu при 8, равном 0,04 0,06 0,08, -• 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1 Верхний конец шарнирно оперт 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,2 1,4 1,6 1,8 0,67 0,67 0,83 1,25 1,43 1,55 1,65 1,7 1,75 1,78 1,84 1,87- 1,88 1,9 2 • 1,92 0,67 0,67 0,81 1,07 1,27 1.41 1,51 1,6 1,64 1.7 1,78 1,'82 1,«4 1,ч87 0,67 0,67 0,75 0,98 1,19 1,32- 1,43 1,51 1,58 1,63 1,72 1,77 1,81 1,82 0,67 •0,67 0,73 0.93 1,11 1,25 1,36 1.45 1.52 1,57 1,66 1,72 1,77 1.8 1,88 1,84 1,82' 0,67 0,67 0,69 0,75 0,89 1,02 1.12 1,21 1,29- 1,36 1,46 1,54- 1,6 1,*65 1,69 0,67 0,67 0,67 0,71 0,8 0,9 0,99 1,08 1,15 1,22 ¦1,33 1.41 1,48 1,54 1,59 0,67 0,67 0,67 0,69 0,75 0,84 0,92 1 1,07 1,13 1,24 1,33 1,4 1,47 0,67 0,67 0,67 0,69 0,73 0,81 0,87 0,94 1,01 1,07 1,17 1,26 1,33 1,39 1,51 1,44 0,67 0,67 (IW 0,68 0,71 0,74 0,/8 0,82 0,8/ 0,91 0,99 1,07 1,13 1,19 1,24 Б. Верхний конец защемлен 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 '0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,2 1,4 1.6 1,8 0,66 0,68 0,75 0,94. 1,08 1,24 1,37 1,47 1,55 1,-64 1,72 1,78 1,81 1,85' 2 1,89 Об э зн а .0,65 0,67 0,68 0„/6 .0,94 1.1 1,25 1,35 1,44 1,5 1,61 1,69 •1,/4 1,79 1,82 ч е н 0,64 0,66 0,67 0,68 0,84 1 1,12 1,25' 1,34- 1,41 1,53 1,62 1,68 1,'/Ь 1,79 и я: '8 0,64 0,65 0,65 0„65 0,78 0,92 1,05 1,15 1,25 1,33 1,45 1,55 1,62 1,68 0,62 '0,64 0,65 0,6Ь 0,66 0,73 0,83 -0,92 1,01 1,09 1,23 1,33 1,41 1,48 1,71 1,54 0,6 0,63 0,64 0,65. 0,66 0,67 0,73 0,81 0,89 0,94- 1.09 1<2 1,28 1,35 1,41 1 = 7 0,58 0,63' о;бз 0,64 0,64 0,66 0,68 0,-75 0,82 0,88 1,01 1,1 •1,19 1,26 1,32 ^ 0,57 0,61 0,63 0,64 0,64 0,65 0,68 0.72 0,77 0,88 0,94 1,04 1,12 1,19 1,25 0,55 0,58 0,6 '0,61 0,62 0,63 0,65 0,6/ 0,7 0,73 0,8 0,88 0„93 1,01 1,05 ', Одноступенчатые стойки. В частном случае при со- блюдении условий Г<0,6и^-->3 шачения коэффициентов (а расчетных длин отдельных участков одноступенчатых стоек рам одноэтажных про- мышленных зданий в плоскости рамы могут прини- маться для предварительных соображений по данным табл. 2.22. «¦ Таблица 2.22 «L ¦О1 ¦* б) Рис. 2.6. Рас- четные схемы стоек а — одноступен- чатой; б — двух- ступенчатой Коэффициенты |х для одноступенчатых стоек.рам одноэтажных промышленных- зданий Вид закрепления верхнего конца _ Свободный Закрепленный только от по- ворота . . . Неподвижный, шарнирно опертый .,,..., .,..,. Неподвижный, закреплен- ный от поворота Значения |i -W- для нижнего участка при 0,3>—>0,1 0,1> 7>0,05 для верхне- го участка1 2,5 2 1,6 1.2 3 2 2 1,5 3 3 2,5 2 \ Обозначения: <1( J„ Pt — длина, момент инерции ниж- него участка колонны и продольная сила, приложенная к нижне- му участку колонны; 1г, J2, Р2 — то жвк для верхнего участка колонны. В общем случае (рис 2.6, а) значения коэффициен- тов расчетной длины |*1 для нижнего участка стойки принимаются при свббодном верхнем конце по данный табл. 2.1-9,А, при закрепленном только от поворота — по Данным табл. 2.19.Б, а при неподвижном верхнем конце (шарнирно опертом или защемленном) — по фор- муле f*i = j/ji VH*fi(m—1) m (2.13)
70 Раздел I. Общая часть еде Ци и (Ац — коэффициенты расчетной длины ниж- него участка соответственно при Fi=0 и Р2=0; Таблица 2.23 Значения коэффициентов щз и [хц принимаются соответственно по данным табл. 2.20 и 2.21 в зависи- мости от величин п = —— и р = —— и способа закреп- к Ji ления верхнего конца стойки. ¦ «О •-о "^ J t-1 "г3 I® q> ® ® \8.0 12,0 Рис. 2.7. Схемы двухступенчатых рис 2.8. К. стоек для определения коэффици-/- примеру рас- ентоЪ (х ч чета (Схема а, б и в — соответственно для опреде- стойки) ления коэффициентов tH. 14.и р., Коэффициейт ,u.a расчетной длины верхнего участ- ии стойки во всех случаях определяется по формуле (ц=-С-<3, (2.14) с ч где Двухступенчатые стойки (рис. 2.6,6). Значение коэф- фициента [*1 расчетной длины нижнего участка,стойки ¦ (рис. 2.6,6) для всех видов четко выраженных условий "закрепления верхнего конца определяется по формуле f»i = V ^1+(<2^+^)(1+П2)^ ^ср , l + h+tt (2.15) Pi . Рг где Г1=_-; _ ll = __. л2 = к /Ср* — среднее значение момента инерции для участков к и к, определяемое по формуле 1 ' ^i •f ^л. А + /га/а .„ .„. *1+/. 1 +«2 Коэффициенты (ii, на и (л3, входящие в формулу (2.15), определяются как для одноступенчатых стоек №. схемам" на рис; 2.7 и д'анным табл. 2:23. Значение J-2 (рис. 2.7, а) определяется по формуле (2.17) — ^2^2 + ^3^3 •/а = . Указания к определению величин в формуле 2.15 i . Способ опирания верхнего конца стойки Свободный Закреплен только от поворота Шарнирно^опсрт Закреплен от пово- рота и смещения Ць № и Рз Коэффициенты i*i Е Е - по схемам рисунков 2.7,о 14=2 - По табл. 2.19.Б при с= 0 По табл. 2.21.А По табл. 2.21,Б 2.1,6 7„=2 По табл. 2.19.Б при с «= 0 По табл. 2.21,А По табл. 2.21,Б 2.7,» По табл. 2.19, А л нри с =* . — • V Р. По табл. 2.19.Б я при е = ,—' У ? По табл. 2.20.А По табл. 2.20.Б Верхний конец стойки условно показан свободным. Эти схемы применяются для любого вида- опирания верхнего конца. Значение коэффициента расчетной длины для сред- него участка длиной /2 определяется по формуле Н2 = С-1 (2.18) Значение коэффициента расчетной длины для верх- него участка длиной /8 определяется по формуле {а8= — <3. (2.19) где *-*К (Jv Ра + Яз *-* /ч^тй .+Л+Я|) h ;+^з) Рз П8 = А /» + *• я J±. о J* Ра = , фз = — . Пример. Определить коэффициенты расчетных,длив для стойки, показанной на рис. 2.8, при разных видах опирания верхнего конца. Общие данные: *i-12; fj=8; л2=0,75; Ра = 0,5. 8 + 0,75-4 ,По формуле (2.16) находим JCo= = 6,3; 1,75 _ 4-6 + 3-1 по формуле (2.17) находим J%= -j = 3.
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 71 Свободный верхний_конец: по табл. 2.23 ш = [лг — 2; по табл. 2.19.А в зависимв- сти от величины k = ;— = r~r • — «6,75 и Уср'в °,3 8 «-«У j =-^-/6^ = 0,54 находим, интерполируя, (х3 — 2,52; по формуле {2.15) находим N-V 12-2*+ 1,752 — (8-2а + 2,52а) 6,3 3,06 1 + 12+8 Верхний конец закреплен вт поворота: Са определяем по табл. 2.19.Б в зависимости от ве- личин * = JtU 3-8 Ji{h+l») 8-9 : 0,333 и е = 0; jxi= 1,79 (*а —определяем по табл. 2.19.Б в зависимости от ве- личин . J3(h + h)' *Ы4 я = = ——— = 0,75 и с = 0; УсР/3 -^-|,6,3-3 Й- L62- (*з определяем по табл. 2.19,Б в зависимости от вели- к =0,75 и с = —- (/6,3 = 0,51 ;\и3 = 1,72 ;"na = 0,75 14 , " ' l*i! ./- 792 +—1,752(8-1,622+1,722) 6.3 , 21 = 2,48. Шарнирно опертый верхний конец: 1*1 определяем по табл. 2.21,А в зависимости от вели- чин п = 4- = М25и ^=—- = 0,375; ^=1,22. о« о (J.2 определяем по табл. 2.21.А в зависимости от ве- 3 1 - личин я = — = 0,214 и р = —г = 0,159 ; ца = 0,69 . 14 6,3 (j.3 определяем по табл. 2.20.А в зависимости от вели чиня = 0,214 и [3= 0,159; (1,-1,15; ч» П = / 12-1,22а+—¦1,75-(8-0,692+1,152) 6,3 21 = 1,34 . Стойки свободных рам. Значения коэффициентов расчетных длин (i для стоек свободных рам опреде- ляются следующим образом. 1. Для стоек постоянного сечения* (рис. 2.9, а) значение коэффициента расчетной длины (ап л-й стой- ки рамы определяется по фор.муле (2.20) in где — — отношение погонной жесткости -л-й стойки к па ее высоте; / ,Р—сумма наибольших значе- ний продольных сил, одновременно действу- ющих на всех стойках рамы; Р„ — наибольшее значение продольной силы л-й Si —-¦ —сумма отношении погенных п жесткостей всех стоек к их высотам. п-1 (п-1) (п*Ц 1_. 9П (п) In) hi (п-1) ¦mi— ,(n-fi 4 (n) 2 ,/n*f) (n) J, (ntQ (ml) (n*2) tntt) «j IWr 2 12 Tt^i) и (n-l) M (4 ^1 (n) г |0W} ,Гл>Т) Р.ис: 2.9. Расчетные схе- ,мы рам а — со стойками постоянно- го, сечения; б — со стойка- ми равной длины и ступень- ками, расположенными на одном уровне; в — с ригеля- ми конечной жесткости и жестким сопряжением ри- гелей со стойками Коэффициент (х, принимается: при шарнирном креплении ригелей к защемленным в основании стой- кам (J-e = 2; при жестком креплении ригелей к стой- кам — но данным табл. 2.24 в зависимости от величины S=— <2.«> где- Т,{—сумма погонных жесткостей всех стоек рамы; 2tp — сумма погонных жесткостей ригелей рамы. • Коэффициент (а„ ,' полученный по формуле'(2.20), должен быть не меньше: при шарнирном креплении ригелей к защемленным в основании стойкам—0,8; при жестком креплении ригелей к стойкам и жестком * Под стойкой постоянного сечения понимается стойка о постоянными значениями жесткости и продольной силы,
72 Раздел I.-Общая часть Таблица 2.24 Коэффициент |х» для стойки упруго закрепленной от поворота на одном конце при свободном смещении "" этого конца Закрепле- ние . стойки в фунда- менте Жесткое Шарнирное .Значения р.; при 5, равном 0 I 2 I 1,08 2,Ш 2ХЧ 1,16 2,33 3 . 1,22 2,48 4 1,23 2,61 6 1,37 2,92 12 1,55 3,65 18 1,65 4,24 ,24 1,71 4,82 60 1,86 7,12 QO 2 0 закреплении стоек в фундаменте — 0,7; • при жестком креплении ригелей к стойкам и шарнирном закрепле- нии стоек в фундаменте— 1,0. 2. Для стоек одноступенчатых .одинаковой длины со ступенями, расположенными на одном уровне (рис. 2,9,6), при рамах с ригелями, шарнирно прикреп- ленными к, стойкам на одном уровне, значение коэф- фициента расчетной длины цр для нижнего участка я'-й стойки определяется по формулам: ' и!п)= -и 1/ Е JxNf> (2.22) где EJVi=EP,+ SJPi; (2.23) Nf* = Pf> + Р^К (2.24) < /у— момент инерции нижнего участка рас- v сматриваемой стойки рамы; ; \ 2 Ji —'сумма моментов инерции нижних уча- стков всех стоек системы; Ру' и Py — продольные силы, приложенные к .'нижнему и верхнему участкам рас- сматриваемой стойки; 2 Pi -f- 2 Pa — сумма продольных сил, приложенных к нижним и верхним участкам всех стоек системы; . На— коэффициент расчетной длины нижне- го участка отдельно стоящей стойки с верхним свободным концом, у которой моменты инерции и продольные силы отдельных участков равняются сумме моментов инерции и продольных сил соответствующих участков всех стоек рассматриваемой рамы (рис. 2.9). Коэффициент (Ai принимается по табл. 2.19.А. Коэффициент (J.) ' следует определить при комби- нации усилий ,' соответствующей максимуму N р* при одновременно максимально возможном значении 2 Nt. Коэффициент расчетной длины, полученный по формуле (2.22), должен приниматься не меньше коэф- фициента [xi, найденного для такой же стойки, но с закрепленным от смещения верхним шарнирным концом. При рамах с ригелями конечной жесткости, жест- ко прикрепленными к стойкам (рис. 2.9,в), значение коэффициента расчетной длины (л^для нижнего участ- ка п-й стойки определяется в зависимости от величины k и с для рассматриваемой стойки и величины 5 =¦ / 'П . 'Г1 U . =1 ~— + -г~-— I—П ' характеризующей степень за- \ п л+1 / J2 крепления верхнего конца стойки в ригеле (обозначения см. на рис. 2,9,в). Значения коэффициента цр при S = 1 приведены в табл. 2.25. При значениях S, отличающихся от еди- ницы, коэффициенты |*р определяются: при S<1 — по интерполяции между соответствующими значениями, найденными по данным табл. 2.25 и 2.19.А; при К <S<3 — по интерполяции между соответствующими значениями, найденными по данным табл. 2.25 и 2.19.Б; Таблица 2.25 Коэффициент Hi расчетной длины нижнего участка стойки для однопролетной симметричной рамы с симметричным "нагружением при S=l ' Схема Рг <с h ¦Lj г *. 0 L /р hi J,}, —у — • « » Р.Рг р^р , 5=1 Обозначени k . 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 . 0,7 0,8 . 0,9,- 1 1.2 1,4 1,6 1,8 2 ' 2.5 , 5' ДО 20 V. С=г Я-1/ у. Значения р., при с, равном 0 . 2 1,92 1,88 1,82 1,78 1,74 .1,71 .1,67 1,63 • 1.61 1,59 1.54 1.5 ,1,46 1,43 1.41 ' 1,35 1,21 .1.11 1.06 , ЛХ: .. ¦m? 0,2 - 2 - 1,92 1,88 1,84 1,8 1,76 .1.73 1,7 1,67 1,64 1,61 1,57 1,53 1,5 1,46 1,43 1.38 1/24 1.13 А .А " 0,4 2 1,94 1,9 1,86 .1.83 •1,8 1.77 1,74 1.71 1,69 1,67 1,63 1.6 1.57 .1,54 ¦ 1,52 1.49 — - 0.6 2 1,96 1,94 1,91 .1,88 1,86 1,84 1,82 1,8! 1,79 «Г, 78 1,76 1,74 1,72 1,69 — — ' - 0,8 2 2 . 1,99 1,99 1,99 1,99 1,99 1,96 1,98 1,98 1,97 1,97 1.97 — — — — - * - 1 2 2,05 .2,07 2,09 2,1 2,12 . 2,13 2,14 2,15 ¦2,16 2,17 - — — — — — — - * - 1,5 2 2,28 2.41 2,52 2,61 2,68 .2,74 2,78 — „ — — — — — — — -' 2 2,3< 2,72 .2,92 3,1 3,22 3,35 — — — — — — — — — - 2,5 2,9 '¦ 3,27 3,53 3,73 3,9 — — — — .— — 1 — — - 3 3,48 3,85 4,15 4,41 4,62 — — — — — — .— — -
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 73 при S>3 —-пй данным 'табл'. 2.19,Б как для ригеля бесконечной' Жесткости. Значение .коэффициента, расчетной длины ,. (4"'.для '. верхнего < учдстка и-й, стойки определяется по формуле V-2 - '«ш^иУМ ¦>Г^\ а1л Ч (2.25) / 0 I V ¦*/ %н , i.' Hi УМ (ft ,0,8 W; Т^д-п /,й Z.O 4* 4 Г Рис. 2.10. График для определения величины «в зави- симости от относительной упругости закрепления концов ' ¦ : стойки ¦ .'.•.'!.'',;¦"'.¦ л! а•— расчетная схема стойки многоэтажной рамы для опрёделе-, ния ее расчетной длины; 6 — график величины и от значения 0,3 до значения Ч; s—график величины, и с увеличенными ¦ J ординатами на участке от — до я ¦ Указанный способ определения расчетной длины .ступенчатых стоек при жестком прикреплении ригеля к стойкам является точным для случая^ однопролетной симметричной и симметрично нагруженной рамы при 5 = 1 (табл. 2-25). Для многбпролетных, рам можно также пользоваться табл. 2.25, считая условно каждую стойку входящей в состав симметричной и симметричнЬ нагруженной однопролетной рамы., ; "¦;'¦'"' 6—915 "'г* '.":.'¦:.;"''¦'-¦ '.'.¦., /:.Ч'!: г ч Стойки .многоэтажных рам:, с жесткими узлами. Значения коэффициентов расчетных длин стоек i много- этажных рам с жесткими «узлами определяются следу- ющим образом.; , ; , . ¦-;;". .'¦¦' ; ''-'".. Коэффициент расчетной длины стойки яруса мно-; тоэтажной рамы может приближенно определяться как для , стержня . упруго .закрепленного на обоих концах от поворота при возможности, свободного смещения од- ного конца относительно другого по схеме, изображен-', ной на рис. 2.10,а; при этом погонная жесткостьри-- гёлей полу рамы; i„s и iL^j принимается соответствен- но равной, сумме погонных жёсткостей ригелей рамы, примыкающих! в .рассматриваемой' стойке ,, яруса к узлам. .. ¦'''.' , ' '¦ ¦' .'','' Значение, коэффициента;: расчетной длины \стойки- яруса определяется по графику на. рис. 2.10, б и е. ~ Величины am и «ц, характеризующие относи- тельную упругость закрепления концов стойки, опреде- ляются по формулам: Г- . ¦! " ;. ' ;-'-;: ~ ¦"¦'--¦¦1'СУ '-¦¦ -'-V- '¦¦¦ ,(2.26} 3/ «к = pS—1 lc 3t'DSr (2;27) Цо графику на рис. 21.10 в зависимости от величй?: ' «оо «11—0,4 .. л." '"•-¦¦; :.- .. получаем , значение и. Коэффициент, 1+ «00 + «1-1 ! расчетной длины стойки, будет равен f*'=. те. и (2v28> 2.3; ЭЛЕМЕНТЫ, РАБОТАЮЩИЕ НА ИЗГИБ А. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ; / Расчет по упругой стадии. Прочность элементов при изгибе в одной из главных плоскостей проверяется по формулам:. ', , •' ,. ¦¦¦" '•'¦¦'". ' м" • .¦ ¦'; . ' ¦'.'. ''¦--¦ W" I QS Л < R, ер. (2.29) (2^30) где S — статический момент (брутто) сдвигающейся' ;, части, сечения относительно нейтральной» оси; , 8—-толщина стенки;' : , •.' а — шаг отверстий для заклепок или болтов; d — диамечр отверстий (при отсутствии .отверстий принимается;d = 0):; : *. .:: ^ ] R -i расчетное.;сопротивление стали изгибу; . Rjp— расчетное сопротивление стали срезу. ... В стенках балок при т > 0,4/? должно выполнять- ся условие., "'¦,"•¦" "¦¦:'¦'¦' ¦'''"¦'¦' ?: _ ...-¦'-¦¦.. 7 ' 1 02 V т^Зхз(,--_):<^, (2.31) где о i— наибольшее по абсолютной величине краевое» напряжение в стенке, вычисленное по сеченйк*
74 Раздел I. Общая часть брутто в предположении упругой работы ма- териала - Лст8. Г?СТЬ (2.32) . Здесь, ftCT.¦¦¦*— высота и.толщина стенки.^ Напряжения а и т -определяются для одного и того же сечения и загружения. При действии на верх- ний пояс балки сосредоточенной нагрузки в стенке бал- ки (в : местах, не укрепленных ребрами) должно бцть проверено напряжение от местного давления ом по формуле , ' <:м=^<^ (2.33) где. П] —¦ коэффициент, принимаемый: для подкрано- вых балок с тяжелым режимом работы и с жестким подвесом-г 1,5; уго же, с гибким подвесом— 1,3; для прочих ..подкрановых ба- лок-— 1,1 и в остальных случаях—1,0; ,Р т- величина расчетной сосредоточенной нагрузки ;. ' (для подкрановых балок,— расчетная величит на давления колеса без учета динамического коэффициента); ¦¦¦¦.¦: R — расчетное^ сопротивление стали сжатию; 5 — толщина стенки; г — условная длина распределения сосредоточен- ного" груза, принимаемая: при, подвижной на'- ¦'.'; . грузке (2.34) ¦¦.'..¦'-' при неподвижной нагрузке от непосредствен- ного опирания прокатной балки на верхний пояс проверяемой балки : \ \; ;. '.; z,= &+;2/ti,. . '•:'¦¦¦ (2.34') Здесь с—^коэффициент для сварных и прокатных ба- лок :—3,25 и для клепаных балок — 3,75; . /„— сумма моментов пчерции пояса балок и кра- нового рельса (в случае приварки рельса '., швами, обеспечивающими совместную рабо- - ту рельса и балки, /п — общий момент инер- ции рельса и ьояса); Ь — ширина полки опирающейся прокатной бал- '- ки; , ..¦•.: ^ М — толщина верхнего пояса нижней балки, если она сварная (рис. 2.11, а), или расстояние от наружной грани полки до начала, выкружки, стенки нижней' балки, если она прокатная (рис. 2.11,6). Аналогичным образам проверяется опорное сечение прокатной балки, не укрепленное ребрами жесткости. В;случае изгиба балки в двух.главных плоскостях прочность ее проверяется по. формуле My ' Mv <R, (2.35) где х, у — координаты рассматриваемой точки сечения. Расчет с учетом пластичности. Прочность разрезных балок, постоянного сечения (прокатных и сварных), несущих статическую нагрузку, при соблюдении пере- численных ниже „условий проверяют ло формулам: при ' тгагйбе в одной из главных плоскостей ф ' - . /. — <Я; (2.36) . . W„HT при изгибе в двух главных плоскостях Ж, \ + пу <R, (2.37) где Wf у-' *) TPl3 ¦пластический момент сопротивления сече- ния1 нетто, равный удвоенному статическому моменту половины площади сечения относи- тельно оси, проходящей через центр тяже- сти (рис. .2.12), и не должен превышать 1,2 W. Для прокатных профилей пластиче- ский момент сопротивления принимается по табл. 2.26. ...''"¦¦'. Рис. 2.11.. Дли- . на .распределе- ния в стенке сосредоточенной нагрузки, при- ложенной к .верхнему поясу " .. балки а — в сварной балке; б — в про- катной балке Рис. 2,12. К определе- нию .; пласти- ... ческого мо- мента сопро- тивления из- гибаемых, элементов Таблица 2.26 Значения Wn для прокатных двутавровых и швеллерных профилей ' ¦¦- . Характер изгиба В плоскости стенки ...... . •. . . . В ПЛОСКОСТИ ПОЛОК ; . . . wti 1,12 1,2 / При расчете по формулам 2..36 и 2.37 необходимо ¦соблюдать условия: 1) должна быть обеспечена общая устойчивость балки с коэффициентом <f>6^ 2,5 (при вычислении ,.<рб учитывается только изгиб в плоскости наибольшей жесткости); 2) отношение ширины: свеса пояса сварной балки< к его толщине ,не должно,превышать 10; , 3) отношение расчетной высоты стенки к ее тол- щине не должно превышать 80 V4 (где R в т/см2)
Гл. 2. РаЬчеты стальных конструкций 75 4) касательные напряжения в месте наибольшего изгибающего момента не должны превышать 0,3 R. При наличии • зоны, чистого изгиба соответствую- щий момент сопротивления принимается равным 0,5 В неразрезных и заделанных балках постоянного сечения (прокатных и сварных), несущих статическую нагрузку, при выполнении вышеуказанных условий (l-j-4) расчетный изгибающий момент определяется из условия выравнивания опорных и пролетных мо- ментов; при4 этом прочность проверяется по формуле (2.29). Разрешается принимать значения расчетного мо-, мента: Г) в неразрезных балках со свободно опертыми концами — большую из величин / .'1 ' ' : Н¦¦'-: ¦...,;,, :- где My,-Mi'—r наибольшие моменты соответственно в крайнем и промежуточном пролетах, вы- численные; как в свободно опертой раз-, резной балке; 2 — расстояние от сечения, отвечающего моменту Ми до крайней опоры; / — крайний пролет; 2) в однопролетных и неразрёзных балках с заде- ланными концами: 0,5 М, где М — наибольший из моментов, вычисленных, как в балке с шарнирами на опорах; --[ 3) в балке с,одним заделанным и Другим свободно опертым концом — как в крайнем пролете неразрезной балки (п. I). В случае изгиба в двух главных плоскостях про- верка производится по формуле (2.35), Б. ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ БАЛОК Проверка устойчивости балок не требуется в слу- чаях: :" ¦ ' /."..¦ 1) при передаче распределенной статической нагруз- ки . через сплошной жесткий настил,' непрерывно опирающийся на ^сжатый пояс .балки (железобетонные и армопено.бетонныё плиты, волнистая сталь и т. п.); 2): для балок двутаврового сечения'при отношени- ях свободной длины сжатого хпояса / к его ширине Ь, не превышающих величин, указанных в табл. 2.27, при- чем свободная длина сжатого пояса балки Г принима- ется равной расстоянию между точками его закрепле- ния от поперечных смещений (узлы продольных связей, точки, опирания ребер жесткого настила) или между поперечными связями, препятствующими повороту сече- ния балки (при отсутствии закреплений /равно проле- ту балки). '-..¦¦.'¦•¦¦ Приведенные в табл. 2.27 значения отношений — .'¦-¦''¦ Ь Действительны для балок из стали марок Ст. 3-й Ст.-4; для балок из стали других марок эти. значения умна-. ¦¦' -, /~2,1 . . жаются на I/ ~ (R в т/см2). Устойчивость балок проверяется по формуле где М и W— изгибающий момент и момент сопротив- ления сечения в плоскости наибольшей жесткости. (W соответствует сжатому поясу); ¦ ¦ <рб —- коэффициент, вычисляемый по нижепри- веденным указаниям: - Т а б л и ц а 2.27 Наибольшие отношения — , при которых не требуется ' Ь . проверки устойчивости балок Тип балки Сварная Клепа- ная > Ь 2 4 6 2 4 6 ' ' 1 ... - f Наибольшие отношения , при отношении полной высоты сечения балки h к толщине сжатого пояса 8, ft/8,,= 100 при нагруз- ке, прило- женной s и* »о и в.. ,'8 .16 .16 21 18 16 ¦х- В ' *>, Я о ¦ = § W в 28 26 24 30 . 28 25 при промежуточ- ных закреплениях верхнего пояса , независимо от ме- ста приложения нагрузки 22 19 18, 24, 21 19 ft/8,= 50 ' при нагруз- ке, прило- женной О) ¦ В Sg . «-В 19 18- 16 30 25 21; >-, S щ X В о ."=§¦ И в . 30 27 25 42 . 35. 32 при промежуточ- ных закреплениях верхнего пояса ,-'•' независимо от ме- ста приложения нагрузки :.¦''.. 23 , 21 19 33 -27 24 ¦ Т а б л и~ц-а 2.2Ь Коэффициент ф для проверки устойчивости балок из стали марок Ст. 3 и Ст. 4 , М < R, (2.38) с* о» - ч. О ¦' сч в в 0,1 ' 0,4 1 4 8 16 24 32 48 64 80 96 128 160. • 240 320 400 v Значения ф для балок ' без закрепления в пролете при сосредоточенной нагрузке, приложенной к верхнему поясу 1,73 1,77 1,85, ¦2,21' 2,63 3,37 4,03 4,59 5,6 • 6,52 7,31 8,05 9,4 . 10,59. 13,21 15,31 17,24 к нижнему поясу 5 5,03 5,11 5,47 5,91 6,65 7,31 7,92 8|88 9,8 10,59 11,29 12,67 13,83 16,ЗЬ - 18,55 20,48 при равномерно рас- пределенной, нагрузке, приложенной к верхнему поясу 1,57 1,6 1,67 1,98 2,35 2,99 3,55 4,04 - 4,9 5,65 '¦* 6,3 6,93 ' 8,05 9,04 11,21 13,04 14,57 к нижнему поясу 3,81 3,85 3,9 , 4,23 / 4,59 / 5,24 5,79 6,25 7,13 7,92 ¦8,68 9,21 10,29 11,3 13,48 15,29 16,8 Примечания: 1, Для балок из стали других личные значения ф умножаются на коэффициент: для для 15ХСНД, 15ГС, 10Г2С, 10Г2СД и 14Г2 — 0,71; для 0,6.:- , ¦¦-¦'¦¦• 2. При одном закреплении балки в пролете t ¦^приложенной к нижнему, поясу, следует пользбва графой. я ¦ g- ш - s -я В Я'ы в ¦ S <и о я ч к ¦S с oj к & со О 01 я я с >, , м'а». а> н « О СО 03 К о Ж 2,17 2,2 2,27 2,56 2,9 3,6 4 4,45 5,23 5,91 6,51 7,07 , 8,07 8,95 10,86 12,48 13,91 марок таб- Ст.5 —0,83; 10ХСНД — нагрузке, гься второй
76 Раздел I. Общая Щсть'. -.--i-l.-.= ¦¦ '•"¦¦¦¦:-¦''". ;', ¦ ¦'¦ .' Т а б ли ц а 2.29 Коэффициент ф для проверки устойчивости консолей из стали марок Ст. 3-й Ст. 4 при сосредоточенной нагрузке, приложенной к центру тяжести свободного конца консоли или ниже я по формуле (2. 40) или (2. 41) 0,1 ' I 10 12 16 24 40 Значения ф ; 3,06 3,44 3,76 4.06.'. •4.S 5,25 5,46 5;э 6,63 7.27 7,79 ': П р им е ч а ни е. . Для консольных балок из стали других марок табличные значения ф умножаются на коэффициент: для Ст.5— 0,83;'для. 15ХСНД, 10Г2С, 10Г2СД, 15ГС и 14Г2 - 0,71; для 10ХСНД - 0,6.. :' ,.;'.. '.'.:¦¦ .! ¦'¦ ., '•:¦'¦.¦ 1) для' балок двояко симметричного' двутаврового сечения/значение, коэффициента уе определяется по формуле1 . .:' :'V ,Л1':'' " ,\. '¦•'. ',; '•'¦¦'.- .-¦ h "7*.7л i 10s. (2.39) Значение коэффициента 'ф принимается подданным. табл. 2.28 и 2.29 в функций от параметра'.."¦-«(} вычисля- емого по формуле ' ' ' ¦ -.'',¦' где /к'—-момент инерции/ при кручении, значения кото- .рогодля прокатных двутавров приведены в .; табл. 2.30. ¦¦¦'¦'.- . >: . -.' ' •'¦¦',' ¦.,¦-.'''.-;¦.'.¦:-••.¦; ;..;_'Т-а-б,л.р Ц.'а 2,30. Моменты инерции при кручений-прокатных ДвутаврЬв ; '•.;.' (по ГОСТ 8289—56*) N6 профи- ля дву- тавра 10 ": 12 14 16 18 18а ¦ 'Г .-. 20 ¦ ¦: 20а ¦¦¦¦ 22 . 22а , J. в см" 2,28 2,88 ; 3,59 4,46 .5,6 ,6,54 ,, 6.92 . 7,94 8,6 9,77 №¦ профи- . :ля дву- тавра ' г- 24..¦.-¦ 24а ... 27 .-' 27а . 30 30а- , 33 36 : "-¦". 40 ¦-у-*,'/-.-'-' JK в см< - п,!; ¦• 12,8 1 1з;э , 16,7 17,4 . .20,3 . 23,8: - 31,4 •;.- 40.6 ¦ т54,7. № профи- ля дву- тавра ¦50'" '.'¦• ¦ 55 i 60:. 65 ¦¦¦ , ,¦ ¦:. 70 . 70а 70в ¦:¦""/.¦-'' J к в см' ' 75,4 юо.з : . 135: ,180 ; 244 .352 534 Т а б л,и ц а 2,31 ^:<"б; •'?.:ф6> *бн- Фбн- .0,85 .0,85 0,9 р-,871. ;0,95> 0,89 Коэффициенты .'. '. Г- 0,904 1,05.' 0,916 '9б'. для проверки устойчивости балок 1.1 'u^r; 1,15 ( 0>938 1.2 0,948 .1,25 .0.957 : 1,3 0,964 1.35 . 0,973 •;:i,4 '¦ 0,98 ¦1,45 --' 0,987 ': Г.б;;; 0.994 '1,55 1 '¦¦.-;'. : Для сварцых двутавровых балок, составленных из трех; листов, а также для клепаных балок'¦¦ значение, коэффициента fe определяется по формуле 2.39, но значение параметра а вычисляется-по формуле -у ¦' ¦;3 ¦ ' •-'.':, Таблица 2.32 Рис. 2.13. К определению коэффициента <рб Для балок' с более развитым ...;;''сжа'тым'~п;о'я"сам : 1+- ,(2.41) где для сварных' балок: 8'—т. толщина стенки балки; :rf=0,5fc ;•¦.'¦. '. Остальные обозначения ч те же, что и в табл. 2.27 для клепаных, балок: :• S— - толщина. ; стенки вместе с полками уголков; V—тол- щина пр'яса вместе с полкой . .уголка; dт- высота верти- кальной полки уголка плюс толщина пакета горизон- /тальных листов. '•".¦•! В приложении 2 приведены значения двутавров по ГОСТ 8239—56*. : ¦ч- для прокатных Коэффициент ? ! '-¦ Типнагрузки Чистый изгиб . /.•:¦:. ..... •-.;,.., i 'Равномерно распределенная нагрузка ." . . . Сосредоточенная сила посередине.пролета , . Момент на одном, из концов балки .''¦'.'',:'. . Значения ? •'¦' .''.« . ' " •- - "1-.12 ¦ ¦ - 1,35. •.'.'¦¦ -¦ 1,75 " Если 96^-035, то в формулу (2,38) вместо f6 подставляется s величина , у6 ,. определяемая¦';¦¦ по ,,табл: 2;31;; ¦; ' -;'-'"¦ ' .?'V\'. . '' 2): для балок с более развитым сжатым поясом, симметрично расположенным :о.тнрсительно' -; стенки' (рис. 2.13), коэффициент. :<?б определяется по формуле ЧРб . ,8.,4SE/yfti •Ы2Я* 1/%W+W-F^~+ -f- (oj6yir$wi. (2.42)
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 77 где ? — коэффициент, зависящий от типа нагрузки и принимаемый по табл. 2.32; I — свободная длина сжатого пояса балки; ур — координата точки приложения нагрузки (со своим знаком по рис. 2.13). '6i ['•¦ 43 — 0,065 — (2п — h I Г 1); Jl + Jl J-i и /s — моменты инерции соответственно сжатого к растянутого поясов относительно оси симметрии сечения: J у = Ji + J г, = ~ (^А» + 0,39/к/«); Y s •. 3 где ft< и 6< —ширина и толщина элементарных пря- моугольников, образующих сечение; Y = 1.2 — для таврового сечения; Y= 1,3 — для двутаврового сечения (для двутаврового сечения с одной осью симметрии принимается промежуточное значение у). Если соответствующее нижнему поясу ?бн = hh >=—-2-<р"б> 0,85, то в формулу (2.38), вместо' <рб под- ставлхется величина 96=96 п — + (1-й) —— 96 9бн (2.43) где <}$ и 9бн определяются по табл. 2.31; 3) проверка устойчивости балок швеллерного се- чения производится так же, как и балок двутаврового сечения, т. е. а вычисляется- по формуле (2.41), а найденные по формуле (2.39) значения % умножают- ся: при приложении нагрузки в главной плоскости, параллельной стенке — на 0,5 и при приложении на грузки в плоскости стенки — на 0,7. между ближайшими к оси балки рисками поясных за- клепок; В — толщина стенки. Проверка устойчивости стенки должна произво- диться с учетом всех компонентов напряженного со- стояния (о, т и ам ), которые вычисляются по сече-, нию брутто, в предположении упругой работы матери- ала и без учета коэффициента %¦ Значения напряжений принимаются: о — краевое сжимающее напряжение на расчетной границе отсека со знаком плюс; при этом, если длина отсека не превосходит его расчетной высоты, то а оп- ределяется по среднему значению изгибающего момен- та в пределах отсека; если длина отсека превосходит его расчетную высоту, то <з вычисляется по среднему значению момента для наиболее напряженного участ- ка с длиной, равной- расчетной высоте отсека; т — среднее касательное напряжение, вычисляемое по фор- муле (2.32); ам—напряжение в стенке под местной сосредоточенной нагрузкой, определяемое по" формуле (2.33) для подкрановых балок при П[ = 1,1 и для прочих балок при щ = 1. В отсеках, где местная нагрузка приложена в растянутому поясу, одновременно учитываются только два компонента напряженного состояния — сит или ом и т. Устойчивость стенок балок не проверяется, если при ом = 0 А0 120 ,/2,1 V т- апри<:м7ь0 — <80у -JL- , где R — расчетное сопротивление стали изгибу в т/см1; при этом должны конструктивно ставиться поперечные основные ребра жесткости. Устойчивость стенок балок симметричного сечения- укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, проверяется по формуле /?+?№)¦"¦ <-> где m — коэффициент, принимаемый для подкрановых балок — 0,9. и для прочих балок—1,0. В. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК И ПОЯСНЫХ ЛИСТОВ БАЛОК Стенки балок1. Укрепление стенок балок для обес- печения их устойчивости может производиться: попе- речными основными, т. е. поставленными на всю высо- ту стенки, ребрами; поперечными основными и промежу- точными (короткими) ребрами, расположенными в сжатой зоне стенки; поперечными ребрами и продоль- ным ребром, расположенным в сжатой зоне стенки. При проверке устойчивости прямоугольного отсека стенки, заключенного между поясами и соседними по- перечными ребрами жесткости, расчетными размерами проверяемой пластинки являются: а — расстояние меж- ду осями поперечных основных ребер; h0 — расчетная высота стенки, равная в сварных конструкциях полной высоте стенки, а в клепаных конструкциях расстоянию 1 В приложении 1 приведены графики для проверки устой- чивости стенок балок, упрощающие проверку, и даны примеры пользования графиками. Значения величин а., а„ и т0 при < 0.6 (а в случае ом = 0 при любых значениях ——) опреде «о ляются по формулам-; /1005 V ¦ °*° \h—/ m,CM2 (2.45) i т/см*, (2.46) где d — меньшая из сторон пластинки; fi—отноше- ние большей стороны к меньшей; / Ю08 \2 «м, = h I ~~а~~) т/см > (2-47) k0 и k, — коэффициенты, принимаемые по данный табл. 2.33 в зависимости от величин V.
78 Раздел I. Общая часть Здесь &~п--„ширина пояса балки; Вп—толщина пояса балки; с—коэффициенты, принимаемые по данным табл. 2.34. Таблица^ 2.33 Коэффициенты ko и k\ При 7, равной Л» | <0,8! Г 1. 6 10 |. >30 Значения ft0 6,3 | 6,62 J 7 J 7,27 . | 7,32. | 7,37 | 7,46 Значения ft. 0.5 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1.8 2 2,02 3,01 3,61 4,02 4,56 5,2 ' 5, m 6,75 2,07 3,12 -¦ 3,8 4,26 4,88 5,58 6,34 . 7,28 ~2, 13 "3,33 4,16 4,8 ¦" 5,66 6,59 7,53 8,71 2,17 3,47 4,'45 5,28 6,37 7,56 8,83 10,35 2,18 3,52 4,57 5,49 6,69 8,03 9,44 11,18 • 2,19 3,57 4,67 5,68 ; -7,05 8,61/ 10,16 12,06 • 2,21 3,65 4,85 6,08 7,68 9,49- 11,46 13,86 , Приме ч а н и е. Для сварных балок "пользуются всей та-, блицей, а для клепаных принимают fc>=7 и ft, по значению f=10- Т а б л и ца2.34 Коэффициент с .'Типы! балок Подкрановые Условия, работы сжатого пояса Рельс не приварен Рельс приварен . . Прочие При непрерывном опирании сжатый пояс жестких плит . В прочих условиях. .. . . , Значения с 0,8 Примечание. Для отсеков подкрановых балок, где ме- стная нагрузка приложена к растянутому поясу, коэффициент ft„ определяется при значении y с коэффициентом .с = 0,8: Если, —~ > 2, то при определении аМо принимается . •¦¦ , ho •. , ¦а — 2h0 как в табл. 2.33, так и в формуле (2,47). Если а¦'¦.-¦ . " .' .'.'.'''¦ -— > 0,8 ам Ф 0 , то при проверке устойчивости, отен- К '"- н по формуле (2.44) различаются два случая. 1. больше значений, указанных в табл. 2.36, . ' О ". . .' А '¦-..'¦ Тогда. а0 определяется по формуле .-, . ,/1°08 \2 ' ¦¦•,о0 = Аа[——| т/см2, (2.48) где ^2— коэффициент, принимаемой по табл. 2.35; ,;о^ определяется по формуле (2.47). г -.Если отношение < —получается не больше зна- .. а ... ¦- . ¦ четин^укаайннмж в табл. 2.36, то оо определяется по Таблица 2.35 а Значе- ния ft2 . <0,8 По табл. ~ 2.33 Коэффициент k 0,9 7,78 1 8,23 .1(2 9,5 1,4 11,1 2 1.6. 13,02 1,8 15,25 2 17,79 2,5 25,1 формуле (2.45), а аМо —по формуле (2.47), но с под- ..¦'¦'¦ а ¦ "'" становкой -^ вместо а как в формулу (2.47), так ив табл. 2.33. „, При обеих проверках т0 вычисляется по действи- тельным размерам отсека.• Таблица 2.36 а Значения —И- при разных Y и — ^ч. а ¦ ^Чч*ч^ ^° " Г:-' >^ <1 ¦'¦ ¦4 10 >30 G 0.8 - 0 . 0 : 0 ; ¦' 0 1,2 .0,24 0,24 0,27 0,29 h 1,6 ' 0,29 0,4 0.49 0,62 2 0,33 0,5 0,67 0,94 Примечание. Для промежуточных значений f и ; • ft» отношения —Ц^- определяются интерполяцией. 2.' Устойчивость стенок балок симметричного сече- ния, укрепленных поперечными основными ребрами, и промежуточными (короткими) ребрами,, расположенны- ми в сжатой зоне (вблизи нагруженного-пояса), про- веряется дважды: по. формуле (2.44), .полагая,, что короткие ребра отсутствуют, а ом =0 и по формуле 1.5ом <1, (2.49) где о„ в т/см?. Длина коротких ребер должна быть не менее 0,3 высоты стенки и не менее 0,4 аь где а\ — расстояние между осями двух, коротких ребер или короткого и основного ребра. * 3. Устойчивость стенки балок симметричного сече-! ния, укрепленной, кроме поперечных основных ребер, одним продольным ребром жесткости, расположенным на расстоянии Ь\ от расчетной (сжатой). границы отсе- ка, проверяется-отдельно для обеих пластинок, на ко-к торые продольное ребро разделяет отсек. ,. . V Первая пластинка, расположенная между сжатым поясом и продольным ребром, проверяется по формуле °0l °М0)1 ¦ (-Т <т, (2.50)
Гл. 2: Расчеты стальных Конструкций': 79 где m ¦—коэффициент тот же, что я в формуле (2.44). ¦¦¦'.',¦"-. При ом = 0 С01 = 1 / 1D08 у т/см2; (2.51) Л0 при ам.=?0 и |ii = — %t = 0,25 [У+V-b2 ( Ю08 h ¦ У. "Щ! — ? „2 .Qfbffl8 / 1005 m/сж2; (2.52) т/см*, (2.53) Iх! где ft'.i-коэффициент, .принимаемый по табл. 2,37. Таблица 2.37 Коэффициенте' »1 Значения А' ,' 1; : 0,36 1.5 0,42 2 0,45 Если ^— > 2, то при вычислении <sQ1 и аМи при- нимается Q = 26], а Ти определяется по формуле (2.46) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки. , : х Вторая пластинка между растянутым поясом и продольным ребром — проверяется по формуле я 1— 2 ¦An ' • + -Л [¦+ — <1, тде О02 = ~: 0,5- ,14 /1008 V _ _6i_V2 I Ло / Ао/ пг/см2; (2.54) (2.55) Рмч —определяют по формуле . (2.47) и данным табл. 2,33, принимая в ней вместо отношения ¦ а' . '. ''¦'¦¦•. а — соответствующее ему значение -—~ и Ао щ—Ьх Yi=0,8; ',. ' ;:.•- •соа—определяют по формуле (2.46) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки; ¦, о'м == ; ¦ Если первая пластинка укрепляется дополнительно короткими поперечными ребрами, то их следует Дово- дить до продольного ребра; при этом проверку устой- чивости первой пластинки' производят по формулам (2.50) -'-"(2.53), в которых значение а заменяется ве- личиной Й1 (где Q\ — расстояние между осями сосед- них коротких ребер); проверка второй пластинки оста- ется без изменений. Проверка устойчивости стенок, балок асимметрич- ного сечения (с более развитым сжатым поясом) про- изводится по изложенным выше указаниям со следую- щими изменениями:. ' :' 1) для стенок, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, в формулах (2.45) и (2.47) под А0 понимается удвоенное расстояние от нейтральной оси до расчетной (сжатой) границы отсека; . ;..' 2) для стенок, укрепленных поперечными ребрами и одним продольным ребром, расположенным в. ежа-. той зоне, в формулы (2.51), (2.52), (2.53) вместо -^ Ао-' ' ' ¦ v ¦ abi ¦¦ ' .-¦;.' подставляется тт-. а в формулу (2.55)-г-вместо": и,о — -у- | -подставляется —— — , где о- = г-.— \ а h0l ч, '-.я.,¦¦'¦'¦' Здесь о' — краевое растягивающее;; напряжение у ; расчетной границы отсека. Стенки . балок следует, укреплять поперечными' ребрами жесткости, если-—- > 70 1/ ~А (/?—в т/см2). В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина .выступающей части парного симметричного ."ст 30 ра должна быть не менее ТГ6Р- Расстояние между по- перечными основными ребрами не должно превышать. 2 А0.,при ' —• > 100 и 2,5 Ао при -^2- < 100 . ,'.": ; Поперечные ребра следует также устанавливать в..: местах приложения к, верхнему поясу больших .сосре- доточенных грузов. Ширина выступающей' части ко-' : роткого ребра должна быть не менее 2/з. ширины ос- новного ребра. Таблица 2.38 ребра 6р должна быть не менее ~~ +40, толщина реб- Необходи Ло 0,2 0,25 .0.3 Л, мый момент инерции продольного ребра /Пр.р Момент инерции ' /2,5-С,5^Ц^1 5з ¦ V Л„ ) ft» /1>Б_0(4^\^1 63 V ft» / Ло ., 1,5 ft. S3 . Предельные значения мини- мальное l,5ft083 1.5 ft»«»;, '-' — ¦ макси- мальное 7 ft, аз ; 3,5;ft083 - ,— -:.'-:.-> , -П-.-р и м е ч а н и е. Лля промежуточных значений —- значе- но ' ния Уг0_ определяются интерполяцией. При наличии одного продольного ребра необхо- димый момент инерции поперечного ребра определяет- ся по формуле . >, ' '-.. " '•.'•' /==ЗАоВ3. - .. -;¦-' Г'''-'':
82 Раздел /. Общая частЬ\ , ' Т абл и ц а 2.40 Коэффициент 1\ влияния формы сечения II Схемы сечений Значения т] при 20<Х<150 Х>150 "f к a^.vlH- 0,775-f 0,0015 X l,3+0.5>^m. 1,3-1-0,5 Ym Т^*=Я ч-1 1,45—0/003X 1.3-0.002X: ' Для сечения типа 2 при ~г~> Г проверка устойчивости произ- . •"' . ¦" * .''¦./¦. водится почуказаниям приложения 3 к настоящей главе. При еу ^ 0 и Ху < Хд; проверка производится по формулам (2.59) и (2,60). Значения <р?н, iff для . сплошностенчатых. стерж- ней определяются rio данным табл. 2.39 в зависимости ,от величин •:,.'¦ "' v ¦¦ "!; ¦ " v ¦-.-'?¦¦,¦ ¦' кх< т\х — Чтх> тх=ех'~^ .¦''¦¦' ",'¦¦-. ¦> : " ,.-' . . или Ху> mly — i\m.y; ту = еу -—¦, где rj — коэффициент влияния . формы сечения, при-.- .' . нимаёмьСй по данным табл. -2.40. При mi>20 проверки по формулам 2.58 и 2.59 не . требуется. Для составных стержней с решётками и планками при изгибе их параллельно плоскостям решеток (на- пример, нормально к оси х) значения (р^" 'определяют- ся по данным табл; 2.39 в функции от приведенной гиб- кости Хд-пр и относительного эксцентрицитета mix — MX.F» N J' где у\ — расстояние от нейтральной оси до оси наи- :. более сжатой, ветви. .. .. - При вычислении эксцентрицитетов ех или еу за расчетный момент (Мх .или Му) принимается: для .ко- лонн " постоянного сечения рамных систем — наиболь- ший момент в пределах длины колонны; для ступен- чатых колонн-^наибольший момент на длине участка постоянного сечения; для консолей— момент в заделке. Для стержней с шарнирно опертыми концами рас- четный момент М'определяется по табл. 2.41. , ' : / ,:'""-..-' Таблица 2.41 Расчетный момент М стержней с шарнирно опертыми концами О < X < 120 т<3. 3 < т < 20 :м=щ=м„ 120 (*« „-«,' X > 120 м = лг, — 3 17 (Мм -м„ (^Aiaicc-^l)' 17 Обозначения: М,'— наибольший момент в предела* средней трети длины стержня, но не менее 0,5 MUUKi:\ М.^— Рас" четный момент при m < 3 и 0<Х<^120. Коэффициент с в формуле (2.60) определяется по формуле ¦ . -.. ¦ ;'¦ '-.¦''. ':'е=, iZ - : <2-62> • ¦ г + атх где/ а, ;р г-коэффициенты, принимаемые по табл. 2.42. •'¦''•¦'::¦'•'.¦'''¦. / ,-. .'..•/ Табл и ца 2.42 Коэффициенты i и f' Типы сечения и - место приложения нагрузки (-f): ¦¦. '...¦'.¦¦. Значения а Значе- ния 3 *,<>«¦ '.}у>.*с ' Открытые сечения двутавровые и тавровые ¦ Симметрич- ный двутавр и -тавр при- нимаются , .по левой графе i 0,7 ¦¦1 . 0,6 ¦'¦ :' V "+ i_o,3-ii- 1 . : :¦' '-(-f)x Замкнутые сёче- . ния сплошные или с решетками (планками) :п ; 0,6 - 1 0,6 - О б о з_н а ч е н и я: /, и J2 — моменты инерции соответсе- вённо большей и меньшей по ток относительно оси симметрии ст- чения у — у (рис. 2.13). При - 2- < 0,5 и эксцентрицитете в сто- ....... /i -. ."¦...¦ рону меньшей полки принимается 3=1. Значения Х? Даны в табл. 2. 43. . _к
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 83 Таблица 2.43 Величины Х> Марка стали Ст. 3 и Ст. 4 Ст. 5 1СГ2, 10Е2СД, 15ГС, 14Г2 и 15ХСНД . ¦ 10ХСНД Значения X 100 90 ';. '... 85 80 При определении гпх за расчетный момент. Мх принимается: для стержней с концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия мо- мента,—максимальный - момент в пределах средней трети длины (но не менее половины наибольшего на длине стержня момента); для консолей — момент в заделке: : / Г Значения с, определенные по .ф-ормуле (2.62), не должны превышать: для стержней открытого сечения— значений,. указанных в табл. 2.44; для стержней' замк- нутого сечения единицы. При этом пользование коэффи- циентами а и Р, установленными для- стержней замк- нутого сечения, допускается только при ^наличии не Таблиц а 2,44 bh 0,1 0,5, 0,8 1 ¦ 1.5 2 >2,5 О Пр вости < ¦~i '.¦ ' 0 1 1 1 1 -.1 '. 1 1 0,2 0.88 0,89 0,91 0.93 0,95 0,97 0,99 > о з и а ч ё ни я: и —— > 10 стер Nh )пределяются в э Коэффициент с Наибольшие значения с при ~ . Nh 0,4 0,69 0,73 ,0,77 0,8 0,85 0,9 0,92 0.6 0,56 0,59 0,'64 U,67 0,74 0,8 0,85 0,8 , 0,46 0,5 0,54 0,58 0,66 0,73 , 0,78 1 0,39 0,42 0,47 0,5 .0,58 0,66 0,72 . 1.2 0,34 0,37 . 0,41 0,44 0,52 0,6 .0,66 1,4 0,3 0,32 0.-36 0,39 -.- 0,47 0,54,. 0,61 1,6 0,27 .0,3 0,33 0,35 0,43 0,5 0,56 .равном 1,8 0,24 0,27 0,3 0,32 0,39 0,45 0,52. 2 0,22 0,24 0,27 0,3 0,37 0,42 0,49 h — высота сеченяя; b и 5,—¦,щчрина и толщина более сжатого пояса. . жни.следует рассчитывать на изгиб без учета продольной том случае по последней графе 6 табл. 2.28. силы. Значения ,2,5 0,18 0,2 0,23 0,26 0;3 0,36 0,41 , 3 0,15 0,17 0,19. 0,21 : 0,26 0,31 0,36 . 4 0,12 0,13 .0,15. 0,16 0,2 0,24 0,28 .'5 0,1 . ; 0,11 0,12 0,13 .0,18. 0,22 0,24 ,10 0,049; 0,054 - 0,062 0,068 С, 085 о; 105 0,126 - • ' '•''.¦ • . '... коэффициента ф при проверке устойчи- менее, двух;: промежуточных диафрагм по. длине стерж- ня; в противном случае они рассчитываются-как для стержней открытого одностенчатого сечения (а =0,7). В составных сжато^изогяутых стержнях с ; решет- ками, при изгибе '¦'¦из? в плоскости, параллельной пло- скости решеток, кроме проверки стержня в целом, не- обходима проверка отдельных ветвей; как центрально- сжатых элементов (ем. 2.2); при/этом осевая сила в каждой ветви определяется'¦как., в поясе решетчатой фермы ,с, учетом усилия от.изгибающего^ момента. При аналогичной проверке отдельных ветвей со- / ставных. стержней с планками, . расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, должен быть учтен местный изгиб ветвей от фактической по- перечной силы (как в поясах, без'раскосной фермы).: Сплошностёнчатые стержни, подверженные сжа- тию и изгибу в обеих главных плоскостях, при совпа- дении плоскости наибольшей жесткости. (Jx> J у) и плоскости симметрии .проверяются на устойчивость по 1 формуле •'" 4R, "• \ (2.63) тху ¦F где .Т^^Гс, (2.64) *~у и с — определяются так же, как в формулах (2.5$), (2-60). . ",". , > , При вычислении wiy для стержней двутаврового се- чения -с неодинаковыми полками, коэффициент влия- ния формы сечения т) определяется по первой строке табл. 2.40. ; Если от1у<0,8 пгх, то, помимо4 провертЫ по фор- муле 2.63, требуется проверка по формулам. (2-58 и 2,60); при еу = 0\ если \х > Ху,' то требуется дополни-, тельная проверка по формуле (2.58) при еу =0. ^ В случае несовпадения ; плоскости-наибольшей же- сткости (Jx> Jy) И плоскости симметрии: расчетная ве- личина шх увеличивается на 25%. .;¦ Составные, стержни с решетками в двух параллель- ных -плоскостях, подверженные сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, следует проверять на устойчивость дважды: 1) на устойчивость стержня в целом в плоскости, параллельной плоскостям, решеток (например, нормально к оси х), считая еу=0; 2) на устойчивость отдельных ветвей как Сжато-изогнутых , элементов по формулам (2.59) и (2.60). Осевая сила в каждой ветви определяется при этом как в поясе решетчатой фермы с учетом усилия от момента: М',х-'. Момент My распределяется, между, ветвями про- порционально их жесткостям: в случае, когда момент My действует в плоскости одной из ветвей, он полно-,, стью воспринимается . этой ветвью. ¦'—¦-.¦¦, При проверке отдельной ветви по формуле (2.60) гибкость ее определяется по наибольшему расстоянию между узлами1 решетки. В. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ И СЖАТО ИЗОГНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Наибольшая расчетная высота стенки (или рас- четная 'ширина горизонтального листав двустенчатого- сечения) в центрально сжатых, стержнях определяется по формуле ';•; - -. .
84 Раздел I. Общая часть ha = 40 Vt + 0.2Х (R — впг/см2), (2.65) но принимается не более 75 5 . Здесь h0 — расчетная высота стенки, принимаемая так же, как и для балок (см. п. 3,В настоящей главы); 8 — толщина CK'riKrt; X расчетная гибкость стержня. В-случае недонапряжения стержня значения ~, вычисленные- по формуле (2.65), могут быть увеличе- ны в j/.^i-раза продольного изгиба). (здесь а = ——; 9 — коэффициент Наибольшее значение отношения для стенки сжато-изогнутого элемента (колонны) определяется в зависимости от величин о — а' т а — и • а а где о—сжимающее напряжение в т/см2 у расчетной границы стенки, вычисленное без учета коэф- фициентов 9?н. ?*". с<р;' в' — соответствующее напряжение у противополож- ной расчетной границы стенки; т= ——г — «ст о среднее касательное напряжение в рассма- триваемом отсеке. ho При а<0,4 величина -—- принимается как для о стенок центрально сжатых стержней. При а>0,8 t<«*Y-t- (2.66) где коэффициент Аз принимается по табл. 2.45. Таблица 2.45 Коэффициенты k3 X а 0 0,2 0,4 0,6 .0,8 1/88 1,88 1,59 1,31 Значения кг при а 1 2,22 2,18 1,76 1,37 1.2 2,67 2,51 1,03 1,48 1.4 3.26 2,9 2,07 1,6 , равно? 1,6 4.2 3,4 2,25 1,71 1,8 5,25 3,82 2,43 1.8 2 6,3 4,11 2,56 1,86 ho В интервале 0,4<а<0,8 значения ¦— определяются о ' . ' . ho ребром рассматривается как самостоятельная пластин- ка. Ширина выступающей части парного симметрично- го продольного ребра должна быть не менее 108 при толщине его не. менее 3Д5 (где В — толщина стенки ко- лонны). Рекомендуется включать продольное ребро в рас- четное сечение колонны. Если устойчивость стенки не обеспечена, то в рас- чет вводится только часть ее шириной по 156, считая от границ расчетной высоты. Г. ПОЯСНЫЕ ЛИСТЫ СЖАТЫХ И СЖАТО-ИЗОГНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Наибольшая расчетная ширина неокаймленного сжатого свеса листа (полки) в центрально сжатых и сжато-изогнутых стержнях определяется по данным табл. 2.46 в зависимости от наибольшей гибкости стержня X. Таблица 2.46 Предельные величины неокаймленных свесов (Ь/Ь) Марка стали элемента - Значения ~ при X, равной 25 Ст. 3 и Ст. 4 . . . 10Г2С, 10Г2, 15ГС, 14Г2 и 15ХСНД . . . 10ХСНД 14 12 11 50 15 13 12,5 75 16,5 14,5 14 100 125 18 16.5 16 20 18,5 17.5 Обозначения: Ь — расчетная ширина свеса, измеряемая в сварных элементах от грани стенки, в прокатных — от края вы - кружки, в клепаных —от наружной заклепочной риски; 8 — толщи- на листа (полки). . В случае недонапряжения элемента значения -— полученные по табл. 2.46, могут быть увеличены в 1/ раза, но не более чем на 25%. (Здесь (р меньшая из величин <рвн, <р™, или cf, принятых при проверке устойчивости данного элемента.) Наибольшая расчетная ширина неокаймленного сжатого свеса листа (полки) в балке не должна пре- вышать = 15 • -— (R—Btn/cM2). R (2.67, линейной интерполяцией между значениями ——, наи- ш-ая из величин о ' денными для а =0,4 и и =0,8. В случае укрепления стенки колонны продольным ребром жесткости, расположенным посередине стенки, наиболее напряженная часть стенки между поясом и • В случае недонапряжения балки значения —-, вы- о численные по формуле (2.67),. могут быть увеличены в раза, но не более'чем на 25%; здесь а — боль-. М [Мх Mv \ — или —- у ± —— х
Гл. 2. Расчёты стальных конструкций Ж 2.5; СВАРНЫЕ, ЗАКЛЕПОЧНЫЕ И БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, РИСКИ И СВАРНЫЕ СТЫКИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ УГОЛКОВ '¦'-t/У. А. сварные соединения Основные положения. Основным видом сварки., при- меняемой в стальных .конструкциях, является элёктро- дуговая ¦¦— ручная или автоматическая и полуавтомати- Автоматическая электродуговая и элект.рощлаковая сварки, разработанные и внедренные натфоизводстве Институтом электросварки имени Е. Ой/Патона АН УССР, являются очень, производительными У способами и дают швы высокого, качества. Поэтомучтри проекти- ровании: следует широко применять эди способы сварки/ Рис. 2.16. Виды свар- ных швов ш тшм. I / — потолочный; 2.— го- ризонтальный; 3 '—¦' вер- тикальный;. 4 — нижний; ¦5."— прерывистый (шпо- , ночный) Рис. 2.15. Типы сварных соединений - л — в стык прямой; я' —то же. косой; ¦¦, б — ^угловой фланговый; б'—то же, лобовой; , б"— то же, ¦ .в тавр: в — на электрозаклепках (применяетсятолько для не- расчетных соединений); г — в прорезь (на угловых швах) ческая, выполняемые под слоем флюса или. в атмосфере защитных газов. Для сварки элементов/больших тол- щин (от\ 20 мм) применяется электрошлаковая сварка. Электродуговая' сварка ,в '.стык, втавр' и: в/угол требует предварительной подготовки кромок, сваривав-! мых деталей (начиная с определенных толщин),; раз- личной для разных типов швов. •¦'..," ; .;.'>v В проектах необходимо указывать назначенный вид сварки,: тип шва и тип электрода. :. ' Типы электродов и рекомендации по их Примене- нию, приведены' в главе 1, а типы швов, их'размеры, условные обозначения и, разделка кромок под швы да- ны в табл. 24.9 ,-ь 24.11. Типы сварных соединений и ви- ды сварных швовчПр,йведень|:начрис. 2.15. и 2.16. - Расчетные сопротивления. В табл. 2-47 приводятся расчетные сопротивления сварных швов, выполненных, электродуговой сваркой. ' '. ;¦'¦• ¦' *''"-. ¦- ¦.•.'-. ? Та б лица 2.47 Расчетные сопротивления сварных швов Вид сварных швов Швы в стык То же ¦', " "У Угловые швы Л J ';;.,N.'- ¦'./.';' ..-¦¦:.': ¦¦:'-. У Вид напряженного состояния. ';•':. '' ¦•' .. . .'" ¦¦¦¦ • '¦' Сжатие. . . . ... ..... • ¦ ... • - Растяжение: а) при автоматической сварке . . б) при полуавтоматической и руч- ной сварке с применением для; контроля качества шВов:. ' повышенных способов . . . обычных способов .. . . ..!,'. . Срез '¦; .'!...-...., .'. - . . .'.. - • - 4 . • ¦ Сжатие, растяжение и срез . . . ¦..-.:; : ¦'• ¦ '' '¦¦'<¦ Условное обозначе-, Ние ;«-:;' < «? :¦'¦{¦¦>{ \ г>СВ Кср; 7?св ' Расчетные,сопротивления в кг/сл', сварных швов,.выполйённых авто- матической и полуавтоматической сваркой, а также.'ручной элект- ' V родами типов . ' '..¦¦>"..';. Э42,Э42А,|. . . <,',;•, , ; .. • \ ',Э'5йА'; ..У л' . ... • ; •. Марки стали свариваемой,конструкции ;.- Ст. 3 Ст. 4.. . 2 100 2 100 -.- 2 100 ,.1800 1 300 ' 1 500 У- 14Г2, 15ГС, 6<20 мм 2 900 .2 900 ,;, 2 900 2 500 1 700. 2 000 20<8<32 мм '¦¦''; 2 800 .''¦'¦¦'. 2 800 2 800 , ? 2 400: . 1700 ¦ '¦ 2 000 , 10Г2С, 10Г2СД. 15ХСгДД\ 2 900 :'"¦... У .'2 900У ?'¦' У 2 900 -. •; 2 500 ':;,..'. •1700 У 2 000 ; У 1бхснд ' 1 '¦ ' .:• 3 400 •> 3,400 ¦; .л. 3 400 2 900 '• 2000 ¦V 2 400 К повышенным способам контроля качества швов,: ^применяемым в дополнение' к обычным .(наружный ос- мотру замеры размеров,, просверливание и т. п.), -отно-; сятся: просвечивание, проверка ультразвуком и т. п. Применение1 повышенных способов контроля качества швов должно оговариваться в проекте. ' /У Расчетные сопротивления сварных'¦ швов, выполня- емых электродами типа Э42А в -соединениях элементов
86 Раздел /.Общая часть Т а б л и ц а 2.'. Та блица 2.49 Расчетные формулы Тип шва и характер нагрузки - Формула Растяжение перпендику- лярного к- силе шва-в стык- Сжатие перпендикулярно- го к силе шва в стык. Растяжение косых швов в стык Сжатие косых швов в стык ) Срез косых швов в стык Изгиб швов в стык Изгиб и срез швов встык Сжатие, растяжение и срез угловых швов Изгиб угловых швов - Изгиб и срез угловых швбв N 6'ш N 5"'ш ATsin,a sAn N.sin а 6'ш N cos-а > <&В Р •'<«с -f. осв ;ср (2.68) (2.69) (2.70) ,(2.71) (2.72) По соответствующим "формулам для, целого сечения с заменой R на flL N < RCB (203) >"шЛн у- 6М )А I2 ш ш ;ясв (2.74) ; У V V 6М А и ¦+ :ксв ¦ У ¦•,' (2,75) О б о з на ч е.н и я: Ni Q, М — соответственно расчетные про- дольная.сила, поперечная сила и изгибающий момент, действу- ющие на.соединение; / —расчетная длина шва, равная полной длине шва (при выводе его на-подкладках за пределы стыка) или Равная полной длине шва за вычетом 10 мм в остальных случаях; — наименьшая из толщин, соединяемых встык элементов;^—ко- эффициент формы углового шва, принимаемый при сварке: ав-; тематической р = 1,0, полуавтоматической, р = 0,8 и ручной В — ==.0,7; А -4- толщина углового шва (рис. 2. 17);. а — угол между направлением действия силы и косым швом; RCB , RCB., RCB , .:.'¦- - Р с ¦' СР RCB — расчетные, сопротивления сварных швов (табл. 2.47). Ряс, 2.17. Расчетная толщина углового шва .при различной форме сечения из низколегированной стали с элементами, из стала марки Ст. 3, принимаются такими же, как и для свар- ных швов в: соединениях элементов из стали марки Ст. 3, выполняемых электродами типа Э,42. ; , В. сварных конструкциях, выполненных из/стали, марки Ст. 5, расчетные сопротивления сварных швов принимаются на 10% выше соответствующих расчетных ю а- о с О со -О ¦. ¦-Ч и >-. -*3 ~ к . , о а f-«. 4 . 6 v 8 10 12 14 . 16 -¦ 18 20 Допускаемые усилия на угловые швы Значения, допускаемых усилий в тел на швы, выполненные ручной сваркой (8=0,7) полуавтоматической сваркой (3=^0,8),. ••; электродами типов Э.42, Э42А | ; ..'-Э50А- , | Марки стали свариваемых конструкций Ст 3 Ст.'4 0,42 0,63: : .0,84 1,05..... 1,26 1,47 1,68 1,89 . 2,1 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД, 15ГС, 14Г2 0,56 0,84 1,12 1,4 1,68 1,96 ' 2,24 2,52 2,8 '¦ Ст 3 Ст 4 , 0,48, ¦ 0,72 0,96 1,2 1,44 1.68 1,92 2,16 - 2,4 10Г2С, 15ГС, 15ХСНД, 14Г2, 10Г2СД 0,64 0,96 . 1,28 1.6 : 1,92 2,24 2,56 2,88 3,2 л . ¦ ¦' ; Таблица 2.50 Допускаемые усилия на сварные швы в стык Допускаемые -усилия в пг см Растяжение при ручной и полуавто- матической сварке при обычных сло- собах контроля ка- чества шва / Сжатие при ручной, автоматической и полу- автоматической сварке и растяжение при авто- матической, а также, при ручной и полуавто- матической при повы- шенных способах кон- троля "качества шва Срез при авто- матической, по- луавтоматичес- кой и ручной " • сварке Электродами типов Э42, Э42А . Э50А. Э42..Э42А Э50А Э42, Э42А Э50А Марки стали свариваемой конструкции Ст. 3, Ст. 4>. 0,72 1,08 ,44 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСИД ,16 ,52 1 1 2 2 2 3,24 3,6 3,96 4,32 4,68 •5,04 - 5,4 '- 5,76 6,12 6,48 6,84 7,2 1 1,5- ¦2 2,5 3 3,5 4 4,5. 5 5,5 6 6,5 7 7,5. 8 8,5 9 . . 9,5 10 Ст. 3, Ст. 4 0,84 Г;26 1.С8 2,1 2,52 2,94 3,36 3,78 4,2, 4,62 5,04 5,46 5,88 6,3 6,72 7,15. 7,56 7,98 8,4 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД 1,16 1,74 2,32 2,9 3,48 4,06 4,64 5,22 5,8 6,38 6,96 7,54 8,12 8,7 9,28 9,86 1.0,44 11,02 11.6 Ст.З, Ст.4. 0,52 0,78 1,04 1,3 1,56 1,82 2,08 2,34 2,6: 2,86 3,12 3,38 3,64 '3,9 ' 4; 16 4,42 4,68 4,94 5,2 14Г2, 15ГС, ШГ2С, 10Г2СД, 15ХСНД : 0,68 1,02 ¦1,-36 1,70 2,04 2,38 2,72 3.06 3,40 '3,74 4,08 4,42 4,76 5,10 5,44 5,78 6,12 6,46 6,80 ~, Ир и м е ч а н й е. При растяжении и сжатии сварных швов в'стык, выполненных электродами типа Э50А в элементах из стали марок 14Г2 и 15ГС, допускаемые усилия принимаются как для стали марки 15ХСНД, причем при толщине свариваемых деталей до 20 мм — согласно данным соответствующих граф, а при толщине от 22 до 32 мм -.-табличные данные умножаются на коэффициенты: для третьей графы — 0,96 и для пятой гра- фы^ 0,966. . •¦;'.. -: .,
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций < gf Т а.б л и ца 2;51 Конструирование сварных соединений Требования Толщина углового Шва у Форма углового шва . Расчетная длина флангового и лобового швов . Совместная работа сварных швов и закле- пок или сварных швов и фрезерованных тор- цов Прерывистые швы Величина нахлестки : - Стыки горизонтальных и в'ертикальнцх ЛИСТОВ. ' Поясные швы балок \ ; .¦;"-¦_•.¦ 1 Расстояние между швом в стык основного элемента и цшами прикрепления каких-лиСо деталей, Сварка в стык Листов разной толщины или ширины ¦¦ ¦ J Размеры скосов ребер жесткости балок в местах примыкания к поясам и к .другим ncfif ам s ч. Сварные швы в узлах решетчатых конст- рукций Характер нагрузки, действующей на конструкцию • Статическая нагрузка регулярные подвижные или вибрационные нагрузки - а) при толщине1 листов от 4 до 9 мм — не менее 4 мм; . . 10', 14 ... ". ,-.¦."¦ 6. » '„,. .-- '.„¦¦¦ , 15, „ 25 „ . 8 , , , „ „ . .26 „ 40-, ¦ . • 10 , ¦-.!•' „ ». »' , 41 и более '.". ¦ , 12 „ и во всех случаях не более 1, 2 8*. б) минийалыгао необходимая по расчету на прочность по конструктивным требованиям Любая ¦•¦!¦¦¦ ¦ . ._ ' ,' ¦;.'¦• ' 'J ¦ : ,.1гАймм.-я >ili!ii, но<60й[11 . Здесь йш,—толщина шва , "Не допускается Расстояние в свету между шпонками в сжатых элементах не более 158 и в растя- нутых, не более 308 (Здесь 8 — толщина бо- лее тонкого элемента) ' В прикреплении фасонок к поясам — не рекомендуются. ' ¦ Не менее пяти толщин В стык и с накладками; в последнем слу- чае швы у накладок не должны доводиться до оси стыка на 25 мм с каждой стороны .:,__ Не ограничиваются Лобовые швы с отношением катетов 1:1,5 * .Фланговые швы,с отношением катетов 1:1 При ручной сварке — швы вогнутой формы .¦'.То же . v ; Не допускается ¦ Не допускаются ;' 1 То же : а) Только в,стык.(безнакладок) с двусто- ронней сваркой или односторонней с под- варкой корня шва б) Концы швов выводить за пределы стыка (на подкладки) в) Поверхности стыковых' швов поясных листов зачищать заподлицо с основным металлом v '"'..*'" Сплошные с полным проваром по толщине стенки . , '; - ' " При параллельных швах не менее 10 толщин основного элемента; при пересекающихся швах шов прикрепления детали прерывается на участке 40 — 50 мм от шва в стык, в обе стороны ... ...'."¦ .'•¦'.''-¦.'.' " ' '\ ¦ ', '. '. .~: .' ' Не ограничивается Необходимы односторонние или двусторон- ние скосы толстого (широкого) листа с укло- ном не Круче 1:5. Если разница толщин лис- . тов не превышает 4 мм л Ve толщины более тонкого листа, то устройство скоса не обяза- тельно . . ' ,' 40x60 мм с ббльшим размером.вдоль стенки ."¦'.' _¦¦ Приварка элементов к фасонке производится по контуру с расчетной длиной шва, рав- ; ной сумме фланговых и лобового шва; при этом длины фланговых швов у пера и обушка углового профиля должны быть обратно, пропорциональны их расстояниям от, оси профиля, что соответствует длине флангового шва у обушка: для равнобокого уголка — 0,7/ф_; для неравнобокого, приваренного широкой полкой, — 0,65гфл и для неравнобокого, приваренно- го, узкой- полкой, -0,75^ (Ь^ — сумма длин фланговых швов). Элементы в пределах фасонки должна располагаться так, чтобы расстояние между соседними швами было не менее 50 мм ,. . , : * Здесь 6 — наименьшая толщина соединяемых элементов. , . ' . .
ш ' 1>азд'ел>1Г. -Общая часть Сопротивлений, -.. установленных для конструкций из стали марки Ст. 3.. . : V ...; '¦' ¦¦'¦¦ -'77 , "'-.-:- При расчете сварных; швов на выносливость "приве- дённые в ,.табл; /2.47 значениярасчетных сопротивлений умножаются на; коэффициент у (см. п. 2.1). '¦¦¦'¦ Расчет соединений. В, табл.' 2.48 .приводятся,;фор'-. !Мулы для расчета сварных соединений. При; коэффици- енте; условия, работы конструкции или элемента • т<1 значения расчетных сопротивлений R в .формулах ум-: /ножагатся на-'/п! :'. ; "7:, ''.'.. .¦'¦¦¦ Допускаемые усилия, В табл. 2.49 и 2.50 приведены значения допускаемых усилий на сварные швы угловые и .в стык при коэффициенте условий работы т=1 /и коэффициенте, учитывающем работу Сварных соедине-; ний на- выносливость 7 = 1- '/ ".'.'.-•: ;¦ конструктивные требования. В табл. 2.51 приведе- ны указания по конструированию сйарных соединений элементов.: ~: . "Ч, ; '¦;"¦;,> ¦ Б. ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ a)DH75±t,85d 5) 7-:4ЩЩл^.н7* -«[.-J 4+5мм /?-vg$af U=lbbCl ~d~ Ъ-0,Щ54 f^5 ~ot- ?oid 90 м* .•¦..''•¦.'¦/ Рис. 2.18. Типы . заклёпок: " ,, , a — с полукруглой головкой (по ГОСТ 119,1—41); б 7— с -поч. тайной головкой '(по ГОСТ 1195—41): в—с повышенной го- ловкой и конинескйм стержнем (заводская нормаль)' Основные положения. Заклепочные соединения мо-, гут быть: прочные,, плотные и прочно-плотнЫе.'.: Для прочных, и плотно-прочных заклепочных соединений мементов стальных конструкций1 применяются, как a):N\ 4^ KZ7 . . . "'^^ .... Рис, 2.19. Типы заклепочных соединений в — внахлестку; б — с одной накладкой; в — • с двумя накладками с повышенной головкой и коническим стержнем (по заводским, нормалям). ¦,']¦ i/ г 4 '~,f Типы заклепок показаны :на: рис. 2,18, типы заклё- почных -соединений -г на рис. 2,19.. 7'-'., ,7' ; v. ." Расчетные сопротивлений .Расчетные сопротивле- ния даны.для двух групп-заклепочных соединений В и С. К группе В относятся1 соединения с;'заклепо'чнвши отверстиями сверлеными: а); на проектный диаметр -В собранных элементах; б) в отдельных деталях по кон- дукторам; в) сверлёные или продавленные на меньший диаметр в отдельных "Деталях с последующей рас- сверловкой до проектного диаметра в сббранном виде; К группе • С относятся соединения, в которых заклепоч-. ные ; отверстия продавлены, или просверлены без кон- дукторов в отдельных деталях, .'. ¦''."-..' ' ., ¦ !¦'.. ¦' Т абл и ц а 2762 Расчетные: сопротивления' заклепочных соединений ' t при горячей и холодной клепке ' ¦' .' ' ' ¦ . ¦ , " ( Вид напряжен- ного состоя-... ния и группа соединений.i Срез В Срез С :: '¦['¦' ; Смятие В 'Смятие , С ' Растяжение (отрыв головок); ' « . к ¦ в: s =• К Я с т Ч О' R3 ср R3 см .-¦ СМ/ R3 отр .Расчетное сопротивление R* в кг/сМ? для марки стали . ' ¦ ' ' заклепок ¦ м м О О 1.800 .1600 '"-1 ;,-: 1200 2 200 ¦ -i- -=-•¦ - 1500 соединяемых-элементов . ^ ' '¦¦-конструкций • н U- т н - и - — - 4 200 ,3 800 - н ': U , — — ' 4 600 ;.--';¦. 14Г2, 15ГС ' Ч ' —:¦ , — 5 800 - .¦S-V-. .- — 5600 ''—.- и ¦ .'IN. - ' 2 К X ¦ ю '.-;' ¦'* ~ - 5 800 - '¦- Ч' в- и - X . о ¦''- —' 6 800 - - t '¦ ..,7 В случаег снижения расчетных сопротивлений скле-. п'ываемого металла в соответствии с "примечаниями к таб!л. 2.1, расчетные сопротивления смятию, приведен- ные в табл. 2.52, снижаются пропорционально, "В: соединениях с потайными и полупотайными го-' ловкагми расчетные сопротивления срезу и смятию сни-/ жаются на' 20%; работа таких 'заклепок на растяжение не допускается. .;. При, расчете, -заклепочных соединений на выносли- вость значения Л? должны-быть умножены на коэф- фициент."f. (см. п. 2-1). ' Рдсчет соединений. В табл. 2.53 приводятся фор-: мулы для; расчёта заклепочных-, соединений'..-и в табл.; .2.54— силы, действующие.на одну заклепку; . г '', -При прочно-плотных швах диаметр заклепки оп- ределяется по формуле :' , , : :'ШбГ- а, (2.83) .1,: >.''' где. d—-.диаметр заклейки в см; Ь — толщина более правило, заклепки с полукруглой головкой: по ГОСТ .тонкого' из. соединяемых., элементов в см;' а ^— постоян- 1191—41 и с потайной головкой по ГОСТ 1.195-—г41. В • ная величина-, равная 0,4 при' соединении внахлестку и .в.тдельнык случаях, допускается применение заклепбк 0,6'.— прйусоединении с накладками. г 7
Гл. 2. Расчеты, стальных конструкций 69 Таблица 2.53 Расчетные формулы Характер работы заклепки Срез Смятие Формула N. —-—<*;„ "ер" N° г-л» dSS см "з ^ п<Р Р 4 (2.76) ¦4 . (2.77) (2.78) Отрыв головки Обозначения: d — диаметр поставленной заклепки; пср — количество срезов в одной заклепке; 28 — наименьшая сумма толщин склепываемых деталей, сминаемых заклепкой в одном направлении; R3 , R3 , Я3 — расчетные сопротнвле- ср см р ния заклепочного соединения в кг/см', принимаемые по дан- ным табл. определяемая по формулам табл. 2. 54. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а так- же в креплениях с односторонней накладкой число за- клепок должно быть увеличено против расчетного на 10%. ;При прикреплении выступающих полок, уголков Таблица 2.54 Сила, приходящаяся на одну заклепку (Ni) при различных комбинациях нагрузок, действующих на заклепочное соединение 1 Комбинация нагрузок Наибольшая сила на заклепку Центра льное растяже- ние и сжатие силой N Изгиб моментом М Внецентренное растя- жение и сжатие (N и М) Изгиб и срез (М и Q) N п _^макс_ п N3= ¦+- Mtu КЪе (2.79) I (2.80) ¦ (2.81) -/шчад (2.82) Обозначения: л — полное количество заклепок в соединениях внахлестку и количество заклепок, расположен- ных по одну из сторон стыка, в соединениях с накладками; емакс ~~ расстояние наиболее удаленной заклепки от оси сты- куемых элементов, проходящей через центры тяжести сече- ний; Eej- — сумма квадратов расстояний заклепок одного ря- да, перпендикулярного оси элемента, относительно этой оси; К — количество рядов заклепок, перпендикулярных -к оси элемента и соответствующих числу заклепок п. Таблица 2.55 Допускаемые усилия'в т Группа соединения Диаметр поставленных заклепок в мм Марка стали заклепок Марка стали соединяемых Lэлементов ' 1 Ст. 2 закл. и Ст. 3 закл. 09Г2 Ст. 3 и Ст. 4 Ст. 5 Л4Г2, 15ГС, 15ХСНД, 10Г2С Срез одиночный Отрыв головки Срез одиночный Отрыв головки Смятие при сумме толщин элементов, сми- наемых в одном направлении (Я8), в мм 6 8 10 12 14 16 18 20 6 8 10 12 Т4 16 18 20 6 . 8 10 12 14 I Ш •на одну заклепку с полукруглой В 17 20 23 26 4,08 | 5.65 | 7,47 | '9,55 2,72 | 3,77 4,99 | 6,91 3,4 4,28 5,71 7,14 8,57 10 — — — 4,69 6,26 7,82 9,38 10,95 — — — .5„92 7,89 9,86 —¦ 4,71 5,04 6,72 8,4 10,08 11,76 13,44 15,12 — 5,52 7,36 9,2 11,04 12,88 14,72 — — 6,96 9,28 11.6 . 13,92 . 4,98 | 6,37 9.14 | 11,68 6,23 5,8 7,73 9,66 11,69 13,52 15,46 17,39 19,32 6,35 8,47 10,58 12,7 14,81 16,93 19,04 — 8 10,67 13,34 16,01 18,67 — 7,96 6,55 8,74 10,92 13,11 15,29 17,47 19,66 21,84 7,18 9,57 11,96 14,35 16,74 19,14 21,53 , 23,92 9,05 12,06 15,08 18,1 21,1 .24,12 головкой с 17 3,63 - '1 - — 3,88 5,17 6,45 7,75 — — — — 20 • 5,02 - — — " 4,56 6,08 7,6 9,12 10,64 — — - 23 6,65 - — — 5,24 6,98 8,74 10,5 12,22 __ — 26 ' 8,5 — — ¦ — 5,93 7,9 ' 9,88 П.Й5 13,82 15,8 . — Примечание. Усилия вычислены при коэффициенте условий работы m- соединения на выносливость, т = 1. ¦ 1 и коэффициенте, учитывающем работу заклепочного
90 Раздел I. Общая часть или швеллеров коротышами число заклепок, прикрепля- ющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчетного на 50%. Допускаемые усилия. В табл. 2.55 приведены значения допускаемых усилий на одну заклепку. Конструктивные требования. В одной конструк- ции следует применять минимальное количество раз- ных диаметров заклепок. В рабочих элементах конст- рукций число заклепок, прикрепляющих элемент в уз- ле или расположенных по одну сторону стыка, долж- но быть не менее двух. Таблица 2.57 Диаметры отверстий для заклепок Таблица 2.56 Размещение заклепок Наименование Величина расстояния Расстояние между центрами заклепок в любом на- правлении: а) минимальное для заклепок б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжа- тии . . . в) максимальное в средних рядах и в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков при растяжении г) то же, при сжатии , . . , Расстояние от центра заклепки до края элемента: а) минимальное вдоль усилия . , б) минимальное поперек усилия при обрезных кромках . , в) то же, при прокатных кромках г) максимальное 34. 8rf„ или 128 164, или 248 124, или 186 24, 1,54, 1.24, 44. или 85 Об о з н а ч е и и я: 4, — диаметр отверстия для заклепки; 8 — ищтона наиболее тонкого наружного элемента пакета. Номиналь- ный диаметр заклепки d Номиналь- ный диаметр отверстия для заклепки 4 0 Диаметр от- верстия, про- давль'нного для последующего рассверлива- ния, 4 в мм . 13 14,5 12 16 17,5 14,5 19 20,5 17,5 22 23,5 20.5 25 26,5 21.5 28 29,5 23,5 31 32,5 26,5 34 35,5 29,5 37 38,5 32,5 Толщина склепываемого пакета, как правило, не должна превосходить 5d (где d—диаметр стержня за- клепки). При применении заклепок с повышенными головками и коническими стержнями толщина пакета может доходить до Id (при клепке в два молотка или скобой). Соединительные заклепки должны размещаться, как правило, на максимальных расстояниях, а заклеп- ки в узлах — на минимальных. Разбивка заклепок и болтов производится согласно данным табл. 2.56. Диаметры отверстий заклепок даны в табл. 2.57, Стандарты заклепок даны в табл. 2.58—2.60. Длины заклепок в зависимости от толщины склепываемых па- кетов даны в табл. 2.61 и 2.62. 'ТТЛ =ф— I Таблица 2.58 LP Заклепки стальные с полукруглой головкой для плотно-прочных швов _, I (по ГОСТ 1191-41) \ Диаметр стержня 4 То же, отг.ерстия 4. То же, головки D Высота головки h Вес 1000 шт. головок Длина 1 заклепок в мм в кг в мм 16 18 20 22 24 8 9 14 4,8 3,35 10 11 17 6 6,23 13 14,5 24 ¦ 9 18,97 16 17,5 29 i'o 29,95 19 20,5 34 12 49,9 22 23,5 39 14 76,8 25 26,5 44 16 112,4 28 29,5 .50 18 162,7 31 32,5 55 20 219,3 34 35,5 60 22 287,4 37 38,5 65 24 369 Вес 1000 шт. заклепок в ка 9,67 10,46 11,25 12,04 12,83 16.1 17,34 18,57 19,8 21,04 41,89 43,96 - - - - - - - -
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 91 ¦'Y '"."'¦ '¦¦' ''.'¦ ¦''"¦•' . -.'| . Диаметр4 стержня d ' \ То же, отверстия d. Тоже, головки О х г Высота головки Л ,, г Вес 1000, шт. головок -. ч -¦ Длина./заклепок " Л 3 мм .'..•¦' в кг в мм - ¦ /' : ;¦¦ 26 .-:-,.' •¦ ¦¦' ',-. 28 ' ..' ¦ '.- ¦¦ v.30- • ^.' '.' 32 85 .. ¦' '' ' ¦. \ . ! ¦ 38 •" '-.-' ¦:'.'• "' • '¦' <о • ;¦¦ : !.. '42- , ,: ' , [¦ «. ' ' ' ¦ , 48 ¦•¦'¦¦¦' . ' . 'V; , Л -'50 . . ., --S: '¦'' ¦•:. ~ ™ ."¦'.".: < ' \в§\- .•' ' 58 ., :¦'¦'¦ .'¦ 69 65 ~ 7в : ¦'¦".• '-. -75".' ": ; :'"'¦' ч" ¦¦ ¦"' ' ¦'¦;•¦ :,.- 89-' - '"•'."' ' 85 : ~ *;-/:.,'¦; ¦>'¦¦¦ ¦ "' ¦/-¦'.,-,'•"¦ ': *¦ ¦ ¦'" ."' " " '¦¦ ¦' ',-' . * '100 . |' 110 . '¦ 4;v 120- . v '¦-.'- m ¦ ш '¦' 150 ¦¦'."¦¦'..¦ • -'160 :>.'¦¦¦ •. ''. : " 17@ ¦г ' 189 "¦;.-'¦• - .'¦¦/'¦ -190. " ч '*.- -¦'¦' ' . 209 , "( ~: '¦¦:?¦.'•. 9 14 -: 4,8 , 3,35 . 13,62 , '-14-.4L 15,2 15,99 17,1.8 " 18*36 19,15 19,94' 21,13 22,31 ,23,4 23,89 25,08 - 26,26- > 27,05 ¦¦¦ — - ''"—,•" ,-;¦ - - .— '.'}'- ¦ -. -'.'¦ -¦, ¦¦'.- - - ¦'¦ -'¦': . '-'.:... \, -'-.. - , —-. - . - *. -, 10 •..-"' 17 6 - 6,23 ( 22,27 ;23,5Г 24,74- . 25,97 27,83 29;68 30,91 32,14 34 ]\: 35,85 .37,08^ 38,31 40,17 * 42,02; 43,25. 4Й.34 -49,42 "52,51 55,59 58,68 ;/:—:,_ - - -,- - - '— ' • -'' "¦ — .-¦—¦¦ - - — • -.."¦ - ¦ -7. — ' ' ¦ ^ ' - 13 ' 14,5 -V 24 9 18.97; 46,06г 48,14 50,'23. ,52,31 55,44 58,56 68,65 .62,73 65,86 -.68,98 71.07 73,15 76,28 79,4- 81,49 86>7 91,9,1 97,12 102,3 107,5 112,7' 118 123,2 , v'.-^ ¦''.-'. - — - ' ' '—¦". — - '" W ¦¦ _7, ' —.' . "— . 16 17,5 29 107 29,95 19 20,5 , 34 ¦ ' 12 49,9 : 22-.' 23,5,,, v" 39 > 14 76,8 , 25 26,5,. : 44 .-, / 16 112,4 Вес 1000шт. заклепок в кг ,71,02 74,17 77,33; 80,49 85,22 89,95 93*11 96,27 101 105,7, 108;9 : 112,1, 116,8 121,5 124,7 132,6 ,140,5 143,3 156,2 ; 164,1 '¦ 172 179,9 187,8 .203,6 - — 7 — — - - — 7 - --: _ ч . - '"-^.' ' - '.'' .—¦''- '.;-^ , '..--¦ 121,1, 127,8 134,4 138,9. 143,3 150, •;' 156,7 ' 161)1 .165,6 , 172,3 179 183,4 194,5 205,7 216,8; 227,9 . 239,1 , 250,2 261,3 272,7 29*4,7 317 339,2 361,5 383,7S ,-¦ -; .. ¦ ' — - v - ,7- ' '¦—-.''' ' aj- .-' ' - . —' '.' — .;<. - . ФР.'З- 196,2 202,2 211,2 220,1 226,1 232,1 241':v, 250 255,9 270,8 285.8 300,7 315,6 330,5 345,4 , 360,4 375,37 -405,1 435 7464,8 494,6 524,5 554,3. 584,2 614 — '.' — : - 7 .__.: -. - - ; : - - ¦ — '.;' ,/ — , ' • —,' ¦- ; — ', 312,6 .324,2; ;335;8 343,5 : 362,7 382 • 401,3 420,5 439,8 459 4f8,3 ,497,6 536,1i 574,6 613,2 7 651,7 690.2 728,8 767,3 805,8 — '¦"'" — s"- n:p.o д 28 29,5 5P is'; 162,7. ,. __. ,7.. /—-'^ '.: :—;.'-: — .- — ;'""-;-T - ./•"-"¦ :7- -'- ;¦'-—'. ' ¦--,:, - 'в ¦; 428,5, 443 ' 452,'-7 476,8 'Щ 525,8 549,3 573,6 597,7 621,8 646 694,4 ' 742,7 791 839,4. 887,7 936.1 984,4 .\033 ''_'.'¦ -7' У-У. d л жe н ие та 31 32,5 .55 , 20 219,3 34 .:.з5;б..' 60 22 287,4 - ¦— ¦, - _,'.--'./ ¦ • _.< - ¦.-I'.- -- - , — f -; ¦-. ' — -... - . — ¦ — 545,1 ,562; 9* 574,8 604,4 634 663,6 693,3 " 722,9 752,5 782,1 -811,8 871 ; 930,3; 989,5 1049 ,1108 , '1167 1227 1286 :':-- ¦;.. :¦ •¦ •—f'. — ; —" '~—' — — '. ' — — — . — ¦ - — " — ' ';'— ¦ ;,;—:¦> ;...- ' >. — ' 786,7. 822,3 857,9 893,6 , 929,2 964,8 1000 1072 1143 1214 1286 1357 1428 1499 il571.' ¦\ I642 ¦¦ 1713 б л.,2.58 37 .38,5 / . 65 24 369 - -•'¦'_. ,.', ':-r-'. , ,._.... — . -. "; ' — s' — ' 4 — '¦¦ " —;-; '•'—..': — - :— ; "¦-..— ' - ¦':4--'-: —.;'-, '— - -_: . . 1002 1044 1087 1129 1171 1213/ 1298 1382 .1466 '-.• 1551 , 1635 1720 1804 1.888, 1973 .2057 '
5 to а X С и 5 п о 5 се ы К о я из я S S tr S | j 1 1 О О О О 1 1 1 1 I II 1 till | о о о СО СЛ СП Н ел ел 1 О СО СО СО СО со -J СО _ _ 00 *- ifc СЛ СО о о о о 1111 мм СО -со со ю ^ to О 00 СП to *J о .о — — СО tO 4* СО *- to 4* СЛ Ю -4 to -»J Ч Ч ф 05 СП СО ел сп со *-* со to (О i-* О СО СО О О СП о мм ел 1 СП -*1 со ю to to to rf*. to ¦•* CO — — CD — 4*. СЛ -J -4 ¦— СЛ CO ~ CO *- о СЛ со со со ел ел СО -0 •— 4>- СП СО СО О Ю СО Со ел *. -vj н- О СО со со СП О СП о | \ S° f> р се ел с» 1— со -*Л СП СП 4* СО М ¦— со ел --J СО -J ел 4». О) — *g to со СО >— СО СП со ?. СО >— СО 4* 00 Ю СЛ СЛ СЛ СП СП oi to со ел rf». СО t0 СП СП СЛ СП СП Си О С? СП •-• со -а ел со -*1, en *4 СО СО СЛ •-* ¦— «со СО со со -л СО «— -*1 ^4 tO СП -J •— to ео со -^ ел со ю СО. СЛ СО СО СО Ю-ь- СО СО СЛ СО СП СЛ to СО 4»- -J ел со о СО со 00 -~J СО СЛ СО СО *..«'- '*. О СП - л СО СО 4* СО СО to СЛ -а 4*> 4»> 4*- СП Ю .О СО СП -^ СЛ СП СО СЛ 4». to СО со сп to -а Ч И СО о *" СЛ -^1 СП •— СЛ N- 4*- -^1 СО СО Ю | 1 W *-* to *~ Сп to СП to -J СП со 1 1 to ¦— ю о СО СП 4* Сп 4*. >— I 1 СЛ 4k. 4Ь <| СО т<\ СО to 1 1 1 1 1 W СП СО О'to СП СП СП -g СЛ СП .4* I СП со к* СО. СП ¦-* мм • -Mil ^ я - bl . я is, JS го о •8 о в я .я о ¦а 3 о и я н м Й "1 1 о со и о 3 о § я S ;т ел СП _ СП м СП п * п и о со я t) i Я а г- «г СЛ СП й СО п> 4* <| ел 5* ел Со я » н 1 а а п. ^ - м to to СО со N3 W Р и п а Р! S о н в & х г я о а EL о* Не, -§ даЖ ст2. а а & о S о I а ¦е о х s О со -О) О s в
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 93 Таблица 2.60 Заклепки с повышенной головкой и коническим стержнем (по заводской нормали) (впя бсех длин и диаметл Диаметр стержня d То же, отверстия d0 То же, головки D Высота головки ft Радиус головки R То же, скругления г Диаметр стержня у скругления k Координаты центра 1 х дуги головки 1 у 3 а Длина в мм 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 -200 210 220 230 240 250 25 26,5 41 22,5 27,3 1.5 25,8 6,5 4 н я * ГО а — 104—107 108—111 112—116 117—120 121—125 126—130 131—134 135—138 139-143 144—147 148-152 153—161 162—170 ^ — — — а 719,3 738,5 757.8- 777,3 79>,3 815,6 834,9 854,1 873,4 892,7 911,9 931,2 950,5 989 1027,5 — — — 28 29,5 46 25 30,3 2 28,8 7 4,5 й* со ш 90—95 96—100 101-105 105—110 111—114 115—119 120—123 124—128 129—133 134—137 ' 138—142 143—146 147—151 152—160 161—1о9 170—179 180—188 189—197 н Э ш2 а 920,7 945,8 969 993,2 1017,3 1041,5 1065,7 1089,9 1114 1138,2 1162,4 1186,5 1210,7 1259 1307,4 1355,7 1404 1452,4 В, БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Основные положения. Болтовые- соединения могут быть на обычных болтах — черных (ГОСТ 7781—57 по ГОСТ 7794—57); получистых (ГОСТ 7795—57 по ГОСТ 7804—57); чистых (ГОСТ 7805—57 по ГОСТ 7820—57) и на высокопрочных болтах. Для болтовых соединений стальных конструкций .обычно применяются болты черные по ГОСТ 7790—57; получистые по ГОСТ 7798—57 и чистые по ГОСТ 7815— 57. Черные болты обычно изготовляются из прутковой стали штамповкой с осадкой головки, а резьба обра- зуется путем накатки, что делает наружный диаметр резьбы большим или равным диаметру тела черного болта. В результате образования головки болта, осадкой в месте перехода стержня болта в головку образуется закругление (выкружка). Чистые (точеные) болты изготовляются на токар- ных станках из заготовки, размеры сечения которой несколько превышают размеры головки. В результате токарной обработки чистые болты не имеют выкружки под головкой; резьба нарезается на станке, что исклю- чает .возможность получения диаметра нарезанной ча- сти болта, превышающего диаметр его стержня., Получистые болты изготовляются1 обычно путём штамповки из прутковой стали с осадкой головки (аналогично черным болтам), но с обязательной про- точкой опорной поверхности головки и образованием резьбы на болторезном станке. Наружный диаметр резьбы получистого болта равен или меньше диаметра тела болта. Черные болты хорошо работают на растяжение, но- при работе на срез они могут быть применены только в неответственных соединениях. Дорогостоящие чистые болты применяются только для ответственных конст- рукций, особенно при работе на срез. Диаметр отверстия, предназначенного для поста- новки болта, должен превышать номинальный диаметр болта: при черных и получистых болтах—на 1,5— 2,5 мм; при чистых болтах диаметром 10—18 мм — на 0,25 мм, диаметром 18—30 мм — на 0,3 мм и диамет- ром более 30 мм — на 0,35 мм, причем отверстия дол- жны быть обработаны по 5 классу точности. Высокопрочными болтами называются получистые болты, изготовляемые из углеродистых сталей марок Ст. 5 (ГОСТ 380—60), Ст. 35 (ГОСТ 1051—57), Ст. 40Х (ГОСТ 4543—57) и др. с гайками из сталей марок Ст. 5, Ст. 30, Ст. 35 (ГОСТ 1050—60) и с шайбами из етали марки Ст. 3 спокойной. Высокопрочные болты с гайка- ми и шайбами подвергаются термической обработке для повышения прочности. Соединения на высокопрочных болтах хорошо ра- ботают на сдвиг вследствие развивающихся при за- тяжке болтов сил трения. Болты затягиваются калиб- рованными ключами, позволяющими контролировать силу затяжки. Расчет соединений. Соединения на обычных болтах. Обычные болтовые соединения рассчитываются на срез и смятие по формулам (2.76) и (2.77) табл. 2 53 с за- меной в этих формулах ./Vs на Л^ и R3 на /?б. Вели- чины Л^б определяются по тем же формулам, что и Af3 (табл. 2.54), a R6 по табл. 2.63. В формулах (2.76) и (2.77) диаметр поставленной заклепки заменяется диа- метром стержня болта. На растяжение болты рассчи- тываются по формуле < <Rl (2.84) где do—внутренний диаметр резьбы болта. Соединения на высокопрочных болтах. Сдвигающее усилие, воспринимаемое одним высокопрочным болтом при одной плоскости трения, равно N.= Pfm (2.85) при р<0,6зв.Рнт, (2.86) где Р — осевое усилие натяжения болта; /—коэффици- ент трения; ав=П000 кг/см2 — наименьшее временное' сопротивление на растяжение высокопрочного-• болта; Fm— площадь сечения болта нетто по резьбе; m = =0,9 — коэффициент условия работы. Коэффициент трения принимается для углеродистой стали обыкновенного качества; при предваритель-' ной очистке соединяемых поверхностей огневыми*' щетками или пескоструйным аппаратом / = 0,45; то же,' металлическими щетками f = 0,35; без очистки поверх- ностей (при частичной замене заклепок и болтов) f = 0,25. Для низколегированной стали при очистке поверх- ности пескоструйным аппаратом или огневыми щетка- ми / =0,55.
94 Раздел I. Общая часть V 7Т : : Таблица 2.61 Длина заклепок с замыкающей полукруглой головкой (по ГОСТ 1191-41) Диаметр головки D Высота головки h Радиус головки Л. Величина Л , . ' В С Диаметр отверстия d. То же, стержня d в мм Длина 1 в мм 30 32 35 38 40 42 45 48 50 - / 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 ПО 120 , '130 140 150 160 170 180 190 200 Обозначения: 1 = 24 9 12,5 1,25 . 18,2 4--7 14,5 13 29 10 15,5 1,2 19 5—9 17,5 16 34 12 18 1,16 22,3 5—10 20,5 19 39 14 20,5 1.14 25,7 6—11 23,5 22 44 16 23 1.12 29 6-11 26,5 25 50 18 26 1,11 33.1 7—12 29,5 28 65 20 29 1.1 37,2 7-12 32,5 31 Захват /, в мм 5—6 7 8—9 10—12 13—14 15 16—18 19—20 21—22 23 24—26 27—28 ' 29-30 31—34 35—38 '39—42 43—46 47—50 51—54 55—58 59—62 - - Аг„ + В + С; А 10—11 12—13 14—15 16—17 18—20 21 22—23 24—25 26—28 29—30 31—34 35—38 39—42 ,43—46 47—50 61—54 55—59 60—63 - 64—71 - - 3 d 0 - 10—11 12 13—15 16—17 18—19 20—21 22—23 24—26 27—28 29—32 33—36 ¦ 37-41 42—45 46—49 50—54 55—58 59—62 63—71 72—79 80—88 89—97 98—104 ^ 4й> (3R — h О ^ ¦- - ¦ 3d» - 10—11 12—14 15—16 17 18—20 21—23 24 ' 25—29 30—33 34—37 38—42 43—47 48—51 52-^5 5 56-60 61—68 69—77 78—86 _ 87—95 96—103 104—112 113—121 122—130 . - Ю—11 с 12—13 14—15 16-17 18—28 21—22 23—26 ¦ 27—31 32—35 ¦ 36—40 41—44 45—49 50—53 , 54—58 59—67 68—76 77—85 86—93 94—103 104—112 113—120 121—129 - - 10 11—13 14—16 17—18 19—22 23—26 - 27—31 S2—36 37—40 41—44 45—49 50—54 55—62 ' 63—72 73-80 81-89 90—98 99—107 108—116 117—125 ,_^ - - 10—14 15—18 19-23 24—28 29—32 33—37 38—41 42—46 47-59 51—59 60—68 69—78 79-87 88—96 97—105 106—114 115—123
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций , 95 2 U./-J -I- 5 1С Таблица 2.6 « Длина заклепок с замыкающей потайной головкой (по ГОСТ 1195-41) Диаметр головки D Высота головки h Величина А В С Диаметр отверстия d. ,То же, стержня d в мм- Длина 1 в мм 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 78 75 80 85 90 95 100 не 120 130 140 158 168 . 170 186 190 200 О 6 о зи а ч 1 НИ 5 20,5 5 1,25 2,36 4—7 14,5 13 24,5 7,5 1,2 3,4 5-9 17,5 16 , 30 4,5 1,16 5,08 5—10 20,5 19 35 11 1,14 6,29 6—11 23,5 22 39,5 12,5 1,12 7,2 6—11 26,5 25 39,5 14 1,11 5,29 7—12 29,5 28 44 15,5 1,1 6,09 7—12 32,5 ¦ 31 1 .Захват 1а а мм 15 16—17 18-19 20 21—22 23—24 25—26 27—28 29—30 31—33 34—35 36 37—40 41—42 43—44 45-48 49—52 53-57 58—61 ¦ 62—65 66-70 71—74 75—78 — - — - I: / = А/С + В 12 13-14 15 16-17 18—19 20—22 23—24 25 26-28 29—30 31—32 33—34 35—36 37-39 40 41—44 45—50 51—54 55—58 59—62 63—66 67—70 71—75 - — — — 1 й +- С ; А = -^у- ; 17—18 19—20 21—23 24—25 26 27—29 30—31 32—33 34-35 36—38 39—40 41—42 43-46 47—50 51—55 56—59 60-63 64—68 69—72 73—76 77-85 86—94 95—102 103—111 112—119 - — — Л (D» В = S- ¦ — 22—23 24 25-27 28—30 31—32 33-34 35—36 37-39 40—41 42—45 46—49 50-54 55-58 59-63 64—67 68—71 72—76 77—85 86—93 ¦ 94—102 103—111 112—119 120—128 129—137 138—146 — — -\-Dd,—2j') 3d3 0 - - 33—34 35—37 38—39 • 40—41 42—45 46—50 51—54 55—59 60-63 64—67 68—72 73—77 78—85 86—94 9">—103 101—112 113—121 122—130 131—139 140—148 — — - - 38—40 41—42 43—47 48-51 52—56 57—60 61-65 66—69 70—74 75—78 79-87 88—96 ' 97—105 106—114 115—123 124—132 133—141 142—150 — — — — 45—47 48—51 52—56 57—60 > 61—65' , 66—69 i 70—74 75—79 80-88 , 1 89—97 | 98—106 : 107—115 ' ( 116—124 ; 125—133 134—142 : 143—151 1 — —
96. Раздел I. Общая часть . Расчетные сопротивления. В табл. 2.63 приведены значения расчетных сопротивлений для болтовых соеди- нений элементов конструкций из различных сталей. Таблица 2,63 Расчетные сопротивления для болтовых соединений Вид болтовых соединений 'Чистые болты ! Черные ; болты В однобол- товых соедине- ниях В много- болтовых • соедине- ниях Анкерные болты Вид напря- женного состояния и группа соединения Растяжение Срез В Смятие В Растяжение Срез Смятие Растяжение Срез. Смятие Растяжение S »" я л а в о m ч о й> >а о X R6 R6 ¦^ср Лсм Я6 *ср ' *см R6 R6 «ср R6 R6 Марки стали болтов Ст, 3, Ст. Зкп 1700 1700 1700 1500 1700 1300 1400 Ст. 5 41900 1800 1900 1600 1900 1400 < J500 09Г2 2000 2000 2000 20G0 1700 14Г2 15ГС 15ХСНД 2300 2200 2300 2300 1900 i Марки стали соединяемых элементов Ст. 3, Ст. 4 3800 3800 3400 - Ст. 5 4100 - - - 14Г2, 15ГС 6<20 мм 5200 - - ' - 20<8<32лл 5000 - - - 10Г2С 10Г2СД 15ХСНД 5200 - - - юхенд 6100 - - - Примечания: 1. При снижении ^расчетных сопротивлений стали элементов конструкций в соответствии с примечаниями табл. 2.1 расчетные со фотивлеция см.<гиго болтошх соединений снижаются пропорционально. 2. Хлра.стерисги ;а группы болтовые соадшиний В та же, что и для заклепочных соединений (см. п. 2. 5, Б)., Допускаемые усилия.^В табл. 2.64 и 2.65 приведены значения допускаемых усилий на чистые и черные бол- ты. Допускаемые усилия на анкерные болты^см.^ п. 5.1.Е. Таблица 2,64 Допускаемое усилие в т на чистый болт с метрической резьбой (по ГОСТ 7805-57) Номинальный диаметр резьбы в мм Марка стали бол- тов Ст.'З кп, Ст. 3 Ст. 5 09Г2 14Г2 15ГС 15ХСНД ' ¦ .' - 12 1.131 0,718 1,22 1.92 1,36 , 2,04 1,44 2.26 1,65 14' 1,539 0,989 1,68 2,62 1,88 2,77 . 1,98- 3,08 ¦ о 2,27. 3,38' 16 2,011 1,373 2,33 3,42 2,61 3,62 2,75 4,02 3,16 4,42 18 2.545 1.657 2,82 4,33 3,15 4,59 3.31 5,09 3,81 5,6 20 3.142 ¦ 2,145 3,65 5,35 4,08 5,65 4,29 6,28 4,93 6.91 22 3,801 2,696 4,58 6,45 5,12 6,83 5,39 7,6 6,2 8,36 24 4,524 3,089 5,25 7,68 5,87 8,14 6,18 9,05 7,1 9.95 27 .5,726 '4,094 6,96 9,72 7,76 . 10,3 8,19 11.4 9,42 12,5 30 7,068 4,963 8,44 12 9,42 12,7 9,93 14,1 11,41 15,6
Гл.; 2. Расчёты стальных конструкций ¦'.':''• ' ¦¦¦.'¦¦: : ; 97^ i . ¦. ¦ •.- ., . ¦ < П р од о л ж е н и ё т а 6 Я . 2.64 Номинальный диаметр резьбы в лл Марка стали со- единяемых элементов конструк- ций Ст. 3 Ст. 4 Ст. (& .: ',• 14Г2,' ?: isrc, 15ХСНД, 10Г2С, 10Г2СД i. Смятие при сумме толщин "¦ элементов, сминаемых в однбм.направ- лёнйи (S5), в мм 6 :8 10 12 14 16 :i8 .20: ¦'"6, .8 ¦ 10 12 14 16 . is.: . 20 ! :'6 &¦:¦¦¦ 10 . 12 14 16 '¦ 18 20 У 12 •': . 2*74 , .3,65 'У 2,95 < .3,94 .4,92 ;.'-3',74.' " 4.99 и 3,19 4,25 5;32- ,6,38 3,44 : 4,59 5,74 : 6,89 .. 4,37:: . 5,82:•''¦'¦ '7,28 : "16 3,65 .' 4,86.: ¦6,08 7,3 '¦¦-. 8,51 : 3,94 5,25 6,56 7,87 9.18 4,99 6,66 8,32 . ¦"'.:¦ 18 ,i".;:'. 4,1 ¦ 5,47 \ 6,84 .. 8,21' '.' 9,58 10,34 ¦¦¦:¦' 12,31 : .4,43? 5,9 ' ¦','': 7,38 ' 8,86 .:. 1,0,33 11,81 " ..5:,:62'..:' 7;49 .9,36 '.11,23 . =20:. ; 4,56 '6,08 : 7,6- ! 9,12 10,64 12,16 ¦', 13,7 :4,92 6,56 8,2 .9,84 11,48 13,12 ;, 6,24 ' .8,32 10,4 , : 12,48 •: 14,56 : 22 5,02 6,69 8,36 10,03 ; ,11.7 13,38 15,05 16,72 1 .-.''6,41'',.'." : 7,22, . 9,02 10,82 , 12,63 .:' 14,43 16,24 У 6,86 , 9.15 11,44 13.73 16.02 '.'. ..24','¦'' 5,47 7,3 9,12 10,94 12,77 14,6 ' 16,42 18,24 . 5,9 7,87 ¦ 9,84 11,81 13,78, 15,74 f 17,71 ¦.¦;: 19,68 ' 7,48 ,.ю.:; 12,43 14,98 17,47 20 :,'27':.У. 6,15 8,21 10,26 12,31 14,36 16,42 " 18,47 20,52 6,64 8,86 - 11,07 13,28 . 15,5 17,71 19,93 22,14 8,42" 11,23 14,04 16,85 19,66 22,46 25,27 ;зо 6.84 9,12 11,4 13,68 15,96 18,24 20,52 22,8 : 7,38 9,84 12 3 14,76 17,22 19,7 22,14 24,6 ?9,38 12,50 '« 15,6 18,72 21,84 24,96 28 31,2 П р и м е ч а н и е. Усилия , вычислены" лри коэффициенте условий работы от = Ги''коэффициенте, учитывающем работу болтового соединения на выносливость! т=1. .: ;: л> ;-.-¦.;. . ^ Таблица 2,65 Допускаемое усилие в т на черный болт,- с метрической резьбой Номинальный диаметр резьбы в мм Площадь сечения нетто в.см' Марка стали болтов ц; . i ' ¦ " ' ¦¦ ¦ Марка стали со - едйняемых элементов конструк- ций Ст, 3, Ст. Зкп, 'Ст. 6 09Г2 14Г2,15ГС,15ХСНД Ст. 3, Ст.?3 кп, Ст.. 5 Ст. 3, Ст. 3 кп. Ст. 5-...' ';' Ст. 3 и Ст. 4 -: Растяжение ;Срёз в рдноболтовом со- , единении Срез в: многоболтовом со- ,., единении. '¦• Смятие при сумме тол- щин эле-' Ментов, ; сминаемых ¦.':¦. в одном направле- ' : нйи ':¦ ¦¦(Ё8)';.:в мм .'.'' В одно- болтовом '¦'. соединении В.: много- . бОлтЬвом соединении , 6 ;. 8 : 1'0 . 12 ,'.-.' • .14-,"'':" 16 ¦ 18 20; 6 8 10 12 . 14 16. 18~ 20 12 '¦':.' 0,718 1,22 1,36 1,44 1,65 Г.'7 1,8k 1,47 1,58 2,74 ¦.-; 3,65 : 1 4)56 ; 5,47 6,38 7,3 V '8,2 9,12 2,44 3,26 4,08 •4,9 5,71 ' 6,53, 7,34 8,16 •'.'14;V ' 6,989 1,'68 , 1,88 . . 1,98 2,27 '¦ 2,3 1 2,46 2 .. 2,15 Л 3,19 ,4,26 ,5,32 6,38 7,45 8,52 ¦¦ 9,57 10,64 2,85:: 3,81 4,76 5,71 6,66 7,62 8,56 9,52 . ' ; 16 ; 1,373 2,зЗ; 2,61, 2,75,.: 3,16 '. 3,02 3,22 2,61 , 2,81 3,65 4,86 6,08 7,3 : 8,52 9,73 ,10,95 12,15 3,26 . 4,35 ' 5,44 6,53 : 7,62 8,7 : 9,8 10,87 , ¦'.'¦18 ;' :i,657 : 2,82 з,15: 3,31! ¦' ,;¦ 3,81 3,83 4,08 3,32 3,57 , 4,1 5,47 .6,84 ¦ 8,2 9,58' 10,95 12,3 13,67: з;б7! 4,9 6,12 7,34 8,56 9,8 И 12,22 20 '2,145 3,65 4,07: 4,29 ,4,93 4,71 5,03: .4,09 :> 4,4 ' ' 4,56 6,08 7,6 9,12 10,64 1-2,15 13,67 ,15,2 ;4,08 5,44 6,8 8,16 9,52 10,87 12,22, 13,6 , ¦ у 22 ¦:.'• ; 2,696 4,58 , 5,12 5,39 , 6,2 5,7 6,08 ' 4,94 •'5,32' 5,02 6,69 * 8,36 10,04 Ш7 13,36 15,03, 16,7, ¦ 4,48 5,98 7.48 8,97 10,47 11,95 13,45 14,95 : 24 • 3,089 :,. . : '5,25 i 5,87 6,18 "Tv-1 ! 6,78 , ::7,24V 5,87 ¦6,34 5,47 '7,3 ¦¦ 9,12 ¦ 10,95 12,75 14.58 16,4 18,22 '-4,9 6,53 J 8,16 ; .9,8 "¦¦¦¦: 11,4 13,05 ' 14,68; 16,3 . 27 4,094 / , '. ..." 6,96 . .7,78:, 8,19 9,42 : . :.8,6 9,16 . 7,45' ¦е...;,: 6it6 8,21 10,25 12,3' 14,35 16,4 18,45 ,.2Q,6-':',.,. .5,51 - 7,34 9,18, 11 '¦•- 12,83 14,68 16,5 18,35 30, , 4,963 -8,44 9,43 9,93 11,41 10,6 П.З 9*2 • 9,9 6,84 9,12 >-tlA ;'-' 13,67 15,25 18,22 20,5 ' ,22,3 6,12 8,16. 10,2 12,22 14,27 16,3 18,35 20,4 : Примечания: 1. Усилия вычислены при коэффициенте условий работы т=1 и коэффициенте, учитывающем работу болтового соединения на выносливость, f=l. *л :,': 2. Допускаемые усилия на срез, и смятие приведены для болтов с цилиндрическим стержнем (без; подголовка) диаметром, равным номинальному диаметру болта. X ¦"':'.. 7—©15
Раздел I. Общая часть Конструктивные требования. При конструироиании болтовых, соединений, пользуются данными : табл. ,2.56 (для конструирования заклепочных соединений),.'за ис- ключением наименьшего расстояния между центрами болтов в.любом направлении, которое принимается рав- ным 3,5dp- Т а б ли ц а 2.66 Диаметр отверстий для черных болтов Номинальный:, диаметр черного болта а в мм. \ . Номинальный диаметр Отверстия для черного болта do в мм . . .••:¦: -. . Диаметр отвер- стия, , продавлен- ного, для последую- щего рассверлива. ния dj. в' мм. . . 12 14,4 12 .16 17,5 14,5 18 20,5 17,5 20 21,5 17,5 22 ' 23; 5 20,5 24 26,5 21,5 27 29,5 23,5 зо: 32,5 26,5 36 38,5 32,5 Г. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РИСКИ ОТВЕРСТИИ В ПРОКАТНЫХ ПРОФИЛЯХ Т а б ли ца1 2.67 Риски в уголках (по ГОСТ 8509-57 и 8510-57) ев Размеры в мм при отверстиях в Полка Ь ¦45 50 56 .63 . 70 75 .80 90 100 ПО 125 один ряд Риска а 25 , 30 30 *35 40\ ¦45 45 50 . 55 60 70 - • ¦ . \- Максималь- ный диа-: метр от- верстия в мм '.' 12,5 14,5 14,5 : 17.5 20,5 21,5 21,5 23,6 23,5 26,5 26V5 в два ряда ' Полка •'¦'-' Ь (125V (140 [140 160 180 200 220 250 Риски . fli'¦.'.¦ .(55) (60) [55 60 65 80 90 . 100 U2. щ ы [60] . 70 ,. 75 ' 80 90 :-¦ ,90 Максималь- ный диа - метр от- верстия - в мм (23,51 , .: (26,5) [20,5] 23,5 26,5 26,5, 26,5 29,5 Примечание. Значения в круглых скобках даны для расположения, заклепок только в шахматном порядке, а в квад- ратных скобках—только в рядовом. щ . to Таблица 2,68 m: -*=,з= Риски в двутаврах (по ГОСТ 8239-56*) к •& о о. е ¦ * 10 • 12 . ¦' v 14 Полка . ь t в со W К Макси- мальный диаметр отверстия Стенка Я ' d Расстояние между за- кругления- ми ft Макси- мальный, диаметр |отверстия в мм 55 64 73 7,2 7,3 7.5 32 36 40 9 11 12,5 100 120 140 4,5 4,8' 4,9 70 88 107 30 .38 4& 11 14,5 14,5 П р о д олжение табл. 2.68 Полка ill Стенка Я Z%№ -Эми 16 18 18а 20 20а 22 22а 24' 24а 27 27а 30 ; 30а 33 36, 40 ,45 50 55 60 65 70 70а- 706 81 90. 100 100 iio по 120 115 125 125 135 135 145 140 145 155 160 170 180 190 200 210 210 210 7,8 8.1 8,3 8,4 8,6 8,7 8,9 9,5 9,8 9,8 10,2 10,2 10,7 11,2 12,3 13 14,2 15,2 16,5 17,8 19,2 20,8 24 28,2 45 50 50 ,50 60 60 70 . 60 70 70 70 : 70 80 80 80 80„- 100 100 100 120 120 120 120 120 14,5 17,5 17,5 17,5 20,5 20,5 20,5: .20,5 21,5 21,5 23,5 23,5 /23,5 23,5 23,5 ,. 23,5 , 23,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26*5 .160 180 180 200 .200 220 220 240 240 270' 270 300 .300 330 360 400. 450 500 550 600 ¦650 700 700 700 5 5,1 5,1 5,2 5,2 6,4! 5,4 5,6 5,6. 6 6 6,5 6,5 7 7,5 8 ' . 8,6 9,5 10,3 11,1 12 13 15 , 17,5 125 143 142 161 160 178 178 196 .195 224 222 251 248 277 302 339 384 430 475- 518 561 604 598" . 589 40 50 50 50 50 60 60 60, 60 60 60 65 65 65 70 70 70 80 80 90 90 90 100 100 14,5 17,5 17,5 17,5- 17,5 21,5 21,5 21,5 21,5 21,5 21,5 23,5 23,5 •. •23,5 23,5 23,5 23,5 26,5 : 26,5 26,5 :, 26,5 26,5 26,5 26,5я Таблица 2.6', Риски в швеллерах (по ГОСТ 8240-56*) ки Полка. * Стенка Я 2'>>ё' .Я 5 6,5 8 10 , 12 14 14а 16 16а 18 18а 20 20а • .22 22а 24 24а 27 - 30 зз ¦••;¦; 36 40. 32 36 40 46 52 58 62 64, 68 70: 74 76 80 82 87 90 95 95 100 105 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8,1 8,7 8,4' 9 8,7 9,3 9 9,7 9,5 10,2 10 10,7 10,5 11 11,7 11.С 12,6 115 13,5 .20 20 25 30 30 .35 40 '40 40' 45. 45 ,45 50 50 50 50 60 60 60 60 : 70 70 11 12,5 12,5 14,5 17,5 17,5 17,5 20,5, 20,5 20,5 23,5 23,5 23,5 26,5 26,5 26,5 26.5 . 26,5 26,5 26,5 26,5 : 26,5 : 50 65 .80 100 120 140 140 -160 160ч 180 180 200 200 220 220 j 240 240 270 300 '330 360 400. 4,4 4,4 4,5 , 4,5 4,8 4,9 4,9 5 Б 5,1 5,1 ,5,2 5,2 5;,4 5)4 5,6, '5,6 6 6,5 7. 7,5 22 37 50 86 104 102 122. 120 140 138 158 156 175 173 192 190 220 247 273 300: 335 33 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 65 65 70 70 70 75 75 11 14,5 17.5 17,5 20,5 20,5 20,5 20,5 23,5 23,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5 26,5
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций 91 Д, СВАРНЫЕ СТЫКИ УГОЛКОВ С НАКЛАДКАМИ Марка стали для элементов и накладок -» Ст. 3. Т и и электродов — Э42. Таблица 2.70 Стыки одиночных равнобоких уголков (по ГОСТ 8509-57) .Ось стыка 50 (.Зона без сборки Продолжение табл. 2.7ё - I Уголок Сечение Накладка Сечение 1 1 Шоп *ш Размеры в мм 45X45X4 5 Б0Х50Х4 5 56X56X4 5 63X63x4 5 6 70X70X4,5 5 6 7 8 75X75X5 6 7 ¦ 8 9 80x80x5,5 6 7 8 90X90X6 7 8 9 100Х100Х 6,5 7 8 10 12 14 16 110ХН0Х7 8 125Х125Х 8 9 10 12 14 16 45x5 45X6 50X5 50x6 60X4 60X5 65x5 65X6 65x6 70x5 70X6 70X7 70X8 70X9 75X6 " 75X7 75x8 75x9 75X10 80X6. 80x7 - 80X8 80X9 90X7 90x8 90x9 90X10 100x7 100x8 100x9 100x12 100X14 100X16 100X16 110x8 110x9 125x9 125x10 125x11 125X14 125X16 125x18 160 130 170 190 180 210 200 230 260 230 . 250 280 310 250 260 290 320 270 290 290 310 340 280 340 380 310 330 390 420 330 390 360 340 370 450 360 400 440 480 440 410 450 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6 4 4 4 6 6 4 4 4 6 4 4 6 6 4 4 6 6 8 10 10 4 6 6 6 6 8 10 10 Уголок Сечение Накладка Сечение Шов аш Размеры в мм ИОхНОх 9 10 12 160X160X10 11 12 14 16 18 20 180X180X11 12 200X200X12 13 14 16 20 25 30 220X220X14 16 250X250X16 18 20 22 25 28 . 30 140X10 140x11 140x14 160x11 160X12 160X14 160x16 160X18 160X20 160X22 180x12 180X14 200X14 200X14 200x16 200x18 200x20 200X25 200X30, 220x16 220x18 250X18 250X20 250X22. 250x25 250x28 250x30 250x32 490 530 480 600 650 540 510 560 530 580 560 600 660 710 620 690 710 750 770 830 760 860 800 880 830 930 900 960 6 1 6 : 8 6 ' 6 ; 8 i ю ? ю •- 12 ? .12 i ' 8 \ в 1 1 8 1 8 1 10 10 | 12 ' 14 t- 16 8 \ Ш it 10 f 12 I is i 14 } 14 | 16 i 16 I Таблиц* ijl Стыки парных равнобоких уголков (по ГОСТ 8509-57) Деталь сбарни " Ось стыка _Ш1 /Зона без сборки —\ Г~ ' Стыкуемый уголок Сечение Стыковой уголок Сечение 1 lt Шов &ш Прокладка * | 1. Размеры в мм 45x45x4 5 50x50X4 5 56x56x4 5 63X63x4 5 6 45x45x4 5 50x50x4 5 56x56x4 5 ' 63x63x4 5 6 250 290 270 310 290 340 320 380 320 4 4 4 4 4 4 4 4 6 50 50 55 55 65 65 70 70 70 150 150 S158J |l56 150 156 150| 150 150 7*
100. Раздел I. Общая часть j Стыкуемый j уголок j Сечение Стыковой j Сечение Продолжение та голок 1. Шов hui б л, 2.71 Прокладка Ь h 1 j Размеры в мм 70X70X4,5 1 5 i 6 ' 7 ! . 8 j 75Х75Х 5 ! 6 ! 7 ] 8 ! 9 80Х80Х 5.5 6 7 8 90Х90Х 6 7 8 9 lOOXlOOx 6,5 7 1 8 1 10 1 12 1 14 i 16 i j П0Х1ЮХ 7 i 8 125X125X 8 9 10 12 ! 14 i 16 1 1 i 140X140X 9 10 1 12 j 160X160X10 ! и I 12 i u 16 , 18 20 180X180X11 1 12 i 200X200X12 ! 13 i 14 i 16 | 20 ! 25 \ 30 220X220X14 16 250X250X16 18 1 20 22 i 25 28 1 30 70X 70X 4,5 5 6 7 8 75X 75X 5 6 7 8 9 80X 80X 5,5 6 7 8 90X 90X 6 7 8 9 : I00X1O0X 6,5 7 8 10 12 14 16 110ХИОХ 7 8 125X125X 8 9 10 12 14 16 •140X140X 9 10 12 160X160X10 11 12 14 16 18 20 180X180XU 12 200X200X12 13 14 16 20 25 30 220X220X14 16 250X250X16 18 20 22 25 28 30 380 420 340 390' 340 440 370 410 360 390 500 390 430 380 430 480 420 460 500 530 460 460 450 450 500 580 500 560 620 560 550 550 610 690 620 610 700 760 700 690 770 760 830 850 780 860 920 850 900 1030 1250 1470 940 1050 1200 1170 1280 1400 1570 1740 1850 4 4 6 6 8 4 6 6 8 8 4 6 6 8 6 6 8 8 6 6 8 10 12 14 14 6 8 8 8 10 12 14 14 8 10 12 10 10 12 14 14 16 16 10 12 12 12 14 14 16 16 16 14 14 14 16 16 16 16 . 16 16 75 75 75 75 75 80 80 80 80 80 90 90 90 90 100 100 100 100 ПО ПО ПО ПО ПО ПО ПО 120 120 135 135 135 135 135 135 150 150 150 170 170 170 170 170 170 170 190 190 210 210 210 210 210 210 210 230 230 260 260 260 260 260 260 260 200 200 200 200 200 200 200 l»200 200 200 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 300 300 300 300 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 400 . 400 400 ! 400 500 ¦ 500 500 500 500 500 500 500 500 600 600 600 600 600 600 600 600 600 Т а б л ¦ « а «.№ Стыки одиночных неравнобоких уголков (по ГОСТ 8510-57) Ось С/Т""""?Д| Зона без сйарни а;«м1шии.ц| t j.u.uiiiimum 1 Г || П jj! . ) 1 U—~EE5mj |=г,дг,тут 1 Ч,—ч TSS Стыкуемый уголок Сечение Накладка на полке Широкой . Узкой Сечение | it | Лщ 1 Сечение | (9 1 Лш Размеры в мм 45Х 28х 4 БОХ 32Х 4 56Х 36 Х4 5 63Х 40Х 4 5 6 8 70X45 X 4,5 5 75Х 50Х 5 6 8 80Х 50Х 5 6 90Х 56Х 6,5 6 8 100Х 63х 6 7 100Х 63х 8 10 110Х 70Х 6.5 7 8 125Х 80Х 7 8 10 12 ' 140Х S0X 8 10 160Х100Х 9 10 12 14 180X110X10 12 45x5 50X5 60x4 60x5 65x5 65X6 65x6 65X8 70X5 70x6 . 75x6 75X7 75x8 80X6 80X7 90x6 90X7 90x9 100x7 100x8 100X9 100x11 110X7 110x8 110X9 125x8 125x9 125x11 125x14 140x9 140X11 160x10 160x11 160x14 160x16 180X11 180x14 160 170 180 210 200 230 250 230 230 240 260 300 270 270 300 310 330 300 370 410 330 390 420 440 360 500 400 470 430 440 520 540 590 530 500 650 590 4 4 4 4 4 4 4 6 4 4 4 4 6 4 4 4 4 6 4 4 6 6 4- 4 6 4 6 6 8 6 6 6 6 8 10 6 8 30X5 . 35x5 40x4 40X5 40x5 40X6 40X7 40x8 45X5 45x6 50X6 50x7 50x8. 50X6 50X7 60x6 60x7 60X9 65X7 65x8 65X9 65X11 70X7 70X8 70X9 80X8 80x9 80x11 80x14 90x9 90x11 100X10 100x11 100x14 100x16 110X11 110x14 130 140 140 160 150 170 190 170 170 180 190 220 200 200 220 230 240 220 260 290 240 290 300 320 250 350 280 330 300 310 360 370 400 360 340. 440 400 4 4 4 4 4 4 4 6 4 4 4 4 6 4 4 4 4 6 4 4 6 6 4 4 6 4 6 6 8 6 6 6 6 8 10 6 8
Гл. 2. Расчеты стальных конструкций Ш- Стыкуемый уголок Сечение П р о д о л ж е н и е т а б л. 2.72 Накладка на полке .'• Широкой Сечение ¦ "Л 1 Нш : Узкой' Сечение \"¦ U *ш ,'¦ - ' Размеры в мм '¦:¦¦* 200X125X11 12 '/.14 ¦./16 '., 250X160X12 .. т 16 7 18 20 200X12 200X14 200x16 200X18 250X14 250X18 ¦ 250X20 250X22 600 ¦' 650 . 740 680; . 810 850 790 870 8 8 8 ¦ 10 8 ю ¦ .12': 12 125X12 125x14 125.Х 16 125X18 160x14 160x18 160X20 160X22 420 440: 500 460 540 570 540 .. 580 8 8 , .8, 10';'; 8 10 12 12 Та бл и ц a 2J3 ; Стыки парных неравнобоких уголков v .¦';"; (по ГОСТ 8510-57) , с Льсюьшо, 4. 5У1.3ofca без сдарки Детали сбарни ОВ Щбыh-6?*q^7i~ Щ^ЩЩ^Ъ Стыкуемый угрлок Сечение Стыковой < уголок ... | Прокладка Сечение .¦ \ h 1 йш, л |;(. :| ь,,\ л, •¦' Размеры в мм 45Х28Х( 4 SOX 32Х 4 56Х 36Х 4 ':. 8. ¦ 63Х 48Х 4 -¦¦ б-.-: 6 , . 8; . ..,,,__,¦_,_._.._. 45х 28Х 4 50Х 32х 4 56Х ЗбХ 4 63х 40Х 4 . 5 6 8 210 230 250 : 290 270 320 270 270 ; 4-"' ..'4 '¦'"" ' 4'"' .4 4 4- 6. 8 ''г-': —' . -¦ ¦ _ -;. Л-\, ¦ - , — ¦ 50 ¦'. 55 :. 65 ¦65 70 70 70 70 150 150 : 150 150 , 150 150 150 150 ! Стыкуемый уголок : Сечение 70Х 45Х 4,5 7 :5':.\ 75Х 50Х 5 6 '..;•'¦/. ¦.¦¦¦¦ .8/ .; 80х 50Х 5 ''¦'¦¦ '77'.776 ,- 90х 56Х 5,5 .'76 ¦? ¦?':','¦¦:: •'* .', lodx бзх 6 .•.¦¦.¦¦¦"•¦•¦¦ '-"-7 7 ¦ ' :8 ;--г,; .¦¦¦¦¦ю-. '¦ liOx 70Х 6,5 ,'7>, ,7 8 125Х 80Х 7 . ¦¦¦'¦. .'..¦8. 10 • 12 7 140Х 90Х 8 .'¦ 10 , 160ХЮ0Х79 . 10 ¦' 712; ' -.14' 180X110X10 1? '-.. 200X125X11 '¦ -12 • - ¦¦14 :" '¦ .' 16"" 250X160X12 \ i 16 18 \ . 20 Стыковой Сечение Продолжение та бл уголок '• ГАш ; Размеры в: мм 70Х 45Х 4,5 i,5 ¦' 75Х 50Х 5 ¦"¦¦-' 6 7 .-.; .8 7 80Х 50Х.5. '."¦'.."¦: "6 90Х 56Х 5,5 6' ",' 7..7 . ¦¦..87. 100X63 Хб ¦ ¦.-:-.'¦ 7 ¦'?:¦ ¦ 7 8 "''•¦' :'¦№- ИОХ 70Х 6,5 7 7 . 8 $' 125Х 80Xf7 ' ¦¦"¦ 78 /¦ . ¦¦¦ 10 ¦¦ ,12 '.. : 140Х вОх 8. ¦"¦'7' 10 . 160X100X9 :¦..-. ¦¦ ю ..¦,'.¦¦¦ 12.. ; -li<}, 180X110X10' 7 12 ,200X125X11 12 14 7167 250X160X12 16. 18 20 330Л 350 380 320 . ЗЮ ,39.0. 330 470 360 :з5о 390 440 390 380 450 . 480: 420 540 470 470 460 '.' 520 520.: 650 580 570; 650 -640 |640 770 700 .800, 780: 880 980: 960 1050 • '4 ;,4 4 6 8< : 47, е 74--'' 6 , 87 6 '•¦6'f 8 .6, ;,б .: 8' 'б . ,78,... 10 12, . -8¦¦ 107 7'8; ¦ 1Q7 12: 12 10 .12 10 12 12 14. . 12 14 16 16 .¦'2Д1 Прокладка Ь* | h | Ь, | 1, 50 50 :' 55 55 55 55 7 55 65 65. 65 70 70 70 70 75 75 75 90 90 90 .90 100 100 ПО ПО 110 110 120 120 .135 135 135 135 .'¦¦ 7 170 170 170 170: 150 150 15в 150 .150 150 7150 150 150 150 150 150- 150 150, ^00 200 '200 250 250 250 250 250. 250 250 250 ¦ 250 250 300 300. 300i 300 300 300 400 400 400: 400 75 75 80 80 во; 90 90 100 100 ,100 но" 110 но по 120 : 1207: 120 135 135 135 135: 150 150 170 170.: 170 170 190 190 210 210 210 210 260 260 269 269 200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 250 250 250 L250, ,300 300 300 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 500 500 1500 ; 500 500 500 600 600 600 600 6. ПОСТАНОВКА ПРОКЛАДОК В ЭЛЕМЕНТАХ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ И ШВЕЛЛЕРОВ ,.¦ Ш№ щ t Щ Ж Щ ; Hi—/-—ЬН Ш'.-.Щ^
ocncS O -*11№> frOCO-JCn CO i— — CO «Э 00 -q C5 0>СЛк!*.*- CO CO So Ю CO to О W.t.M- 01 to О -J о ел --J со >—.-&. 00 CO OO *рь to CO cnoo слооо en о о en слоосп о ел ел ел оосло §ЙЙ gg$g gps *а*« «<=«><» аэи* На slgs las! ЗШ llsl ggss 111 1111 llil ilii §i§§ iiii слооо o>j* to >— oco co-*j -j o>cncn ?>- tf^CO tO OOO ООСПО OOOOl OWOJO СПОЮСЛ XXX XXXX XXXX XXXX XXXX h-h-к- h-tooo-^ C?> Ol СП СЛ Jb. J*. CO CO Ю ГО W >— 03M« OOOO WOOO СПОФЮ ООСЛОО) OOlO о ^^_______ sss Sllg llil §g§§ iggsi №C0^ МОМСЛ ^Ю —»— 00000^1 0)Сл4»-С0 N3 to oo кР.спеооо о ел to to >—^i^-to to ел со en OOO OOOO OOOO OOOO OOOO III 111! llil §зШ! ills 111 11111111 iigg 5ii§ 000 00c OOOO OOOO 000c toto *— >—o>— oocoeo 00000000 -д-одьсл en^^w <Oft>- COCOCOi—> *-ЮСЛСО CO-^fc—O CnWQOi—• СЛ-~J CO 00 00 OOlOO OOOOl ©ОСЛО OOOOl О ОСЛО II III! 1111 illl iiii lug *S®E. j» s я к * a o« as ?>? 43 U О ООН *r* № CI *T3 "1 fci * 5 я ^ L_ „-ft , (15 """' «< s "2 I E Cj О H r j ^__ je я s 0 ft ¦d vT* К к fD n * s n> 4 00 * 3 * ^H If о "-bJ-* 1чЭ s s o\ о Sa О" E s ¦о а u R> .5. О СП о Si
ПРИЛОЖЕНИЕ; ТАБЛИЦЫ И ГРАФИКИ ДЛЯ ПРОВЕРКИ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК СТАЛЬНЫХ БАЛОК, УКРЕП- ЛЕННЫХ ПОПЕРЕЧНЫМИ И ПРОДОЛЬНЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ А, СТЕНКИ СИММЕТРИЧНЫХ БАЛОК, УКРЕПЛЕННЫХ ПОПЕРЕЧНЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ Расчетная формула аулу ЛаУ~(с1(! + Саам)2 +(с3т)2 < п, (2.44) преобразуется в фар- ^^ (1.) б) для расчета пластинки № 2 (между растянуты» поясом и продольным ребром) расчетная формула. (2.54) преобразуется вчформулу. где А = 1008 Порядок проверки стенки на устойчивость следу- ющий: : . . б*» а а) вычисляем значения —; ~^~\Уипо графику 1 на •¦ " ¦'". "о рис. 2.20 устанавливаем, находится ли точка с коорди-: °м , а ' ¦ "¦ ¦:.¦¦¦ „ ¦- яатами — и —— левее или правее граничной линии для поответствующей величины V. . б) по табл. 2.75 определяем коэффициенты.Ci; с2; с3, при этом для отсеков сварных подкрановых балок, где местная нагрузка приложена к растянутому/поясу, . коэффициент ci следует определять при значении у, вы- моленном по формуле ..:¦ ¦¦¦¦.-¦¦ Л = °;8^Ы;;:/ Л'.,:;.:';,', для клепаных балок при определений коэффициента Ci принимаем у— 2, а при определении с2 Y =110; в) вычисляем величины с\ о -f- с2 а„и с3 % и на гра-. фике 2' (рис. 2.21) находим точку с координатами х= «= Gi а+с2ами (/ = с3т .Область устойчивых стенок при данной величине А находится- ниже соответствующих кривых. Проверку устойчивости можно производить :нё по графику 2, а непосредственно по формуле (Г). . Б. СТЕНКИ СИММЕТРИЧНЫХ И НЕСИММЕТРИЧНЫХ БАЛОК, УКРЕПЛЕННЫХ ПОПЕРЕЧНЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ И ОДНИМ ПРОДОЛЬНЫМ РЕБРОМ Симметричные балки: а) для расчета Пластинки № 1 (между сжатым по- ясом и продольным ребром) (расчетная формула (2.50) преобразуется в формулу АЦсю + с5зы+А*(св1П<п; (2) . ••.; л2|/(с7^с8%2)2+(с9х)2 <1. (3> Несимметричные балки (с. развитым сжатым по- ясом): .. ¦ -; ia) для расчета пластинки № 1 формула (2.50) пре- образуется в формулу Л^[ф+С8ам+Л2(с6т)^ <п;,'-.. (4) б) для расчета пластинки № 2 формула (2.54) rape» образуется: в формулу f.:4^j[^:.^)^+.(^j».<:l:.'-''- (БК. . Порядок проверки на устойчивость пластинки. № '! !' следующий: <" V' а) ©пределяем значения напряжений <j;th<jmj : а . б) вычисляем величины '—г~' (в случае укрепления-; ¦ - ;. - : '¦: h. стенки дополнительными короткими ребрами — и . —— . •¦ ¦'-...: ' '¦¦¦¦¦¦ ¦ "1 . ,й0 -¦ В несимметричных балках вычисляем¦". дооолнитель-' а—-а' ' '- ¦',•: но а= ———'; ' ..;'.•'. ;0 ." ¦¦¦¦:¦¦-,, в) па табл. 2.76 определяем коэффициенты с$; св; С4 иди с\ для несимметричных балок; г) проверяем; устойчивость по формуле (2) или (4)/для несимметричных балок. Порядок проверки на устойчивость пластинки № 2: следующий:: а) определяем значение напряжения ом .При рас- положении пластинки № 2 между пластинкой № И ш ноясом,, к которому не приложена нагрузка, —,ащ — =0,4 ам. При расположении'пластинки № 2 между пла- стинкой № 1 и поясом,, к которому приложена нагруз- ка, — ом = о„ (напряжения а и t уже определены при расчете пластинки № 1); а - б) вычисляем величину ¦—— (где Ьг—расстояние ¦ ¦ >,,-:"'" ,-. '¦ ¦ Н--' у .' ¦ . между растянутым поясом и продольным ребром жест- Ъ\ '.-¦¦ кости; —-вычислено, при расчете пластинки № IJ и а для несимметричных балок;
I ©с '.' Раздел Л О бщая часть 1. П-Б жт Рис. 2.20. График Ш I (цифры на граничных линиях.обозначают коэФфи ¦ ;.¦';¦¦',.ццнент Y:l ¦• ' "¦'¦¦¦ ¦ № W} ¦¦:^,^.y^-:-;:^.;:-vU?';;--:^- ш с;^^4, л; -;.:,н. в *. в м„ Рис. 2.21. График № 2 ¦¦¦ (оплошные кривые ооотвётствуют и=0,9, ¦ a '..,-¦' ч ¦,¦''^\.:/дп,¦pда<)вы.ё¦-тт•h=.l',0) ' !;
Приложение 1 105 в) по табл. 2.76 определяем коэффициенты с8; с9; с-1 «ли с" Для несимметричных балок; г) проверяем ' устойчивость по графику 2 на рис. 2.21 или по формулам (3) или (5) для несиммет- ричных балок. В. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА 1. Проверить устойчивость стенки подкрановой балки, укрепленной поперечными ребрами жёсткости. Данные: h0 = 1400 мм; В= 12 мм; а = 1500 мм. Рас- четные напряжения в т/см*: о= 2,5; ам = 1,1; т= 0,192. Коэффициент Y = 2,98 определен в соответствии с фор- мулой, приведенной в главе 2. а 150 а) Определяем величины: — = — = 1,07; • ha 140 i "м 1,1 140 , ,„ -^ = 275 = М4ИЛ=1ШТ=1'17- б) Находим на графике 1 (рис. 2.20) положение точки с координатами — =0,44 и а = 1,07. Точка находится справа от контурной линии, со- ответствующей значению Y=2,98, и поэтому пользуем- ся для нахождения коэффициентов С\ и с2 правой частью табл. 2.75. Примечание. В данном случае точка находит- ся правее всех контурных линий на графике. В том слу- чае, когда это нужно, положение контурной линии, со- ответствующей вычисленному значению Y, определяется по графику 1 графической интерполяцией между дву- мя соседними контурными линиями. в) Находим в правой части табл. 2.75 коэффициенты с, =0,1157; сг = 0,2516; с3 = 0,48. г) Вычисляем величины х—с^+.Сц зм=0,1157 • 2,5+ +0,2516 ¦ 1,1=0,567; у=с3 i =0,48 • 0,192 = 0,092. На графике 2 (рис. 2.21) находим точку с коорди- натами х=0,567 и #=0,092. Эта точка лежит ниже сплошной кривой (и=0,9) при Л = 1,2, т.. е. заведомо ниже кривой при Л=1,17. Следовательно, стенка устой- чива. 2. Проверить устойчивость подкрановой балки сим- метричного сечения, укрепленной поперечными ребра- ми жесткости и одним продольным ребром. Данные: h0 = 3200 мм; 5 =14 мм; а = 2000 мм; Ь\ = 800 мм; Ьг = 2400 мм. Расчетные напряжения в т/см2: пластин- ки №. 1—а =1,79; аМг =0,91; т'=0,313; пластинки №2- а =1,32;' ам =0,4-0,91=0,364; т =0,313. . Ъ\ а а) Определяем- величины: Л=2,28; —— =0,25; ~г~ = Й0 01 =2,5 (для определения коэффициентов с4; с& я с& при- а а нимаем —- =2); —=0,83. 01 bi б) Определяем коэффициенты по табл. 2: с4=0,03; с6=0,089; с6=0,0446; с7=0,0274; с8=0,123; с9=0,203. в) Проверяем устойчивость пластинки №*^1 по фор- муле (2): 2,282 [0,03-1,79 4- 0,089-0,91 + 2,28] (0.0446Х Х0,313)2] = 0,706<0;9 и пластинки № 2 по формуле (3): 2.282 V (0,0274 • 1,32+0,123 . 0,364)2 + (0,203 • 0,313)2 =• = 0,535<1. Устойчивость пластинки № 2 можно также проверить по графику 2 (рис. 2.21). Таблица 2.75 а Л 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1.5 1,6 1.7 1,8 1.9 2 Определение коэффициентов с\ Значения d и с2, когда: а а а) точка с координатами м : на графике 1 на- о Л0 холится слева от контурной линии для данного 7 или на линии; б) v=°- ^ <0.8 | 1 | 2 | 4 | 6 | 10 | >30 ; Сг; Сз Значения Cj и сг, когда: "м а . а) точка с координатами —-—; -т— на'графике 1 на- ходится справа от контурной линии для данного т; 6) о=0. 7= <0,8 | 1 | 2 | 4 | 6 | Ю | >30 с, 0,159 0,151 0,1,43 0..138 0,137 0,136 0,134 0,159 0,151 0,143 0,138 0,137 0,136 0,134 0,129 0,122 0,113 0,106 0,097 0,09 0,083 0,076 0.0/1 0,066 0,061 0,056 с, 0,168 0,22о 0,286 0.344 0,401 0,455 0,491 0,524 0,552 0,577 0,598 0,617 0,633 0,648 0,661 1 0,672 а ~л7 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,2 1,3 1.4 1.5 1.6 1,7 1.8 1.9 2 8—915
V . to»—*-*-~i— pppppp nips pppppp SII1I1 pppppp 8liili ¦PPPP'PP- §11111 pppppp - oooooo >P>. *. СЛ'СЛ Cl ей о ело ело со СО ^. CD rf»- (О ррроор IIP1I. V й/ СП со ю*о (О ю ю — *- *¦*,** — ооооо ооооо ЮМЮСОСД СО СП.со —Ю ррррр «III ррррр mm Проверяемая пластинка ¦в- ¦в- ррррр. ¦mm ооооо ООООО CO^J О СП Ji- СОСЛ -JOXCO, СОСОЮ-ОЧ*. ООООО WM.OOO мчэо — ю -goicn с* . -да ррррррррррррр Illllllllllii ооооооооооооо ооооооооооооо *. *. ^ J*. ^ь. 4*- 4^ 4»- J*- CO CO СО Ю (ОООСЛСЛ^^-СОЮОООО Ю<Р О СП — СГКО М to СЛСП .-*Д4*. ООООООООООООО ¦ о'Ь о о оЬ.о о ооооо - -*J.O> а10СЛ01СПСПСЛСлСЛ4а.^ »— CD 01СП 4* СО Ю О ДО Сл — SH ¦ CncOJ^OJ^JOitOCnCOCnCO'— to о a « ft ¦ a и a X X I H о '7 - <DC»VlC>"cn*»Co'tOi— СОСО-ЛСЛСЛ opopopооopoop ¦ Ь ЮМ Ю M'-"(-*-*- ••»-- О Г -ч| СЛ 4». Ю — CO СОФ СЛ CO Ю -q I ¦W^ ' О) СП СЛ -4 CO CO pppppp?pppppp о о о о о о о о о о о о о ТоТоЮЮ^-^— Т—'^.Т-. B-li-oO I rfifc Ю-^О CO СО СТ> СЛ J*. СО ¦—• СО -*J -*] СЛ •&' to ' СО СЛ Ю -*1 СЛ СЛ II <Г В II s§ Pl4 Я РPPPPPPРРРРР. рррррррррррррI I Р.РРРРРРРР'Р.ррр о о о о о о ор о о о о о SCD С© СО ~J СИ СЛ *» СО Ю »—СО-*¦! СО*-СОСлСпаэСЛСЛ4^СоЮЮ fffpltlfpllg- IllSPliliia рррррррррррррррр 4>4ь4а.4ь.СОС*зСОСОЮМЮЮ*— ™ "-*."-» СЛ4*.ЮО000)*-10С0О).1ь.^-С0С»*.~ СОС0^4С0<О^1ОЭ>— -J со слюсою-*-* PPPPPppppppppppOs со со СО СО со,со сою toto ЮГО ¦—4f— i— w СО-^1СЛСЛСОЮ-ОСО-^4^ЮОСОСЛСО^- CJS СЛ СЛ •— СО Ю ->Ю -д Jb. J> 4> Ю Со СЛ .оорооооо ор о о о о о о СО СО СО СО СО СО Ю То ТоЮ То Ю T-Z- —1- . СЛ 4> со ю — О СО --J СЛ Со — СО ОЭ-Со — • -v]COcoOO-g*.h-cn СО СО Ю — -4 СП рррррррррроооррр СОСОСОСОЮМЮЮЮЮЮ^ — >— ^-i-. со ю •—; о со со -vj oi сл со — со -^ ел со ~ ю rf^ -*j со со со ^j со ю ** -^ со со ел л. рррррррррррррррр Ю Ю to Ю toЮ to Ю Ю tO'lO н-; ^- ta. н-i I-. сососо-дсла>ел4^со to о со ->i сл со >— tOrfa. COCO COCOJa. Oi>— СЛ СПСЛ CO its3 _ _ I— и- и- ь- н- *- wh- О О О О О СО СО --4 О) СЛ 4> СО Ю *-, (OCO-^OiUl ё i1* a S ^ о о; 0\
,'588SS Vgggg ggggg ggggg ГГРРР: SSSB'SS пш 1 ПШ :°P°°P g'g^S ppppp asgssss '. 'pp.0?0 g23S2' :llllt asss: 1,00 1,00 1,00 1,00 gggg 1Ш nil: П11 poop 2'SSg 1111 11П poop PPPP й'йёё |8g>S .-r.--r. gggg gggg III! JUS PPPP poop Щ1 int poop fill SKSSS gggg IIII 1111: IIII pppp 1111 Щ1- pppp pppp agesr IIII >#* 88S8" 0,94 0,98 0,96 0,99 .op op CO со to CO to CO —Ol pppo. СО-ч)СОО> Сл Ja. i—Ю pppp -*J 01СЛ СЛ pppp ОСЛО! *- О tO-J.CO pppp Сл,.ь.СЛ,-(*- MCnOW •pppp pppp "www 1 --J too о *T to о . —— OO . . OOCOCO ¦ pppp ¦ ¦¦ ю—Wo . - pop ( - юо GO-" op о en-o>o> 1 0,54 0,55. 0,47 0,41 1111 11 11 - IIII,' ¦ «.>¦¦ ¦ . ИЗ ГО Ы *- СЛ ; о -vl CO to o( 4 s. to 1 .1 i 1 Ш ¦*¦ о to ¦a -e* ¦ а я si Ja ¦;" ¦ o-e на О ' n> g а а §.е\ pj о ¦ч И- "О <<; о>. ¦ . w п я w ".»¦¦' ЯР о ж •а в я- s в ..„ << ¦" а. э а ;Ь о _ я . ¦ о ТЗ ¦ -¦ '¦ •< О »: ге ¦>» го S1 sagas ggggg ppppp sssss' 11Ш ppppp 3SS22 щи ¦r 1Щ ¦¦' ppppp : inn ¦ sii щи OlOOlU oooo tp To цз "to OtOCO-^l 0,87 0,88 0,90 0„90 pppp Й328 .1111 IIII pppp etse 1S11 1111 Sill 1111 JB4S3 ssss nn 1111 IIII 1111; pppp ?¦?'??• 1111 0,33 0,38. 0,33 0,37 1111 1111 to юю w J^*-to to , WE» 0,92 0,96 0,94 0,97 111! m sin pppp pppp Ш Ш 1111 1111 '¦$*$? pppp pppp .g.sss- 1111. 1111 ini. nil ПИ: nil 1111 ni' S^toS ¦ • ' ' ' .'. nit pppp :llli: 111' '¦: 0,44 0,44 UI II (00 ' 0,34 i i.U. II II III-1. Ж/ w. ... .*. , ел'- о 4 00 . "<p .3 v :..ь1> S - S? -G ft) я -¦¦ -K| ¦ -6 '. .OX ¦ '". a;. • ад .-К" . ' . з -' "43 O- u . OX ¦S. ' 3 Ш Я 'в- ¦о* s s о S " ¦е- 2 .. Ja -.¦¦¦¦ O-e О («I . ¦я Sa a a- p - p о ¦О •«; о» (д о ¦¦ я ы ...» б, -¦ Я Р . °5 Я л •о ь, й я Е §: **:•¦ ¦ Я . ' о я я тз о о ч<,ы - а! ч <» ¦"в ¦©• ж; о о if» ¦ ''¦О ¦ о СО -О о 4*. . о to о • о ¦ о о '¦¦:'-' ''¦,?' '" "¦ -. .:.;'. N> ¦' .я "-.СГ ¦ а* to 1-1 to to о м- ч„ о to 1 &. :-- с 1 \ ) о .. оэ- _. sa Ю 1—h-к-w н-О О со oj ф- to - со as • о 2; ** - ¦ Ю •^ ' оооооооо to ОЭ СО (О *.'СЛ СЛ О). , - ¦-¦" ¦ -- \ -оооооооо - ^] к- м Oj -j ОЭ-ОО.*' оооооооо 1 . co.aiw-osaсоо-^. СЛОЭСЛО! —Ф-03*ч ¦. -^' ¦ о о о о о о оо СЛСД (ОСП "— СЛ .оооооооо СО СЛ -^1 ^ СП О) <?*• -4 ...--.. .......,. оооооооо .«о -^ to to.;-a w ,.(о>— ; Проверяемая пластинка ., - ^1° /^ - Q-. . S1- Р to о to X о . ..^д..,.. to to ел ¦} '' ¦". :' ! ' ¦ ! : ¦5 .'- к Г .¦ ¦' < ¦ ¦¦-- ¦ ; со к ¦ » о (0 -е- ¦ «•" S. а - о •'¦¦ i? "?, . ¦4-И "О/ 'В . о S к т
. co-to №io to to,to-w to" — Is-*- >— "^ — . О --1-4'** rfk-ЮЮО OCOCOOJ i^.tOO . poop рррр poop'ppp- to toco to*. <C(0 CO CD'"' OoToOOOO 000000 V toento*. i-wtOK) ¦ соь-oicn cn,c» oq OOOO ОООО ; 0000 ppp Vj'co^jco <j*jcn-^ cn-oose» ' e»'cft>i. ОСЛ^.(0 CO CO CO СП OJi^^'* .i^fflO "©ООО ©©©©. o.ooo'op : CnOiOTOi -СЛСЯСЛСЛ сл слеп сп спел 1 ..,.<oo).s*" -q to ело-, со со—* ~ too*. . opop- pop о pppp .рр Js-CnVen ^Cn*.-Ch" -*>. 4=.-4*.ф. .; *. .fb. -1. ООмЧ-^СО ч*-сло xoww *»¦ СЛ pppp poop p'bpp p .-... V*.VrfV ^^со-*."ыдмоз со 1! -OiOO). РХОСЙ СОСО.-^-ч1 CO - о о о о о о о о о о о о-. • *-«-*'.*•-..*-• * » «.;-*' Ill CO 4=- СО *i. " СО СО СО СО со со со со .| г | ¦О.О ЛО, WCD *; 00' ,W DO « СО ' .; . рррр' р о о о р>ррр/ ¦ WW со СО СОСОСОСО со со to То 1 Г: Г tOO)"—СП w^o*> о^юю ., рш>рр рррр pop ,: , ТосоТосо tocotoco to со То Г- ^ Г i ¦)_... OOtOODtso СО~СО©г--^ОСП. . рррр рррр ррр "'•' : Tocototo tOtOtOfO tOtoTo - III СП О СП СО СП 00 СП 00 ¦¦" СЛ.ОО d> ' . орор "р.оро:-'"оо" . - ТоТоТо to to to to to to to I 1 II I 4a. -^J J>—4 ^-OWOl wen ¦¦ ¦ ¦¦ *S 5" w. -.- СП CD - ¦»» ; CO ¦- со .'- ~p ' "Г" V- to CO я DS . л Я)'. Я- -Я sa •? я та S.'. Я." та. ¦ о Ь> П) . н :п> О ВЭ и я . я ¦ \ю 1 х о ш - -в- ¦>. -е- S : ¦'я-5- "о S ^ Я' '•О:.* PJ в-в /Я OV ; о . s::ja 1JZ & | "о а . я" => о» 14» ; 3 *. • чз '•'п в» , ге » ! •¦"» ё :§•§ в Й в» 2 —1 я "О- S << а и I ¦;:.; ¦ и 0* я. to - 00 •'.¦ О / - sagas йёёа cowsoto (otototo Mtor-—*, •— ¦— *-¦.»— , OO-4-^l J^^-ЬЭЮ О О 00.00' О» ilb too ВЭ CO G0 С» сэ CS ¦¦ ¦ - -^ ,_, ^,_, „ 88888 8888, 88888 888S ГГГРР РРРР ¦&S88S..SS84 Ш11111 'РРРРР РРРР ррррр 'рррр ..?=13558: SSgJS р.0.0.0? рррр .ggggg- §e*s '¦ррррр' рррр SSSfcS '^й?ё SIS IKS ¦ SSSSS.SSS О-О О О ООО О—О О О (О'ЧОЮ (OtO - О О О О ОООО'ОООЙ 0)01«*А »-*ооо OQOO ©'ООО ©.©оо. О <0'-0 tO "сС'ФСО *О-""С0<0(Ь СО 00 СО 00 об ocotoos С0СЛО1С0 Л. |—СО ОО Oi СП Ю СО ; 0000,0000 0 000 ООО С0Ю«ЭОЭ «эсообоо "ooVjoo^-i. спелел I COOtO^J ОСЛОЭ— СЛСЛСОО спел.*. . ©pop рррр рррр ррр 00-*1СО-<1 -<1СП-^'СП СП СП СП СП СЛСЛ СП I СЛ^-tO© ООСОСО-Р* (000)01 rf^COtO ©pop рррр<'ppptp . рр ' СП СП СП СП СП СП О". СП СП 4^ СП *» Ji' J^" I 1 СООСП^ JS.-Oi.OCO MtOJiS СП *>. о о о © о о о о о о о о о Слслсл*. ел*. СП*» *¦ J>4N J^ со 1 II SCCKCO j^-^^-сл ooto "ЧО,- TtO о.оо'о о©оо OOOO О - J>*.V*. V*.*-CO Ф.СОА.СО CO.! 1 | ¦ tO*-OptO-^^-*.tDtO-S>—СП 4>; OOOO OOOO 'OOOO. Vco*vco *.ёосооэ CO со CO CO I ] Г COCOtO^J "-СПСО*". -^jcocn — OOOO OOOO OOOO cococbco cocococo 'со toco to- I J . Г ' 00 *. CO CO. -^J tO СП н» 4> CD CO 00 . poop pppp_.ppp - | - СОСОСОСО со toco ю CO To CO I 1 I I 1 . Jb-ОФ-© COCOtOOOi— ^J>- ' та я , CO "-< - CO -'-** ^ ' en - . en *^' . 00 to." - о • 'r. N> ': CO ¦ я . Ш (П я . к a; -6 я та ' я -'я ¦ та. о ьг. П)' -J . п> о оэ ¦Ья- я- •х я -. ¦ х--.,'. • ¦ в . '¦¦ (В ¦&г ¦_- ¦¦я-3 ¦¦"¦¦¦"¦ S п> "О н ш а я -6 о <л 33я лё •о: Э я a :?•-<*' ¦ - ¦ (В " S »'¦ CD вэ 5 S- .'"¦ 3 "о я« я IS н. •51» ¦Щ-щ и п я s - -¦в ;»• о » П) w ¦ а <о. 8 (Ь to со Q0COOJ . О О О О О „ ^§SS; ррр Сл Сл Сп I ^о:о:с>ро.; ' оо.роо IS и ©ООО© т% :1111, |.| оа>ррр ¦- -.*.-4>4ь. Ja. СО'' -. ООСЛ юооо ¦;'¦ VcO'COCOCO .ooppo со.сосососо '* -J сл CO — о рррр СОСОСОСО . СП СП сл *• pop© ' со со со со - _tc.to —© OOOO to to to to CO to. 00-s... poop ' CO COW CO - ' • *^to-^to. OOP© cotocoto:- - со toco CO pppp " CO to со to- ;. ; OOJ.O..Q pppp "CO'CO CO..CO- en to 41. о '©©О© '" со to со to to CO — -si pppp ¦'' totototo ,:tpcn0pcn :0ppp . со to со to co;<oco oo .-.ooop ¦ coto toto ОСПСОСЛ , opoo to to To to - ,-.>J J>.-sl.CO Sill . .00 .. -1 1 1 1 :;Г1.тт. poo-а о II ;f| a.- Ц 2 'в' u я . "-.'*¦' о я a о о н я п Т) я ?а -О п я S а я р "О •< S -в ta Ja а о> р о а •о S я ij я д S я 03 а » "sagas '88881s .ррррр ggg-8§§ ти- 1Ш1: :Ш11 :sis ¦iim ;.iiis-s ;llllf lllllk —¦^~"¦—r~— ши- ши , pppp'p ' g,gi:82gc llllf: Illbf; 11111- 1Ш11 iisii; йи: та ш Б9»< Co : *> ел Oi •я 00 со О ....sv_' ю со я S3' "J3. ,л- -я я -в о\ я та . ¦--'я .я та '.О'- t) п> н ге сл в: Ьэ Я . я. •я-
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТО-ИЗОГНУТЫХ СТЕРЖНЕЙ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ СЕЧЕНИЕМ Проверка устойчивости в плоскости изгиба сжато- изогнутых стержней с произвольным сечением, симме- тричным относительно плоскости изгиба, производится по двум следующим формулам: N < x*EJ2 /2 M<{FR — N) а0 + 2SiR. (1) (2) Здесь N и М h а0- - продольная сжимающая сила и изгиба- ющий момент от расчетных нагрузок; момент инерции упругого ядра относи- тельно его центральной оси, перпенди- кулярной плоскости изгиба; - расстояние между центрами тяжести всего сечения и упрутго ядра; S\ — статический момент пластической зоны в растянутой части сечения относитель- но центра тяжести упругого ядра. При односторонней текучести S|=0. Текучесть в се- чении односторонняя (рис. 2.22, а) при выполнении не- равенства N FR >1 252 (3) ГДе S2 = f202- статический момент упругого ядра от- носительно границы пластической об- ласти; Рис. 2.22. Эпюры напряжения в сечениях стержня а — при односторонней текучести; б — при двусторон- ней текучести а — высота упругого ядра в плоскости из- гиба. \ При двусторонней текучести (рис. 2.22, б) положе- ние упругого ядра по высоте сечения и его размеры определяются из условия «(' „ 2Cl\ k*EJ2 (4 TO&FcTuFa—площади пластических зон соответствен- но в сжатой и растянутых частях се- чения;. . Fb=Fi — площадь упругого ядра; ci — расстояние от нейтральной линии до центра тяжести упругого ядра. ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ (ГОСТ) К РАЗДЕЛУ 1 Сталь и чугун 1050—60 380—60 Сталь углеродистая обыкновенного ка- чества (Марки и общие технические тре- бования). 1051—59 977—58 Отливки из углеродистой стали (Техни- ческие требования). 1412—54 Сталь углеродистая качественная конст- рукционная. (Марки и общие технические требования) Сталь качественная конструкционная кали- брованная (Технические требования). Отливки из серого чугуна.
по Раздел 1J Общая часть 4543—57 Сталь легированная машиностроительная (Марки и общие технические требования). ,5058—57* Сталь низколегированная конструкционная . _ ~. (Марки и общие технические требования). 6713^—-53 Сталь углеродистая горячекатаная для мо- ' стостроения. . ¦ "" 9458—?60 Сталь толстолистовая я широкополосная углеродистая термически обработанная. Электроды ,- . 9446—60 Электроды металлические для дуговой ов:арк,и. сталей,'и наплавки (Размеры и об- щие технические требования). . •¦"'•:¦ 9467-— 60 Электроды металлические Для,, дуговой сварки Конструкционных , и теплоустойчи- ! .. вых сталей (Типы). " Фасонный прокат 3542—47 Рельсы железнодорожные для дорог широ- ..', кой колеи (Сортамент для рельсов Типа .... Р38). •'8161—56 Рельсы железнодорожные типа Р65 (Раз- ¦: ; меры). ' ¦.¦'¦'•¦ J .¦'¦.- '7174—54 Рельсы железнодорожные типа Р50 (Раз- меры). : -' .'¦¦'¦-..':¦.'.' Ч '7173—54 Рельсы железнодорожные типа Р43 (Раз- меры). ,¦¦'.,.¦¦' - 6726«-53- -Рельсы/железнодорожные широкой- колеи, .промышленные, типа РЗЗ (СортаМент). 4121—52 Рельсы крановые. 6183—52 :Сталь ' .прокатная.': Балки? .Двутавровые 1. широкополочные (Сортамент). 6184—52 Сталь прокатная. Балки ^двутавровые. ;i ¦''.'. облегченные (Сортамент). ,' 6185—52 . .Сталь прокатная. Швеллеры облегченные ./' .:';.' (Сортамент). ¦, '6368—52 Рельсь! железнодорожные, узкой: ..колеи -'. ¦ (бортамент). 75П—58 Сталь для оконных и фонарных перепле- : , . тов промышленных, зданий.. 8239—56* Сталь, прокатная. Балки двутавровые ":'.'"; ''.':¦.¦.¦¦ (Сортамент): -.'¦''.'.'' 8240&-56* Сталь прокатная. . Швеллеры (Сортамент). ..: Сортовой прокат 103—57*. Сталь прокатная полосовая , (Сортамент). 2590—57* Сталь горячекатаная круглая (Сортамент). 2591—57* Сталь горячекатаная квадратная (Сорта- мент). '•¦¦¦-.' -..-'_ 8509—57 Сталь прокатная угловая равнобокая (Сор- тамент). ," л85'10—57? :. Сталь прокатная угловая неравнобокая v (Сортамент) Листовой прокат - • ¦ ' . ¦ "> 82—57* Сталь прокатная щирокоиолооная универ- ¦ '.'¦¦. \ ¦ сальная (Сортамент). ' 1393—47* ¦ Сталь листовая кровельная.^ •-: 3680^-57* '"¦'¦•¦ Сталь прокатная тонколистовая .(Сорта- . -- ¦'"..•о:*.-1''.г^'-! 'Мент). ;. .'¦"¦''•¦•.•¦'•¦ /" 3685—47; Сталь листовая волнистая. ,§681.^.57;... Сталь прокатная толстолистовая. (Сорта- ' ;¦,. .-.".- Умент).:, . ¦¦'*' ¦'¦-¦'." 8568—-57 Сталь листовая рифленая, ..ромбическая и чечевичная. ''"'.. 8596—57 Сталь рулонная холоднокатаная (Сорта- мент). 8597—57 Сталь рулонная горячекатаная (Сорта- мент).. Гнутые профили 8275-—57 Профили гнутые стальные. Фасонные про- фили (Сортамент). -' ; Проволока ,1497—61 Металлы (Методы испытания на ра'стяжё- ¦'¦ ние). ••'-;'.' ':, 1579—42 Проволока (Испытание на перегиб). 7348—55* ...'• Проволока стальная круглая углеродистая Для предварительно напряженных"'железо- бетонных конструкций. 7372—55* Проволока, стальная канатная. Канаты 3241—55* Канаты стальные (Технические условия) 2688—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК^Р 6Х 19=114 проволок с органическим сер- дечником. Прядь 1 + 6 + 6; 6. 3062—55 Канаты стальные. Канат, спиральный типа .'•¦¦.¦'¦ ЛК 0 ilX7=7 проволок. Прядь 1+6. 3063—55 Канаты стальные. Канат спиральный типа .ТК'1X19=19 проволок:. Прядь 1+6+12. 3064—55 Канаты стальные. Канат спиральный типа ТК 1X37=37 проволок. Прядь 1+6+12+ •: ¦ ','+18/:' ¦¦¦¦¦-:¦ '/'/'¦• ' ,.-. • ' 3065—55 Канаты стальные. Канат спиральный типа ¦;.. ТК 1X61=61 проволока. Прядь, 1+6+12+ ¦ / ¦: . + Ю+24. '... " . ¦ ,.¦;'-. . ¦''. / 3066—^55 ' Канаты стальные. , Канат (трос) типа ','.•¦-. ;ЛК-0 7X7=49 -проволок с металлическим ,:. сердечником.. Прядь 1+6. ' / -3067—55 Канаты стальные/Канат (трос) типа ТК '-¦••. 7X19=133 проволоки с металлическим-сер- дечником. Пр.ЯДЬ 1+6+12. ..':-.¦'" 3068—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 1 , 7X37=259 проволок с металлическим сер- дечником. Tip я ль 1+6+12+18. 3069—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК-0 ;.у. ., .. 6X7=42 проволоки, с органическим сердеч- ..'.'' . ником. Прядь 1.+ 6., 3070—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 6X19=114 проволок* с органическим сер- дечником. Прядь 1+6+12. 3071—55 Канаты стальные. Канат ^(трос) типа ТК 6x37=222 проволоки с органическим сердеч- ником. Прядь 1+6+12+18. 3072—55 Канаты стальные. Канат (трос); типа ТК 6X61=366 проволок с органическим сер-. дечником. Прядь 1+6+12+18 + 24. 3073—*55 Канаты стальные. .-'Канат (трос) типа ТК ; 8X19=152 проволоки, с органическим сёр- :.;;. дечником. Прядь 1+6+12. 3074—55 s Канаты стальные. Канат (трос) типа: ТК . 8X37=296 проволок с органическим сер-' дечником.- Прядь 1+ 6+12+18. 3075—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа, ТК ' 6x16=96 проволок с органическим' сер-. ./ : дечником. Прядь- 1+6+9. - 3076—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 6X17=102 проволоки с органическим сер- дечником. Прядь 1+6+10.
s Приложение 3 т 3077—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК-0 7667—55 ,: 6X19=114 проволок с органическим сер- .¦¦""-.. дёчником. Прядь 1+9+9. 3078—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТЛК-0 6x27=162 (проволоки с органи- 7668—55 ' ческим сердечником. Прядь 1+6+10+10. 3079—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТЛК-0 6X37=222 проволоки • с органи- 7669—55 ческим сердечником. Прядь ,1+6+15+15;- . . •3080—55 ¦;¦ Канаты стальныег Канат (трос) типа ЛК-0 8x19=152 проволоки с органическим сер- Дечником^ Прядь 1+9+9. ( 7670—55 3081—55 ^ Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК-0 6x19=114 проволок с металлическим сер-.. '¦'•.. : 'дёчником. Прядь 1+9+9. ..'¦'¦'-, 7671—55 3082—55 Канаты: стальные: Канат (трос) типа ЛК-0 6X12=72 проволоки с 7 органическими сер- ¦' .дечниками. Прядь 0+12. ', 7672—55 ¦3083—55 Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 6X24=144 проволоки ;с 7 органическими "¦ сердечниками. Прядь 0+9+15. 7673—55 3084—55 Канаты стальные.. Канат (трос) . типа ТК 6x30=180 проволок с .7 органическими. - сердечниками. Прядь 0+12+18. , / 7674-^55 3085—55 Канаты стальные. Канат (трос) трехгран- "-.'¦¦ нопрядный. 6X30=180 проволок с органи- ческим сердечником. Прядь 6+12+12:: 7675—55 3086—55, Канаты ,стальные;. Канат (трос) плоско-, прядный 10X10= 10Й: проволок с 11 орга- -. "¦ ническими сердечниками. Прядь 0+10. 7676—55 3087—55 Канаты стальные. -Канат (трос) овально-. "'".':_*¦ прядный 5x23=115' проволок с органи-, .ческим сердечником. Прядь 1 + 11 + 11. 7677—55, 3088—55 Канаты стальные. Канат (трос) многопряд- . ный типа- ТК 18X19=342 проволоки с 'органическим сердечником. Прядь 1+6+12. 3089—55 , Канаты „стальные. Канат, (кабель) типа 7678—55 ТК 6X7X19=798 проволок с органическим, сердечником: Прядь 1+6+12.: 3090—55 Канаты, стальные. Канат спиральный закры- 7679—55 тый с одним слоем зетообразной проволоки. .3091—55 Канаты стальные. Канат плоский. 8X4X7= =224 проволоки. Прядь 1+6. . . 7680—55, '3092—55 . Канаты стальные. Канат плоский,8X4X9= =288, проволок с 32 органическими сердеч- '" , . никами. Прядь 0+9. ' . 7681—55 3093—55 Канаты стальные специальные. Канат (трос) ¦¦; -. ' , типа ЛК-0 3X7=21 проволока: Прядь 1+6; 3094—55 Канаты стальные специальные. Канат (трос) ' 7682—55 типа ТК 3X27=81 проволока. Прядь 3+ .','¦¦ +9+15. ¦,".'¦.•'" ¦'¦¦''/ 3095—55 Канаты стальные специальные. Канат (трос) , типа ТК' 3X37=111 проволок. Прядь ,1+ ¦ л 7683—55 +6+12+18. 3096—55 , . Канаты стальные. Канат, (трос) типа :, ТК 5X19=95 проволок с органическим 7684—55 сердечником. Прядь 1+6+12. :. -'¦'¦ 3097—55 , .Канаты стальные.' Канат (трос) .. типа ЛК-0 8X6=48 проволок чС органически- ...7685—55 -.....'¦ ми сердечниками. Прядь 0+6. . , 3098—55 Канаты стальные. - Канат (трос) типа у ТК 8x16=128 проволок е 9 органически- ми-сердечниками. Прядь 0+5+11. .',."'. 7665—55 Канаты стальные. .Канат (трос) типа »'ЛК-3 6X25=150" проволок с органическим сердечником. Прядь 1+6; 6+12. 1191—41 7666—55 Канаты Стальные. Канат (трос) типа ( ЛК-3 7X25=175 проволок с металличес- 1195—41 • ним сердечником. Прядь 1+6; 6+12. Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК-3 6X25=150 проволок с металличес- ким сердечником конструкций. 7X7=49 проволок. Прядь 1+6; 6+12: Канаты стальные. Канат (трое) типа ЛК-РО 6X36=216 проволок с органичес- ким сердечником: Прядь 1 + 7+7; 7+14: Канаты * стальные. Канат (трос) типа ТЛК-РО 6X36=216 проволок с металличе- ским сердечником конструкций 7X7=49 проволок. Прядь 1+7+7; 7+14. Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛКФ 8X19=152 проволоки с органичес- ким, сердечником: Прядь 1+6 + 6; 6. Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 8X17== 136 проволок с органическим сер- дечником.* Прядь 1+5+11 - ¦ Канаты "стальные. Канат (трос) типа ЛК-3 . 8x25=200 проволок .с органическим сер- дечником-. Прядь 1+6; 6+12. КанатЬ1 стальные. Канат (кабель) типа ЛК-0 6x6x7 = 252 проволо/ки с 7 органи- ческими сердечниками. Прядь 1+6. , / Канаты стальные. .Канат (кабель) типа ТК 6x6X19=684, проволоки с 7 органически- ми сердечниками. Прядь 1+6+12. Канаты стальные. Канат спиральный за- крытый с одним слоем клиновидной и од- ним слоем зетообразной проволоки. Канаты стальные. Канат спиральный за-* крытый с двумя слоями клиновидной и'од- ним слоем зетообразной, проволоки. Канаты стальные. Канат, (трос) типа 'ЛК-0 6 X: 19=114. проволок с металличес- ким сердечником в виде пряди 1X19=19 проволок: Прядь 1+9 + 9. Канаты стальные. Канат (трос) типа ЛК-Р 6Х'13=78 проволок с органическим сердечником. Прядь'4 + 4 + 4; 4. . ¦ . ' Канаты стальные. Канат (трос) типа ТЛК-0 : 6X31 = 186 проволок с органиче- ским сердечником. Прядь 1+6 + 12+12.- Канаты стальные. Канат (трос) типа ТК 7X61=427 проволок с металлическим сер-- дёчником. Прядь 1+6+12+18+24. . ¦ ' Канаты стальные. Канат (трос) много- прядный типа ЛК-0 18x7= Йб проволок с органическим сердечником. Прядь 1 + 6. Канаты стальные. Канат (трос)' много-, прядный типа ТК 19X36=684 проволоки с 19 органическими сердечниками. :П,ряд-ь 0+6+12+18. Канаты стальные. Канат, (трос) ..¦ ¦ много-. прядный типа ЛК-0 34X7=238 проволок с органическим сердечником. Прядь 1 + 6., ' Канаты стальнйе. Канат (трос) типа ЛК-03 6X41=246 проволок с органическим сердечником. Прядь 1+8+8; 8+16. Канаты стальные. Канат (трос) типа ТЛКФ 6X37=222. проволоки с органичес- ким сердечником. Прядь Т + 3; 3+6; 6+18. Заклепки ..-'.. Заклепки стальные с полукруглой головкой для плотно-прочных швов, -..',.. Заклепки стильные с потайной головкой-для прочных плотно-прочных швов.
in .Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий что (в процентах) составит •Яг.т.З'(?вн)ст.З Г) /l "S (ъ 100. (3.5) Экономия металла при применении сталей с рас- четным сопротивлением #=2900 кг]см2 по сравнению со «талью марки Ст.З с расчетным сопротивлением # = =2100 кг/см2 для элементов стальных каркасов приве- дена в табл. 3.1; 3.2 и 3.3. ¦.;• Т а б л и ц а 3.1 ' Экономия стали в стропильных фермах ¦'..¦¦¦ \ ," Пролет фермы ¦'.'."¦ • 18 24 '¦'' 30 36 Экономия стали в % при расчетной ; 1 нагрузке в mine . ;' 350 | ¦. 450 8 10 10 9 9 11 11 ¦ . 550. , , 9 ¦-¦ '12'. •, 14 Та б л и. д.а 3.2 Расчетная >' нагрузка в т Экономия ста- ли в %.'..¦ Экономия стали в 200, 18 400 19 600 20, колоннах 800 : ' 21 . 1000 22' 1200 23 1400 .24 : . , Л> . Та б.л и ц а 3.3 Экономия стали в типовых подкрановых балках ; Пролёт балки в м . ¦; 12 • ¦ —: ¦ ——¦ ' \ Экономия стали в % при режиме работы кранов и конструкций балок среднем |- тяжелом разрезные 14 12 неразрезные 6 14 ' разрезные . 13,5 13,5 неразрезные 5.5 ¦ .11 , ' Основным видом заводских соединений стальных •конструкций . промышленных зданий является сварка. 'Клепаными изготовляются' только тяжелые подкрановые .•балки с кранами 150 т и выше. В дальнейшем, по мере совершенствования Технологии сварки, большинство та- ких конструкций должно -изготовляться сварными; ис- ключение могут составить только Очень тяжелые под- крановые конструкции, в которых создание мощного пояса из одного листа конструктивно очень, сложно. Решение тяжелых покрановых балок клепаными приво- дит к перерасходу стали до 25%. Монтажные соединения каркасов промышленных зданий могут осуществляться на черных или чистых болтах, высокопрочных болтах, монтажной сварке и заклепках. Монтажные узлы каркасов промышленных зданий, как правило, надо решать такими, Чтобы можно было вести монтаж на черныхсболтах. Для этого болты должны использоваться как стяжные либо работающие на растяжение, а опорные реакции восприниматься специальными столиками;. Только небольшие опорные реакции (до 15 т) можно передавать через черные . болты. ¦,.'¦' ' .' Указанные выше Требования не распространяются на соединения, работающие при знакопеременных на- грузках, а также монтажные крепления конструкций, обеспечивающие пространственную жесткость каркаса в промышленных зданиях с тяжелым режимом работы (эти здания характеризуются большой интенсивностью' ¦работы эксплуатируемых в. них мостовых кранов)1, а также в особо высоких и тяжелых сооружениях. В этих случаях соединения следует осуществлять либо на заклепках, чистых или высокопрочных болтах, либо на монтажной сварке; при применении чистых или вы- сокопрочных болтов в соединениях, работающих на знакопеременные. нагрузки и в зданиях с тяжелым ре- жимом работы, должны быть приняты меры против самоотвинчивания'гаек. . В случае применения монтажной сварки основные _ рабочие швы должны выполняться в нижнем и вер- тикальном положениях; применение потолочной сварки, как правило, не допускается. Монтажные соединения., следует выполнять, таким образом, чтобы избежать заводки элементов (соедине- ния вилкой). Наиболее удобны такие монтажные сты- ки, в которых элементы соединяются простым опира- . нием. "' ."¦¦¦ \: . / При решении . конструкций необходимо обращать особое внимание на,правильный выбор марки стали и соблюдение конструктивных рекомендаций, исключаю-, щих возможность хрупкого разрушения стали. При проектировании продымленных зданий надле- жит руководствоваться, специальными строительными нормами , и указаниями (см. библиографию к настоя- щему разделу).. 1 Зданиями'с тяжелым режимом работы здесь и далее на-, зываются здания с кранами тяжелого, весьма Тяжелого и весь- ма тяжелого непрерывного режимов работы по классификации Госгортехнадзора'СССР,; - ГЛАВА4 КАРКАСЫ 4.1. КАРКАСЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИИ А. КЛАССИФИКАЦИЯ КАРКАСОВ Каркас одноэтажных зданий представляет собой «несущие конструкции, связанные" между собой в неиз- меняемую пространственную систему (рис. 4.1). При расчете эта система обычно расчленяется на ряд пло- ских систем, Учёт пространственной работы каркаса часто по- зволяет снизить.расход стали; целесообразность этого учета устанавливается в каждом отдельном случае, исходя из конкретных условий'—размеров сооружения,
Гл.: 4.. Каркасы #5 его конструктивной схемы, характера воздействия вне- шних нагрузок и других факторов. >-. ._ л При проектировании обычно каркас здания рас- членяют на две системы — поперечную и продольную; работа каждой из них под нагрузкой принимается не- зависимой. В состав этих систем каркаса включаются конструкции, работа которых является существенной и определяющей для данной системы; все прочие конст- рукции^ мало влияющие на схему системы и ее. работу, из расчетной, схемы исключаются. Так, например, в лоперечную систему каркаса обычно включают только крлонны и ригели покрытий и перекрытий. В продоль- Рис. 4.1. Каркас здания раздевания . .хлитков яую систему каркаса включают колонны (входящие одновременно, и в поперечную систему), подкрановые балки, подстропильные конструкции, вертикальные свя- зи и те из продольных элементов, которые одновремен- но выполняют роль СвязевЫх, обеспечивая .устойчивость колонн. Выбор: элементов, включаемых в каждую- из систем каркаса, производится в зависимости Ьт кон- структивной схемы здания. . . ; ~ Конструкции, включенные в расчетную схему кар- каса, условно относятся, к основным; при расчете этих конструкций учитываются не только непосредственно приложенные к. ним нагрузки,'¦ но. и нагрузки,, возни- кающие/ в, результате их работы в системе каркаса. Все остальные конструктивные элементы,' при приня- том условном' подразделении, относятся к. второстепен- ным, независимо от их расположения и функциональ- ного назначения. При расчете этих элементов не учи-' тывается фактическое участие их в работе каркаса здания в целому хотя их влияние на общую жесткость каркаса в некоторых, случаях может оказаться .сущест- венным. v :,." Поперечная система каркаса, независимо от её кон- ' хтруктивной. и расчетной схемы,, условно называется рамой. ...' ¦ В, зависимости от характера сопряжения элементов •каркаса друг с другом различают. следующие схемы.. Шарнирные, в которых сопряжения всех элементов ...друг с другом принимаются при расчете „шарнирными. Жесткие, в которых все элементы жестко сопря- жены друг с другом. Смешанные^ в которых часть элементов сопряга- ется шарнирно, а часть жестко; такие системы приме- - Няются наиболее часто. В поперечной системе (раме) колонны обычно ре- шаются, жестко заделанными в фундаменте, что обеопе-; .чивает неизменяемость рам при шарнирных схемах; и': придает им большую ..жёсткость, а в продольной систе- ме — шарнирно опертыми, причем неизменяемость про- дольной системы обеспечивается постановкой по. колон-: нам вертикальных связей. ' б. конструктивные и расчетные схемы рам ';;. Конструктивные Схемы рам: разрабатываются- по исходным данным . общестроительного проекта здания с обязательным учетом максимального применения ти- повых элементов. . '. : В конструктивной Схеме .надлежит . установить: ;.1')\ конфигурацию-и основные размеры всех стержней, образующих раму;' 2) типы отдельных „стержней рамы (сплошные или решетчатые); 3) способ узловых со- пряжений (болты, сварка, клепка) в увязке с выбирае- мой расчетной схемой.. ¦¦¦¦¦¦.,. : , Расчетная схема рамы устанавливается по решен- ной конструктивной схеме.; Длины и конфигурации стержней рамы в расчетной. схеме определяются по схе- матическому чертежу, выполненному по геометриче- ским, осям стержней. За геометрическую ось элемента, . как правило, принимается линия,, проходящая через центры тяжести . его сечений. Высоты колонн отсчиты- . ваются. от низа опорных плит. , ¦ ¦¦ В случае отсутствия предварительно назначенных размеров сечений элементов рам допускается принй-, мать геометрические оси этих элементов проходящими посередине1'их высоты. При шарнирных сопряжениях ригелей с колоннами за . геометрическую ось ригеля принимается линия, соединяющая „шарниры.: При жест- . ких сопряжениях ригелей с колоннами в одноэтажных и верхних этажах многоэтажных рам за геометриче- скую ось ригеля, как „правило, принимается ось ниж-: «>._? ПоН ¦ Лог-2 _ . 1W»- i<L'a v -г 1> L*2(m-b) Рис. 4.2. Схемы поперечной рамы: здания а- — конструктивная; б — расчетная него пояса; при этом ломаные очертания нижних поясов при небольших изломах разрешается .принимать пря- . мыми. Ригели, расположенные, с незначительным укло- ном (до 1:10 включительно), допускается-принимать в расчетной схеме горизонтальными. ;.- : -'- ;
116 •¦''¦ Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Примеры расчетных схем рам при различных кон- структивных схемах приведены в (Табл. 4.1. '.-•;¦:¦¦; .' Таблица 4.1 Примеры выбора расчетных схем рам по их конструктивным •¦ ' схемам;' ' 'га-^т Конструктив- ная схема-. Расчетная схема 1а ш Конструктив - ная схема ' Расчетная схема . т Примечания Неэадисино от Величин %ПриЫЩ и Ls9h Придаю и L>9m Ь и Ь.а При /*/¦•© и L^Iqm Tula , При is: 1-Ю и-Li;'Юм. Независимо от величин и С" Расчетная схема рамы должна учитывать особен- ности рассматриваемого сооружения и находиться в ; возможно более близком соответствии с конструктив- ной схемой рамы. В расчетной схеме должны, быть установлены: /¦;¦, ( 1) длины всех элементов и отдельных их участков с отличающимися: моментами инерции, а в случае учета продольных деформаций также и с отличающимися : площадями поперечного, сечения; . 2) соотношения между моментами инерции,'а при : учете продольных деформаций и между площадями поперечного сечения отдельных элементов, или участ- ков; 3) принимаемые для; расчёта виды узловых ,сопря- , ;йсений элементов. друг . с другом и с фундаментами (полные или неполные защемления или шарниры); ". 4) характер закреплений' системы и отдельных, ее Элементов от смещений (полное или упругое закрепле- . ние, отсутствие, закрепления). -,'.¦"¦" На^рис. 4-2 приведен пример установления расчет- ной схемы однопролетной. рамы производственного зда- ния., ...'..'/'ч " '. .' ,'''ч . ¦"; '/..'" ¦ ¦¦' Конструктивная/и расчетная схемы' рамы должны, обеспечивать неизменяемость и достаточную жесткость сооружения (ограниченные смещения) в горизонталь- ном; направлении. Для, этой цели, следует предусмат- ривать надлежащие размеры колонн и ригелей (см. п. 4.1, В),, жесткие узловые сопряжения и Другие меро- приятия/ исходя из ^рассмотрения; сооружения в це- лом; При этом необходимо иметь в виду, что при- менение жестких узловых сопряжений зачастую, ъы- зывает усложнение изготовления и монтажа конструк- ций, :н'е: всегда приводя к экономии металла. Поэтому жесткие узлы, следует назначать только в тех случаях, когда их применение дает общее снижение расхода ме- Д :. >Ш г-— ', , . >П} ,—--;-¦/*/ "— rrVr— ' irt\.<~ Рис. 4.3:- Конструктивные и расчетные схемы одно- этажных промышленных зданий .' а— жесткая схема однопролетной, рамы; б —шарнирная схема многопрблетной рамы; в —смешанная схема рамы с небольшим I , : количеством пролетов талла на раму, а также при .невозможности обеспечить, достаточную общую жесткость рамы с помощью, других мероприятий. :...;' '"'.'/, ¦'-.'. • :' ' ,- Указания по проверке. горизонтальных деформаций колонн и, жесткости ,рам' приводятся ниже, "в п. 4Л', Е. . Колонны Рам одноэтажных промышленных 'зданий при наличии .мостовых кранов следует1 устраивать пе- ременного (ступенчатого) сёчёнйя, а при отсутствии мо-' стовых кранов — постояанрго1' сечения (см. п. 5.1.А) . с жестким защемлением их , в- фундаментах в обоих случаях. '' '\, '..''.'¦..-"' : "¦ ;'¦ ' ''¦ ^.¦''¦¦' :¦, Сопряжения колонн этих рам .с ригелями следует назначать шарнирными или жесткими в зависимости от " количества пролетов здания, высоты его, характери- стики кранов и: грунтов. В однопролетных зданиях жесткие, сопряжения (рис. 4.3, а) рекомендуется принимать при высоте зда1 ний (от'пола до низа ригеля), .превышающей 10 jit, не- зависимо от типа и.грузоподъемности кранов, а также, в зданиях любой высоты при наличии мрстовых кранов, с гибким подвесом грузоподъемностью более 20 т и при наличии кранов с жестким,подвесом любой грузоподъ- емности или кранов, расположенных в два яруса. В многопролетных зданиях рекомендуются, как правило, шарнирные сопряжения ригелей с колоннами (рис. 4.3, б). Однако при недостаточной общей жест- vкости рамы с шарнирными сопряжениями (вследствие малого, количества пролетов или малой жесткости ко- лонн) допускается для отдельных пролетов много- пролётных зданий принимать конструктивную и рас- четную схемы в виде рамы, с жёсткими сопряжениями ригелей с колоннами, причем ригели и колонны ос- тальных пролетов,' могут присоединяться к этой;, раме шарнирно (рйс/ 4,3, в); в зданиях же, имеющих слож- ную конфигурацию с различными > отдельных проле-
Гл. 4. Каркасы 117 тах нагрузками, высотами и сечениями колонн, реко- . мендуется выделять один или несколько наиболее на-' груженных. пролётов с наиболее, -жесткими колоннами , в виде рам с жесткими4 узлами, а ригели остальных пролетов опирать" шарнйрно, (рис. 4.4). При слабых грунтах; учитывая возможные нерав- номерные осадки отдельных опор, следует всё ригели опирать шарнйрно. • Рис. 4.4.. Варианты схем промышленных зданий С выделенной в расчетной схеме, основной .жесткой, "•'V'''.''¦ ./¦'.'' ;.'" ',:рамой. а — конструктивная; - б— расчетная .;'¦ При назначении, расчетных схем , рам необходимо стремиться к. .максимальному их; упрощению и сОкрат щению: количества неизвестных* исходя из соотношения .размеров ичжееткостей элементов, характера-работы рам при воздействии различных нагрузок ц. других особеннрстей сооружения с: учетом следующих уКаЗа- НИЙ. ;>";, Р- ¦.'¦').'¦ . ':. ¦'•>.-¦¦ '. '., !'¦¦' . ' ¦¦'" /':¦'.-''¦ ч1) .При относительно '.больших--'моментах инерции отдельных элементов допускается принимать в расчет- ной схеме: жесткость ::этих .элементов бесконечной, если такое допущение, идет в запас 'прочности рассчйтывае- . мого' элемента: конструкции., В частности,,. при расчете одноэтажных рам на горизонтальные нагрузки, и на- грузки, ' ..приложенные к. стойкам, допускается прини- мать жёсткость ригеля бесконечной, если К>^ ш,1\С^: (4 Л) где; -.(А=,- /*: ¦<н Я J в и /н —- моменты инерции участка ступенчатой стой- .,': •.".:•' ки, имеющие соответственно меньшее:и боль- , шее'поперечные .сечения;:: '¦¦¦./,' •¦" /р' ' ¦„.'''•'.' ' ¦¦' .:~f~:—погонная жесткость ригеля. В случае при- 1 мыкания к стойке ригелей-на одном уровйе ¦¦.¦>¦¦: ¦¦'¦:•- '.:-.¦> "-¦ -;;. . Ji •' с двух сторон с погонными жесткостями —— -'¦ '1 • I» Я И- - J* - '¦ ','¦'•¦¦. . •'¦¦¦'¦¦„¦¦ •:'-.-.--Jp-:--. и —~- при определении К вместо —f- следует '¦ «а . , * ¦ ¦•¦¦''* ¦' ' '^i '.Pfi ' подставлять величину -—г~~г~ ; h h ; !,¦ г—условная погонная жесткость стойки; полная высота стойки считается между ба- , зой и ригелем или между двумя ригелями, V .' ¦ расположенными на разных уровнях. В по- следнем случае при определении К вместо .¦¦''-'¦ ': /» ¦¦ .-¦• '" ¦¦'""•'¦н ..' ^н -г—следует подставлять , величину тт- -f- ~р"': представляющую/ собой сумму условных по- гонных жееткостей стоек, примыкающих , 'снизу и сверху к, ригелю. Р: :¦''¦¦.¦ 2) При "наличии жёстких ригелёй-диэфрагм (бунке- ра, балкй-стенки и т. п.) рационально разделить раму по высоте на две части, каждую из которых рассматри- вать независимо (рис. 4.5). У .; 3)' При расчленении рамы сложной конфигурации на отдельные расчетные схемы' допускается ;Не учиты- вать взаимной связи этих схем друг с другом, если влияние, оказываемое ими: друг на друга,: невелико. *) Ж ш JL Ж Ж Рис. 4.5. Расчленение, расчётной схемы рамы на две при 'жест- ком 'ригеле .'.. ¦'¦• а — конструктивная схема; б и -в ^-¦¦ расчетные схемы Рис. 4.6. Изменение расчетной схемы одноэтажной рамы в зависимости: от направления, и места при- ¦ '¦]¦ ': ,..;'¦" , ложения: нагрузки. 'а ^конструктивная схема; б— расчетная схема, при верти- кальных нагрузках хна-ригель; в,-^.расчетная схема, при Гот ризонтальных нагрузках на. ригель и любых нагрузках на ; ¦ • КОЛОННЫ^ ' Краевые условия для элементов, в Местах сопряг, жения независимых расчетных, . схем назначаются.: с учетом размеров и конструктивных Особенностей каж- дой из систем; так, в раме по рис. 4.5 стойку пристрой' ки можно считать неподвижно опертой на колонну рамы через шарнйрно присоединенный ригель вследствие большой жесткости этой колонны; в раме на рис, 4.5 верхнюю,однопролетную раму можно считать" неподвижт но закрепленной , в нижней, в связи с большими раз-• "мерами ригеля нижней рамы,': расположённого в месте , сопряжения отдельных: расчетных систем и работающего как недёформирующаяся. затяжка. '<.'
118 .,'• Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий 1 4) В рамах с относительно жесткимц ригелями (рис. 4.6, а) следует применять две. расчетные схемы: при расчете на вертикальную нагрузку, ¦ приложенную к ригелю, — схему с конечной жесткостью ригеля (рис. 4.6, б), при расчете на остальные нагрузки — схему с бесконечной 'жесткостью, ригеля (рис. 4,6, в). 5)'В расчетных схемах любых многопролетных рам и однОпролетных рам с небольшой асимметрией нагру- зок (или асимметрией колонн) допускается, принимать при воздействии вертикальных нагрузок на ригели от- сутствие горизонтальных смещений узлов рамы на уровне ригелей. : ' . . Возможность введения других упрощений, анало- гичных перечисленным, подлежит выявлению в каждом отдельном случае при выборе расчетных схем. В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИИ СТЕРЖНЕЙ РАМ Предварительные размеры сечений стержней рам определяются приближенными расчетами или прини-.. маются по аналогии с ранее выполненными проектами. Можно пользоваться соотношениями между моментами инерции (площадями) стержней рам; определенными на основании опыта проектирования аналогичных соору- жений. Расхождения между предварительно приняты- ми и окончательными соотношениями, при которых не требуется перерасчета, не должны превышать 30% для любых двух стержней рамы -или их участков в преде- лах каждого стержня переменного сечения. При наз- начении предварительных соотношений ме,жду момен- тами инерции и площадями поперечного сечения от- дельных стержней и их участков следует учитывать,. что надлежащим выбором этих соотношений можно, в определенных пределах, влиять как на распределение усилий в статически неопределимой раме, так и на ха- рактер расчетной схемы. . '. При предварительном определении размеров сече- ний элементов. рам допускается: , ,' 1) учитывать только главные нагрузки, не произ- водя подробного сбора всех нагрузок; 2) ветровьгё "нагрузки на. стены и шатер приводить . к узловым, расположенным на уровне геометрических. осей'; ригелей; ¦"¦ ''• ., 3) рассчитывать колонны на всё нагрузки, за ис- ключением горизонтальных, без учета смещений узлов рамной системы и без учета изгибающих моментов, воз- ,' никающих в колоннах от' собственного веса стен и, от вертикальных нагрузок,лприложенных к ригелям; 4) рпределять моменты в защемленных колоннах от; ветровой нагрузки, исходя из предположения, что нулевые .точки эпюры моментов, находятся посередине высоты колонн, а при малой жесткости ригеля, прини- мать шарнирное опирание его на колонну; .5) предварительный подбор сечений производить с приближенным1 использованием расчетных сопротив- лений, исходя из характера и степени приближенности определения действующих'в сечении усилий. .Моменты, инерции сквозных стержней рам реко- мендуется определять по формуле : У=Ш~^-0,910, / (4.2) Г1+ гг ¦ >¦ где F\ и F2 — площади сечения поясов стержня;., h — расстояние между осями поясовстёрж- •;•¦¦•., /о —момент инерции фермы. . '•¦ _ Для стержней, в которых постепенно изменяется .момент'инерции, при невозможности установить простой закон'его ; изменения по длине, допускается принимать в расчетной схеме постоянный момент инерции, равный среднему арифметическому между максимальным и ми- нимальным его значениями. ¦¦'.-.; Расчетный момент инерции для двускатных ферм -может быть определен по формуле /р = kJ0, (4.3) где /о — момент 'инерции .фермы посередине пролета; ' k — коэффициент, учитывающий влияние решетки и уклона фермы'. Приближенно'можно принять для уклона 1 :8 fe=0,65 и для уклона 1 : 12 \ . / fe=o,75. . ' . ¦)¦ Л --' .Г. НАГРУЗКИ ' ' К постоянно, действующим на рамы или обычно возникающим при Их эксплуатации нагрузкам относят- ся'нагрузки, входящие при расчете в основные соче^ тания: собственн'ыи вес ограждающих и несущих кон- струкций, снеговая нагрузка, а также нагрузки от обо- рудования, от рабочих кранов и другие полезные на- грузки на перекрытие'и площадки; Вертикальная крановая нагрузка принимается от .двух сближенных. кранов, в каждом пролёте, установ- леннйх в наиболее невыгодном положений, а горизон- тальные— только от двух «кранов на все сооружение. Установка двух одинаковых сближенных кранов при ^разном давлении- на катки производится: по одной схе-. ме, т. е. с одинаковым порядком.чередования давлений в каждом кране. При расположении кранов в двух и более ярусах вертикальная нагрузка от них учиты-. вается одновременно только в тех.случаях, когда это допускают технологические условия. ., К нерегулярно возникающим нагрузкам, входящим только в дополнительные сочетания, относятся нагруз- ки от ветра и кранов, работающих только в период монтажа конструкций или оборудования, а: также .воз- действия, вызванные изменением температуры конст- рукций. . ., ; К нагрузкам, возникающим В; исключительных слу- чаях и входящим только в особые сочетания, относят- ся воздействия на сооружения, вызываемые землетря- сением (условные. сейсмические силы), осадками' опор, или другие воздействия, носящие аварийный характер. Нормативные величины нагрузок принимаются: по- vстоянные —¦ по. .подсчетам на основании исходных дан- ных, проекта; полезные, равномерно распределенные, по всей площади или на отдельных участках— по техниг. ческим заданиятй, СНиП и СН 72—59; от кранов и другого технологического -оборудования — по техниче- ским заданиям, действующим каталогам -И ,государств венным стандартам (см./главу 6); атмосферные (снег и ветер)—по СНиП и СН 69—59; сейсмические — по действующим нормам и правилам строительства в сей- смических районах; прочие — по техническим заданиям. Сбор нагрузок, . приходящихся на рамы от примы-" кающих элементов, рекомендуется производить в пред;. положении разрезной схемы'этих элементов. Уточнение нагрузки, с учетом фактических статических, схем при- мыкающих элементов, производится лишь в отдельных.'; случаях для наиболее ответственных конструкций и при больших;величинах внешних нагрузок. Для облегчения составления возможных комбина- ций и расчетных сочетаний рекомендуется собирать нагрузки по каждому виду в отдельности (постоянная.
Гл. 4. Каркасы . 119 ~т и: временная—равномерно распределенная, вертикальное давление кранов, торможение кранов, снег; ветер и т. п.). При определении Нагрузок, приходящихся ша ко- лонны от подкрановых балок, динамический коэффи- .циент не учитывается. '_ * Места приложения нагрузок' должны устанавли- ваться в возможно близком соответствии с действитель- ным характером их распределения по элементам. . /Для упрощения расчетов допускаются отдельные отклонения от действительной схемы передачи нагрузок с тем, однако, чтобы эти отклонения не снижали за- пасов прочности конструкции. Так, например, .допускается: при сосредоточенных внешних на- грузках собственные веса, несущих конструкций при- соединять; к этим нагрузкам также в'виде соответст- вующих сосредоточенных грузов; заменять, в случае необходимости, действующие нагрузки специально по- добранными, эквивалентными; .горизонтальные нагруз- ки от торможения кранов при небольших (до 1,0 ж), высотах подкрановых; балок "и малых, величинах этих нагрузок прикладывать в .тех же местах,'где переда- ются вертикальные ^давления подкрановых балок, т. е. на уровне их нижнего пояса; ветровые нагрузки, при- ходящиеся-на кровлю здания (включая фонарь), при- кладывать в виде сосредоточенной силы на уровне геометрической оси ригеля рамы без учета моментов, возникающих от такого переноса нагрузки; устанав- ливать в каждом отдельном случае, исходя из рас- смотрения конструктивной и расчетной схемы рамы, возможные упрощения в части схемы ,-. приложения ч внешних нагрузок. сопряжениях элементов от всех видов нагрузок, а также . и; от их расчетных 'сочетаний, необходимые. как для- подбора сечений элементов, так и для расчета сопря-; жений (в том числе и сопряжений с фундаментами).; Расчетные сочетания усилий удобнее всего вычис-; лять в табличной форме. Формулы для определения; реакций Rb и Мь, а также гь и ш/,, возникающих при нагружении и деформации стойки рамы,, приве- дены в табл, 4.2 и 4.3. Рис. 4.7. ..Эпюры моментов в стой- ках рам с шарнирным примыка- нием ригелей в. одном уровне а — схема рамы; б —схема стойки с нагрузками; в —эпюры моментов в стойках: / — от внешней нагрузки; 2:—от реактивной силы; 3 — суммар- ная Д. РАСЧЕТ РАМ Указания по расчёту. Настоящие указания относят- ся-к расчету рам по плоскостной схеме. Способ рас- чета рам (точный или приближенный) выбирается в за- висимости от 'принятой расчетной схемы рамы, вели- чины действующих нагрузок, характера сооружения и необходимой точности результатов расчета. Рекоменду- ется широко применять готовые формулы, графики, таблицы и различные приближенные способы определе- ния усилий в элементах1. К точным способам расчета следует прибегать ""лишь при невозможности определе- ния-усилий более простыми методами. При выполнении расчетов рам методами строи- тельной механики' следует уделять-особое внимание надлежащему выбору основной системы с целью со- кращения 'количества неизвестных,,, уменьшения числа побочных .перемещений при расчетах методом сил и т. п. Для упрощения расчета рекомендуется; широ'ко исполь- зовать симметрию систем, включение в состав основной системы статически неопределимых стержней и элемен- тарных рам, усилия' в которых могут быть определены по имеющимся готовым формулам, и т. п. При наличии большого количества различных по величине и приложенных в одних и тех же точках на- грузок рекомендуется производить расчет на единич-. ные нагрузки, а действительные усилия от нагрузок определять при составлении таблиц комбинаций уси- лий путем умножения усилий от. единичной нагрузки на соответствующие коэффициенты. ¦¦'¦'. В результате статического расчета рам должны ¦быть получены усилия в каждом элементе и в узловых 'Такие таблицы и графики в очень удобной для поль- зования форме даны в расчетно-теоретическом-¦ томе Справоч- ника проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий, и сооружений [36]. . - Практические приемы и примеры расчета одно- этажных рам разных типов. Рамы типа 1 с шарнирным; сопряжением,ригелей с'колоннами. ; i . 1. Ригели примыкают к общим колоннам на одном- уровне (рис. 4.7). Изгибающие моменты, в каждой стой- ке рамы определяются как для консоли, находящейся; под воздействием непосредственно приложенной к ней* внешней нагрузки и силы Rn> приложенной на шарнир- ном конце стойки, определяемой по формуле *„~*ь-Е*»?. (4.4> ¦где Яь — опорная реакция на шарнирном конце рас- сматриваемой стойки, определяемая от внеш- ней нагрузки при условии неподвижности: этого конца; величина Rb определяется по: табл. 4.2; гь — сила, которую нужно приложить к шарнир- ному концу рассматриваемой стойки для смещения этого конца на величину Д = 1; величина гь определяется по табл. 4.3; 2% и S/j — соответственно суммы Rb и гь по всем- стойкам рамной системы. pi Величина 2 Rb ~— представляет . собой уси- jLfb лие, на которое уменьшается Rb вследствие фактической податливости шарнирного конца стойки. Окончательная эпюра изгибающих моментов в каждой стойке явля- ется суммой эпюр 1 и 2, возникающих в консоли ot внешней нагрузки и от силы Rn4 2: Если ригели примыкают к общим колоннам на разных уровнях, то рекомендуется применять метод
120 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Формулы для определения реакций R/, и Мь, возникающих при нагружении стойки Таблица 4.2 Вид нагрузки Схема II Схема 111 Х<а Rb= [(1-Х)5 (2+Х)+ 1С + р. (К-Х)2 <2а-|-Х)] М„=- — [(l_X)'+ii(«_X)»] 2Л м = (1-Х)'[(2+Х)В-2С)+М«-Х)Ч(2а+Х)В-2С] рц b 4АС—ЗВ' г = (1-Х)5[ЗВ-2Л(2+Х)]+,и.(а-Х)'[ЗВ-2Л(2«+Х)]-г * 4ЛС—ЗВ' Х=а Х>а «„=-- 1С ¦(1-«)2 (2+«) РН М,,=- —(1-а)' 0 2Л = (I— a)" [(2+а) В-2С] 4ЛС—ЗВ' (1—а)'[ЗВ—2Л (2+а)] 4ЛС—ЗВ' РЯ Р6= (1-Х)" (2+Х) 2С Mh=- РН 2А (1-Х)' ц=0 Д6=_-^-(1_Х)'(2+Х) 2 М;, .??-(!-*)¦ (1-Х)М(2+Х) В-2С] рн 0 4ЛС—ЗВ' D _ (1-Х)' [ЗВ-2Л (2+Х)1 _ 4ЛС—ЗВ' Мй = Х(1-Х)'РЯ «й = - (1-Х)' (I+2X) Р |i*0 6 8С •М,. Jtfft=- — «Я» 0 6Л 9Bf—8С 12(4ЛС—ЗВ) 2ВС—ЗЛР 2 (4ЛС—ЗВ) -?//> -?Я ц=0 Х<а л*=- —«я Да=- — [(1-Х') +|х («'-X')] 0 2НС qfP Ми = qH* Рл = - QH Мь= — [(1_х)+11(а_ >.)] л Х=а Х>о- ц=0 0 2ЯС Afft=- Л (1-е) /?=_?« (1-Х.) 0 2ЯС ДЬ=_М.(,_^) 0 2Я *6=- -Г" О"*) Л (1— Х)[ЗВ(1+>.)— 4C]+|J.(a—Х)[ЗВ(М-Х)— 4С] JVT *ft= 4ЛС—ЗВ2 6(1-Х)[В-Л(1+Х)]+6р.(«-Х)[В-Л(а+Х)) М ААС—ЪВ' я м (1-«)[ЗВ (!+«)-4С] Jf * 4ЛС—ЗВ2' 6 (1—=с) [В—Л (1+к)] М Я* = 4ле—зв' я (1_Х)[3В(1+Х)-4С] ^ ° 4ЛС—ЗВ' 6 (1-Х) [В-А (1+Х)] М 4ЛС—ЗВ' Я AfA -Af (1-Х) Mb=(l-l) (3X-l)M R =_6(1-X) X — 0 я Примечание. Конец ft стойки закреплен: в схеме I—от смещения; в схеме II—от поворота сечения; в схеме III—от смеще- ния и поворота сечения.. Конец а стойки во всех схемах закреплен от смещения и поворота. На схемах указаны положительные нап- равления внешних нагрузок и реакций йь и Ми. J„ . Обозначения: (i = — 1; А = 1 + vy, В = I + о'ц.; С = 1+а3ц; F = 1 + tc*(i-
Гл. 4. Каркасы 121 Формулы для определения реакций гь и ть, возникающих при деформации стойки Таблица 4.3 П р и м е'ч а н"и е."" Конец Ь стойки закреплен: в схеме I—от смешения; в схеме II—от поворота сечения; в схеме III—от смеще- ния и поворота сечения. Конец стойки о во всех схемах закреплен от смещения и поворота. На верхних схемах указано положитель- ное направление^ и т^. JH Обозначения: |л = —- 1;' А = 1 + «н-; В = 1 + а?р.; C = l-f«s(i.- J г,
122 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий сил, независимо от количества пролетов и нагрузок, приняв за неизвестные усилия в ригелях. Рамы типа 2 с ригелями бесконечной жесткости, жестко сопряженными "с колоннами. 1. Ригели примы- кают к общим колоннам на одном уровне (рис. 4.8). Изгибающие моменты в каждой стойке рамы определя- ются, как для консоли, находящейся под воздействием аепооредственно приложенной к ней внешней нагрузки $ J== п-2 п-1 '& Л: ri*f п+2 ^«'4?пЛ А Рис. 4.8. Эпюры моментов в стойках рам с жестким примыканием жестких ри- гелей в одном уровне а — схема рамы; б — схема стойки с нагрузками; а— эпю- ры моментов в стойкахг / — от внешней нагрузки; 2 — от силы Л„ ; 3 — &i момента М ; п ¦ п &— суммарная ные силы в стойках, возникающие от смещения узлов рамы, определяются в зависимости от характеристик стоек. Характеристикой/отдельной стойки является усилие тab< (или равное ему гъа ). которое нужно при- ложить к концу а (или Ь) стойки аЬ (или 6а) для смещения этого конца на'величину Д=1. Характеристикой системы связанных друг с дру- гом стоек является усилие R аь, которое нужно при- ложить к узлу а системы ,для смещения этого узла на величину Д=1. Здесь в индексе... аЪ последняя буква Ъ обозначает, номер последнего узла рассматриваемой системы. Усилия Rab связаны с усилиями таь зави- симостями, которые устанавливаются, исходя из усло- вий совместности деформации или условий равнове- сия. ¦ •.'¦•....-'¦ 3 х ь 4 а —ь Tr7.'-^V.# ——Р а,Ь I ''¦ ¦ ¦ ¦ ¦' ' v. ' ' • ¦' ' ' Рис. 4.9. Эпюры моментов в стойках снеповорачи- вающимися, но смещающимися концами I — от внешней нагрузки; '2 — от смещения конца Ъ; Я —от смещения конца а;.4 — суммарная , а усилий Rn и Мп. Величина Rn определяется по фор- муле (4.4), а Afre—по формуле ¦¦ ¦"' lMn,-Mb-mb, (4.5) где Иь и Мь— опорная реакция и опорный момент на конце стойки, примыкающей к ригелю, определенные от внешней нагрузки, при условии закрепления этого конца от поворота и от смещения. Величины Яь и М ь определяются по табл. 4.2; *'....¦ fb «сила, которую нужно приложить к примыкающему к ригелю концу стойки, закрепленному от поворота, для смеще- ния этого конца на величину Д=1; « ь5" изгибающий момент, возникающий на примыкающем к ригелю конце стойки, закрепленном от поворота при смещении его силой, равной2/?й——. Величины rj '; .2 Г?> - и т. &'определяются по табл. 4.3. 2.. Ригели примыкают к общий колоннам на разных уровнях. В этих рамах каждый участок колонны, за- ключенный между основанием и ригелем или между двумя ригелями, примыкающими к одной и той же колонне, .рассматривается как самостоятельная стойка. Изгибающие' моменты в каждой стойке определя- ются как сумма моментов, возникающих в стойке, за- крепленной на обоих концах от поворота и смещения при воздействии непосредственно приложенной к этой стойке внешней нагрузки и смещений ее концов а и Ъ (рис. 4.9). Вместо смещений, для удобства вычислений к со-, ответствующим концам стойки, временно освобожден- ным от закреплений, препятствующих смещению, при- кладываются усилия. РаЬ или Рьа, величина которых соответствует фактическим Смещениям концов стоек. Усилия Раь и Рьа< представляющие собой попереч- Усилия Раь и.Рьа, приходящиеся на каждую стойку при смещении отдельных узлов системы или при приложении сосредоточенного усилия к узлам системы, определяются из тех же условий в функции от харак- теристик гаъ и Rab- Ниже приведены некоторые при- меры определения Rab и РаЬ для ряда элементарны» Рис. 4.10. Совместная деформация стоек, защем- ленных внизу и связанных поверху бесконечно жесткими ригелями . Пример 1. Система параллельных стоек, защем- ленных в основании и связанных поверху друг с дру- гом на одном уровне бесконечно жестким ригелем (рис. 4.10). Здесь при смещении А =1 ¦%12= Е ГаЬ =/21+''3 4+''5'б + Ц 8+г9 10 + Г11 12. а при действии силы Р на уровне ригеля: ¦_" I'll „ п Г3* п г> ГВв п P2i = тг-Р;-Рзд =-^— Р; Ръъ = -^~ р и т. д Kni . Kin Наг • Пример 2. Система последовательно соединенных друг с другом стоек, узлы сопряжения которых закреп- лены от поворота, но могут иметь смещения-в гори- зонтальном направлении. На рис. 4.11 приведен слу- чай смещения одного из крайних узлов системы.
Гл. 4. Каркасы • 123 Здесь Д=1=Да1+Дз2+4*з+Д54. **• Л Л61 Л Да i= — ; Дз #51. д #51. д #5j : —; Д* з = -г; д5 4=—. ''sa. *4 з гь * •пади 1 1 1 1,1 —+ —+ — + — ft 1 f8! fil fs* И P6J=P*S = :Р3а = Р21 = Р51==Л51. ^ К 4=M 5a. iv h4-/- 5*F "5,1 *il 'г.1 8м.. Z'a3.H Hd /JJ4 I Рис, 4.11. Де- Рис. 4.12. Де- формация стой- формация стой- ки с неповора- ки с неповора- чивающимися, чивающимися, ао смещающи- но смещающи- мися узлами ' мися узлами при смещении при смещении верхнего узла узла 3 на А =1 на Д = 1 Пример 3. Случай смещения промежуточного узла еястемы приведен на рис. 4.12. При смещении узла S we Д =» 1 :#3 1+Яз5 = R, где 1 1 1 —+ — г8! '8 1 И #3 5 = 1 1 J_ l"i 5 г3 « При действии в узле 3 силы Р: #3 1 „ „ #3 5 °3 1Т°3 5 Р; Ра б = #8 1+#8 5 Любая рама может быть расчленена на элемен- тарные системы, примеры которых приведены на рис. 4.10—4.13. Пример 4. Многопролетная рама рис. 4.13 состоит «з стойки /—2, последовательно присоединенной к стойкам 3—4, 5—6, 7—8 и соединенных в свою оче- редь друг с другом параллельно. Для схемы, показанной на рис. 4.13,а при сме- иергии узла /на Д=1 /?]«= 1 и R3 i—Ri t; для схемы на рис. 4.13,6 при смещении узла 7 в» Д = 1 Rl2=Rl8- 1 1 Г\ г Г3 4+Г5 б+Г? 8 rS 4 "3 4= -Rib, г3 4,-\-Гц 6+г7 8 р Л5 6 р . р _ >J_S "б 6= , , «18> г7 8— , , ^3 ГГЪ 8+ г7 8 г3 4+^5 6+^7 8 #1, Рис. 4.13. Совместная деформа- ция стоек, защемленных внизу и связанных поверху бесконечно жестким ригелем, при смещении крайнего опорного узла на Д=1 а — в однопролетной раме; б — в мно- гопролетной раме Пример 5. Рама на рис. 4.14, а состоит из ряда по- следовательно и параллельно соединенных стоек я может быть представлена для расчета в виде одно- пролетной рамы по рис. 4.14,6. Левая стойка состоитг из последовательно . соединенных систем 1—4 и 3—8. 1) г 5 5) 9——пт 6 \ ^ • ¦Si-А2,з •&>1И 3,70 «*я RL I 2,3 •Ift Рис. 4.14. Схемы трех- пролетной рамы а — конструктивная; бив — расчетные а правая — из систем 6—7 и 7—10. В свою очередь система 1—4 состоит из параллельно соединенных стоек 2—1 и 3—4, а система 7—10 — из параллельно соединенных стоек 7—8 и 9—10. Эту же раму /—10 можно представить в виде од- ной комбинированной стойки (рис. 4.14, в) с характе-
124 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий рнстиками отдельных, последовательно соединенных друг с другом участков: первый участок — Г2\-\-Гц-, второй участок — г5 з; третий участок — г6V, четвертый уЧаСТОК — Г7 8+Г9 ю- Определение усилий Р аь в любой раме выпол- няется на основании уже известных указании для от- дельных элементарных систем. Расчет рамы производится без решения системы уравнений. Ниже приведена последовательность рас- чета трехпролетной одноэтажной рамы на ветровую на- грузку. а) определяют возникающие от внешней нагрузки изгибающие моменты и опорные реакции на концах стоек, рассматривая последние как. закрепленные на обоих концах от поворота и смещения (основная сис- тема) по формулам из табл. 4.2; определяют суммы опорных реакций стоек на уровне каждого из ригелей R, R. , R.. (рис. 4.15,а) и строят эпюры моментов в основной системе; 1 б) вычисляют характеристики отдельных стоек рамы с использованием формул из табл. 4.3; в) определяют усилия Раь , приходящиеся на каждую из стоек путем распределения усилий R , R , R между стойками в соответствии с их ха- рактеристиками и строят эпюры изгибающих момен- тов в каждой стойке от усилия Раъ (рис. 4.15, б, в, г); при этом усилия РаЬ определяют на основании зависи- мостей для элементарных систем (рис. 4.10—4.12), как •)то сделано ниже, а изгибающие моменты определяют на основании формул из табл. 4.2 и 4.3. Для определения Р при действии силы R сна- чала распределяют Ri между системами 3—/ и 3—10 Затем распределяют Рв i и Ре ю между стойкамщ Р& s = ^51; Ри = т; ^51> ^3 4 = „ Р& ii Ps 1 ~ Рв »•» ¦П.З 1 A3 1 Р Г7 8 р . р '9 Юр К7 Ю К", ю ¦ р»1 = ^3 1 .р . р Rsl° п Rai-h Raю где Rt 1 = 'з 4 + f2 li R3 Л Ra 1 + Rs 10 1 1 1,1' fS5 r6 7 A7 10 Ri 10 = r7 8 4" r% 10 ¦ Затем распределяют Рз i и Рз ю между стойками: Hi R, Рз!) р3 l~3i Рз ь ^3 5= ^з ю1 Ра 7 — Рз Л а Г' 8 D • Р — ^- P Р-г% = — Рз 10,^9 10— D ^3 10- Rj 10 *Vr10 Для определения Р при действии силы Rn сна- чала распределяют R между системами 5—1 и S—10 Гь R: 6 1 Ru; °е R 6 10 1 = Я51 + Д6ю ""' 610_ Rbi + Reio 1 1 Rn= ~ ~; Rew ¦Яц. Гц8 -/?31 1 1 — + -р— i"e 7 "7 10 Рис. 4.15. Эпюры моментов в трехпролетной раме о» ветровой нагрузки а — основная система и эпюры моментов в ней; б — эпюра мо- ментов при действии силы R. ; в — то же, при действии се- лы Rn ; г — то же, при действии силы R,,. ; д — суммарна» эпюра моментов Для определения Раь при действии силы В сна» чала распределяют R 7—1 Р71 = #7 1 ш между системами 7т~10 в R7w R71 + Ri 10 где R71 = Riu', P7io= R71 + Ri и R in • 1 1 1 1 R31 Г1в rb3 Затем распределяют Рц и Р7 ю между стойками! Ра 1 = ~ Р7 ii Рз 4 = ~ Р7 i, Р5 s = Pi 1; «81 Rai т7 g Г9 ie P7 6 = P7 l! Pli = ~~P, ^7 lo! P9 10 = „ /*7 Hi •f<7 10 K7 И г) строят окончательную эпюру изгибающих момен- тов (рис. 4.15,5), являющуюся суммой эпюр момен- тов, определенных в пунктах «а» и «в». При практических расчетах рекомендуется для уменьшения объема вычислений определять усилия РаЬ (РЬа) в каждой из стоек и эпюры моментов н» в отдельности от каждой из реакций R , R и т. д„ а от одновременного воздействия этих реакций, кав это сделано в примере 6. .
Гл. 4. Каркасы 125 Пример 6. Расчет трехпролетной рамы, приведен- ной на рис. 4.16. Таблица 4.4 Характеристики стоек Стойка 2-1 3-4 5-3 6—7 7-8 9-10 Относи- тельный момент инерции 1 6 1 —— 6 1 6 5 3 Я 8 8 4 8 4 4 . 12 .12 И- 0 0 5 5 0 0 а 0 0 1 3 0,5 0 0 А> 1 1 8 — 3 3,5 1 1 В 1 1 14 9 2,25 1 1 С . 1 1 32 27 1,625 1 1 При Д = 100 ГаЬ 2,35 14,1 2,06 6,5 4,16 2,08 а) 5JH.J(D Imffi ф -17 3 7 © ® 8' М — -0-J м (Я еде б) 132/X ф 6) 0$5 Э5ГГ ДЭ5 «7 Рис. 4.16. К примеру расчета трехпролетной рамы а •» схема рамы; б — эпюра моментов М; в — эпюра перерезывающих сил Q Основная система принимается по рис. 4.16, а. По 'формулам из табл. 4,2 в основной системе имеется M5S = 6,2 тм; М67 = 3,2 тм; Mss = 7,6mM; М,в = 0,9 тм; Д6 = — 3,22 m; R6 = — 1,78 т. •Сарактеристики систем #81= Н, 1+2,35 =16,45; Л. м= ~| 1 — =1,25; 2^06 6^5 + 6^24 «тм= 4,16+2,08=6,24; Я51= 1 1 = 1.8: 2,06 16,46 #6 10 = 1 1 1 = 3,17; Rji = ¦ 6,5 6,24 1 1 J_ __1_ 6,5 + 2,06 + 16J45 = 1,43. Распределение усилий R , R и R между систе- мами: /?j = 1,78 m; Дп=3,22+1,78=5 m; Яш=3,22 m; 16,45 P.i = P6i = Pti=- 16,45+ 1,25 1.8 1,83+3,17 1,43 1,78= 1,65; 5=1,8m; 3,22 = 0,6 m; 1,43 + 6,24 р3ю= 1,78— 1,65 = 0,13 m; P610 = 5— 1,8 = 3,2 m; P7io = 3,22 — 0,6 = 2,62 т. Усилия Раь (Pba) в стойках />2l = ^L (Р31 + РЫ+Р71)- «31 2,35 16.45 (1,65+1,8+0,6)= = 0,58m; P34 = TT^-4,05 = 3,47m; #78=-^X .10,00 ДЩ X(P3io+Peio+P7io) = ^(0,13+3,2+ 2,62)= 3,98m; 2 08 P810=rV,5.95=1'97m; ^5 3=P5l+P71=1.8 + 6,24 + 0,6 = 2,4 m; P35 = P3io = 0,13 m; P53 —Ps» = = 2,4-0,13=2,27 m; Pe7 = Psio +P6io = = 0,13+ 3,2 = 3,33 m; Pla = P7!=0,6 m; P07 — P76 = 3,33-0,6 = 2,73 m. Изгибающие моменты на концах стоек: М12 = —Af2i=0,58-4=2,32 тм; Л113=— М34=3,47•*=» = 13,9 тл; М87 = — Л178 = 3,98-6=23,88 тле; М109 = _ Л!9ю=1,97-6=11,82 тм; М83 = 6,2- 14-3-12 9-8-2 ¦2,27 = — 1,8 тм; Ms „ = 7,6 + 19,1 < 2,25-8 = 26,7тж; М67 = 3,2 — -+—- 2, 73 = -- 3,8 тм, 2-0,0 М7в = 8,9 + 2,75-8 — 7 = 23,9тле. Рамы типа 3 с ригелями конечной жестквста, жестко сопряженными с колоннами. В рамах этого типа, в связи с необходимостью учета деформаций ригелей, возрастает количество неизвестных и объем расчетов по сравнению с ранее рассмотренными ра- мами. С целью упрощения расчетов и сокращения их объема рекомендуется применение способов, осно- ванных на методе деформаций. Общим для всех этих способов является то, что рама рассчитывается сначала в предположении неподвижности всех ее узлов, а затем учитываются повороты и смещения их; при этом ре- активные усилия, возникающие в дополнительных опорных стержнях, препятствующих смещению и по- воротам узлов, прикладываются к рассчитываемой раме с обратным знаком в качестве внешней нагруз- ки. Окончательные эпюры моментов • находятся сум- мированием эпюр, полученных в раме с неподвижны-
126 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий ми узлами, с эпюрами; полученными в раме от отрица- тельных реактивных усилий. Для рам -рассматриваемого типа рекомендуются три излагаемые ниже способа расчета, каждый из ко- торых имеет свою рациональную область применения. Способ последовательных приближений наиболее рационально применять в рамах, рассчитываемых на однократную загрузку (всех стержней или части). Особенно быстро вычисляются искомые значения мо- ментов на концах стержней при отсутствии смещений узлов рамы. При необходимости определения отдель- но моментов от загружения каждого из стержней .ра- мы временной нагрузкой количество вычислений существенно возрастает и поэтому ; проще сначала оп- ределить моменты по концам-стержней, возникающие от единичных внешних, моментов, приложенных к каждому узлу рамы; а.затем, умножая их на дейст- вительные узловые моменты и суммируя, получать окончательные значения моментов. '¦ , , Способ приведенных характеристик рекомендует- ся применять для определения , моментов,! возникаю- щих~от единичных узловых внешних моментов. Поль- зование этим способом позволяет, за счет некоторого увеличения количества предварительных вычислений, значительно' быстрее, чем при способе последователь- ных приближений,' определить значения моментов на концах стержней. При этом-'способе моменты на кон- цах стержней определяются после однократного рас- пределения действующего узлового момента. Таким образом, способ приведенных характеристик следует применять при наличии большого количества отдель- ных загружений. Смешанный способ рационально применять- для расчета рам с ригелями, расположенными на одном уровне. В этом Случае в отличие от обычного смешан- ного метода строительной механики смещения узлов рассматриваются не [.как. неизвестные, а как' внешняя нагрузка. Однако при более сложных конфигурациях рам рациональнее, с точки зрения сокращения количе- ства вычислений, применять, способы последователь- ных, приближений или приведенных характеристик. Способ последовательных приближений. 1. Узлы ра- ны закреплены от горизонтальных смещений. Для получения основной системы закрепляются от пово- рота все. узлы рамы, за исключением шарнирных. Окончательные изгибающие моменты на концах каж- дого стержня определяются Как суммы, моментов, возникающих от внешней нагрузки в основной систе- ме, и моментов, возникающих вследствие фактически имеющего места поворота узлов рамы. Моменты от внешней нагрузки в основной системе определяются по формулам из табл. 4.2. Моменты от поворота уз- лов определяются путем последовательного' Освобож- дения каждого из узлов от закреплений, препятствую- щих их повороту, и распределения определенных в основной системе моментов от внешней нагрузки меж- ду стержнями рамы в соответствии с характеристика- ми стержней,; Характеристикой отдельного стержня рамы яв- ляется 'изгибающий момент, который .возникает на его конце при повороте этого конца на угол <р=1. Каждый стержень а—Ь в общем случае имеет две характеристики: , таь и тьа ¦ В стержнях постоян- ного сечения таь =тъа . . При повороте узла а на угол <р внешний момент, действующий в этом узле, уравновесится моментами обратного знака, возникающими на концах стержней, примыкающих к узлу. Так как все стержни узла по- ворачиваются на один и тот же угол <р, то возника- ющие в них моменты будут пропорциональны харав- теристикам таь этих стержней. . ^ Момент Май,. возникающий на конце а етержн* а—Ь, при повороте,узла а определится по формуле МаЬ = - таь 2 m ab M = — -qabM, у (4. где Ztriab — сумма характеристик всех стержней; примыкающих к узлу а; Чаб—коэффициент распределения, показы- вающий, какая- часть от внешнего мо- мента , М приходится на " стержень а—6| сумма коэффициентов распреде» ления ,2.-<10б в каждом узле равна еди» , нице. ¦ " ' , 1 ¦' . ' Пример. Случай распределения внешнего момент» М в узле а между стержнями, сходящимися в этом узле, и' переноса моментов в смежные узлы показа; на рис. 4.17. hj^ Рис. 4.17. Распределение момента ¦ между элементами, сходящимися . в узле, • : •',- • " - i " .' '"-' В этом случае М= Мф-,+ Маа -f- Мас, где Mab==—f[ab М-. та Ь Mad = — -nadM==- Мас = — ^ас М. Пай М; таь + таа + тас - тас М. таьЛ^ та.аЛ~ тас Для моментов устанавливается правило знаков» моменты, вращающие узел по часовой стрелке, счита- ются положительными, а вращающие против часовой стрелки—отрицательными, При повороте узла а на угол -<р на противоположном полностью защемленном конце 6 стержня а — b возникает момент Мьа того же знака, что и момент МаЪ ¦ Величина этого момента определяется путем' умножения момента Маь не коэффициент переноса Aaj. Таким образом]^ Ща=КъШаъ.: (4,7> Каждый стержень в общем случае имеет два ко- эффициента переноса: k^ и кьа . Для' стержней по- стоянного сечения каь = кьа =0,5. » Формулы для определения характеристик стерж- ней таь и коэффициентов переноса каь приведена в табл. 4.5, Вычисленные значения коэффициентов распределения и коэффициентов переноса рекомёнду-
Гл. 4. Каркасы. 127 Таблица 4;S* Коэффициенты /пи k Условия закрепления' Оба конца закрепле- ны от смещения jH.no- / ворота "Конец Ь закреплен только от смещения Конец а закреплен от смещения и от по- ворота Конец Ь закреплен только от поворота Конец а закреплен от смещения и от пог ворота (речение стержня Переменное Постоянное Переменное Постоянное Переменное Постоянное для различных случаев закрепления концов стержня Схема стержня с 1* н VL : ¦isa]»- ¦ 1 г 1 . !>.' . г-т—п-ПГЛ '' а §. а '. :HJU ' ./ 3' гНЙ" ¦ и Значения m и/г mab •;,•'. | .•',*«ft". , тЬ а | kba при фд= 1 | при <р6= 1 12Л—12В+4С?УН 4ЛС—ЗВ2 Я. ,- 4?У 3 EJH :Л е я 3EJ я "\ "" АН EJ Я ев—ас • , 12А—12В+4С 0,5 0 0 1 ' 1 ¦ 4С EJH 4АС—ЗВ2 Я 4Я/ Я 4С ?УН 4АС — ЗВ* Я ' 4?/ Я ?Ун . ч ЛЯ ~н~ 63—4С 4С 0,5 6В—4С 4С 0.5 1 1 ' ¦¦' К ¦'-¦ ' '-;'..¦¦'•' ¦ '". ' Обозначения: ц= 1; А = 1 + ац; В = 1-|-аа|л; C=l + a?i>.. • 1 Характеристики стержней рамы. Коэффициенты распределения и переноса Таблица 4.6 Узел 2 3 5 Стержень 2—1 2—3 3-2 3-4 3—5: 5-3 5-6 . J (отно- ситель- ный) 1,3 19 , 2,9 2,9 " 2,9 у 44 3,9 3,9 13 ¦•' Я 25,85 24 24 28,65 30 30 25,85 ,li: 13,6 0 0 14,2 0 0 12 а 0,342 0 0 0,44 0 0,342 о • А 5,67 1 , ¦ 1, 7,25 1 1 5.1 'в 2,59 ¦ I-;' 1 3,76 1 1. 2,41 С 1,54 1 1 2,22 1 1 ¦¦ 1.48 та Ь Е - 0,308 0,483 0,483 0,62 0,52 0.52 0,232 Е 0,791' 1,623 ' 0,752 1о6 = _ таЬ а о 0,39 0,61 0,298 ¦ 0,382 0,32 0,692 0,308 kab 1,52 0,5 0,5 1,54 0,5 0,5 1,44 1 Е~ ГаЬ при (Д=Ю0) 0.504 0,745 0,362 ется нанести для удобства пользования на специаль- ченйя kab надписываются у узла Ь, а значения но для этого 'вычерченной схеме рамы (рис. 4.18, в в кьа у узла а. примере расчета рамы). Пример. Расчет рамы (рис. 4.18,а и табл. 4.6) Коэффициент переноса рекомендуется надписы- производится без решения системы уравнений по сле- вать только для стержней переменного сечения. Зна- дующим этапам:
128 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий а) q =7 m/м iiiiiiimiliiiliml. щлё~® ы сош. @- Л1Т 44 U-24—i 6) -30- л 2<ЕЩ№Ж з) Г +76,26 2"+ 0,35. ¦I! 5 S9 I +89,68 5"+ 0,21 5'+2,17 5"* 0,43 2'+ 3,48 2"+0,17 5 + 25,95 5'+ 1,24 2 0/48,0 24,74 3BH+75,0 5+ 51,9 & i i с-. а' I 2-29,3 6,гЧ8,0 3-5.7 i44,65 3"-d,57 3,-11,4 3"-0J! Z-73,39 + ,.+ CNCN gfe 3,-12,24 3"-dl2 f-6,12 3'-0,62 1-25,17 + Л = + fO1" + N3 UjCrNCjC-,, )"^W + Pi INS Рис. 4.18. К примеру расчета двухпролетной рамы , а — схема рамы и нагрузки; б — моменты в ригеле без учета аоворота узлов; в — коэффициенты г и ft; а — составляющие и суммарные моменты в узлах от их поворота; д — суммарная эпюра моментов от нагрузки при несмещающихся узлах а) в основной системе определяются моменты в стержнях рамы от внешних нагрузок (рис. 4.18,6) с использованием формул из табл. 4.2; б) вычисляются по формулам табл. 4.5 характе- ристики стержней таь и коэффициенты переноса kab. Вычисляются коэффициенты распределения -г\аь в каждом узле (табл. 4.6). Коэффициенты kab и т\аЪ наносятся на схему рамы (рис. 4.18, в); б) определенные в первом этапе моменты на кон- цах стержней надписываются с их знаками над соот- ветствующим концом стержня на специально вычер- ченной схеме рамы и распределяются между всеми узлами рамы (рис. 4.18,г). Распределение внешних моментов, рассматривае- мых как неуравновешенные, производится следующим образом. Сначала освобождают от закрепления, препятст- вующего повороту, один из узлов, например узел 2, и действующий на него момент М2=+48 тм рас- пределяют между- стержнями 2—/ и' 2—3 на М\\ = => —.18,7 тм и М^\= —29,3 тм, величины которых за- писывают над стержнями у узла 2. Далее определяют М^\ =—14,65 тм, умножая на коэффициент переноса М\\ , и записывают его как нагрузку над стержнем 2—3 у узла 3. Затем рас- пределяют момент Ms=+75 тм, действующий на узел 5, получая и записывая М| \ =+23,1 тм; Mf\ =+51,9 тм и Mf\ =+25,95 тм. После этого определяют суммарный момент, действующий на узел 3, Af3=75—48+25,95—14,65=+38,3 тм и, распределяя его между сходящимися в узле стержнями, получа- ют М^=—11,4 тм; М$1 = 12,24 тм и A$J=—14,6 тм. Моменты M^l и М^ переносят в узлы 2 и 5, получая М^=— 5,7 тм и Л^33 =—6,12 тм. Эти неуравновешенные моменты распределяют между сходящимися в узлах 2 и 5 стержнями {М%^= = +2,22 тм; М f'? =+3,48 тм; М f'? =+1,88 тм и Л^5^+4,24 тм) и переносят к узлу 3 (М^= + 1,74тм . и Mf2=+2,12 тм). С полученным в узле 3 суммарным неуравнове- шенным моментом М3 = + 1,74+2,12=+3,86 тм про- делывают те Же операции распределения и переноса, в результате чего получают в узле 3 неуравновешен- ный момент М"г =0,17+0,21 = +0,38 тм, который при распределении дает Л132 =—0,11 тм; Л134 =—0,15 тм и -^35 =—0,12 тм. По величине полу- ченных моментов и сумме момен- тов в узле 3 видно, что дальнейшее распределение моментов можно не производить, так как погрешность оказалась небольшой (менее 0,06 тм). Окончательный момент на конце стержня равен алгебраической сумме моментов, надписанных у это- го конца. Для удобства суммирования моменты раз- ных знаков записывают по разные стороны от ..оси стержня. При величинах моментов целесообразно ста- вить значки, поясняющие, от действия какого момента получилась записанная величина момента и знак суммы. Моменты в узлах /, 4 и 6 определяются путем умножения на • коэффициенты переноса моментов 2 М^ъ 2.М34 и ЕЛ45в. Окончательная эпюра моментов , приведена на рис. 4.18, б. В случаях, когда при расчете рам необходимо учитывать смещение узлов, окончательные моменты представляют собой суммы моментов, возникающих в раме, не имеющей смещений и моментов, получен- ных от смещений узлов. Определение последних произ-. водится по приведенным ниже указаниям в соответст- вующем примере расчета (рис. 4.19, виг). Рационально производить все операции по рас- пределению и переносу моментов не на схемах рам, а в табличной форме. В качестве примера приведена табл. 4.7, в которой определены моменты для ранее рассчитанной двухпролетной рамы (рис. 4.18, а). При этом рекомендуется в каждом цикле производить распределение суммарного неуравновешенного мо- мента каждого узла рамы и сразу же вычислять мо- менты, перенесенные на противоположные концы од- ноименных стержней, заполняя этими данными 1-ю строку последующего цикла распределения. При та- ком порядке достигается полное однообразие в ходе вычислений и уменьшается вероятность ошибок. Ко- личество таблиц, аналогичных табл. 4.7, равно коли- честву отдельных загружений. 2. Учет горизонтальных смещений узлов рамы. Если ригели ¦ рамы примыкают к колоннам в одном уровне, то расчет на .воздействие горизонтальных сме-
Гл?4. Каркасы 129 щенйй или горизонтальных сил, приложенных на уровне ригелей, производится так, как'показано в нижеследу- ющем примере. ! Пример.' а) В основной системе задается. любое горизонтальное смещение Д всех стоек рамы на уров- не ригеля и определяются по. формулам. из табл. . 4.3 возникающие от этого смещения ."изгибающие момен- ты по концам стоек (рис. 4.19, а и б). ,б) Определенные в основной, системе изгибаю-, щие моменты рассматриваются как внешние неурав- новешенные и распределяются по стержням. Распре- деление мржет быть произведено непосредственно на схеме рамыу/как это „было сделано на рис. 4.18, в и г или лучше в табличной форме (табл. 4.7), Рис. 4.19. К примеру расчета двухпролехной рамы а — деформация стоек при смещении ригеля на Д= I; 6^эпю- ры моментов в стойках при смещении ригеля без поворота уз- лов; в — эпюра моментов от смещения, рамы; г— окончатель- ная эпюра моментов в граме со смещающимися узлами. ' Полученная в "результате распределения эпюра; моментов (рис. 4.19,в) возникла от заданного смеще- аия Д = 100. Она,же может рассматриваться каклэпю- :ра, возникшая от горизонтальной силы, приложенной на уровне ригеля и. равной сумме поперечных сил стоек рамына этом уровне.? У •':¦,' Определение величины этой горизонтальной силы (равной реакции в .дополнительном опорном стержне) рекомендуется производить в табличной форме.- - В габл. 4.8 определены величины реакций, дополнитель- ного опорного стержня'¦ от двух воздействий:, от рав-, номерно распределенной на. ригелях , нагрузки интен- сивностью 0=1 т/ж, #=4},65 т; от горизонтального смещения , Д=И0О на уровне1 ригеля R=l$4 т. Для получения эпюры моментов рассматриваемой рамы от5 горизонтальной^ силы Р=,1 "г, приложенной аа уровне ригеля, следует ординаты эпюры (рис. 4.19, в) разделить на 1,34; для получения .эпюры• "моментов-: от смещения, возникшего вследствие загрузки ригелей рамы равномерно распределенной нагрузкой q==\ т/м, следует ординаты эпюры умножить на коэффициент, ¦.'¦-.¦¦ 0,65 ¦ ¦ ' '•- равный ——2=0,485. .'¦ Окончательная эпюра моментов в раме (рис. 4.18,а) с учетом фактического горизцнтального сме- щения получается путем суммирования ординат эпю- q.-§16' ¦':-' ры по-рис. 4.18, д с ординатами эпюры по рис. 4.19, в, предварительно умноженными на коэффициент 0,485. Вычисление ординат окончательной эпюры момен- тов произведено в: табл. 4.9, а сама эпюра изображе- на на рис. 4.19,г. j Если ригели примыкают к общим колоннам на. разных уровнях, расчет производится в следующей последовательности;: !,"''¦•¦ - а) в основной / системе задаются горизонтальные смещения стоек на уровне каждого из ригелей и оп- ределяются ¦ возникающие от этих}¦ смещений эпюры :,изгибающих моментов в стойках (рис! 4.20, а, и б), ¦причем количестве таких эпюр равно количеству не-, зависимых смещений; б) изгибающие моменты' по концам стоек,' примы- кающим ' к ригелям, полученные от смещений в ос-. новной системе, /распределяются так же, как это было указано, ранее (на схеме или в соответствующей: таб-. лице)^Характер, эпюр моментов, получаемых после распределения, показан на рис. 4.20," в и е. В допол-, нительных опорных стержнях на уровне ригелей воз-. .никают реакции йп. Ri2 и~/?22, определяемые: из полу- ченных' эпюр; ¦ : в) составляются уравнения равновесия,1 выража-1 ющие условия равенства нулю реакций в дополни- тельных опорных стержнях, фактически: отсутствую- щих в рассчитываемой раме; количество уравнений!, равно числу независимых смещений. Для рамы по. рис. 4,20, а уравнения. имеют вид , R^x +R22x^+R2P = Q,j - '' где R^p и R2p — соответственно реакции в опорных стержнях от; внешних воздействий (нагрузок или сме- щений); в частности, когда внешним воздействием являются смещения Ai и Д2, то RlP — Дгвп и R2P = Рис. 4.20. Эпюру моментов в раме с ригелями, примыкающими к колоннам на разных уровнях а —эпюра моментов, соответствующая смещению риге- ля 2—3; б—то же, ригеля 4—5; в--эпюра распределен- ных по всей раме моментов от смещения ригеля 2—3; г — то же, ригеля А—5 Из решения уравнений находят неизвестные ко- эффициенты *1~й Хъ г) находят окончательную эпюру моментов пу- тем суммирования эпюры, изображенной на рис.
(130 Раздел II. Стальные конструкции промышленных, зданий . < II I III lllll I II III! i 1. '. ! ! ! ' ' : Таблица 4.7 Изгибающие моменты при нагрузке на ригелях q=i т/м и смещении ригелей на А=100 Узлы Стержни Коэффи- циенты kab 1-й цикл 2-й Цикл, .." 3-й цикл . 4-й цикл 5-й цикл внешние .¦"¦ МУ: : Мн My Мя '¦ '¦' My ¦Ma My мн ¦ My •Окончательные мо- менты (суммы мо- ментов по вертикали) 1 1-й ЦИКЛ 2-й ЦИКЛ 3-й - ЦИКЛ 4-й цикл Мн i внешние My мн My ¦МИ My Мн My Окончательные моменты 2 , 2—1 0,39 1,52 . 2-3 .0,61 0,5 ¦ . . ' 3 3-2 0,298 0,5 3-4 0,382 1,54 3-5 0,32 0,5 5 5-3 0,692 0*5 5-е 0,308 1,44 1 л2 ¦ '.-¦' 4 4-3 - 6 6-5 - Нагрузка на ригели q = i т/м ' - - -18,7 +1.58 +0,64 +0,16 +0,06 : -16,26' +48 ' —29,3 -4,02 +2,44 -1,63 +0,99 -0,4 +0,24 -0,16 ¦'" +0.1 +16,26 - -48 -8,03 -14,65 -3.35 +1-.22 -0,8 +0,5 -0,32 +0,12 ' -0,08 -73,39 -10,31 —4,34 -1,05 -0,43 -0,1 -16,23 +75- , -8,65 +25,95 -3,6 +1.5 -0,86 . +0,63 -0,36 +0,15 +0,09 1 +89,68 -75 +51,9 -4,33 +з: -1,8 +1,25' -0,43 +0,3 -0,18 +0,12 -25,17 +23,1 +1,33 +0,33 +0.13 +0,06 +25,17 -' -24,7 — -25 - +36,2 Г о р и з: о н т а л ь н о е о м е щ' е и и е Д =' 1 0 0 +3 • -1,17 +0,32 -0,1 +0,03 +2,08 -1,83 , —0,82 +0,5 +0,25 —0,15 —0,09 +0,06 -2,08 —1,64 -0,91 +0.5 +0,25 —.0,17 —0,08' ¦'. +0,05 ¦ ' ~~2 +5,5 —2,1 ч +0,64 -0.21 ' +0.07 +3,9 —1,76 —0,76 +0,53 +0,31 ¦ :, -0,18. -0,1 , +0,06 -1,9 -1,52 -0,88 +0,61 +0,27 -0,19 —0,09 +0,06 —1,74 +2,2 —0,68 ,+0.27 -0,08 +0,03 • +1,74 +10 —1,78 , +0,49 -0,15 +0,05 +8,61 +15,9 Г3'23: +0,96 —0,32 +0,11 +13,42 +7,15 -1,05 +0,42 -0,12 +0,05 +6,45 t,- 4.20, а, умноженной на Х\ с эпюрой, изображенной на рис. 4.20,г, умноженной на х2. Способ приведенных характеристик. I. Узлы ра- мы закреплены от горизонтальных смещений. Внеш- ний, момент, приложенный в каком-либо узле рамы, распределяется между стержнями, сходящимися в этом узле в соответствии с приведенными характери- стиками этих стержней. Приведенной характеристи- кой отдельного стержня а—b является изгибающий момент i'aj, , возникающий на конце а стержня, при повороте этого конца на угол ф — 1 при условии, что второй конец стержня, в это. время закреплен, в со- ответствии с жесткостью примыкающих к этому кон- цу стержней. Каждый стержень имеет две приведенные харак- теристики; iab ^- момент, возникающий на конце о при его повороте на угол ?=1 и действительном защемлении конца 6; iba— момент, возникающий на конце b при его повороте на угол ф =;1 и действительном защемлении конца л. Приведенные характеристики iab и iba в об- щем случае определяются по формулам
Pa. 4. Каркасы- 131 lab: lba = 1 — kgb kba/-\- ab l — kgbkba + ag ' mab'> l + aa mba [(4.9) где таь и mba — характеристики стержня а—Ь о полностью защемленными концами, определение ко* торых дано ранее; kab и fea — коэффициенты пе- реноса для стержней с характеристиками тф и mba. Величины т. и k определены л о формулам табл. 4.10. Для стержней постоянного сечения kab = kba = 0,5. Таблица U Сила реакции в дополнительном опорном стержне, препятствующем смещению узлов Стойка Высота Я в м Нагрузка на. ригелях ? = 1 т/щ Реакция от нагрузки Rb в от Моменты по концам МаЬ в тм мЬа в тм МаЬ +мЬа в тм Определение R МаЬ+Ща в т Горизонтальное смещение Д = 100 Реакция от нагрузки R. в от Моменты по концам МаЬ в тм М, Ьа Определение R МаЬ+МЬа в тм МдЬ+Щд Н в т RnB т 2—1 25,85 28,65 25,85 Окончательно —16,26 —16,23 +25,17 R = 2 Rb+ —24,7 —25 +36,2 —40,96 —41,23 +61,37 —1,58 —1,44 + 2,37 —1,58 —1,44 +2,37 y*ab+MbaY ¦•ZR„ -0,65 +2,08 + 3,9 +1,74 + 8,61 +13,42 + 6,45 + 10,69 +17,32 + 8,19 +0,41 +0,61 +0,32 +0,41 +0,61 +0,32 R = SR =+1,34 Суммарные моменты в элементах рамы Та 6 лица 4.8 Узлы ""-^.^^ Стержни менты в тм X. В ; несмещаемой раме. . . . . . От смещений . , Окончательные . '¦¦--.. 2 2-1, ,, —16,26 + 1,01 -^15,25 2-3 + 16,26 — 1,01 +15,25 3 3-2 —73,39 — 0,97 —74,36 3-4 —16,23 + 1,89 —14,34 ,3—5 +89,68 — 0,92 +88,76 5. 5-3 —25,17 — 0,84 —26,01 5-6 +25,17 + 0,84 +26,01 / 1-2 ч / —24,7 + 4,18 —20,52 4 4—3 ', ^-25 + 6,5 —18,5 6 6—5 +36,2 + 3,12 +39,32 Та б л и ц а 4.18 ' ' Узел о 2 3 5 i * г •*/ Стер- жень а—Ь 2—1 2-3 3-2 3—4 3-5 5—3 5-6 п,,+ г, t ^3 4 + *3 2 м- ;- ^I« f. (см. табл. 4.6) 0,308 0,483 0,483 \ 0,62 0,52 0,52 0,232 Коэффициенты распределения и '., Определение lab ^ S'*' . ~ ¦ ^ 0,62+0,.43 = 1,05* 0,308 — 0,232 0,62+0,41=1,03** • 1 — а HIS II _ 2.17 Z.o,em — ¦ 0,446 1,98 — ¦ •а в + С— 'о , 2,92 1.39J, ^- . 1.2 е: 2,73 ¦' — -¦'-".- ' '¦ - ' '¦'. ¦ переноса + 3,17 1,64 — 1,45 2,98 • — •о а S в + 8° + ""' ' II •о , 0,308 0,445 0,41 0,62 0,43 ' 0,477 0,232 моментов Распределение внешнего мо мента в узле а ль ¦J3 0,753 1,46 0,709 в ? в Н 0,409 0,591 0,281 0,425 0,294 0,672 0,328 Значения коэф- фициента пере- носа от узла а к смежному kab в + _i_ 5,84 . 2,77 — 2,39 5,46 — s •о в 1 it II - а I-* 1,52 0,372 0,23 1,54 0,187 0,362 ,1,44 Распределение пере- несенного в узелка момента ¦.''¦'.¦• Коэффициенты %ь (при М=1 на конце а стержня а—Ь) 1 1 1 ,0,591 0,409 1 1 I .. 1 0,489 1 0,511 1 1 . _ \ . — 0,398 0,602 1 — —
132 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий я в этом случае формулы (4.9) принимают вид ' 0,75 + щ . 0,75 + «а 1аЪ = - , , ... mab; На= , , —«6а- (4.9') 1 + «6 1+*в Коэффициенты аа и aj определяются по фор- мулам 2*0 aft = «aft (4.10) где Stj и 2 ia -соответственно сумма приведенных характеристик всех стержней, примыкающих к узлу Ь (или а), исключая стержень а—Ь (или Ъ—а). мьл : - KV Ряс. 4.21. Распределение момента, при- ложенного в узле а, при упругом за- щемлении, узлов а и Ъ При полном защемлении конца Ь (или а) стержня s—Ь (или Ъ—a) iabthci) =таЬ(ЪауТ- е- приведенная ха- рактеристика совпадает с характеристикой стержня, защемленного на обоих концах. При повороте узла о на угол tp внешний момент М, действующий в этом узле, уравновесится моментами обратного знака, возникающими на концах стержней, сходящихся в узле а. Момент Маъ, возникший при этом на конце а стержня a—Ь, определится по фор- муле МаЬ = - tab Ъ1аъ = — -ЧаЪМ, (4.11) где Шаь —сумма приведенных характеристик всех стержней, сходящихся в узле а (на рис. 4.21 21аъ = = tab + iad + l'ae); 'ЧаЬ — коэффициент распределения в узле а, показывающий, какая часть внешнего момента, действующего в этом узле, приходится на стер- жень a—6. Сумма 2т)0ь всех стержней в каждом узле равна единице. Правило знаков для моментов такое же, как и в- способе последовательных приближений: моменты, вращающие узлы по часовой стрелке, считаются поло- жительными, а моменты обратного направления — от- рицательными. При повороте узла а на угол <? на противоположных упруго защемленных концах Ь стерж- ней а—Ь возникнут моменты Мьа того же знака, что а моменты Маъ. Величина момента Мьа' определяется путем умно- жения момента Маь на коэффициент переноса яо фор- муле Mb d=kabMab. (4.12) Величины kab и k-oa определяются по формула*; «a Ь '¦ 0-—kabha) + аЬ kb ааа (1— kab kba) + aa Для стержня постоянного сечения 0,5 aft aft На = (4.13, kab 0,75 -Ь«й 1,5+2а6' аа 1,5 + 2,ад 14. 13'| Момент Мьа, возникший на конце Ь стержня о—Ь. подлежит в свою очередь распределению в узле 6, Поскольку величина . момента Мь а определена с учетом уже совершившегося поворота узла Ь, следует учитывать все стержни, сходящиеся в узле Ь, за исклю- чением стержня Ъ.—а, поворот которого уже учтен. Момент, возникающий на конце Ь любого стержня Ьп, примыкающего к узлу Ь, определится по формуле (ft п Щп~— -ТГГ- МЬа = — гЬпМЬа, (4.14) 2«ьл где 2J6/2—сумма приведенных характеристик всех стержней, сходящихся в узле 6, за исключе- нием стержня Ь—а, на конце Ь которого действует, уже известный момент Мьа (на рис. 4.21 2ift„=iftH-iftn); ?6 л—коэффициент распределения- в узле Ь, пока- - зывающий, какая часть момента Мь а, при- шедшего в узел Ь, приходится <на стер- жень Ьп; 2 Ебя — сумма е всех стержней узла 6 '(без учета стержня 6—а) равна единице. Расчет рамы производится без решения системы уравнений по следующим этапам: а) определяют характеристики стержней таь и 1аЬ, коэффициенты аа и аь, коэффициенты распреде- ления fia/, и гфа для узлов, к которым приложены внешние моменты, а также коэффициенты распределе- ния eft п для узлов, в которых действуют перенесенные моменты и коэффициенты переноса kab и kb а каждого стержня; б) строят эпюры моментов от действия единичны* моментов, приложенных к каждому узлу; в) строят эпюры моментов от внешней нагрузки при условии закрепления концов стержней от повороте и смещения; г) определяют окончательные эпюры моменте* путем суммирования эпюр от единичных моментов, предварительно умноженных на величины моментов or
Wл,; 4, Каркасы ш ц в) ¦ MfWO 6) ,м=юо :.5„ %П'^щ--'^мЩ ¦wniiitT]] Ofe ггг"— '- ¦ j-ntiftini ¦ ^к || 2-92 Фз,1б®^5 d)4%2 3Щцщ Ф7 ¦. 380 f=Wo № Рил, 4.22. К примеру расчета двухпролетяой рамы а— распределение'момента, приложенного в узле 2 при отсут- ствий смещения -узлов рамы; б — то же, в узле 3; в.— то ;жё; ч узле $; з ¦— окончательная эпюра моментов при загружении ригеля '2—3; д«- то же, при загружении 'ригеля 3—5 внешней нагрузки, с эпюрами от внешней нагрузки, определенными в пункте в. . Пример., Расчет даухпролетной рамы по рис. 4,18,6 при загружении отдельно стержней 2—3 и 3—5 равно-» мерно распределенной нагрузкой"q=\ т/м. '•"'' , Вычисления удобнее всего располагать в таблицах. 1,-й этап (табл. 4,10).- Вычисления коэффициентов' следует начинать с тех стержней, которые, имеют четкие закрепления концов (заделка или шарнир); 2-й этап: (табл. 4.11 и рис,. 4.22, а, б и. в); 3-й этап (рис. 4.18,6);¦'¦. '4-й этап, (табл. 4.12 и рис. 4,22 г и д). 2. "Узлы рамы, имеют горизонтальные смещения. За основную систему принимается рама с, узлами, закреп- ленными' от смещения и от поворота. Расчет произво* дится в той же последовательности, что и при спВсобе последовательных приближений: Отличие заключается только в' распределении по отдельным: стержням изги-' бающих моментов, определенных, в основной системе оХ смещений (или от'соответствующих смещениям, горизот:- ; тальных сил):. . ': ¦''¦¦¦'.'.¦ , Здесь это распределение производится не способов последовательных приближений, а с использованием полученных ранее эпюр: от единичных внешних момен-. тов, приложенных в узлах несмещаемой рамы; Для получения эпюр моментов, возникающих от единичных смещений, надо" сложить эпюры моментов. .,¦¦.•¦''¦?...',:¦'¦• ' ..-., ..U ¦ ..''.._.."¦ "¦""'"...•' Та б л и д,а 4.18, Уравновешивающие моменты да концах стержней при действии внешнего момента М=100 в узлах 2, 3, 5- |Узй|; '.-. ?¦¦¦•¦' '¦ ¦ 3 :¦. ,' 6; .V; '¦.'':'' ;.'• <¦;¦'¦ : <?¦. . Момент •\".."'Af.'i ./ Ми .-.¦.; . '. . ' - ... ', м,.,. ¦¦:.'.¦; Aft«. .;. ' ¦¦¦.'Af5,¦'•,¦¦ .,' <;¦'¦ ¦%.•'¦¦¦'.¦,' '. Af,, ; ".; я,,.'.;;.".';. :Af, s .; . - : —— — ; — : -г—: : г '."¦ / Значения уравновешивающих моментов в узла? рамы при действии момента. Af=100, ;; ;' ¦ ? ;¦¦'.-' "¦ г?: ...... ' ¦ ..-.юот)2., =—4о,9. , ,;: ' — 100 1)2а=—59,1 : , ' ,. : ! — М2 , jj,", =: — 59,1-0,372=—22 ¦ ... —Afas>a4 = 22-0,591 = 13 :.. J— AfajSa в = 22-0,409 = 9 ...:. М.,%кг 5— 9-0,187=1,7 , - Af, , %в=— 1,7-1=-^1,7 ; ЛВД, %\- = — 40,9-1,52 .= -62,2 :; Afajfta 4 = 13-1,54=20 Af5a As а= -1,7.1,44=-2)45 , .','¦';:" 3 \ ' ..: - Af2 , ц , = + 6,46-1 = + 6,46 -- Af, , ft, 2 = ~^28,1-0,23=-6.-46 '.-' \ -,100ir|a2 = -28,l '. ':'¦ . — 100 %i = r-,42,5 ¦¦ ¦¦ • л; :_100i)a5=,— 29,4 ; M, t% 5 = - 29,4-0,187 = - 5,5 ,—Af5aS6e = + 5,5-l=+5,5 '. M2t"kil=.+ 6,46-1,52= + 9,82: Af„\ *,«, = '— 42,5-1,54 = —65,5 Af„ efeeo =+5,5-1,44 = + 7,92 .;.. - ¦:'.- ' ¦5'T:'': "'•.'. .-:-v; — At2, ч ,*= — 2,22-i = —2,22: ;};„;,, — Afa a ftaa: = ? 9.67-0,23 = + 2,22;:: •+Af86eaa =+ 24,3-0,398^4:9,67''; — Af, 5 s, ( = + 24,3-0,602 = + 14,6 ; : „ Msaks, = — 57,2-0,362 — — 24,3 — 100 T]5, = ^ 67,2-: •'• ¦¦¦', -'¦'¦ .., , — 100 tjb e = — 32,8 Af2 , k2 , = — 2,22-1,56 = —'3,46 * M,ikai = + 14,6-1,54=22,5 . А16вА5в = —32,8-1,44=—47,2 ., возникающие от действия единичного внешнего, момен- та в отдельных узлах, предварительно умноженные на соответствующие величины моментов,: возникшие в основной системе от единичных смещений; Далее ' на основании,полученных эпюр следует най^ ги реакции, ^п, 'R'u, R& и т. д. на каждом из уроввей и выполяить такую же работу, как и в 3-м и 4-м этапе при расчете,на горизонтальные воздействия по способу последовательных; приближений. Смешайный способ расчета с учетом горизонталь- ного смещения узлов в качестве внешней нагрузки. При расчете рам .методами строительной механики с вклю- .чением смещения в качестве, неизвестного: 'смещение 'входит в, состав уравнений. Это приводит к нарушению.; трехчленной. структуры уравнений и усложнению; ре- шения.'Для устранения этого при расчете рам емешан- «ым епосоёвм сначала рассматривается рама с несме- щаёмыми узлами, а затем смещения прикладываются, как одно из внешних воздействий;: JA Окончательные моменты в, стержнях рамы опрёде» ляются суммированием моментов8 в раме с несмещаеВД-; ми узлами с моментами, полученными or :смещвййй узлов. . '¦"'¦¦. Моменты, возникающие в стержнях рамы от задан- ных смещений, определяются так же, как и.-'Момекща от внешних нагрузок,, при решении системы, уравнений, относящихся к несмещаемой раме. Действительные же;, величины смещений определяются,' как >и-в предыдущих епосрбах, из того условия,? что в рассчитываемой pakev нет .дополнительных стержней, препятствующих смёще^ нию узлов, и, следовательно; сумма.. реакций в этих дополнительных стержнях от внешней нагрузки и от фактических смещений должна быть равна :нулю. ...
134 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Т а б л и и а 4Л8 Моменты по концам стержней при отдельном загружении пролетов 2—3 и 3—5 и суммарном Узел 2 3 5 1 4 ¦"• 6 Стер- жень 2—3 2—1 3-2 3-4 3—5 5-3 5—6 1—2 4—3 - 6-5 Значения уравновешива- ющих моментов при Af=100 в узлах рамы 2 —59,1 -40,9 —22 +13 +9 +1.7 —1,7 -62,2 +20 : -2,45 4 з —6,46 +6,46 —28,1 —42,5 . —29,4 -5.5 +5,5 , +9,82 —65,5 +7,92 5 1 . —2,22 +2,22 +9,67' +14,6 —24,3 -67,2 —32,8 -3,46 +22,5 —47,2 Значения моментов при нагр узке на стержне 2—3 уравновешивающие При .'-''' '¦'М, ,=+48 ( М3,=^-48 в узлах рамы 2 —28,37 —19; 63 —10,56 + 6,24 . + 4,32 + 0,82 — 0,82 —29,86 + 9,6 V- 1,18 3 + 3,1 -3,1 -13,49 -20,4 --14,11 + 2,64 ¦ — 2,64 — 4,71 +31,44 — 3,8 окончатель- ные моменты в/п м 48—25,27=22,73 —22,73 —48+2,93= ,=-45,07 +22,64 +18,43 + 3,46 — 3,46^ —34,57 +41,04 — 4,98 Значения моментов при нагрузке на стержне уравновешивающие при ЛГав=+75 | Msa=—75 в узлах рамы 3 — 4,85 + 4,85 :—21.08 —31,88 —22,05 — 4,1 + 4Л + 7,37 ¦- —49,12 + 5,94 5 — 1,66 + 1,66 — 7,25 —10,95 +18,23 +50,4 +24,62 + 2,6 ^16,88 +35,4 3-5 '•¦'.¦: окончатель- ные моменты вот м [ — 6,51 ' . + 6.51 —28,33 —42,83 '_ 75—3,82=71,18 —75+46,28= =—28,72 +28,72 + 9,97 —66 +41,44 ¦¦¦¦V .' Значения суммарного момента при загрузке пролетов 2-3 я 3-^-5 в m м +16,22 —16.22, —73,4 —16.19 +89,61 —25,26 +25,26 -24,6 -24,96 +36,46 0,0888 В рамах с ригелями* расположенными на разных уровнях, для определения величины смещений гребу * ется решать дополнительно систему уравнений, выра-, жающую указанное выше условие равенства нулю ~~" усилий в дополнительных опорных' стержнях, препят- ствующих смещению. Кроме тогд, в этих рамах к©лй- чество неизвестных больше, чем в рамах с ригелями, расположенными на одном уровне. Поэтому примене- ние; настоящего способа целесообразно в основном только в рамах с ригелями, расположенными на одном уровне. Раму с несмещаемыми узлами рекомендуется ре- шать методом сил, приняв за неизвестные моменты по 00942концам стержней. . ",'. ¦'¦.-¦'¦'., На рис. 4.23 показаны эпюры моментов в основной системе двухпррлетной рамы по рис. 4,18, а от лишних неизвестных и от некоторых видов внешних нагрузок. При определении перемещений от лишних нейз-. вестных и от внешних нагрузок рекомендуется пользо- ваться способом перемножения эпюр статически неоп- ределимой системы с соответствующими эпюрами любой статически определимой неизменяемой системы, которая может быть получена-из рассматриваемой ста-> тичёски неопределимой системы. Так< например, для вычисления 8ц и ,81а доста- точно перемножить эпюру, изображенную на- рис. 4.23,а, соответственно с эпюрами, изображенными , на рис. 4.23, ж и яс'; для получения 822> можно перемно- жить эпюру, изображенную на рис. ,4,23, б, с эпюрой, изображенной на рис. 4.23, ж', и т. д. Рис. 4.33. Эпюры- моментов * в двухпролеткой раме по рис, 4.18.. а -~ эпюра моментов,в основной системе от xt=l; б —то же, oi х2=1; .в —то, же, от лга=1;' г — то же, от ж« = 1;. д — то же, от вКещевия верхних узлов на А = 100; е—<то же, от единично* nriom нагрузки; ж—«то- же,, в статически определимых системах от U,ojjj x.=i: ж'—- то же. от jc=1; з — то же, от xt=1 '*i=l - то же, от хг = от »=1; з1 - то же..
Гл. 4. Каркасы 135 При определении перемещений 81д, 82Д и т. д. от смещений или от соответствующих им горизонтальных сил, приложенных на уровне ригеля, рекомендуется использовать свойство взаимности реакций и перемеще- ний, согласно которому эти перемещения численно равны соответствующим реакциям опорного стержня в основной системе, взятым с обратным знаком (реакции считаются положительными, если их направление сов- падает с направлением смещения, т. е. 81Д =—г1д). Эти же перемещения, но при большем количестве вы- числений могут быть получены и путем перемножения эпюр, возникающих от смещения в основной системе (рис. 4.23, д), с соответствующими эпюрами в любой статически определимой системе (например, для полу- чения 81д — с эпюрой на рис. 4.23, ж).. Канонические трехчленные уравнения метода сил составляются для несмещаемой рамы. В число свобод- ных членов входят члены вида 81д, 82д и т. д., т. е. перемещения, вызванные единичным (или любым за- данным) смещением. После решения системы уравнений будут найдены значения неизвестных хъ Хг, хз и т. д. не только от внешних нагрузок, но и от заданного смещения. Эпюра моментов от смещения рамы, вызванного какой-либо нагрузкой, находится путем умножения ординат эпюры моментов в рассчитываемой раме от Jx «аданного смещения на коэффициент, равный р— , где R — реакция опорного стержня ш несмещаемой раме от нагрузки;. R& — реакция опорного стержня от сме- щения рамм на величину А (или усилие, вызывающее смещение рамы на величину А). Окончательные эпюры моментов получаются после суммирования эпюр от нагрузок с эпюрами от смещений, вызванных этими нагрузками. Пример. Приведем расчет смешанным способом двухпролетной рамы по рис. 4.18,а. Характеристики стержней этой рамы даны в табл. 4.6. Построение эпюр в основной системе, возникающих от единичных неизвестных и от нагрузок, приведено на рис. 4.23. Ординаты эпюр в сечениях 1, 4 и 6 вычисля- ются по формулам из табл. 4.2. Величины этих ординат могут быть взяты также из табл. 4.5, так как они чис- ленно равны соответствующим коэффициентам переноса kab етоек 2—/, 3—4 и 5—6. Эпюры от внешней нагрузки по ригелю даны на рис. 4.23, е. Эпюры от смещения А , принятого равным 100' и рассматриваемого как внешняя нагрузка, даны на рис. 4.23, д. Ординаты этих эпюр в сечениях 1, 4 я 6 вычисляются по форму- лам из табл. 4.3. Определение перемещений по направлению лишних неизвестных от единичных неизвестных и от нагрузок 1,52—0,14. 8„ = 24 3-2,9 1+0,14 2-1,3 24 8,85- 2-19 17 = 6,62; °12: 24 5.23 = 3-2,9 1—0,1 " 2-2,9 30 6-2,9 1—0,1 = 1,38; 813 = 814 = 0; 1,54+0,1 12,45- 2-2,9 " '"" .. 2-44 1,54+0,1 16,2 = 4,39; 12,45 Ч 2-44 + 1—0,1 3-3,9 2-2,9 12,45- 16,2=—1,63; 824=1 1,54+0,1 2-44 16,2 = 4,2; 30 , „„ . 30 , 1+0,165 1,282; В44 = -7ГТТ+ —^ 8,85- 6-3,9 3-3,9 1,44 — 0,165 2-1 2-13 Нагрузка на ригели q=\ т/м 243 8i?: 17 = 6,89. 24-2,9 303 «з? = - 198; 82|7 = - 198; = — 288; 84<? = — 288. 24-3,9 Смещение А = 100 1Д = - 100 г1д = 9,73; 82д = - 100 г2д = - 8,88; 54Д =— 100 г4Д = — 9,42, Таблица 4.13 Система уравнений 8ЗД =— 100гзд = 8 J4 уравнений 1 2 3 4 *» 6,02 1,38 — хг 1,38 4,39 -1,63 — х, _ —1,63 4,2 1,282 *« — 1,282 6,89 Ч —198 —198 —288 —288 Д 9,73 —8,88 . 8,88 —9,42 Решение системы уравнений дане в табл. 4.14. Определение окончательных значений моментов с учетом фактического смещения узлов рамы производит- вя так же, как и при способе последовательных при- ближений (табл. 4.8 и 4.9; рис. 4.19„г). Е. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ КОЛОНН Горизонтальные деформации (смещения) колонн в поперечном направлении, на уровне верхнего пояса подкраповых балок в цехах металлургических заводов с тяжелым режимом работы, а также колонн откры- тых подкрановых эстакад не должны превышать: для зданий или отдельных пролетов' при плоской расчетной схеме •' 7г; то же, при пространственной расчетной 1 схеме .„„^ft; для открытых подкрановых эстакад неза- 1 4000 висимо от расчетной схемы 4000 Л. Проверка величины горизонтальных смещений ко- лонн в остальных случаях не является обязательной и величина деформаций этих колонн не нормируется. Смещения колонн зданий и эстакад определяются от поперечных.сил торможения одного крана наиболь- шей грузоподъемности из числа установленных в зда- нии или на эстакаде. Величина смещения колонн опре- деляется из условия равенства смещений двух противо- стоящих колонн на уровне верхнего пояса подкрановых балок; для каждой из противостоящих колонн А и Б эти смещения могут быть определены по формуле Д = иАА иББ" иАБ."БА (8аа + 5бб)-(8аб+8ба) Т; (4.15)
136 Раздел If. Стальные конструкции промышленных эданйй Решение системы уравнений Та 6 л и да .4.1* Значение множителя а Способ полу- чения коэффи- циентов соот- ветствующих строк х% Значения неизвестных нри <? = 1 от/ж 4 = 100 2 1а\ II 3 S . 1Ьа III IV 1,38 _ 6,02 -0,229 1,63 4,074 1,282 3,549 = +,0,4, . -С 362 Умножением строки I на Kj Сложением строк 2 и 1а, . Умножением •.. строки II наI а2 Сложением строк 3 и II а2 Умножением строки III на as Сложением строк 4 и Шаа +6,02 ;-.'-'¦'.' -''. - > 1 — ¦¦:.- '. . -•¦''¦ . -'.' .-..;-; ¦ ,¦:- ¦'. +1,38 .+4,39 М),31б +4,074 —1,63 '¦ - ¦'• •¦¦'';- V - : .,-..' .'- - - —1,63, ¦:,-- ¦ —1,63 +4,2 -0,651 +3,549, - —' ;'П;.'¦ :'.г-'" '.' '-' ¦ -"¦'; - V - + 1,282 '¦- \ -+1,282 +6,89 --0,46 +6,43 —198 —198 + 45,4 -152,6 -288 —61 —349 " —288 + 126 —162 +9,73 -8,88 —2,23 -11,lit +8,88 —4,45 +4,43 —9,42 ^1,6; -11,02 *4=-=1^+25,2 6,43 +98,2 -9,1 + *з = + 89,1 +37,4' +35,6 + *а = +73 +32,8 +32,8 Л —16,7 I + *, = -)-16,1. _ -11,02 | 6,43, > + 1>71 —1.25 ^ .,-'"] + : —0,62' х, = -1,87 +2,73 Л : Г —0,75 > *2Г=+1.« -1,62 V 1 + -0,45; -2,07 в частном случае для симметричных рам ! я формула 4.15 принимает вид Д = °АА °ББ' r2 5АБ °АА + 'ББ' -¦2В 'АБ иБА (4.15') где Т —- наибольшее усилие от поперечного тор- можения одного крана, приходящееся. на колонну; 8АА — горизонтальнее перемещение колонн А . яа; уровне верхнего пояса подкрановой балки от, силы Р=1 т, приложенной к колонне. А на этом же уровне;, 8ББ -— горизонтальное перемещение колонны Б на уровне верхнего пояса подкрано- вой ' балки от силы Р= 1т, приложен- ной к колонне Б на этом же уровне;' i 8Бд—соответственно перемещения колонны А (Б) на уровне верхнего пбяса под- крановой балки от силы Р=1. "ту" прилей- ... "' женной к колонне Б (А) на этом же . . ' уровне. !->/ ¦'.';:' • ' Перемещения 8аа> ^бб и ^аб определяются в расчетной схеме рамы, без учёта кранового моста в ка- честве распорки. иАБ Ж. ПРОДОЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИЙ КАРКАСА Продольные конструкции каркаса имеют назначе- ние обеспечивать неизменяемость каркаса и устойчи- вость элементов в, продольном направлении,: а также воспринимать1 все внешние:воздействия,, на сооружение, в продольном направлении (ветер на торцовые "стены) продольное торможение; кранов; усилия, .вызываемые температурными деформациями* и др.); :.', Наибольшее распространение имеет Связевая систе- ма продольных конструкций.: При этой системе) по¦-каж- дому-' продольному ряду колонн располагаются верти- кальные \связи, «воспринимающие: нагрузки, направлен- ные вдоль, здания и .передающие их на фундаменты . ¦.-...-¦¦' Если' изгза расстановки оборудования, размещения проездов или других местных условий полностью отсут- ствует возможно.сть расположить связи по какому-либо из рядов, то восприятие продольных нагрузок и развяз- ка колонн этого ряда могут; осуществляться устройст- вом жестких сопряжений продольных элементов, карка- са с колоннами (рамная система) и установкой дополнительных горизонтальных связей, расположен- ных в плоскостях перекрытий или покрытий и передаю: щих усилия с этого ряда на смежные. Рекомендуется применение связей с обычной кре- стовой решёткой (рис. 4,34, а и б). Другие типы свя- зей—/полураскосные (рис. 4.24,в), аг также в виде порталов (рис." 4.24, г) или: подкосов (рис. 4.24^ д) при- меняются при невозможности размещения крестовой решетки или при шаге колонн 12 ж и более. ! : Подкрановые балки,*ригели фахверков, балки пло- щадок, перекрытий и , другие продольные элементы используются, обычно,,в качестве распорок, ,входящих в систему связей продольного каркаса. ..', Геометрическая схема вертикальных связей (раз- бивка панелей, и' решетки) должна назначаться с уче- том фактического расположения этих элементов.
Гл. 4. Каркасы 137 При наличии подстропильных ферм последние включаются в качестве продольного элемента в систему связей. Вертикальные связи проектируются двух типов; ос- новные — располагаемые по всей высоте колонн от верхнего конца до фундаментов; верхние — располагае- мые в пределах верхних участков колонн и обычно доводимые в одноэтажных промышленных зданиях только до уровня верха подкрановых балок. а) -0><Ц. 5S ZSZKES У/////№У//Ш1 У////>/ШМ////////////////, Рис. 4.24. Типы вертикальных связей по ко лоннам а в б — крестовые; в — полураскосные; г — порталь- ные; д — подкосные; / — зазор Основные связи должны воспринимать продольные усилия и обеспечивать неизменяемость конструкций каркаса в продольном направлении. Эти связи следует располагать в средней части температурного отсека здания, благодаря чему достигается свобода темпера- турных перемещений конструкций в обе стороны, а так- же снижение температурных напряжений и перемеще- ний в колоннах. Верхние связи должны обеспечить правильность установки верхушек колонн в период монтажа, а также непосредственную передачу продольных усилий с верх- них участков торцовых стен на ниже расположенные основные конструкции, служащие распорками (напри- мер, на подкрановые' балки, тормозные площадки, балки междуэтажных перекрытий), и далее через них на основные связи. Верхние связи рекомендуется уста- навливать по краям температурного отсека, а также в тех панелях, где расположены вертикальные и попереч- ные горизонтальные связи между ригелями покрытия. ¦ Распорки по верху колонн на участке с верхними связями не участвуют в работе на передачу продоль- ных усилий основным связям и служат только для развязки верхних участков колонн. Примыкание вертикальных связей к колоннам, имеющим постоянную высоту сечений, а также к верх- ним участкам колонн с переменной высотой сечения (ступенчатых) рекомендуется осуществлять по оси ко- лонн, при условии, что высота сечений не превышает 600 мм. В местах крепления связей к стенкам колонн должны быть установлены горизонтальные диафрагмы, 10—915 Рис. 4.25. Крепле- :& &ние связей к колоннам доходящие до поясных листов и приваренные к ним (рис. 4.25). В ряде случаев целесообразно смещать примыкания- связей с осей колонн, прикрепляя их к наружным или внутренним граням сечения колонн (в зависимости от высоты сечения колонн, положения примыкающих к колоннам стен, габаритов приближения кранов и дру- гих местных условий); при этом следует учитывать рас- положение подстропильных ферм, балок перекрытий и других продольных конструкций, помещая связи в одной плоскости с этими конструкциями, входящи- ми в качестве распорок в связевую систему. При высоте сечения колонн, превышающей 600 мм, а также при двухветвевых колоннах, сплошных или решетчатых реко- мендуется применять парные свя- зи, примыкающие к каждой грани или к каждой ветви колонны. В зданиях и сооружениях ме- таллургических заводов с тяжелым режимом работы вертикальные связи ниже уровня подкрановых балок при двухветвевых основных колоннах рекомендуется располагать в плоскости каж- дой из ветвей колонн; при наличии же фахверка в пло- скости наружной ветви колонн допускается установка связей на нижнем участке основной колонны только в плоскости подкрановой ветви колонны. При назначении геометрических схем продольного каркаса надлежит стремиться к центрированию эле- ментов на их геометрические оси; при невозможности соблюдения этого условия, в зависимости от величины эксцентрицитетов и действующих усилий, следует учи- тывать в отдельных случаях влияние внецентренного приложения усилий. В продольных конструкциях каркаса расчетной проверке подлежат: верхние связи, основные связи, рас- порки (или другие конструкции, выполняющие роль распорок), а также горизонтальные деформации (сме- щения) колонн на уровне верхнего пояса подкрановых балок в цехах металлургических заводов с тяжелым- режимом работы и в открытых подкрановых эстакадах; эти смещения в продольном направлении не должны превышать 'Дооо высоты колонн от низа башмака до уровня подкранового рельса. Смещения колонн опре- деляются от горизонтальной продольной нагрузки, вы- зываемой одним краном наибольшей грузоподъемности из числа установленных в пролете или на эстакаде. Продольная тормозная сила распределяется между всеми связями, установленными в пределах температур- ного отсека; при отсутствии вертикальных связей тор-, мозная сила передается на продольную раму, располо- женную в пределах температурного отсека. Расчет связей производится в предположении наличия полных шарниров во всех узлах, в том числе и в узле сопря- жения колонн с фундаментами. Распорки, расположен- ные на участке между двумя системами связей, рассчи- тываются только на растяжение; распорки, расположен- ные по одну сторону от связей, рассматриваются кав сжатые элементы. При применении крестовой решетки связей допу- скается производить расчет по условной схеме в пред- положении, что раскосы воспринимают только растяги- вающие усилия. Соответствующая расчетная схема связей изображена на рис. 4.26. Допускается не учи- тывать усилий, возникающих в элементах крестовых
138 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий связей от продольных.деформаций колонн. Расчет свя- зей производится как ферм с' параллельными поясами. Стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых элементов,, должны рассчитываться на усилие, равное условной поперечной силе Qyc., (в кг) в основном сжатом стержне, определяемой по табл. 2.13. 8 отношении значений предельной гибкости эти стерж- яи приравниваются к связям. с) g)* 1 Рис. 4.26. Расчетная схема крестовых свя- зей I J Рис. 4.27. Рекомен- дуемые сечения сжатых распорок связей а — крестовое из двух уголков; б — из швеллера с прива- ренным к его стенке уголком В зданиях и сооружениях металлургических заво- дов- с тяжелым режимом работы гибкость растянутых связей, расположенных по основным колоннам ниже подкрановых балок, не должна превышать 150. ' [гний щпшпппгтптН 2 3 дящиеся на связи, но и на соответствующую вертикаль- ную нагрузку; при этом балки, входящие в систему свя- зей, рекомендуется, с целью сокращения количества ти- пов и примыканий, сохранять такими же, как и на ос- тальных участках, на которых отсутствуют связи. Расчет на вертикальную нагрузку допускается про- изводить по упрощенной, статически определимой схеме. Изгибающий момент в балках определяется в предполо- жении неподвижного опирания их на подкосы по разрез- ной, и неразрезной схеме, а нормальная сила принимает- ся равной горизонтальной составляющей усилия в под- косах. Усилия в подкосах (в запас прочности) опреде- ляются без учета совместной работы подкосов и балки. При больших вертикальных нагрузках на подкрано- вые или другие балки, входящие в систему полураскос- ных, портальных или подкосных связей, рекомендуется проектировать связи по схемам, обеспечивающим сво. бодный прогиб этих балок в вертикальном направлении и восприятие связями только горизонтальных нагрузов (рис. 4.24, г, а и рис. 4.28). 3. УЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИИ Расчет стальных конструкций одноэтажных промыш- ленных зданий на температурные воздействия можно не производить: при расстояниях между температурными швами в конструкциях, в продольном и поперечном на- правлениях, не превышающих указанных в пункте 2.1, В; при применении конструктивных схем, в которых не происходит накапливания температурных перемещений вследствие работы промежуточных гибких конструкций в качестве компенсаторов (например, при поперечном расположении фонарей по схеме на рис. 4.29). '/М-уЬуУ^///у'М'У/''^/У/У///Мум^^ Рис. 4.29. Схема поперечных конструкций с воз- можностью свободных температурных дефор- маций Рис. 4.28. Примеры вертикальных связей по колон- нам, работающих только на горизонтальные на- грузки а — подкосы колонн; б — независимая рама; в — вертикаль- но свободное присоединение связей к середине балки; «¦^•деталь узла А: / — зазор; 2 —упор; 3 — направляющие Сечения элементов связей рекомендуется компоно- вать из равнобоких или неравнобоких уголков таким образом, чтобы большей расчетной длине элемента соот- ветствовал больший момент инерции сечения. Для сжа- тых распорок рекомендуется применение крестовых се- чений из двух уголков или сечений из швеллера с прива- ренным к его стенке уголком (рис. 4.27). При применении связей полураскосного типа (рис. 4.24, в) в виде порталов (рис. 4.24, г) или подкосов (рис. 4.24, д) с включенными в систему связей балками (водкрановыми, балками перекрытий и т. п.), несущими вертикальную нагрузку, элементы связей должны рассчи- тываться не только на горизонтальные нагрузки, прихо- В остальных случаях вопрос о необходимости расче- та конструкций на температурные воздействия следует решать в зависимости от величины расчетного темпера- турного перепада, жесткости колонн, узлов и уровня расположения продольных конструкций, подверженных температурным удлинениям, а также местоположения вертикальных связей, ограничивающих температурные деформации. В частности, при расположении вертикаль- ных связей посередине отсека практически допускают без расчетной проверки конструкций увеличенные в 1,4 раза расстояния между температурными швами. Уста- новка связей по обоим концам температурного отсека не рекомендуется, так. как такие связи препятствуют темпе- ратурным деформациям конструкций. При расчете на температурные воздействия реко- мендуется, как правило, учитывать температурные де- формации только продольных элементов (прогонов, подстропильных ферм, подкрановых балок и т. п.) или ригелей рам. Температурные деформации колонн учиты- ваются лишь в особых случаях при наличии большого местного нагрева их.
Гл.'4. Каркасы 139 Таблица 4.1» Определение моментов от температурных деформаций I Он 5 1—2 3-4 5—6 7—8 9—10 11—12 - Е 09 16 16 24 28 24 12 - 7 и а. 14 19 12,33 14 14 0 .- ' И 0,25 0,25 0.333 0,43 0,333 0 - + О 1,218 1,298 1,455 2,11 1,516 1 ... А- •а т Ss 4 100 4 100 13 800 22 000 13 800 1728 ¦* ч 4 994 5 322 20 100 46 500 21 000 1 728 _ 5,75 0,77 4 97 При Д = 0,01 м е < а S3 . СО 945 1260 1260 2830 945 315 6 п 0,189 0,237 0,0627 0,0609 0,0476 0,1825 2 гь -0,7797 ТА; R = 3,03 3,8 ' 1,5 1,705 1,14 2,19 - Rb-7.4rb; М При Д 2 а ¦»* -а 12,16 10,36 8,74 5,66 2,16 0 2 V ~мв- -А,- ¦О < S II а or 2,3 2,46 0,547 0,344 0,103 0 - 5.754 7.4шн. 2 «И а а' ё < II ' и ai 36,8 39,4 13,1 9,65 2,47 0 ... Окончательные значения R в -1.4 —1,76 —1,46 -0,44 -0,35 -1,35 ¦•¦- т i +o,s +0,7 +0.09 -0,09 -0.25 —1,35 - М в тм 1 -22 4 —28,1 —11,1 —12,6 —8,45 -Л6.3 в е +14,4 + 11.3 +2 —2,95 —6 —16,2 - а) 2 t*50° Ч (=50° 6 М00" 8 t=m" Ю 1-50' 12 1—" 0,7797 Рис. 4-30. Работа стоек рамы при температурных де- формациях ригелей а — схема рамы с указанием относительных жесткостей ^стоек я температур нагрева ригелей; б — эпюры моментов в. стойках ари смещении ригелей на Д=1 см, в — эпюры моментов в стойках при температурном расширении ригелей в одну сторо- ну; а <- окончательная эпюра моментов в стойках Расчетные колебания температуры устанавливаются с учетом возможных отклонений от обычных условий эксплуатации конструкций. В качестве расчетного пере- пада температуры рекомендуется принимать разность между средней температурой летнего и зимнего периодов (для открытых сооружений и в случае длительного срока монтажа закрытых сооружений) или возможную раз- ность между эксплуатационной температурой и темпера' турой периода монтажа конструкций. Усилия, возникающие в элементах конструкций oi ¦температурных воздействий, рекомендуется определять о использованием практических приемов расчета, изложен- ных выше; при этом допускаются следующие упрощения.; деформации продольных элементов и ригелей рам прини- мать равными температурному удлинению, без, учета влияния отпора колонн на уменьшение этого удлинения; деформации от изгиба ригелей рам не учитывать; сопря- жения продольных конструкций с колоннами при связе- вых схемах продольного каркаса принимать шарнир- ными. Пример. Расчет рамы (рис. 4.30) на воздействие равномерного нагрева ригелей 2—4, 4—6, 10—12 на 50*- и ригелей 6—8, 8—10 на 100°. Весь расчет сведен в табл. 4.15. Формулы для расчета даны в табл. 4.3. Нг рис. 4.30, бив изображены эпюры в основной системе •рамы с закрепленными от смещения узлами, а на рис. 4.30, г дана окончательная эпюра моментов. И. УЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ работы каркаса Целесообразность учета- пространственной работе, каркаса устанавливается в каждом отдельном случае, исходя из рассмотрения: размеров сооружения и его конструктивной схемы; характера, величины и способа приложения нагрузок; типа продольных конструкций о точки зрения соответствия их дополнительным требова- ниям (неразрезность, жесткость и т. п.), связанным е 10*
140 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий работой их на нагрузки, действующие в поперечном на- правлении. Как правило, учет простронственной работы каркаса становится рациональным и может дать экономический эффект в случаях: малой протяженности одноэтажных зданий (30— 40 л), если высота их при этом не меньше Vs длины; на- личия в зданиях.любой протяженности поперечных свя- зей или стен, расположенных не реже, чем через 30— 40 м и могущих служить опорами для продольных кон- струкций; наличия местных или подвижных нагрузок на отдельных колоннах, вызывающих значительные попе- речные смещения рам, если при этом в расчетных сече- ниях наиболее нагруженной колонны напряжения от из- гибающих моментов, вызванных этими нагрузками, сос- тавляют не менее 30—40% от напряжений, возникающих от всех нагрузок в раме, рассчитанной по плоскостной схеме; отличающихся шагах колонн по всем или по не- которым продольным рядам здания. При учете пространственной работы стальной каркас рассматривается как система взаимосвязанных попереч- ных рам и продольных конструкций (называемых в дальнейшем продольными дисками). Продольные диски,' рассчитываются как неразрезные балки на упругих опо- рах. Поперечные плоские рамы являются этими опорами и рассчитываются с учетом упругого закрепления от гори- зонтальных смещений на уровне продольных дисков. Распределение усилий между продольными конструкция- ми и поперечными рамами определяется из условия сов- местности деформаций этих двух систем конструкций" в месте их сопряжений и зависит от соотношения жест- костей продольных дисков и колонн поперечных рам, которое характеризуется коэффициентом пространствен- ной жесткости (416) где /д и Яд — соответственно момент инерции и модуль упругости материала продольного диска; f\ — смещение колонн поперечной рамы на уровне продольного диска от силы Р=1, приложенной на этом уровне в плоскости диска; Ь — расстояние между поперечными рамами. При определении /д сплошных и сквозных дисков рекомендуется вводить понижающие коэффициенты, учи- тывающие податливость сопряжений: при сварных и кле- паных сопряжениях — 0,8; при болтовых сопряжениях — 0,6. Смещение /i можно определить по формуле fl== v а, ¦ (4Л7) где Е — модуль упругости материала;^ — момент инер- ции нижнего (более жесткого) участка стойки; Н — вы- сота стойки от башмака до ригеля; Р — коэффициент, определяемый в зависимости от схемы и условий кон- цевых закреплений стойки по табл. 4.16. Суммирование з формуле (4.17) распространяется на все стойки рамы. При i)<0,l учет пространственной работы каркаса нецелесообразен. Продольные диски, учитываемые при пространственном расчете стальных каркасов, помимо достаточной жесткости в своей плоскости, должны удов- летворять условиям: обеспечивать восприятие не только пролетных, но и опорных, моментов; количество связы- ваемых ими в продольном направлении рам должно быть не менее шести. Таблица 4.18 Коэффициент р в формуле (4.17) Схема стойки и условия закрепления h; In Je { 4 =i_ / ''Г7 1 Vr4" Ln 1 1 /—' Значения (3 для стоек переменно- го сечения постоянного сечения 4С— ЗВа -*+: 6р 4С— ЗВа 6Р+4 6р+1 4С Обозначения Сч = 1 в *-л-1 L„ Ш р = _. А = 1 + «Щ1, + + «*№i В = 1 + «2 ^ + + i *s "i с = 1+,«з>1 + + "Sl"S,ll Jn-, J. a; 1 4C- 3Ba л+б7 6P-H 6p+l >co Ja-t 1* TU 4C- 3B3 4C J-=> ( J 1 Ln- P = A = B = C = -1 kH = JH I 4- a\x l + «V i + «V K) Jn~ *№- -1 , 1 kH J Jn Ln
Гл. 4. Каркасы 141 Функции продольных дисков, обеспечивающих про- странственную работу каркаса, могут выполнять не только стальные связевые фермы и площадки, но и про- дольные конструкции, выполненные из других материа- лов. К числу таких дисков относятся, например, кро- вельные покрытия и перекрытия из монолитного. желе- зобетона или из сборных железобетонных и армопенобе- •тонных плит. Обычно в промышленных зданиях имеется по высо- те несколько продольных дисков, удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям. Установление коли- чества дисков, подлежащих учету при расчете по прост- ранственной схеме, производится в каждом отдельном случае. В одноэтажных промышленных зданиях с ри- гелями, расположенными на одном уровне, как правило, учитывается только один продольный диск, располо- женный в уровне кровельного покрытия (горизонталь- ные связи или кровля). В одноэтажных зданиях с ри- гелями, расположенными на разных уровнях, могут учи- тываться диски, расположенные в уровне каждого из покрытий. Расчет каркаса по пространственной схеме произво- дится различно, в зависимости от жесткости продоль- ных дисков, количества включаемых в расчет продоль- ных дисков и расположения колонн в плане (одинаковые или разные шаги колонн по разным рядам). Методы расчета сооружений по ' пространственной схеме изложены в расчетно-теоретическом томе «Спра- вочника проектировщика». робчатой балке под краны смежных пролетов при загру- жении краном одного пролета. - 4. Упрощение и унификация геометрии поперечной конструкции, что имеет особое значение при компоновке многопролетных зданий с разными пролетами и вы«к тами. а) 22600 17000 Ур.гр, t0,00 По 1-1 «150 4150 1ш 26Z00 14 082 6650 750\Ш)0 1100Ш900 6) По 2-2 К. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ КАРКАСОВ 17000^ ЦУУУУЧ^УМ/УУ|УУУУЧ^ Задачей компоновки стальных каркасов одноэтаж- ных производственных зданий является установление оптимальных схем конструкций и соотношений их основ- ных параметров при условии полного удовлетворения требований эксплуатации и достижения наиболее эко- номного расходования металла и наиболее низкой тру- доемкости изготовления и монтажа. Последние два воп- роса подробно освещены в главах 24 и 26. Требования эксплуатации представляют собой ком- плекс- вопросов, вытекающих из современной технологии производства и учитывающих в нужной степени возмож- ности его дальнейшего развития. Вопросы эти сводятся в основном к установлению технологических габаритов производственных зданий, определению направления, мощности и высоты расположения производственных транспортных потоков и расположения крупного стацио- нарного оборудования. Все эти вопросы должны решать- ся технологами совместно с конструкторами. В настоящее время установились определенные тен- денции в развитии схем стальных каркасов одноэтажных производственных зданий, заключающиеся в следующем. 1. Увеличение шага поперечных конструкций с при- менением крупноразмерных элементов покрытий и сте- новых ограждений, приводящее к концентрации-металла в поперечных инструкциях и увеличению их жесткости, что отвечает требованиям укрупнения технологических агрегатов и повышения грузоподъемности кранового оборудований, а также дает более экономное решение по затрате металла. 2. Совмещение конструкций разного назначения в одну, как, например, устройство подстропильно-подкра- новых ферм в современных мартеновских цехах. 3. Создание пространственных конструкций, в кото- рых при обычных условиях работы происходит сниже- ние напряженного состояния вследствие пространствен- ного перераспределения усилий, как, например, в ко- Ургр*- 6В50± Л1/ЧЛ1А1/ .to,00* в) '—I li.®^- ©" а ^ г) -I—S—*- X .5 х X X X Ш U 20' 6000-120000 Рис. 4.31. Главное здание мартеновского цеха с печам» садкой 130 т а — поперечный' разрез; б — продольный разрез: а — план ,пе верхним поясам ферм; г — план по нижним поясам ферм} / — кран (3=175—50/15 Г, 3 — кран Q=»30j5 9 5. Унификация элементов несущих н ограждающих конструкций и их сопряжений. 6. Сокращение количества отдельных элементов кон* струкций." 7. Возможность укрулнйтельной сборки для монта- жа крупными блоками.
142 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Дальнейшее увеличение мощности технологических агрегатов и кранового оборудования ставит вопрос о це- лесообразности изоляции каркаса от крановых нагрузок {например, устройство напольного транспорта) и об ис- пользовании технологического оборудования в качестве зесущих конструкций, что должно значительно облег- тать конструкцию каркаса. Рис 4.32. Главное вдание мартеновского цеха с пе- чами садкой 250—500 т а =— поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план чо верхний поясам ферм; а — план по нижним поясам ферм; I —кран Q-359—¦75/15 »; Э — кран Q-125/30 г; 3 ^- моно- рельс При компоновке каркасов должны быть максималь- но использованы типовые проекты элементов стальных конструкций, список которых помещен в конце настоя- щей главы. Ниже приводится ряд характерных примеров совре- менных решений стальных каркасов одноэтажных про- изводственных зданий различных типов, в котором осо- бое место занимают каркасы главных зданий мартенов- ских цехов, показанные в их развитии при увеличении кадки печей от 130 до 950 г. На рис. 4.31 представлено для сравнения устарев- шее решение (до 1951 г.) главного здания мартеновского цеха с печами садкой 130 г-и шагом двухпролетных рам 30 ж, Пвкрытие — прогонное из волнистой стали, стено- вое ограждение— из волнистой асбофанеры. Далее пред» ставлены современные решения Проектстальконструк- ции (1952—1961 гг.) и других институтов На рис. 4.32 показано главное здание мартеновского цеха с печами садкой 250—500 т (типовой проект Проектстальконструкции 1955 г.). Основой стального каркаса являются двухпролетные рамы с шагом 36 я Колонны рам жестко сопряжены с ригелями и защемле- ны в фундаменты. В продольном направлении колонны рам соединены подкрановыми и связевыми конструкци- ями, а также конструкциями площадок. Устойчивое™ S9S0SS50 По!-! ¦ 15 •12000'WO000- Рис. .4.33. Главное здание мартенозского цеха с пе- чами садкой 500 7 а — поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план па верхним поясам ферм; г — план по нижним поясам ферм] .'—кран Q=350—75/15 г; 2 — кран Q-180/50 г; S — моно- рельс ¦ каркаса в продольном направлении и восприятие про- дольных нагрузок обеспечиваются вертикальными связя- ми по колоннам. Промежуточные колонны рядов А и В запроектиро- ваны двух типов: 1) подкрановые колонны с шагоы 12 м, работающие только на передаваемые подкрановы- ми балками вертикальные нагрузки; эти колонны внизу шарнирно опираются на фундаменты, а вверху — на горизонтальные связевые фермы пролетом 36 м, уста- новленные в плоскости нижних поясов подкрановых ба- лок; 2) колонны ограждающих конструкций с шагом* 6 м, несущие стены и кровлю и работающие на ветро- вые нагрузки; на эти колонны свободно опираются про- межуточные стропильные фермы с параллельными поя* сами. Основные связи покрытия здания расположены в- плоскости нижних поясов стропильных ферм и востри-
Гл. 4. Каркасы 143 Рис. 4.34. Монтаж мартеновского цеха иимают нагрузки, передаваемые колоннам ограждающих конструкций, а также обеспечивают устойчивость ниж- них сжатых поясов ферм, являющихся ригелями рам. Кровельное покрытие из сборных крупноразмерных же- лезобетонных плит 6x1,5 н. На рис. 4.33 показано главное, здание мартеновско- го цеха с печами садкой 500 т (типовой проект Проект- стальконструкции, 1958 г.). Здание грёхлролетное: разливочный пролет — 24 м, печной пролет — 30 м и шихтовый открылок — 18 м. Здание оборудовано мо- стовыми разливочными кранами грузоподъемностью 350 т и заливочными кранами грузоподъемностью 180 т, а по среднему ряду колонн со стороны разливочного пролета — консольными кранами, грузоподъемностью 10 г. Шаг колонн по среднему ряду 36 м из условия раз- мещения мартеновских печей. Двухпролетные рамы не- сущего каркаса здания также имеют шаг 36 м. Проме- жуточные колонны по крайним рядам установлены через 12 ж, раздельного типа, работающие только на верти- кальные нагрузки. Горизонтальные нагрузки с этих ко- лонн передаются на основные рамы через горизонталь- ные фермы; расположенные в уровне стропильных ферм и подкрановых балок. Такая схема несущего каркаса со- ответствует принципу концентрации материала и обла- дает хорошими весовыми показателями. Подкрановые балки приняты неразрезяые, сварные. Сварные подкрановые балки среднего ряда запроекти- рованы корэбчатого сечения и работают иа изгиб и кру- чение. Рабочая площадка состоит из блоков и щитов} листовой настил включен в работу балок. Такая кон- струкция снижает трудоемкость монтажа рабочей пло- щадки до 25% и вместе с тем дает экономию стали до 20%. Для основных элементов несущего стального карка- са здания (колонны, подкрановые балки) применена низколегированная сталь 15ХСНД. Ограждающие кон- струкции кровли и стен из предварительно напряженных железобетонных плит длиной 12 м. Монтаж мартенов- ского цеха показан на рис 4.34 На рис. 4.35 показана схема главного здания мар- теновского цеха с печами садкой 850—950 т (Проект- стальконструкция, 1961 г.). Здание, имеет три пролета; разливочный пролет — 24 м (оборудован разливочными мостовыми кранами грузоподъемностью 630 т и кон- сольными кранами грузоподъемностью 15 г); печной пролет — 30 я (с заливочными кранами грузоподъемно- стью 180 тГ и шихтовый открылок — 18 м. "¦ Шаг колонн по среднему ряду в печных секциях принят 48 At, в холостых пролетах — 12 м. Подкрановые балки среднего ряда пролетом 48 м решены в виде под- краново-подстропильных, однопролетных ферм с ездой понизу. Эти балки работают на изгиб и кручение, ко- торое воспринимается нижним поясом фермы балкой жесткости коробчатого сечения. Балки сварные с мон- тажными узлами на высокопрочных болтах (рив. 4.36J. Применение подкраиовых балок с ездой понизу сиижа-
144 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий ,а) now. 32310, "LjV№ ¦б) WOB^ pom ж '. ¦ ¦ __JiMV^v as Ё^Ш ?S?? mu ШШ W20W°!№)Om №2000=48000 ШЩШ №000=48000 :21*120t)0-252000- ¦Рис. 4.35. Главное здание мартеновского цеха с печами садкой 850—950 т а — поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план, по верхним поясам ферм) г — план /по нижним поясам ферм; / — кран 0=630 т; 2 — кран <2=180 т <ет высоту здания на 2 л« и дает экономию стали. Рабе-* чая площадка блочно-щитовой конструкции. Для основных элементов несущего каркаса приме- нена низколегированная сталь марок 15ХСНД и 14Г2. Материал подкраново-подстропильной фермьг—сталь 10ХСНД. Ограждающие конструкции стен из 12-ж же- лезобетонных крупнопанельных плит. Кровля вследствие больших тепловыделений сделана из штампованного ме- таллического настила длиной 12 м. На рис. 4.37_приведена схема главного здания типо- вого конвертерного цеха с конвертерами емкостью 100— Ш г' (Проектстальконструкция, 1960 г.). Здание имеет четыре пролета; загрузочный, конвертерный и два раз- ливочных; длина- здания 192 м, ширина 69 ж. В кон- вертерном пролете размещены три конвертера, котлы- утилизаторы, бункера, сооружения и механизмы для по- дачи сыпучих материалов, а также вытяжные камины дли газоочистки. Здание оборудовано заливочными и разливочными' мостовыми кранами грузоподъемностью Ш/50 т и консольными кранами грузоподъемностью 5 г. Несущая конструкция цеха состоит из четырехпролет- Рис. 4.36. Общий вид подстрогаильно-подкрановой балки
Гл, 4. Каркасы 145 вых рам с ригелями на разных отметках. На основные рамы опираются рднопрЪлетные рамы высокой части. Шаг основных рам 24 м. Подкрановые балки;неразрез- ные. В конвертерном пролете расположены несколько ярусов площадок под тяжелые технологические нагрузки. ¦:; / , 53U00 25№\ 1BDO0, WOOD, 29820 20000 Уфа Ъ8т ir,u00 щ «8000, 1000*ЩШ>0 ЩЩЮ ЩЩО/20000 ЮОЦлМ^гЩО' "® w <Ь "<ь. SS030, №оо^ ю.чгооо-шоо Рис. 4-37. Главное здание конвертерного цеха с кон- "'.. вертеррм емкостью 100—130 т я— поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план по зерхниы поясам ферм; г —план по нижним поясам ферм; краны Q= 180/50 т '¦'''.-'".¦''.'.,¦.¦¦.: ]- .¦' г ¦¦¦'") '' Эти площадки опираются на основные несущие продоль- ные фермы пролётом 24 м. Рабочие площадки из блоков и щитов запроектированы с включением листового на- стила в работу балок. Все стальные конструкции выполняются в сварке. ' Для основных элементов несущего каркаса примене- на низколегированная'сталь марок 14Г2 (в количестве 35%), и 10Г2СД (для подкрановых балок). Ограждаю- щие конструкции для стен и кровли приняты из сборных железобетонных предварительно напряженных плит длиной 12 м. :,. .'• На рис. 4.38 показано здание миксерного отделения мартеновского цеха с печами садкой 500 т (Проёктсталь- конструкция, 1958 г.), представляющее собой однопро- летное короткое здание большой высоты с большими крановыми нагрузками. Горизонтальные поперечные нагрузки передаются на торцовые рамы здания. Отсут- ствие жестких промежуточных рам приводит к умень- шению раехэда стали и снижению трудоемкости изго- товления и монтажа. Ограждающие ^конструкции в этом здании выполнены из крупноразмерных железобетонных плит длиной 12 м. На рис. 4.39 представлен монтаж кар- каса миксерного отделения. '36801Г П02-2 Ур?рЪ /n 21 X s -"-- ----- % / / 7f\ 1- *-5 'ff) '- ?Ч Ж f-R —— 11500 h X _—_i x: щоо-Шдо X :_ 5500 \ / H ' - ¦^1 2 500 Рис. 4.38. Эдакие, миксерного. отделе- ния мартеновского цеха а — поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план по верхним поясам ферм; / — кран Q= 180/50 т; 2 — монорельс 'по продольной оси здания На рис. 4.40 показана схема цеха холодного проката (проектное предложение Проектстальконструкции и, •'Промстройп-роекта).. Здание оборудовано мостовыми кранами весьма тяжелого режима работы грузоподъ- емностью от 10 до 100/20 т (10-тонный кран имеет жест- кий подвес). Шаг колонн по всем рядам 12-и, заисклю- чением отдельных мест, где по условиям технологии шаг принят большим. Колонны здания по осям В, Г, Д, Е— сборные железобетонные, по осям Л и Б — стальные; подкрановые балки и стропильные фермы — стальные; ограждающие конструкции кровли — из сборных крупно- размерных железобетонных плит 12X3 щ стены — из сборных железобетонных панелей длиной 12 м в верхней части и бетонных блоков до отметки 2,4. Отличительной
Рис. 4.39. Монтаж каркаса здания миксерного отделени " УЗЩУ. I'A I A i Л Т А I Л I Л I ,1В000 щоо /N, I A i Л 1 Л I Л i Л I Л /'IV 'si/ 4/ 'ч!/' si/ ik_L / А, I Л I 'А | Л I А ! ,А А I Л ! А I А I А I А ! Л I А, I А, I А. I А. I Л, | , & SJZ \1/ \i/ у 'м/ VkL ^ ikl. ^ ^ ^ >к Ъ? 'м/ Vi V Ч ±7Ш0 -/- •j/ ч/ М/ у VVV4/yWM/\l/iV> 7,2 7" «« "/" Q ^-1000 ® ® © ® ® ^ | i ^1х^х1хх1х^х|хЗф<ххХ1х;х1хх1хх|5Тх|х^| 1 1 з) ©- X X X I JJ1 "И XIX 1Г х]х и?г X ¦¦да- 1*1 1x1 1x1 xixixixlxIxlxTxxlxlxlxlx . ! XJXlXlX XI -30000- \18000 © © © © XI 2*30010=80000- Рис. 4.40. Здание цеха холодного проката о — поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план по верхним поясам ферм; гi — план по нижним поясам ферм; /-кран Q-50/10 т; 2 - кран Q-75/20 т; Л - кран Q-100/20 г; 4-Q-10 7 е жестким подвесом
Гл. 4. Каркасы 147 ,25020 Рив. 4.41. Отделение нагревательных печей трубопрокатного цеха а — поперечный разраз; б — продольный разрез; в — план по верхним поясам ферм; е — план по 1НЖНИМ поясам ферм; / — кран 0-15 т; 2 — кран Q-БО/Ш т; S — кран Q-75/20 т; й — крав Q-100/20 т 'Особенностью здания является плоская кровля, создаю- щая большие возможности по унификации элементов конструкций. Вследствие применения железобетонных ко- лонн здание имеет продольный температурный шов кров- ли в месте перепада по оси б, осуществленный на листо- вом шарнире. Длина температурного блока от 72 до 96 м. Развитая система контурных связей по нижним поясам ферм принята вследствие весьма тяжелого режима ра- боты кранов. На рис. 4.4] показана схема стальных конструкций отделения нагревательных печей и пильгерстана трубо- прокатного цеха (Проектстальконструкция и Пром- отройдроект, 1960 г.). Пятипролетное здание с пролетами 36 м оборудовано мостовыми, кранами грузоподъем- иостьнэ от 15/3 до 100/20 т. Шаг колонн по крайним ря- де*? — 12 м, по средним — 24 и 36 м. По средним рядам колонн неразрезные подкрановые балки использованы для опирания несущих конструк- ций кровли. Из-за больших шагов колонн по всем сред- ним ряаам в уровне нижнего пояса ферм имеются две нитки продольных связей и две нитки поперечных свя- зей у торцов здания. По верхним поясам ферм горизон- тальные связи расположены только по торцам. Все конструкции здания, кроме колонн по ряду А, — стальные. Колонны по ряду А до верха подкрановых ба- лок — сборные железобетонные. Ограждающие конструк- ции кровли из сборных железобетонных плит размером 3X12 м, -стены из сборных железобетонных панелей длиной 12 м. На рис. 4.42 показано многопролетное здание цеха горячей прокатки с ограждающими конструкциями из крупноразмерных железобетонных плит длиной 12 я
al not-i 17600 ± ,12000 ¦ ж. У pup Рис. 4.42. Здание цеха горячей прокатки а - поперечный разрез; бив — продольные разрезы- г — плав по верхним поясам ферм; д — план по нижним поясам ферм; «-краны 0=75/20 50/10 и 30/5 т- 2 - кран 0=30/5 7, S -кран 0=50/10 г; 4 —краны 0=50/10 и 0=15 т 500\ I /-J "¦5500 ¦7*12000=ЗШв- 102000- Рис. 4.43. Строительство прокатного цеха
Гл. 4. Каркасы 14& (проект ГПИ Гипромез, 1958 г.). Строительство прокат- вого цеха представлено на рис. 4.43. На рис. 4.44 изображено здание прокатного сортово- го стана 350 мм с легкими ограждающими конструкция- ми стен из асбестоцементных волнистых листов усилен- ного профиля и кровли из волнистой стали. На рис. 4.45 представлено однопролетное здание сбо- ного участка здания состоят из фонарных решетчатых прогонов длиной 12 ж, установленных с шагом 3 м под армопенобетонные кровельные плиты, и системы гори- зонтальных, связей в плоскости верхних поясов фонар- ных прогонов; фонари здания поперечные; ригели многопролетных рам, установленных через'12 м, сквоз- ные с параллельными поясами. По 1-1 27ЗВ° 29860 2 7 ISO ГУ. ,20800 ' .15500 &Ургр По 1-1 400, б) 23750 1550011~~Ъ?г< Vpep^i 1/000 ^ 350^1000 ® ® 100OhS50 УргрХ—Г- ' ^-348000-54000-^-^- 5'WOOO-90000 ¦ 30000, 16000, yp.zp.3- В) 21500, Ур.&р.'З- По2-2 ш WOOOllpzp. №Ш ттз. на t &o,ow ¦ б) Л JEKtSIZre i Л г) х йэ. -1v nli: ix X : Ш&Щ шШт> -к г—» -»—t—¦—«—• «-—< xT>?Jxix1yLit%| _J i l l ТТЛ -=* 25 > 6000=15 0000- X! Рис. 4.44. Здание прокатного сортового стана 350 мм л — поперечный разрез; б — продольный разрез; в — план по верхним поясам ферм; г — план по нижним поясам ферм; / — кран Q=50yi0 т Рис. 4.45. Здание сборочного цеха завода химического машиностроения а — поперечный разрез; б — продольный разрез) в — план по верхним поясам ферм; г — план по нижним поясам ферм; 1 — кран Q=250/30 »i а —краны <Э=50/10 т и Q=30/5 т рочного цеха завода химического машиностроения, обо- рудованного мостовыми кранами в два яруса. Стальные рамы установлены с шагом 12 м. Здание отапливаемое со стенами из утепленных пенобетонных крупноразмер- ных железобетонных плит размером 3x12 м. Для покры- тия здания применены также крупноразмерные железо- бетонные плиты 3X12 м с утеплением минераловатными плитами на битумной связке. На рис.4.46 представлено двухпролетное здание цеха машиностроительного завода с покрытием из крупнораз- мерных железобетонных плит 1,5X6 м (Проектсталь- конструкция, 1957 г.). ¦ На рис. 4.47 показано многопролетное здание цеха машиностроительного завода (Проектстальконструкция, 1954 г.). Стальные конструкции покрытия пятипролет- На рис. 4.48 изображен главный корпус завода ме- таллоконструкций мощностью 60 тыс. т конструкций в год (Проектстальконструкция, 1952 г.). Для покрытия применен типовой фонарно-шпренгельный прогон дли- ной 12 л с шагом 3 м, фонари здания поперечные, причем конструкция фонаря включена в работу прогона в качестве обратного шпренгеля. Прогоны запроектирв- ваны из прокатных двутавров. В табл. 4.17 приведены показатели расхода стали по элементам конструкций и в целом для производственных зданий, примеры решений которых приведены выше, а в табл. 4.18 — сравнение технико-экономических показа- телей типовых проектов мартеновского и конвертерного цехов.
150 Раздел II, Стальные кбнструкцаи промышленных зданий о и. о В! А ¦ К О) н S . о о. н . а о и ¦¦ ай. &S 1Я eg я ё я ВТ «о . Я .. В •- в_ *а <u i шо -. с а я я « я& ¦в I >¦"*.'¦ «о tr га X; а) а к ,и га <П Я /О. «¦ 111 я Я Р-я- се 3 | в.! *t я-* 1 я ¦cS К •-О 8 В 8V- еа я О-В' '«"и а я ; Bv в- о «.в а ¦«¦«¦¦' 2 ч' В с А
Гл. 4. Каркасы 151 Таблица 4.17 .'¦¦'¦. ".;¦¦ ¦ л•,¦,,•/.¦¦ .-,.'• ¦¦Л Наименование здания Главное здание мартенов- ского цеха с печами садкой ; 130 т .< . :• . Главное здание' мартенов- ского цеха (типовой проект, 1955 г.) . . ... . Главное здание мартенов- ского цеха (типовой проект 1958 г.) . . ,•.-.¦ . '.-'¦. . . . . Главное здание мартенов- ского цеха с печами садкой 850--950-г (проект 1961 г.) Главное здание конвертер- ного цеха,,: (типовой проект 'I960 г.)¦'. : ', . ¦-.¦•..¦', V . Миксерное отделение мар- теновского цеха .Здание цеха горячей про- катки . ... . Здание прокатного сортово- го стана 350 мм Здание сборочного цеха хи- мического: машиностроения Здание цеха- машинострои- тельного завода . '.., . Здание цеха машинострои- тельного завода: ' Главный корпус завода ме- таллоконструкций. ,..''.. . . . . '¦* Вклйчая прогоны ** В числителе — с клепаным Расход стали в кг я . у.; Я. . а. а О) ¦я. 4,3! 4.32 4,33 4.35 4,37 4,38 4,42 4.44, 4,45 4,46 4,47 4,48 о ч . о М" 37.2 57,3 63,/ ; 90 143 137,2 29,2 45,3 57,ё 24,7 21 17 и под крановы •й =! < ?я ¦ ¦ е \Ч а " .¦ g.te aS СО о 5 7,1 5 , 6,7 22 . 19,7 1,9 . , ¦ . .12,6 1,8 21 17 ми балк на I м Я ю ¦О ' 'И со А н и, Я Is 58,4 111 94,5**. 84 94 ' —.' 49,1 36 43,7 31,5 16.8 19.4 19 ши,..в 3 1 площади производственных зданий Я. ¦. О, Тормозные площадки, связи, рель и др. 12,62 22,4 ^ 19,8 18.1 120" 49,1 8,7 . 7,7 12,1 ' 9.3 5,2 9.5 А . Ss. Стропильн и подстроп ные фермь 22.9 34,8 24,3 , 23 20,3 24 28,2 43.1* 21 34.2, 18,5 15 ; . ¦ ламенате; ie — со ( я А « Я О ¦е.,. 2,23 8,7 6.5 13.8 3,7 3.8 6,7 4,4 — 7,5 7.6 •'. 7.1 варными я-..' . о : А ¦¦¦ И . Я К . ' И .и. 15 6,7 4,9 13,1 .'¦ "7 /¦¦ 12,6 10 12 3,9 ,10.4 20* 25* О) А . С Ч . я\ = ,#1 17,4 30 ¦': 11,9 14,5 34,-5 26,7 ¦_, ¦'. 32 19,6 ';2,1 3,3 . 5.1 1% §? °° 12 12,3 9,9 17,7 ,81 — — • . —, — ¦¦ '¦ — '•. — ., я и Ч 4) и Я Э "¦ og , н О ¦ Е а 222,7 203,7 194 218 , 154 114,3 — .• — '.. . ¦ ' — — — я К :¦•¦ ' яЭ- я S Д.АЯ 2,4 22,2 23,6 29 96.2 29.6 3,3 6,7 7,7 8,8 " * , , ¦¦ п 3 « Я о Е- X "Я СО я 407,85 516,2 458,l«*j 447.6 537,9 681,7: 417 124 194,9 166 115.6 Ли-.. 97.7 .. '¦ ¦ '.. ¦..".'.'.'. 13300 W 7500 -Jtyp.ifi iOM Sj] 13300\.-)\.-.-..-:::.-'.-'-По2-2 5г к—>„ rn . f^n ^ft^1 ПЛ m m г.гту Щ- <2^: /¦i*.^i4j7i\j-j> ui^Clij^ 7500 ¦_&.ур.гр\ Ш т^щ \MNK •''^'s!ii' •''¦'''¦У \PivS =??. -Чв а а^зфЕ ^ftpiyi^Efzsehy Ш щ ¦ж щ U 13*12000=158000- Рис. 4.48. Главный \ корпус завода ме- таллоконструкций а — поперечный раз- рез; б — продольный разрез: в —• план по- верхнии поясам ферм
152 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 4.1» Сравнение технико-экономических показателей типовых проектов конвертерного и мартеновского цехов Сравниваемые здания Главное здание конвер- терного цеха на 3 конвер- тера емкостью по 100 т Главное здание марте- новского цеха на 7 печей Расход стали на строитель- ные конструк- ции в т 7 141 17 510 Сметная стоимость строительной части (без сантехники) в руб. 2 395 500 5 738 500 Полная стоимость здания с обо- рудованием в руб. 6 843 600 17 800 000 Годовая про- изводитель- ность цеха в. г 2 100 000 2 975 000 Расход сталь- ных конструк- ций на 1 т выплавленной стали в год в кг it 3.4 5,9 Стоимость строительной части на 1 т продукции в руб 1.11 1,93 Полная стои- мость здания на 1 г про- дукции в руб 3.25 6 4.2, КАРКАСЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИИ Л. КЛАССИФИКАЦИЯ КАРКАСОВ Каркас многоэтажных зданий представляет собой несущие конструкции, связанные между собой в неиз- меняемую пространственную систему, на которые опи- раются перекрытия, стены, перегородки и оборудование. Все нагрузки как вертикальные (постоянные, полезные и монтажные), так и горизонтальные (от ветра, монтаж- ного оборудования и сейсмических сил) собираются по- этажно и передаются на колонны каркаса и вертикаль- ные связи (или рамы) и затем от каркаса на фундамен- ты. В зависимости от способа обеспечивания пространст- венной жесткости каркаса и характера восприятия го- ризонтальных нагрузок различаются связевые, рамные и комбинированные схемы каркасов. В связевой схеме пространственная жесткость обес- печивается системой вертикальных связей (обычно ре- шетчатых), способных воспринять все горизонтальные яагрузки, действующие на здание в поперечном и про- дольном направлении, и передать их фундаментам. В этом случае междуэтажные перекрытия, выполняя назна- чение горизонтальных связей, должны обладать доста- точной жесткостью в горизонтальной плоскости, обеспе- чивающей поэтажный сбор горизонтальных нагрузок. Уз- лы сопряжения колонн с ригелями перекрытий могут вы- полняться шарнирными, а колонны и ригели работают в основном только на восприятие вертикальной нагрузки. В рамной схеме пространственная жесткость карка- са обеспечивается жесткостью элементов колонн и ри- гелей и жесткостью узлов сопряжения колонн с.ригелями. В этом случае колонны, ригели и узлы их сопряжений работают как на вертикальную, так и на горизонталь- ную нагрузки; горизонтальная жесткость междуэтажных перекрытий может отсутствовать и тогда пространствен- ная работа каркаса расчленяется на отдельные системы плоских рам. Комбинированная схема образуется сочетаниями элементов связевых и рамных каркасов, например кар- кас рамной схемы в поперечном направлении, и связевой схемы в продольном направлении или наоборот; каркас, в котором связевые элементы представляют собой жест- кие рамы, а остальные колонны и ригели сопряжены шар- яирно и работают только на вертикальную нагрузку. Б. КОНСТРУКТИВНЫЕ И. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ Компоновка. Каркас компонуют комплексно с реше- нием всего здания (или сооружения) в целом, с тем что- бы он наиболее полно отвечал целевому назначению зда- ния, технологическим требованиям и удобству эксплуа- тации; при этом следует стремиться к максимальной стандартизации шагов, пролетов, высот каркаса, а также к унификации элементов деталей. Архитектурно-строи- тельные решения должны обеспечивать максимальную индустриализацию строительства и наиболее рациональ- ное использование материалов. Расстановка колонн в плане и разбивка этажей должны соответствовать технологическим требованиям в увязываться с модулем строительных элементов и дета- лей. Шаг колонн принимают, как правило, кратным 6 м, за исключением тех случаев, когда этот шаг оказывается неприемлемым по условиям технологии производства ил» габаритов оборудования. При небольшой этажности зда- ний рекомендуется использовать несущую способность стен, особенно поперечных, передавая на них горизон- тальные силы. Помещения с увеличенными пролетами (залы) ре- комендуется располагать в верхних этажах с целью недопущения в каркасе вывешенных колонн, значитель- но усложняющих конструкции и вызывающих общее удорожание строительства здания. Сравнительная характеристика схем. В табл. 4.1& приведены сравнения показателей связевой и рамное схем каркасов. В, ДЕФОРМАТИВНОСТЬ Деформативность каркаса характеризуется прогибом и перекосом его элементов от воздействия горизонталь- ных нагрузок. Расчетная величина деформативности определяется стрелой прогиба верхнего этажа здания и наибольшим углом перекоса любой панели (искажением прямого угла). Вследствие отсутствия в действующих нормативны» документах указаний по учету деформативности сталь- ных каркасов многоэтажных промышленных зданий ни- же приводятся условия деформативности, учитывавшие- ся в расчетах стальных каркасов построенных в Москве многоэтажных гражданских зданий, проекты которых выполнены по действовавшим ранее «Техническим усло- виям на проектирование стальных каркасов многоэтаж- ных зданий в г. Москве» (ТУ 01—49). Деформативность каркасов ограничивалась следующими условиями: 1) стрела прогиба верхнего этажа здания не долж- на превышать '/боо расстояния от верха фундамента до перекрытия верхнего этажа НИ- что обусловлено
Гл. 4. Каркасы • 153 Таблица 4:19 Сопоставление схем каркасов Элементы каркаса и его - показа- . тели Колонны : Ригели \ Узлы Деформа- тйвность у ¦ ¦'¦'., Нагруже- ние ; фун- даментов 1 Базы, анкеры 1 Архитек- : турно- плациро- вочные' особенно- сти ; _,; ; Характерные особенности '.' ¦'¦•/¦¦¦¦¦¦ •• '.- связевой схемы •Рядовые колонны вос- принимают- только верти- кальную нагрузку;сечение их минимальное. Колонны, входящие в связевые сис- темы, кроме вертикальной нагрузки, несут значитель- ные продольные усилия от горизонтальной нагруз- ки; сечение их отличается от рядовых колонн Ригели работают в ос- новном на вертикальную нагрузку; сечения их ми- нимальные - Сопряжения.-колонн с ригелями могут быть шар- нирными, простейшими. Узлы связевых' систем от- личаются концентрацией усилий и являются наибо- лее сложными и ответ- ственными Концентрация ; нормаль- ных сил от. горизонталь-, ных нагрузок на колонны 'связевых систем приводит к разности деформаций между ними и рядовыми, колоннами, что вызывает значительные перекосьг панелей, примыкающих к связям. При простран- ственных связях эти явле- ния сказываются в мень- шей степени Неравномерное 'нагру -. жен.иё, фундаментов. Кон- центрация нормальных. и ¦ поперечных сил от гори- зонтальной . нагрузки на- фундаменты под связёвьь ми системами ;: > Простейшие базы и ан- керы рядовых колонн. Сложные тяжелые базы и анкеры связевых систем . Размещение .связей ре- шается . комплексом: тех- нологических архитектур- но-строительных и мон- тажных требований. Огра- ничиваются габариты про-' емов в: связевых панелях; затрудняется возможность перепланировки этажей; Достигается снижение га- барита ригелей перекры- тий, что приводит к сни- жению высоты этажей ' рамной схемы . Все колонны, помимо Вертикальной нагрузки, воспринимают нормаль- ные, поперечные силы w моменты от горизонталь- ной нагрузки; сечения их должны быть достаточны- ми Для вобприятия верти- кальных сил,' моментов и обеспечения : простран- ственной жесткости кар- каса. . .,.;., •'"¦'.; Ригели воспринимают вертикальную нагрузку И 'значительные усилия от горизонтальной нагрузки; сечения их должны обес- печивать пространствен- ную жесткость.каркаса Все!узлы жёсткие рам- . ные с: усилиями' одного порядка; возможна унифи- кация узлов и их элемент тов . -'¦' '•'''• 'V ' :' ' ¦ - s ¦ ¦ ' ' ' Пространственная жест- кость каркаса обеспечи- вает плавность деформа- ций и перекосов этажей Равномерное нагружё- нйе фундаментов Однотипные решения баз и анкеров (речения всех элементов колонн и ригелей' одно- типны, но более развиты, чем .рядовые элементы в связевом варианте, j Име- ются возможности различ- ной планировки помеще- ний по этажам (снятия перегородок; переноса проемов) требованиями сохранности стенового/ заполнения и внутренней отделки, помещений; .2) расчетный угол перекоса панели ф (рис. 4.49) не должен превышать Viooo и определяется алгебраиче- ской суммой трех углов ' ; ^^M+A'N + i'p, ¦¦: •¦. (4-18> '.'..Рис. 4:49. Схема деформаций каркасов многоэтаж- л ных зданий а —угол сдвига панели вследствие изгиба рамы (<рде)с б»» угол наклона ригеля под действием-продольных сил, возни- кающих от изгиба рамы (ф^); в —угол наклона ригеля вследствие неодинаковых напряжений двух соседних колонн ¦Р*' °^-~ смещение яруса; ^ — разность; смещений верху- шек колони; ft —высота яруса; j!—длина пролета; Д—раз- ность укорочений колонн на всю длину ' Каркасы рамной.1 схемы деформируются плавно и; рав- номерно. Перекосы панелей определяются величинами ТМ и *!>• Каркасы связевых схем получают часто крити- ческую величину перекоса, определяемую влиянием уг- ла наклона ригеля .фр между колоннами рядовыми и; вертикальными элементами систем связей. ч Г, УЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В целях уменьшения температурных влияний иа каркас рекомендуется: : ' . > 1. Для теплых зданий с постоянным температурным режимом устраивать временные (на период строитель- ства) сквозные швы в одном-трех нижних перекрыти- ях; эти. швы замыкают после возведения стен, обеспечи- вающих стабильность температурного режима здания. Влияние , температуры на элементы каркаса верхних этажей, обычно практического значения не имеет. .-'¦ 2, Для холодных .зданий или открытых этажерок большой протяженности при связевой схеме каркаса устанавливать продольные, связи ближе к середине; при этом продольные элементы перекрытий одного-двух ниж- них этажей в пролёте между связями предусматривать с подвижным креплением, . Д. РЕШЕТЧАТЫЕ СВЯЗИ -'Решетчатые связи служат для восприятия горизон- тальных нагрузок и обеспечения' жесткости здания или сооружения. Они могут быть крестовые, расквшые,; полураскосные и неполные.
154 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий Выбор способа расчета рам Вид ригелей и примыкания их к колоннам Примеры расчете ных схем Ригели конечной жестко- сти при- мыкают к общим колоннам на од- ном уровне Таблица 4.20 Е< ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РАМ Расчет на вертикальную нагрузку, приложенную * ригелям. Расчет многоэтапных рам на вертикальную нагрузку, приложенную к ригелям, при числе пролетов рамы свьпне двух и симметричной схеме разрешается производить без учета горизонтальных смещений узлов) при меньшем числе пролетов вопрос об учете горизон- тальных смещений должен решаться в каждом отдель- ном случае в зависимости от степени асимметрии прило- жения нагрузок или сечений колонн. Рекомендуемые спо- собы расчета Однопролетные симмет- ричные рамы при симмет- ричной вертикальной на- грузке по ригелям — рас- считывать способом после- довательных приближений с использованием в случае большого количества от- дельных загружений спо- соба приведенных харак- теристик. При несиммет- ричных рамах или нагруз- ках, а также во всех случаях наличия смещений или горизонтальных сил —• применять дополнительно метод эквивалентной ло- лурамы и связанные с этим способы 1 Многопролетные рамы при вертикальной нагруз- ке на ригелях ¦— рассчи- тывать способом последо- вательных приближений с использованием в случае большого количества от- дельных загружений спо- соба приведенных харак- теристик; горизонтальные смещения не учитывают. При горизонтальных на- грузках—применять ме- тод эквивалентной полу- рамы и связанные с этим способы на разных уров- нях ib> m ijn' На' вертикальную на- грузку по ригелям -77 рас- считывать способом после- довательных Приближений с использованием в случае большого количества от- дельных загружений спо- соба приведенных харак- теристик. При горизон- тальных нагрузках или смещениях —дополнитель- но' решать систему мето- дом сил с числом-неиз- вестиых, равным количе- ству шарнирно присоеди- ненных ригелей; при этом усилия в основной системе от неизвестных и нагрузок могут быть определены методом эквивалентной полурамы .-'.'.. Колонны многоэтажных зданий, постепенно нагружа- ясь в процессе возведения, испытывают укорочение, вы- . зывающее сжатие крестовых и раскосных связей; поэто- му связи, примыкающие к колоннам с большими нор- мальными силами, могут получить значительную допол- нительную нагрузку от их обжатия вместе с колонной и их следует предпочтительно выполнять полураскосными, так как в силу податливости ригеля они в меньшей сте- пени подвержены дополнительному нагружению от .сжа- тия КОЛОНН.- ¦'¦.!' Выбор способа расчета рам. Рекомендации по выбо- ру способа расчета в зависимости от схемы'., рамы при- ведены в табл. 4.20. ' X, 2'т/м Зт/м © -12,0- Гт/м 24,0 IIIMIIIIIIIIIIIIIIinilH ттпттптт "©" -12,0- "- ^ ЦЧгг^^ципттш^*1^; ™*"umiiiinLiui»"*<; f-o 21,0 vt-] 36,0 12,0 ¦> РЬ.Сщщцц.ЛЩ frrh Vimmy^ **>' 12,0 ?3 41 0M5 I, _0JX)1 0.2ЩЩ 0ЩЩ8. OJW m5 I 2\ m Ф 2$ 28 1812 Ш A g./3,53 J 3№|A9/ 2Щ 1,l? 5fiB^2J3 Рис. 4.50. .Раечет рамы с неподвижными узлами ня ! вертикальную нагрузку я —схема рамы в нагрувками (в кружках показаны величины относительных моментов инерции); о—эпюра моментов в ае-ч новной системе; е.—коэффициенты распределения (в кружках показаны величины относительных погонных жесткоетёй); i г —окончательная, эпюра моментов При расчете многоэтажных рам с узлами, неемещае- мыми в горизонтальном направлении, допускается не учитывать изгибающих моментов, возникающих на кон- цах стоек и ригелей, расположенных от 'загруженного ригеля на расстоянии, большем одного этажа и 'одного пролёта (для ригелей). Расчет таких рам на вертикаль- ную нагрузку, приложенную одновременно ко всем ри- гелям, рекомендуется, как правило, выполнять спош|»&м последовательных приближений. Числовой пример расче- та рамы с неподвижными узлами на вертикальную .на- грузку приведен на рис. 4.50 ив табл. 4.21. Расчет многоэтажных рам при загружений каждого ' из ригелей в отдельности рекомендуется выполнять с N использованием эпюр моментов, возникающих от еди- ничных внешних моментов, приложенных к отдельным . узлам рамы; моменты в стержнях рамы от единичных узловых моментов определяются способом приведенных характеристик, изложение которого применительно к та- ким, рамам дано ниже. - •Определение изгибающих моментов в стержнях. многоэтажных рам от вертикальных нагрузок, приложен- ных к ригелям, при учете горизонтальных,смещений узг лов производят, как правило, в „следующей последова- тельности: а) определяют моменты в раме с закрепленны- ми от смещений узлами; б) определяют моменты от го- ризонтальных усилий, равных по величине,и обратных по знаку усилиям, возникающим в стержнях, препятст- . вующих смещению узлов; в) складывают эпюры момен- тов, полученные из расчетов по п. an б.
Т»вляда tat Изгибающие моменты от распределенной вертикальной нагрузки Узлы Стержни Коз'фф. распред. 1-й цикл 2-й цикл 3-й цикл 4-й цикл мн (внешн.] Му Му Му мн Му ЕМ ' . 1 М 1 л а. х'п (внешн.) цикл м 1 у 2-й . цикл 3-й цикл* 4-й |цикл мн Му Му . s м . , 1 ',?п 1 'й (внешн.) «ВДЛ | Му J Е2-Й j ЦИКЛ - "3-й цикл 4-й цикл емн Му мн Му м У 1—2 1 +2,11 0 - — —' — 2 2—/ 0,462. +3,07 +0,81 +0,34 2—9 0,307 +2,04 —0,62 +0,54 —0,27 +0,23 +4,22 | +1,92 ¦ ' / +0,11, —0.11 ,0; —16,63 —2,02 —0,85 -0,23 Е М 1—9.87J —19,73 +0,32 +0,08 +0,12 —0,08 2—3 0,231 -6,65 +1,54 —1,14 +0,41 —0,47 +0,17 -—6,14 —0,57 +6,06 +0,13 —0,06 + 0,44 J —0,44 +36 —11,06 +4,39- —1,34 +0,68 —0,56 +0,21 —0,16 +28,16 —8,31 —1,03 +1,15 —0,42 +0,3 —0,12 ,^8;'43 3 , 3—2 0,555 —13,3 —2,28 +0,77 —0,94 +0,2 —0,19 3—4 0,445 +24 —10,7 +4,12 —1,84 +0,92 —0,75 +0,14 —0,-15 4 4—3 0,343 4—9 0,429 Н агрузка +8,24 +10,28 —5,35 +1,84 —0,92. +0,27 —0,38 +0,16 +2,29 —0,47 +0.33 —0,21 +0,2 —15,74J +15,74| ~20,н| +12,42 —1,14 "1- +0,26. +0,03 -—0,01 +2,06 —0,92 -0,46 +0,2 —0,01 —0,01 —0,86 [ +0,86 - —4,16 +2,3: —0,52 +0,61' —0,21 +0,26 —1,72 / +1..86: —0,57 +0,48 —0,25 +0,2 + 1,72 Нагру —4,12 —0,9,1 —0,46 —0,02 +0,1 —0,11 —5,52. la гру —1,13 +0,93 —0,49 +0,24 —0,18 —0,63 4—5 0,228 ¦• s:. 5—4 0,444 5—6 0,556 6. 6—5 0.211 ч а ригеле 3—i q=2 т/ж +5,48 +1,22 +0,61 +0,18 +0,13 +0,1 +7,72 +2,74 —1,22 —§,61 +0,26 +0,09 —0,09 +1,17 -1,52 +0,33 +0,12 —0,12 —1,17 зка на ригеле 4—5 q +12 ' —12 -• —5,15 —2,73 +5,32 +6,68 —1,14 +0,23 —0,03 +0,092 —0,14. —6,14 з к а к S +3,3 —1,41 +0.51 —0,62 •-f0,15 —0,2 3 +1.7 +2,66 —0,61 +0,3 —0,02 +0,14 —0,08 +11.66 а риг —6,76 —0,33 +0,14 -0,12 —1,37 +0,61 —0,3 +0,29 —0,01 +0,03 + 0,76 —0,35 +0,36 —0,06 +0,04 —7,43 |+7,43 еле 2 — —0,38 +0,29 -Ю. 17 +0,09 —1,07 | —0,17 -9 q —- —0,28 +0,37 —0,04 +0,12 +0,17 —0,76 +0,23 +0.17 0 —0,36 =Гт1м +3,34 —0,71 +0,38 —0,12 +0,18 —0,05 6—9 0,256 —0,38 +0,29 —0,16 0 —0,25 —0,85 +0,19 —0,15 +0,07 —0,06 +3,02 | —0,8 =3 т/м —0,56 —0,09 +0,19 —0,07 —0,53 - +2,63 —0,67 +0,4 —0,1 +0,12 -0,07 +2,31 6—7 0,533 +0,61 0 7 7—6 1 +0,61 | +0,3 —1,78 —О.'З —0,14 —2,22 |—1,11 - —,1.4 .-"". — —0,21 1 — —0,17 ' — * S+-9 1 —1,69 '-... +0,78 ¦¦ — —' — — —1,78 |—0,89|+9,38 'Р 9—2 0,244 \ -1,25 +1,02 —0,53 +0,27 —0,14. —0,63 +0,63 +0,244 +0,04 +0,01 +0,92 ^36 +8,78 —5,58 +1,36 —0,67 +0,42 —0,28 +0,16 —31,81 9—4 0,183 +5.14 —0,94 + 1,15 —0,4 +0,16 —0,11 9—6 0,146 -0,75 —0,31 +0,15 —0,08 9—8 0,427 "—2,2"^' —0,93 —0,25 +5 | —0,99 | —3,38 ^-2,58 +0.47 —0,57 +0,183 —0,01 +0,01 —2,5 +6,59. +1,02 —0,7 +0,31 —0,31 +0,12 +о,38; —0,43 +0,146 —0,08 +0,01 +0,03 +5,26 +0,81 —0,33 +0,25 —0.05 +0,09 +1,1 +0,427 +0,02 +1,55 +15,37 +2,39 +0,72 +0,27 +7,03 | +6,03 1 + 18, 75 Л
Раздел If. Стальные конструкции промышленных зданий '1- Oi. 1 О) л. 1 о» I со . со ,1 N. 1 4 ¦41 а. 1 0> 1- «О'"' 4- ч» 4 1 г 9» 1 —* 1 Г г- О СО .СО о о - со <? ю г О .со „ О ^1 О '¦ со ю : Ю О ¦ о. со CN СМ . о сп СМ о ' со со ¦ ' О' . 3- ¦ о - ю ю о со см .р СО о ем -¦ - S - - о --¦', я « О. со U3, : IS ..см со ¦ ¦ • + г ел. Ч ,1 !, 1 1. 1 со г'з' ;- ¦+ СМ со . 1 + ' -5.' ю '6-1 °- ¦."<¦"' + : 11 '.?:"¦! \ 1 <* « - 11 а 1 1 ¦«:""¦ °- 1 Г •а •к- '¦•.¦¦ ¦1 1 ' 1. 1 •II' ¦-1Л'Г •1 >." ¦к '.jog- >, ¦::¦ ^ -SS ч , к ¦ см - со 9°, iS ¦ О "?Г* со* О .+ ¦;). СО ю 1 г - lb 1- ). 1..'•.:! ' ¦ '' со ¦ ¦ ¦¦ ¦ О) 1 ? г"- г- со ' —Г о 1 + ¦й- ¦* %1 СМ л..?: ¦ ю - I Vo, •1Л СМ СП it ' 'Lb' Г..;!'.. 1 1 Г- , .'СО rt о en CM Q ¦ 1 + pi ¦Ч :1'..' ч «и ¦ | к. ¦ - см д\ ¦ 1 о .1 i 1 СО «ч ¦у см о о- ¦+¦ 1 ю со ¦^ см 'О 'О Н- -1 1.1 1 .1- СМ ¦"* см см о о -! + ;о о -1 +. СО •* . г- СМ О 'О +.1 W О) см . —• о.' о + ' 1 Ю ¦ *т<- ^о о I.+ со'; <о см со о ¦ о ¦1 ¦+. см :со см со со о о +; 1 со ¦¦* it ¦со - о. ¦hi СО см .СО" —• о eJ. 1: +.; 1 :' о. - + j J « я ю' •) 5 1 я в ^ о о -о + 1 со г^. . — ¦ о О1 о '+ 1. СО СП' р о о/'о. + .1 1 1 1 -1 1 5 -т- СП- ю о о О О - ..( ¦+¦ см ¦* 1-Н О о о 1 + о., о + 1 СП х* О со т« О о о г + —' «О.,; о о 1. +;. 'to , со о о ¦ 1 + ю со .~i о о* о + .1 СО - СМ 'О о о 1 + it-. - СО I.4 1 1 -. Я >i ¦ Ч см см см "1 i-O см . со см + ю f со ¦ "^f со1 1 СО 1 со со 7 '§:. СО .+ ю о ю 'о" см ' ч1 .О'. СО' о ' со о* 1. " .СО СО ¦ о ¦+¦ см со см 1 СП со + = 00'. о +, см со со а ¦¦+¦ СО СП г- СО 1 -¦ СО ¦¦ см со °i о + 1Л СО т см . lO + ,. ' 00 . [С -к СО СМ СО 8- СО ¦, + см см +¦•¦ Q0' ¦ со . т со . т см со" см + СО . СО . СО т . СП СО |: ¦is. s.s >>¦¦ о Применение способа приведенных характеристик для многоэтажных рам с закрепленными от смещений узла» -ми. При расчете многоэтажных рам способом приведен ных характеристик, изложенным в 4.1, допускается вы числять коэффициенты аЬкаа, характеризующие сте. пень защемления концов.Ц(а) стержня а—Ъ {Ь—а) п* формулам ¦"¦¦'..'.- ,;: ,: ''¦'" 2mj ¦ ч = -—-¦; . > tnab S trig- ' mba' (4.22* где 2ть и.-2/па стик ( т . и т соответственно суммы \ характера-. аЪ "'"Ьа ^ '¦всех стер-яшей, примыкающих к узлу Ь или а/ за исключением стержня а—-Ъ (Ь—а). Подстановка в формулы для вычисления щ oyMMfc( характеристик смежных стержней 2 ть вместо сумм» приведенных характеристик Ж1ь дает достаточно точ- ные для практических целей величины а-ъ и связанны» с ними величины iab и Ъаь -в тех случаях, когда aj >1 .При. а-ь<Л. рекомендуется^ получать более точные значения "ль, iab и кф. Для этой цели следует вы- числять щ для стержня as-Ъ по формуле " ¦¦'¦) ''л -S «й. : ¦ '¦'•'" ' '¦'. -¦ > .-..-. «6 = —^-. . V (4;23> .¦:"' ¦;¦' "ia6 : .; -..•-..'¦¦. Но при вычислении приведенных характеристик tbr* ¦ стержней, примыкающих к узлу Ъ, дацускается прини- мать для стержней п, т (примыкающих к кондам_ я. стержней -Ьп) вместо приведенных характерастик inm характеристики тпт, т. е..предполагается, что проти воположные концы стержней.смежных с тем, для ко- торого определяются коэффициенты, полностью защем .лены. • /. ¦:, Пример. В табл. 4.22 подсчитаны- аь щя стержней 2—9 и 4—5 рамы (рис. 4.50, а) двумя .спосрбами по формулам (4.22) и. (4.23). Расхождение в значениях-"<*ь' при подсчете до обоим вариантам .составляет для стер жня 2—9 3,6%, а для стержня 4г-5 5>7%.. В соответствии с вычисленными значениями ч-ь от дельные характеристики 1аь и каь получают ^следую \ щиё значения:, г ,-¦.',.. в первом, варианте ^* (2 9= '1,57;-^ g = 0,#3з '¦'!* $ •=• =;0,595;}7г45= 0,313; во втором варианте —г29 =1,52; fe? = 0,389s; hs ¦»¦ := 0,615; ^45 = 0,33. : В связи с наличием в многоэтажных, рамах замк- нутых контуров и узлов, в которые моменты могут быть,перенесены из смежных узлов с двух сторон, в. не» которых узлах ; может появиться необходимость, в от- личие от одноэтажных рам; .вторичного распределенй» моментов, пришедших в узел от смежного узла с дру- гой стороны. ..; , Пример. Случай определения моментов,в стержня*. ; рамы от: внешних моментов М=100, приложенных к уз- лам 3 и. 9, приведен в табл.' 4.23' и на рис. 4.51. Расчет на горизонтальные смещения или на гори- зонтальные силы, приложенные на уровне ригелей. Изливающие моменты в стержнях однопролетных сим- метричных ; многоэтажных рам От горизонтального сме-. щения ярусов или от "Горизонтальных сил определяютс» в результате решения системы трехчленных уравнений. Количество уравнений равно числу этажей.:; Одиояр©- vлетные симметричные рамы при расчете на горизэнтадь- ную нагрузку могут быть заменены полурамой,, "
Гл. 4. $аркасы 157 Определение а-ь Для стержней 2—9 и 4—5 рамы по рис. 4.50,а Та б лBst ¦ ¦ <..! Определяемые величины Стержень а—b 2—9 4—5 т . стержня а—Ь 1,667 0,667 ЩСтержни, примыкающие к узлу Ь 9—4 9—6 9—8 5-6 {ni . стержней, примыкающих к узлу b 1,25 2,92 0,835 1-й способ :хть 1,25 + 1+2)92 = 5,17 8,835 2mft 5,17. 1,667 = 3,1 2Щ "аЬ :1,667 1,25 = 1,34 2,917 2,917 1,23 ¦У .,'¦.'.'. ¦' 2-й способ ' Примыкающие стержни ¦ т. примыкающих стержней : .2 щь'; ¦;. v. ¦ :¦.'¦ '. ¦¦¦, ¦ :' ¦•¦ \ ..--'¦ 4—3 ¦ . \1 ' ' ч - .'.'¦ 1. 4-5 .. '• 0,667 :' 367.' ' ';У'¦¦.-; 6^5 , 0,835 : ;; ." !- 6—7 ''." 2,082 : 2,917 ¦,'.'' . - ¦:-" ' ор. 6—7 '¦ .! 2,082 : 2,083 ; 2.Б 'аЬ 0,75 + ай "аЬ- 2,34 1,25 ==1,12 3,667 ¦3,917 1=0,937 2,92 0,776 2 h '.. 1,12 + 0,937 + 2,92 = 4,977 0,776 2 I» "аЬ 4,977 1,667 = 2,99 1,16 Погрешность 1-го способа относи- тельно 2-го в % .3,1 - 2.1 3,1 100 = 3,6 5,7 В однопролетных несимметричных, а также в много- этажных ;.и многопролётных рамах количество неизвест- ных возрастает и расчет их чрезвычайно усложняется. Такие, рамы рекомендуется для расчета заменять1 экви- валентными полурамами с числом неизвестных, равным числу этажей. Метод эквивалентной полурамы. Под эквивалент- вой понимается полурама с относительными смещения- ми этажей под влиянием горизонтальных нагрузок или смещений, ' приложенных на уровне ригелей, такими же, как и у рассчитываемой рамы (рис. 4.52). Эквива- лентная полурама образуется из рассчитываемой сле- дующим образом. Погонная - жесткость стоики эквивалентной: иолу» рамы каждого из этажей принимается раиной. сумме погонных жесткоетей всех стоек рассматриваемofs этажа.''' - ;
I а О л и ц а 4.23 Определяемые величины mab* Определение моментов в 2 I" стержнях рамы по рис. 4.50, а от внешних моментов Af —100 , Узел J.«. 5 1 ¦„.-¦.¦ * 1 3 Стержень а—Ь ¦¦ 2-1 2,5 - *^> 1,667 _ 2—3 | 9—8 1,25 2,92 9-6, 1 9—4 ¦ | 9—2 \б—7 \б—5 | 6—9 1,25 . 1,667 [ 2,08 D.835 1 5-6 0,835 5^-4 0,667 4^9 \4—5 \4—3 1,25 0,667 1 1 3—2 1,25 | 3-4 1 Определение 1 . ' Slb. a ^ % = таЬ 0,75+«ft . !+«/:-•¦¦¦ 0,75+<xft 00 -. ор .2,5 2,92+1 + + 1,25= =5,17 3,1 3,85 4,1 ч _ 1,57 1 0,8 1,55 . 1,8 1,08 ОО СО ОО . 00 2,92 0,835+ +2,08= =2,915 2,915 3,665 3,915 0,94 1 + 0,667= . =1,667 1,33 2,08 2,33 1,12 2,5+1,25= =3,7,5 2,25 3 : 3,25 . 1,54 .,' ¦ СО оо ОО со 2,08 0,667 0,8 1,55 1,8 0,72 1,667+ + 1.25+ +2,915= =5,832 5,832 6,582 6,832 ,' 0,97 1+2,08= =3,08 3,69 4,44 4,69' 0,793 1+1,25= =2,25 3,37 4,12 . 4,37 0.626 1,667+1+ +2,92= =5,587 ¦1 4,44 1 5,19 - 5,44 1,19 0,835 1,25 :2 2,25 0,59 1,25 1,25 2 2,25 0,89 2,5+ +1,637= =4,167 3,34 4,09 4,34 1,18 1,25+ + 0,66' =1,91/ 1,92 2,67 2,92 0,92 Распределение внешнего момента в узле а х 2гйь ¦ 'tn- - 1аЬ "а* у ; 2 1аЬ - ' ' 1,5+2аь , • КА kab 1,5+2а6 5,15 0,485 00 0,5 0,305 7,7 0,403^ 0,21 0,448 3,1 0,258 00 0,5 0,144 - -- 7,33 0,398 6,52 0,172 0,236 3,77 0,551 0,191 0,258 Перенос момента от узла а к смежному 4,16 0,32 6 0,376 ОО 0,5 3,1' 0,258 13,164 0,443 1, 0,559* . J, 8,88 0,416 12 0,441 8,24 0,41 2,67 0,446 0,222 0,332 10,38 0,427 4 0,313 - 4 0,313 2,1 ' 0,562 8,18' 0,408 0,438 5,34 0,36 , Распределение перенесенного в узел а момента г^лг(при Af=l на конце а стержня а — Ь) * Значения I 0,698 0,615 mabni 0,592 0,385 иняты равнь 0,408 0,302. 1 J 1МИ — Я 1 0,523 0,541 0,587 вместо " 0,261 1 0,174 0,188 iEJ И ' 0,312 0,201 1 ' 0,225 0,427 0,276 0.285 1 1 -0,680 0,744 0,425 1 0,256 0,575 0,32 1 1 1 1 1 -- 1 0,573 0,667 0,4 , 0,333 0,6 0,427 1 4 1 1 - -•'''
¦Гл. 4. Каркасы 159 Погонная жесткость ригеля ?р эквивалентной по- лурамы, расположенного над каждым из этажей, опре- деляется по формуле *т*'ь ^ (4.24) i9 — Р (2(с — -Щт)' где 2*с —"сумма погонных жесткостей всех стоек рас- сматриваемого этажа; Sot —сумма характеристик т всех узлов сопря- жения колонн с ригелями, расположенными над рассматриваемым этажом. ет значения, в связи с тем, что в расчетах фигурирует погонная жесткость ригеля. Ригель полурамы одним концом защемлен в стойку и на втором конце имеет горизонтально подвижную вертикальную опору. Усло- вия закрепления нижнего конца стойки первого этажа эквивалентной полурамы принимаются такими же, кав в рассчитываемой раме. а) 1 /т /777 /777 /777 /777 /777 I "р 1^ T1 IT8 Рис. 4.51. Определение моментов в стержнях рамы (поЦрмс. 4.50) от моментов, приложенных к узлам • > рамы 3 и .9 а — распределение моментов от воздействия М=100, (приложен? яога в'узле 3;6 — эпюра моментов; в — распределение момен- тов от воздействия Л1=100, приложенного в узле 9; г— эпюра ": '"' моментов. Характеристики т определяются для каждого уз- ла по формулам:' 1) для крайних узлов . ' 2 tp Iq. i Рис. 4.52. Приведение рамы к эквивалентной по- ' лураме о— схема рамы; б — схема эквивалентной полурамы Полученную эквивалентную полураму рассчитыва- ют на действующие в многопролетной раме горизон- тальные нагрузки или смещения, приложенные на уров- не ригелей, одним из способов, приведенных .ниже. Оп- ределенные из этого расчета относительные смещения этажей полурамы соответствуют смещениям рамы от приложенных к ней внешних воздействий. Поэтому расчет рассматриваемой рамы- в дальнейшем сводится к определению изгибающих моментов по концам ее стержней от подученных из расчета полурамы относи- тельных смещений, прилагаемых с их знаками к узлам рассматриваемой рамы, в качестве внешнего воздей- ствия. Расчет многоэтажных рам на заданные относитель- ные смещения этажей см. ниже. т = 2ip + ic 2) для средних узлов «М- 1 Y / й Г i jjjjjj^-O 9)" в} l/f ш^- ч р,*рг ' - : ¦ т = 2(^+фс 2 (<; + $+*с где ip*~ погонная жесткость ригеля рассматриваемой рамы, примыкающего к крайнему узлу; tp1 , и ip1 .^-со- ответственно погонные жесткости ригелей рассматри- ваемой, рамы, примыкающие слева и справа к проме- жуточному . уЗлу; tc—погонная жесткость стойки рас- сматриваемого этажа,, примыкающей к узлу, харак- теристики которого определяются. В эквивалентной полурамё высоты этажей равны высотамл этажей расочитываемой. рамы; пролет ригеля яе устанавливается, так как в дальнейшем он не име- Рис' 4.53. Расчет эквивалентной полурамы методом сил а и б — моменты в основной системе от единичных неиз- вестных; в —моменты в основной системе от нагрузки; г — окончательная эпюра моментов Расчет эквивалентной полурамы. При небольшом количестве этажей (до 3 включительно) расчет полу- рамы рекомендуется производить методом сил. В ка- честве основной чсистемы рекомендуется принимать ряд шарнирно соединенных друг с другом Т-образных балок (рис. 4.53), при этом канонические уравнения, содержащие неизвестные, будут трехчленные. Эпюры от единичных неизвестных и от нагрузок в основной
162 Раздел Н. Стальные Конструкции промышленных зданий системе, в которой все стержни, за; исключением шар- нирных, закреплены от поворота (рис. 4.57, в); 4) найденные моменты' распределяются в соответ- ствии с вычисленными для отдельных частей рамы ко- »ффициеитами распределения и переноса (рир. 4.57, г); 5) полученные после распределения моменты на концах стержней являются окончательными (рис. 4.57, д). Ж. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЙ КОНСТРУКЦИЯ КАРКАСОВ Здание цеха содового завода (рис. 4.58) представ- ляет собой трехпролетную этажерку высотой 58,2 м я длиной 36 м. Высота Этажей по 4,2 м, за исключе- аием верхних, оборудованных монтажными кранами грузоподъемностью 10 т. Площадки перекрытий для 1ГЙШЁ —'3= oial t>mi-2W0-i Рис. 4.58. Здание цеха содово- го: завода обслуживания аппаратов выполнены из рифленой ста- ли; кровля и стены —из сборных крупноразмерных же- лезобетонных плит. Поперечная жесткость здания цеха обеспечивается жесткостью рамных узлов в сопряже- нии колонн с ригелями междуэтажных перекрытий. В . дополнение к жесткости поперечных рам поставлены вертикальные связи в торцах здания. Продольная жест- кость здания обеспечивается связями. Все заводские и монтажные сопряжения сварные. , Развернутая площадь здания —9600 м2; кубатура здания — 48 300 м3; расход стали на 1 м2 площади — 122 кг; расход стали на 1 м3 объема —24,3 кг. Весовые показатели: колонны и связи —424 т; ри- Рвлн, балки и стропильные фермы —424 г; рифленый настил —242 т; прочие конструкции —85 т. Всего *- 1175 т. Наружная установка для завода синтетического каучука (рис. 4.59) представляет собой открытую эта- жерку высотой 20,4 м. На перекрытиях этажерки рас- полагается технологическое оборудование (аппараты и трубы). Рядом с этажеркой устанавливаются цилинд- рические колонные аппараты, для обслуживания коте* рых делаются на них площадки и мостики, соединяю- щиеся лестницами. В целях противопожарной защиты нижний ярус колонн и перекрытие на отметке 7,2 м выполнены из железобетона; стальные конструкции балок и колонн ниже этого перекрытия служат жесткой арматурой же- лезобетонных конструкций. Прочие перекрытия выпол- няются из рифленой стали или просечно-вытяжного на- стила по стальным балкам. Продольные балки перекры- тий неразрезные. Жесткость^ этажерки обеспечена постановкой поперечных и продольных связей. Попе- речные связи ставятся полураскосные для удобства проходов и монтажа аппаратов на перекрытиях. Дета- ли узлов конструкций показаны на рис. 4.59. Развернутая площадь с площадками у аппаратов— 6100 м3; условная кубатура — 32 100 м3; расход стали на 1 м1 площади—113 кг; расход стали на 1 м3 объе- ма —21,6 кг. Весовые показатели: колонны и связи—130 г, балки—298 г; лестницы с перилами—78.т; рифленый настил—186 т. Всего— 692 т. Наружная установка для завода синтетического спирта (рис. 4.60) представляет собой открытую 5-ярус- ную этажерку высотой 28,8 м. В нижней части до от- метки 10,8 м этажерка двух- и трехпролетная; выше этой отметки—однопролетная. В средней части этажерки по- мещается закрытая лестничная клетка, а с обоих тор- цов имеется по открытой лестнице. Жесткость этажер- ки обеспечивается связями в поперечном и продольном направлениях Поперечные связи идут по веем осям и/выполнены полураскосами, подпирающими середины1 ригелей'. Продольные связи крестовые, поставлены в двух панелях в средней трети длины. На перекрытиях этажерки располагается технологическое оборудование (аппараты и трубы). В целях противопожарной защиты нижний ярус колонн, а--также перекрытие на отметке 4,8 м выполне- ны из железобетона; стальные конструкции балок это- го перекрытия, а также нижнего яруса колонн служат жесткой арматурой железобетонных конструкций. Про- чие перекрытия выполнены из рифленой стали или про- сечно-вытяжного 'настила'. по стальным балкам. Про- дольные 'балки перекрытий неразрезные. Для монтажа и обслуживания аппаратов к перекрытиям на отметках 16,8 и 28,8 м подвешены монорельсы с тельферами грузоподъемностью 2—3 г. Развернутая площадь с площадками у аппаратов — 4600 м2\ условная кубатура — 29 000 ж3; ^расход стали на \ м? площади—130 кг; расход стали на 1 м3 объ- ема — 20,6 кг. i у Весовые показатели: колонны и связи—140 т; балки -- 257 т; лестницы с перилами и каркасы стен— 69 г; рифленый настил ——131 т. Всего—597 т. На рис. 4.61—4.63 показаны этажерки химических заводов. ' '¦¦ I Г
«0. -5- -I- AOQAOflj^ -I *r —S--~I ? -? 3E- O о о о о О О !• — -?-—*г- -а-—-з- -$- , i—J a J Ц—-± — по 1-1 по 2-2 ОТ «4—ff) •4-»я7"4^/л <4-»m—wii —l-»m »+»/п »4-*т-w—m"4—m«4-m ~1 9) По ]']. \ 7) е ..... ( По! из N >--? Е—З pJ F JL ж) ! н 1 [ : ; . Ь ' т г р 1 ' \ н /7о-<»-* По 5-3 Ы Поб'в rh и tn^irt 1—цЬр.СР-.Д ш Ъ '*j'jj— \ Рис. 4.59. Наружная установка цеха завода синтетиче- ского каучука а — план; б — продольный (разрез; в — поперечный разрез; г— типовой, узел крепления поперечных балок к колоннам;' д — башмак колонн; е — разделка шва а; ж — деталь монтаж- аогс гтыка колонны; з — типовые узлы крепления неразрезных балок перекрытий 14* По 77 По 84
рис. 4.01. наружная установка • завода синтети- ческого каучука
Гл. 4. Каркасы 165 I.,-. ... Рис. 4.62. Общий вид этажерки химического завода «г й $ „, eIIjis ::ёЁ*&Ж?йШ| Рис. 4.63. Строительство наружной установки химического завода
166 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий- ГЛАВА 5 КОЛОННЫ в.1. КОЛОННЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИИ К, КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛОНН И ОБЛАСТЬ ,<! ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Колонны одноэтажных зданий могут быть класси- фицированы в зависимости от характера изменения по- перечного сечения по длине, характера конструкции, ви- ца соединений заводских элементов и конструктивной схемы. ного прокатного профиля, и для рабочих площадок. В остальных случаях, как правило, применяются сту- пенчатые колонны. По характеру конструкции различают колонны сплошные (рис. 5.1а и рис. 5.2,а), имеющие сплошную стенку между поясами, и сквозные (рис. 5.1,6 и Рис. 5.1. Колонны постоянного сечения а — сплошные; б — сквозные Рис, 5.2. Колонны переменного сечения » ¦»• сплошные; б — сквозные: в — смешанного типа Колонны бывают с постоянным сечением (рис. 5.1) я с переменным — ступенчатые, (рис. 5 2). Колонны в постоянным сечением рекомендуется применять в зда- ниях без мостовых кранов, в зданиях с кранами грузо- подъемностью до 10 т включительно (с опиранием подкрановых балок на консоли колонн), для отдельных ветвей колонн раздельного типа (см. ниже), во всех случаях, когда колонны могут быть выполнены из од- Рис. 5.3. Сплошные и сквозные коло,нны рис. 5.2,6), в которых пояса ветвей соединены друг с другом решеткой или планками (рис. 5.3). Сплошные колонны рекомендуется применять при центральном сжатии или при очень малых эксцентрицитетах про- дольной силы в случаях, когда площадь сечения стен- ки может быть достаточно полно использована для ра- боты на эту силу, а также при любых силовых воздей- ствиях, когда высота сечений колонн ограничена (порядка 600—800 мм). В остальных случаях рекомен- дуется проектировать сквозные колонны, которые более экономичны по затрате металла, однако трудоемкость их изготовления несколько больше, чем сплошных, в особенности при применении автоматической сварки. Широкое применение имеют также колонны смешанно- го типа, в которых верхние (надкрановые) участки, вследствие ограниченных габаритов, выполняются сплошными, а нижние — сквозными (рис. 5.2,в). К ко-
Гл. 5. Колонны 16 лоннам такого типа относится большинство ступенчатых колонн одноэтажных промышленных зданий. По виду заводских соединений элементов колонны ,. подразделяются на сварные и клепаные. Как правило, следует применять сварные колонны. По конструктивной схеме различаются колонны, ветви которых соединены друг с другом связями, обес- печивающими совместную работу ветвей (листы, ре- шетка, планки), и раздельного типа, состоящие из ра- ботающих независимо друг от друга шатровой и под- крановой ветви (рис, 5.4). , Колонны первого типа являются наиболее распространенными. Однако колон- S) It Рис. 5.4. Колонны раздельного типа с —основная колонна; б —. колонны при расширении здания; в — колонны при кра- нах в разных уровнях иы раздельного типа в ряде случаев могут оказаться более экономичными, так как подкрановая ветвь этих колонн работает только на центральное сжатие, вслед- ствие чего площадь ее сечения используется наиболее эффективно; кроме того, изготовление таких колонн менее трудоемко вследствие упрощения конструкции башмаков траверс, соединительных элементов и т. п. Колонны раздельного типа рационально применять: при больших крановых нагрузках (краны грузоподъем- ностью 125 7- и более), расположенных не слишком вы- соко (рис. 5.4,а); при необходимости учета увеличения в дальнейшем крановых' нагрузок; при пристройке к существующему зданию нового пролета, оборудован- ного кранами (рис. 5.4,6); при кранах, расположенных в двух и более ярусах на небольшой высоте (рис. 5.4,в). Б. УСТАНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ Основные размеры колонн (по наружным граням) устанавливаются при разработке общестроительного проекта здания. Выбор размеров колонн должен произ- водиться с учетом: размещения стационарного и под- вижного оборудования (например, печей, станков, кра- ' нов. железнодорожных составов и т. п.); габаритов приближения этого оборудования к конструкциям; не- обходимых, по условиям прочности, устойчивости и же- сткости, размеров сечений элементов. Выступающие за пределы очертания колонн элементы (коротыши, наруж- ная решетка в сквозных колоннах, связи и т. п.) и воз- можные неточности изготовления и монтажа конструкций учитываются путем назначения' дополнительных зазоров между колоннами и габаритами приближения оборудо- вания. 'Для средних рядов в зданиях, оборудованных мо- стовыми кранами, высота сечений надкрановых участ- ков ступенчатых колонн и колонн постоянного сечения устанавливается в зависимости от расстояния между осью колонны и осями подкрановых путей1; размеров выступающих частей кранов; зазоров между краном и гранью колонны, установленных государственными стандартами на краны. Высота сечений подкрановых участков ступенчатых колонн средних рядов здания (между осями ветвей или поясными листами) прини- мается равной расстоянию между осями подкрановых балок. -Пример. На рис. 5.5,а дан пример определения га- баритных размеров надкранового участка средней ко- лонны в цехе, оборудованном мостовыми кранами, а на рис. 5.5,6 — пример определения размера от оси ряда до грани колонны, расположенной у проема для железнодорожных ворот. На" этих рисунках размеры L\, А, аи В, б|, b\, Н, Нь устанавливаются государствен- ными стандартами, нормами или в задании на проек- тирование. Размеры а, аг и Ь, являющиеся дополни- тельными зазорами, учитывающими неточности изготов- ления и монтажа, а также возможные прогибы конст- рукции, должны устанавливаться в каждом случае от- а) ^1 -1 1 -,511 \L awm Y -'-7? -h.-ii u 1b, T+T l ft j± i—/-- i / 1 u ¦ znr-h- , Рис. -5.5. Определение габаритных ' размеров а — надкранового участка колонны; б — колонны у проема для железнодо- рожных ворот; / — грань колонны; 2 — нижняя грань ригеля; 3 и 3'— уро- вень головки рельса соответственно подкранового и железнодорожного пу- ти; 4 — ось железнодорожного пути; 5 — ось подкранового пути дельно и принимаются не менее: а=30 мм; 02 = 50 мм% 6 = 20 мм. В табл. 5.1 приведены строительные габари- ты для мостовых кранов. i Расстояния между осями подкрановых путей и разбивок» ными осями здания регламентируются ГОСТ 534—59 «Краны мостовые Пролеты» и «Основными положениями по унифика- ции конструкций производственных зданий», Госстройиздат, 1955.
168 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 5.1 Строительные габариты мостовых кранов гост в м Размеры по ГОСТ в мм Н Вг Режим работы Ср Л Ср Рекомендуемые размеры Унифициро- ванный стро- ительный габарит А в мм 3332 — 54 7464 —85 10 15 15/3 20/5 30/5 50/10 II —32 10,5 — 31,5 1650 1600 1750 1900 2100 2300 2300 2400 2750 230 260 260 260 3150 300 60 2000 2200 — 2400 2600 3000 3400 6711 — 53 6509— 53 75/20 100/20 125/20 10,5 — 25,5 28,5 — 31,5 13 — 22 25— 31 13 — 15 19 - 31 150/30 ' 200/30 250/30 13 — 16 19 — 31 13 — 31 16 — 28 3700 4000 3700 4000 3700 4000 400 4600 4800 5200 \ 500 75/15 125/30 175/50/15 275/75/15 350/75/15 19,5 — 25,5 19 — 25 19 — 22 20 20 4000 5200 5300 5500 5900 380 450 75 75 75 4000 4400 4000 4400 4000 4400 5000 5200 5600 4400 5600 5 5600 5800 6200 О б о з и а ч е н и я: Л — легкий; Ср — средний; Т — тяжелый.
Гл. 5. Колонны 169 Высота сечений колонн должна назначаться с уче- том необходимости обеспечения достаточной жесткости колонны и всего сооружения в целом. Исходя из .'этого условия рекомендуется (при отсутствии габаритных ограничений) принимать высоту сечений колонн не ме- нее указанной в табл. 5.2. Та блица 5.2 Высота сечения колонн Характеристика колонны или ее участка (размер Я в м) Высота сечения колонн в зданиях, без кранов и с кранами легкого и среднего режимов работы с кранами тяже- лого режима работы Колонны по- Я<8 стоянного сече- ния 8<Я<12 12<Я<20 Я>20 Надкрановые Я_<2 участки сту- пенчатых ко- 2<ЯВ<4 Я„>4 (±-Цн \ю is; \ 15 17 ) (±-1)н- \18 20 / \20 30) (t-f)". (т-i)». U0 12/ в (f-f)'- (тЧ)«. (---К Подкрановые участки сту- пенчатых ко- лонн Я<10 10<Я<20 Я>20 \10 15 I 1,15 20 ; v.2.0 25; (±-1Ля I--1-)" ПО 15/ (-L--Ця \15 20 / Обозначения: Я — высота колонны от низа башмака до низа ригеля; , Н —высота надкранового участка колонны от головки' под- | кранового рельса до низа ригеля. При назначении высоты сечения надкрановых уча- стков колонн учитывают необходимость устройства проходов вдоль подкрановых путей. Размеры проемов. в колоннах для прохода- должны быть не менее. 400 X Х1800 мм. Рекомендуется устраивать проходы вне колонн, однако возможны случаи, когда, устройство проходов в теле колонны обосновано. Проходы вдоль подкрановых путей надлежит обязательно предусматри- вать в следующих цехах и зданиях заводов червой ме- таллургии, имеющих тяжелый режим работы кранов: в литейных дворах доменных цехов; в главных зданиях сталеплавильных -и электросталёплавильных цехов; в мйксерных отделениях, шихтовых дворах, дворах из- ложниц и стрипперных отделениях мартеновских цехов; в копровых цехах; в шлаковых дворах; в отделениях огневой резки; в складах скрапа; и чугуна; в отделени- ях нагревательных колодцев; в прокатных цехах; в складах заготовок и готовой продукции; в трубопро- 12—915 катных и трубосварочных цехах; в термических цехах и отделениях; в фасонолитейных и чугунолитейных це- хах при наличии двух и более электрических мостовых кранов в пролете. В других промышленных зданиях проходы устраиваются в случаях, когда это предусмот- рено технологическим - заданием. Высота ступенчатой колонны и отдельных ее уча- стков устанавливается с учетом размеров примыкаю- щих элементов и отметки верха фундаментов. С целью уменьшения общей высоты колонны рекомендуется .на- значать возможно меньшую глубину заложения баш- маков колонн, оставляя расстояние от верха конструк- ции башмаков до уровня пола (с учетом выступающих анкерных болтов) не более 50—100 мм. При наличии каналов внутрицеховых сетей, располагаемых у колонн, глубина заложения башмаков колонн назначается с уче- том этих коммуникаций. В, УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ Статическая схема и расчетные усилия колонн, вхо- дящих в систему каркаса здания, ©пределяются расче- том каркаса, выполняемым согласно указаниям, при- веденным, в главе 4. Расчет отдельных колонн, не входящих в расчетную схему каркаса (колонны под площадки и т. п.), выполняется по непосредственно приложенным к ним нагрузкам. Статическая схема этих колонн выбирается с учетом характера закрепления их концов. ¦) ' ¦ | Подбор сечений и проверка несущей способности колонн производятся по указаниям в п.п. 2.4; там же приведены коэффициенты, необходимые для опре- деления расчетных длин колонн. Расчетные высоты колонн и участков их в направ- лении вдоль здания принимаются равными расстоянию между закрепленными от смещения точками. К таким точкам относятся места прикрепления продольных кон- струкций (подкрановых балок, подстропильных ферм, ригелей и прогонов) в случае, если последние закреп- лены в узлах вертикальных связей каркаса. Г. КОМПОНОВКА СЕЧЕНИЙ ''-'¦• / Сплошные колонны. Сечения сплошных колонн ком- понуются, как правило, из трех листов универсальной стали (рис. 5.6, а). Более рациональным, с точки зрения уменьшения • трудоемкости изготовления, является се- чение из одного прокатного профиля (двутавровая балка обычная или широкополочная). Однако вслед- ствие .относительно малой боковой жесткости такое сечение можно применить лишь в тех случаях, когда расчетная длина из плоскости поперечной рамы значи- тельно меньше, чем в ее плоскости. . Рекомендуется применять сечения колонн с ветвями из прокатных двутавров и швеллеров, соединенных друг с другом листом (рис. 5.6,6 и в). Составные се- чения ветвей колонн (рис. 5.6, г) в связи с большей трудоемкостью их изготовления применяются лишь в тех случаях, когда выполнение ветвей из прокатных профилей невозможно. Типы сечений, изображенных на рис. 5-6, a—г, при- меняются в центрально сжатых колоннах, а также в колоннах, с небольшим эксцентрицитетом. Сечения по рис. 5.6,5 и | е применяются во внецентреннб сжатых колоннах, преимущественно в нижних участках ступен- чатых колонн. При необходимости иметь в местах при- мыкания стены гладкую наружную поверхность при- меняются сечения колонн по рис. 5.6, а* в, д, е.
170 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий При назначении размеров элементов сечений спло- шных колонн, компонуемых из листовой стали, при ра- боте сечения на центральное сжатие рекомендуется распределять материал между стенкой и полками, а также выбирать толщину стенки, исходя из условия Примерного равенства гибкости стержня колонны в обо- их направлениях. В колоннах, работающих на внецент- ренное сжатие, толщину стенок следует принимать, как правило, меньшей, чем толщины полок. . L-H I Рис. 5.6. Типы сечений сплошных колонн а;- б; в; г; д; е — различные варианты Составные сечения ветвей из листов применяются обыч- но лишь в тех случаях, когда выполнение их "из про- катных профилей невозможно. Типы рекомендуемых сечений сквозных колонн по- казаны на рис. 5.7. При необходимости иметь в местах примыкания стены гладкую наружную поверхность применяют сечения колонн по рис, 5.7, а, б, г, д. Сечения верхних надкрановых участков ступенча- тых сквозных колонн при ограниченных габаритах или при воздействии больших усилий, а также при большом количестве примыкающих конструкций рекомендуется предусматривать сплошными. Размеры элементов сечений ветвей сквозных колонн назначаются с учетом выбранного расположения ре- шетки; так, при внутреннем расположения элементов решетки высота стенок в обеих ветвях принимается одинаковой (рис. 5,8,а), а при наружном расположении элементов решетки одинаковы наружные размеры обеих ветвей колонны (рис. 5.8,6). С целью у меньше» ния наружных габаритов, и улучшения условий тран- спортировки колонн рекомендуется располагать элемен- ты решетки внутри ' контура сечения. Сечевия отдельных сплошных ветвей в сквозных колоннах компонуются с учетом указаний, сделанных для сплошных колонн. Ширина поясных листов назначается максимально допустимой по условиям местной устойчивости этих листов и удобства изготовления конструкций колонн (ем. главы 1; 2 и 24). . Толщину листов в сечениях, компонуемых из ли- стовой стали, желательно принимать в пределах от 6 до 40 мм. Толщину листов, к которым непосредственно примыкают балки или фермы, передающие большие/ опорные давления или местные.поперечные силы, следу- ет принимать не менее 8 мм. Ширину полос (в мм) для стенок и полок двутав- ровых сечений колонн следует принимать согласно ряду Рго предпочтительных чисел" по ГОСТ 8032—56 «Пред- почтительные числа и ряды предпочтительных чисел». При ширине полос до 1050 мм применяют универсаль- ную сталь по ГОСТ 82—57. ' Отношение высоты стенки ha к ее толщине 8 сле- дует назначать из условия обеспечения местной' устой- чивости стенки без постановки продольных ребер, уве- личивающих '. трудоемкость изготовления конструкций. в) 6) в) г) д) о па c:::~I czij ., Рис. 5.7. Типы сечений сквозных колонн а; б; в; г; д — различные варианты Рациональность постановки продольных ребер рекомен- дуется проверять, в каждом отдельном случае техника-" экономическим сопоставлением сечений с продольными ребрами и без них. .. Сквозные колонны. Сечения сквозных колонн сле- дует компоновать из двух ветвей, соединенных друг с другом, как правило, решеткой. Соединение ветвей на планках допускается в колоннах, работающих на центральное сжатие, а во внецентренно сжатых колон- нах только при незначительных поперечных силах. Сечения ветвей следует назначать преимущественно из прокатных профилей (двутавровых и швеллерных). а) 6) г) V . N Рис. 5.8. Распо- ложение решет- ки в колоннах а —внутри сечения; б — вне сечения Рис. 5.9. Типы решетек колонн а — треугольная; б — раскос- ная; 8 —крестовая; г — по- ' лураскосная Схему соединительной решетки колонн рекоменду- ется принимать треугольную или раскосную (рис. 5.9,а, б), если в колонне преобладают поперечные силы од- ного направления; при больших расстояниях между ветвями могут применяться крестовая и полураскосная . решетки (рис. 5.9,0, г). Угол наклона раскосов прини- мается ; в пределах 45—60° к горизонту. Расположение узлов, крепления решетки к ветвям сквозных колонн следует увязывать с примыкающими к колоннам смежными конструкциями ферм, подкрано- вых консолей, балок площадок,' кронштейнов а т. п. в тем, чтобы усилия от этих конструкций передавались бы в узлах. Длины панелей на протяжении всей колонны или отдельных ее участков рекомендуется по возможности сохранять, одинаковыми. Решетку следует центрировать на оси ветвей; при швеллерных сечениях ветвей. допускается центрировка решетки на обушки. Эксцентричное крепление элемен- тов решетки к ветвям допускается применять в цент- рально сжатых колоннах или при незначительных уси- лиях в элементах решетки с обязательной проверкой ветвей на изгибающие моменты, возникающие вт экс- центричного крепления решетки.
Гл. 5. Колонны 171 Для уменьшения размеров узловых фасонок следу- ет назначать ширину листов ветвей максимально допу- стимой. Решетку колонн рекомендуется проектировать из уголков. При расположении решетки в одной плоскости (рис. 5.10, а) элементы ее следует компоновать, как правило, из двух уголков, соединенных друг с другом Рис. 5.10. Расположение решеток колонн и Связи решеток а — при расположении решетки в од- ной плоскости; б — при расположении в двух плоскостях раздельных реше-. ток; в — то же, решеток, соединенных планками; г — то же, решеток,, соеди- ненных раскосной решеткой прокладками; в пределах одного элемента следует ста- вить не менее двух прокладок. При расположении ре- шетки в двух плоскостях элементы ее могут быть, в зависимости от длины, либо из одиночных уголков или швеллеров, работающих независимо (рис. 5.10, б), либо из парных элементов, соединенных друг с другом план- ками (рис. 5.10, в); жесткими распорками или раскосной решеткой (рис. 5.10, г). Д, КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЕРЖНЯ КОЛОННЫ - Конструирование стержней колонн должно произво- диться в соответствии с указаниями- в главе 2 п. 2 и 4. he Стенки сплошных колонн при —-"> 70 должны укре- 0 , пляться парными поперечными ребрами жесткости на расстоянии (2,5—3) hB друг от друга, но не менее чем в двух местах на каждой отправочной единице. Размеры поперечных ребер жесткости должны быть приняты как для балок по указаниям в п. 2.3, В. ' - Мощные составные сплошные и сквозные колонны следует укреплять диафрагмами, расположенными не реже чем через 4 л по высоте колонны. Расположение, 12* ребер жесткости и диафрагм следует увязывать с местами примыкания смежных конструкций и следить за тем, чтобы, выступающие ребра не мешали бы заводке, этих конструкций при монтаже; размещение диафрагм следует также увязывать с узлами решетки, траве'рсам» в ступенчатых-колоннах и т. п. В зависимости от разме- ров поперечного сечения ко- лонн диафрагмы могут про- ектироваться сплошными из листов или решетчатыми из уголков (рис. 5.П)>- Р'И'С. 5.11. Поперечные диафрагмы в колоннах а — из сплошного-листа; б — в виде раскоса; в — в виде фермы -щ& Рис. 5.12. Стык колонны с нак- ладками Сварные швы, соединяющие элементы сечения сплош- ных составных колонн, рекомендуется. проектировать угловыми сплошными, принимая толщину их от 6 дэ а,. по 1-1 ш 03 А% Ш ^Р Деталь К ¦ 5) Х- « \ & Ь р> ¦ ¦-О h 1 ^2 < fc '¦ Г J * 1—у- 1 -.; : i ц г .. 10 2-2 « ' Щ |] Ось | стыка . п ¦ J и... '/ 1. Рис. 5,13. Монтажные стыки ступенча тых колонн а — в месте изменения высоты сечения колон- ны; б — в надкрановом участке колонны
172 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Рис. 5.14. Проем для прохо да в сплошной колонне 10 мм в зависимости от толщины свариваемых элемен- тов, На участках действия значительных поперечных сил (примыкания ригелей и т. п.) толщину шва следует проверять расчетом. На участках длиной 500—600 мм в каждую сторону от места примыкания ответственных конструкций с большими опорными давлениями рекомен- дуется при ручной сварке утолщать соединительные швы в стержне колонны на 2—4 мм: Аналогичные утолщения швов реко-. мендуется делать и в местах примыкания баш- маков, подкрановых кон- солей и т. п.. в тех слу- чаях, когда толщина шва по расчету не пре- вышает 6 мм. Швы, при- крепляющие поперечные Я продольные ребра жесткости, диафрагмы и другие конструктивные элементы, разрешается выполнять прерывисты- ми, если эксплуатация колонн будет происхо1 дить в условиях, небла- гоприятствующих воз- ' никновению коррозии. При пересечении попе- речных и продольных ребер продольные ребра прерываются и стыкова- ние их осуществляется через поперечные ребра ' i; на сварке. Заводские стыки листовых элементов сплошных колонн следует, как правило, выполнять прямыми шва- ми в стык, располагая их вразбежку. 'При изменении толщины листов по длине колонн места стыков этих листов должны быть вынесены за теоретическое место изменения сечения в направлении листа, имеющего мень- шую толщину. Стыки профильных элементов сечения допускается выполнять с накладками-только в случае яевозможности осуществить его в стык. , Монтажные стыки колонн следует, как правило, зыполнять сварными, допуская клепку лишь в исключи- тельных случаях, при невозможности осуществления сварных стыков. Монтажные стыки сварных колонн могут осуществляться как в стык с полным проваром, так и с ромбическими накладками со скошенными угла- ми, приваренными по контуру, за исключением участка яо 25 мм с каждой стороны от оси стыка (рис.' 5.12). 8 ступенчатых колоннах монтажные стыки рекомендует- ся располагать в месте изменения высоты сечения (рис. 5.13, а) или выносить на надкрановый участок колонны (рис. 5.13, б). При устройстве в теле колонн пр'оемов последние надлежит окаймлять ребрами жесткости. Высота сечений каждой ветви, окаймляющей проем, должна .быть не менее 200 мм. Рекомендуемое конструктивное решение окаймления дано на рис. 5.14. ( ' В ступенчатых колоннах места перехода от под- кранового участка к надкрановому слечует конструиро- вать таким образом, чтобы была обеспечена доступность наложения сварных швов, для чего следует применять одностенчатке траверсы (рис. 5.15, а); двухстенчатые траверсы (рис. 5.15, б) допускаются лишь при невоз- можности передачи усилий с помощью одностенчатой; а этом случае необходимо предусматривать такие раз- „А Тплтгггптж Р I» d-i If г B i p i I If i , Hi I •'»> 11 i-ULJLil no 3-3 Рис. 5.15. Типы траверс -одностенчатая; б — двустенчатая; 1 — отверстия для досту- па к головкам болтов меры элементов и расстояния между щеками траверсы, чтобы была возможность наложения сварных швов на- длежащего размера и качества, Е. ЭЛЕМЕНТЫ КОЛОНН Башмаки центрально сжатых колонн. Башмаки центрально-сжатых сплошных и сквозных колонн При шарнирном опирании рекомендуется, для уменьшения трудоемкости изготовления, проектировать из одной пли- ты (рис. 5.16, а, б). Башмаки, в которых плита укрепляет- ся траверсами или ребрами, могут применяться в слу- чаях, когда постановка ребер существенно снижает (рис. 5.16, в) толщину плиты или при необходимости развития плиты в одном .направлении (рис. 5.16, г, д) для создания заделки опорного сечений колонны, либо невозможности расширения башмака в поперечном на- правлении. ,' -¦¦•¦. Сопряжения стержней колонн, траверс и ребер с опорными плитами башмаков выполняются, как прави- ло, сварными. При значительных сжимающих усилиях в колонне рекомендуется в башмаках, состоящих только из одной плиты, фрезеровать торец колонны и строгать верхнюю плоскость опорной плиты. В этом случае на плите должны быть, предусмотре- ны, приспособления для правильной установки стержня колонны в проектное положение (риски, фиксирующие уголки и т. п.). Опорная плита должна снабжаться при- способлениями для выверки правильности ее установки на фундамент. Сопряжение приторцованной колонны с плитой должно быть рассчитано на восприятие расчет- ных сжимающих и отрывающих усилий; при отсутствии
Гл. 5. Колонны 173 отрывающих усилий сопряжение должно воспринимать отрыв силой, составляющей не менее 15% от наибольше- го сжимающего усилия в колонне. Для восприятия от- рывающих усилий допускается производить обварку листа, сопряжения опорной плиты со стержней колонны после установки последнего в проектное положение. Расчет башмаков центрально сжатых колонн произ- водится на реактивный отпор фундамента; который предполагается распределенным равномерно по всей ра- В башмаках, состоящих только из опорной плиты, в рабочую площадь включаются консольные участки, . защемленные по контуру колонн (заштрихованные на рис .5.17, а). При заданных основных размерах колонв б) -JJ 1 со I - . L ~4v- #ЙР ШшЙ, <Шджч. а\-—Л — Щ/' Щл ¦На -о 1 г It од -с, 5 f ^y?7m777W77,7!mfi ^ L с— • ¦ f л i 1Й су,- -—! ftf и Рис. 5.16. Башмаки центрально сжатых колонн о — с непосредственным опиранием сплошной колонны на плиту; б — то же, сквозной колонны; в — то же, с дополни- тельными ребрами, облегчающими работу плиты; г —то же, с траверсой удлиненного типа; д — то же, с наклонными ребрами удлиненного типа бочей площади опорной плиты. В рабочую площадь включаются только те участки опорной плиты, работа которых на изгиб обеспечивает передачу усилий от колонны на фундамент. Статическая схема Опорной плиты устанавливается в зависимости от ее размеров и конструктивного реше- ния башмака. Требуемая рабочая площадь F^ опорной плиты башмака центрально сжатой колонны определя- ется по формуле .¦''.-,¦ N П^ _-—-_, , (5.1) Рис. 5.17. Расчетные схемы плиты центрально сжаты* башмаков а —¦ без ребер и траверс; б — с траверсами 352 Ь; L -ОдЦр); ; в—с траверсами и ребрами ( ак=0,204 »; L=0.71 -^J ' где /яФЯпР N •— расчетная нормальная сила,в колонне на уровне башмака; т — коэффициент усло- вий работы; 3 "- i/z V *см Rnp коэффициент, учитывающий соотно- шение сминаемой {Fcv) и рабочей (F) площадей фундамента; расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии. е — с ребрами I ак=0,204 Ь; В = 0,71 -?-); д — с наклонными реб- рами ( ак = FT (6,9 ft-f2b); В ~ 6,9 аЛ ; е — с ребрами, создающи- ми опирание плиты по контуру. Ь и h и при потребной рабочей площади опорной плиты Fp необходимый вылет консоли ак определяетса по формуле Значения m, ty и /?пр определяются по действую- щим нормам проектирования бетонных и железобетон- ных конструкций. ^0,5(k-yrk2-Fl)r (5.2»,i где /г=6 +0,5ft; 8— толщина полки или стенки колонн».. В башмаках, опорная плита которых укреплена! ребрами и траверсами, расположенными так, чте pas 1
174 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий деленные ими участки опорной плиты имеют отношение большей стороны к меньшей, превышающее 2, опорную ялиту рекомендуется „рассчитывать как разрезную или. неразрёзную балку с пролетами в направлении меньшей стороны и равными расстояниям - между ребрами в свету. Соотношение в плите между пролетами / и консо- лями ак следует выбирать из условия выравнивания опорных и пролетных моментов; эти соотношения ука- заны на рис. 5,17, б, в, г, д. Величина изгибающего момента в консоли плиты на „ 1 см ширины определяется- по формуле где <*б -^-напряжения в фундаменте под рабочей частью опорной плиты. В башмаках, опорная плита которых укреплена ребрами-- и траверсами, расположенными так, что разде- ленные ими участки опорной плиты имеют отношение ббльшей стороны к меньшей, не превышающее 2, опор- ные плиты рекомендуется рассчитывать как неразрезные плиты с учетом работы их в двух направлениях (рис. 5.17, е). Расчетная схема отдельных участков выбирается в каждом случае соответственно конструкции башмака. Для упрощения расчета плит, опертых по трем и четы- рём сторонам с различным закреплением по контуру, имеются соответствующие таблицы (расчетно-теоретиче- ский том Справочника проектировщика). В этом случае также рекомендуется устраивать кон- сольные свесы плиты, назначая величину свеса ак из условия, равенства консольного момента опорному в соответствующей плите, имеющей защемления на опо- рах. Пролетные моменты; в этом случае могут опреде- ляться как для плиты, работающей в двух направле- ниях и защемленной по трем или четырем сторонам. Толщина 5 плиты башмака определяется по фор- муле ',-'•¦¦ ¦ ¦ ¦' Ь>У ~R ' (ЪА) тде М —< расчетный момент в плите, отнесенный к полосе (Шириной 1 см, определяемый по фор- муле (5.3); R —> расчетное сопротивление металла опорной плиты. ,,: В башмаках, имеющих ребра и траверсы, расстояния между ними рекомендуется назначать так, чтобы тол- щина плиты не превосходила 40 мм. Расчет траверс и ребер баш-мака, производится на- приходящуюся на них нагрузку, передаваемую ; опорной плитой. Статическая ¦схема этих элементов принимается'в зависимости от конструкции башмака: в виде консоли (рис. 5.16, б); йалки на двух опорах с консолями (рис. 5.16, г) или гбез них (рис. 5.16, б); неразрезной балки (рис. 5.17, е); стержня, работающего на сжатие (подкос на рис. 5.16, <Э чц рис. 5.17, <Э) и т. и. Рекомендуется не включать в рабочее сечение тра- версы или ребер малой высоты опорную плиту башмака, ввиду трудности ее крепления, соответствующими швами к ребрам на полную сдвигающую силу, возникающую щри совместной работе плиты и : ребер. Швы, прикреп- ляющие ребра и траверсы к опорной плите, рассчиты- ваются1 в этом случае только на вертикальные нагрузки, ифедавйемые Шторной' плитой. '.-¦'' Башмаки центрально, сжатых колонн надлежит за- креплять в фундаментах при помощи анкеров, которые в этих колоннах являются большей частью только уста- новочными.. Крепление анкеров, к башмакам осущест- вляется либо непосредственно за плиту (рис. 5.16), либо за траверсы. В обоих случаях, для удобства монтажа колонны, необходимо предусматривать достаточные за- зоры между анкерами и конструктивными элементами башмака. Плиты и траверсы башмаков, к которым кре- пятся рабочие анкеры, при наличии отрывающих усилий надо проверять на воздействие этих усилий. Указания по проектированию анкеров см. ниже. Рис. 5.18. Башмак сплошной вне- центренно сжатой колонны а — конструкция башмака; б —эпюра напряжений под плитой при наиболь- шем краевом напряжении; в — то же, : при наибольшей перерезывающей силе . Башмаки внецентреннр сжатых колонн. При незна- чительной величине изгибающих моментов башмаки внецентренно сжатых колонн проектируются так же, как и башмаки центрально сжатых колонн При значитель- ной величине изгибающих моментов башмаки внецент- ренно сжатых колонн, как правило, следует проектиро- вать для сплошных колонн — с траверсами и, в необ- ходимых случаях, с наклонными ребрами, (рис. 5.18), а для сквозных колонн — раздельными под'каждую ветвь по типу башмаков центрально сжатых колонн (рис. 5.19). Применение в сквозных колоннах общего башмака на обе. ветви допускается только в следующих случаях: 1) при малых расстояниях между ветвями колонн и не- обходимости увеличить плечо анкерных болтав (рис. 5.20, а); 2) при выполнении башмчков,из прокат- ных двутавров или швеллеров (рис. 5.20, а, б); 3) при невозможности спроектировать раздельные башмаки под каждую ветвь колонны вследствие большой величины действующих усилий и ограничения наружных размеров башмаков габаритными требованиями (рис. 5-20>в).
Гл. 5. Колонны 175 Траверсы, башмаков сплошных колонн следует про- ектировать, как правило, одностенчатыми. Двустенчатые траверсы-допускаются в случаях, если по величине дей- ствующих усилий или вследствие ограничения высотных габаритов для башмака' одностенчатые траверсы не Ряс. 5.19. Раздельные башмаки ¦, сквозной вяе- ценфенно сжатой колояны а — для колонн прокатных сечений; б — для колонн сварных сечений могут быть спроектированы, а также если двустенчатые траверсы могут быть спроектированы из прокатных про- филей и при sroiiF обеспечены надлежащие условия для удобного наложения сварных швов. При применении двустенчатых траверс необходимо предусматривать рас- стояния между траверсами и элементами башмаков, достаточные для наложения сварных швов надлежащего качества и необходимой длины в .промежутках между элементами. . ' ¦ При проектировании башмаков необходимо следить ga тем, чтобы колонна вместе с башмаками укладыва- лась в размеры, допускаемые к перевозке по.железной дороге. В отдельных случаях при невозможности обес- печить габаритность колонны вместе с башмаками до- пускается проектирование съемных раздельных щек двустенчатых травеос. присоединяемых к колоннам на монтаже. . ¦ ¦ Основным видом сопряжения башмаков со стерж- нем колонны является сваока: клепаные присоединения допускаются в виде исключения пр,й двустенчатых тра- версах, если габаритные условия не позволяют произ- водить сварку .(например, при съемных щеках башмаков по рис. 5.21). Расчет башмаков производится' на совместное дей- ствие изгибающих моментов и осевых сил; при этом еледует учитывать комбинации, дающие максимальные Рис. 5.20. Объединенные башмаки' сквозной вне* центренно сжатой колонны a — башмак из пройатных профилей при малом расстоя- л нии между ветвями колонны; б — то же, при большом расстоянии между ветвями колонны; в — башмак свар- ной конструкции из листовой стали при больших уси- лиях и ограниченных размерах Рис. 5.21. Башмак с монтажным присоединением ' к колонне
176 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий влечения как сжимающих, так и растягивающих напря- жений под опорной поверхностью башмака. Напряжения в бетоне &б под опорной поверхностью определяются: краевые при сплошных или сквозных колоннах с общим башмаком по формуле N 6М . ^вт±ъи; (5-5) при сквозных колоннах с раздельными башмаками под каждую ветвь по формуле , где В и L —соответственно ширина и длина опорной поверхности башмака колонны (или ветви колонны при раздельных башмаках); М и М—соответственно расчетные изгибающий момент и осевая сила на уровне башмака, определенные при одной и той. же комби- нации внешних воздействий; Щв—расчетная осевая сила в рассматриваемой' 1 ветви сквозной колонны. Напряжение <*б должно удовлетворять условию <1б < m^ #пр. (значения т, фи Rnp те же, что ив формуле 5.1). Все растягивающие усилия должны восприниматься анкерными болтами. В соответствии с ) конструкцией башмака опорная плита его состоит из ряда участков, которые в статиче- ском отношении могут рассматриваться как консоли,' однопролетные и многопролетные неразрезные балки или как плиты, работающие в двух направлениях. Каж- дый отдельный участок опорной плиты внецентренно сжатой колонны следует рассчитывать на равномерно распределенную нагрузку по наибольшей ординате эпюры напряжений под плитой, соответствующей рас- считываемому, участку. Выбор пролетов плит, соотно- шения между размерами пролетов и консолей при при- нятой статической схеме и определение толщины плиты производятся так же, как; и для плит центрально сжа- тых колонн, согласно указаниям, приведенным выше. Расчет ребер и траверс производится на нагрузки, приходящиеся на них' с соответствующих участков опор- ной плиты. Статическая схема этих элементов выбирает- ся в соответствии с. конструкцией'башмака в виде кон- • солей или балок (разрезных и неразрезных). • Траверсы, к которым крепятся С1ержни колонн, обычно работают как консоли. Расчетными, чаще всего, являются сечения, расположенные на- грани колонны (сеч. а — а на рис. 5,18, а). Эти сечения следует про- верять как на реактивные (сжимающие) усилия фунда- мента, так и на растягивающие усилия, передаваемые анкерными болтами. Наибольшие значения М и Q. в се- чениях, «—« не всегда имеют место при комбинациях нагрузок, вызывающих наибольшее краевое напряжение 0^акс в бетоне Они могут возникать и при об<' ом* , если протяженность эпюр сжимающих напряжений °б под плитой башмака при этом больше (рис. 5.18,6, в); так, Q2 > Qil если в2 + ав > ох+ <з%шс и M2>Mi, если .о, + 2*в>в1'+2^"с.. ;.,..'.'¦• Высота стенки траверсы определяется большей ча- стью из условия крепления к ней стержня колонны. При небольших усилиях возможно выполнение траверс ' с лрименением. прокатных, профилей —швеллерных (рис. 5.20, а) и двутавровых (рис. 5.20, б). При больших усилиях сечения траверс проектируются составными, состоящими из опорного листа башмака, вертикального листа и верхнего горизонтального ребра (рис. 5.18; рис. 5.20, в; рис. 5.21). В одностенчатых траверсах, образуемых приваркой консолей к стержню колонны, расчетное сечение консоли состоит из опорного листа башмака или сварных.швов у корня консоли. Нормальные и скалывающие напряже- ния в этих сечениях не. должны прево'сходить расчет- ных сопротивлений для сварных швов, приведенных в п. 2.5. Напряжения в сечениях консольных траверс можно проверять в предположении, что изгибающий, момент воспринимается только поясами (без учета стенки), а поперечная сила воспринимается только стенкой (без учета поясов) при условии проверки, поясных швов на сдвигающую силу. Допускается также, при небольших усилиях, рассчитывать тра-версу в предположении, что усилия М и Q воспринимаются только стенками. Верх- нее горизонтальное ребро траверсы в этом случае должно только обеспечить боковую устойчивость стенки и подбирается по конструктивным соображе- ниям. Швы, соединяющие вертикальную стенку^ с опор- ным листам, рассчитываются только на нагрузку от фундамента (без геометрического суммирования со сдвигающими усилиями), а швы, прикрепляющие верх- нее горизонтальное ребро, назначаются по конструктив- ным соображениям. Ребра башмаков, состоящие только из вертикаль- ных листов, рассчитываются в зависимости от конст- рукции. Устойчивость.этих ребер при изгибе считается обеспеченной в случае последующей обетоиировки башмаков. , • Анкерные болты. Анкерные болты следует проекти- ровать из круглой стали марки Ст.З. Расчетный диа- метр . анкерного болта принимается по внутреннему диаметру резьбы. Анкерные болты подразделяются на установочные и рабочие. Установочные болты ' предназначены только для • обеспечения правильности установки колонны в проект- ное положение и закрепления ее на период монтажа. Расположение этих болтов следует выбирать так, чтобы не нарушалась принятая расчетная схема (например, при 'шарнирном, сопряжении колонны1 с фундаментами следует максимально Приближать болты к оси колон- ны). Диаметр установочных болтов принимается ОТ 16 до 30 мм, в зависимости от высоты и мощности колон- ны; глубина заделки' их в фундамент принимается рав- ной 15—20 диаметрам болта. Рабочие анкерные болты предназначаются для вос- приятия отрывающих усилий, выполняя одновременно функции установочных болтов. При центральном растя- жении одной.из ветвей сквозной колонны рабочие бол- ты следует располагать возможно ближе к этой, ветви колонны. В башмаках, работающих помимо осевой силы также и на момент, рабочие болты с целью уменьшения усилий, в них следует раздвигать на возможно большее расстояние, с учетом конструкции башмаков и допусти- мых габаритов, их. Наиболее употребительны диаметры рабочих болтов — от 20'до75 мм. При определении, глубины заДёлки анкеров,. снаб- женных крюками, заанкеривающее влияние последних не учитывается. При ограниченной глубине заделки анкерные болты должны, быть надежно закреплены в анкерных шайбах или балках, передающих все усилие на бетон. При этом сцепление между бетоном, и анкерами не учитывается, а глубина заделки определяется из условия равенства. силы сопротивления бетона выкалыванию по периметру
Гл. 5. Колонны 177 Типы анкерных болтов Т а б лица 5.3 Заделка анкера через сцепление Заделка анкера при помощи шайб Тип I Тип II Тип III Тип IV d = OT 20 до 36 мм d = от 42 до 90 мм d = от 30 до 90 мм d = от 42 до 80 мм V. ^ А- !г8\ ?!_<*-8-16-20 J-—. -г- J /to 2-2 о[ ^ Таблица 5.4 К Е- е- ¦ й D Диаметр резьбы 3 о, сз d к X к QJ а, н *», к и dt Основные Я 2 та ¦ к . я ¦. М- И * ¦3- ¦ а I Ь размеры анкерных болтов (резьба метрическая) Тип анкера (по табл. 5. 3) 1, II я К А . Ч сЗ о g К со ¦ i. X X су h III Размеры опорных плит S о, 3 с 1: s « н о ft IV Количество и диаметр приваренных стержней nxd ] it I h Заделка при- варенных стержней W Размеры в лм< 20 22 24 28. 30 36 42 48 56 , 65 75 ,80 85 90 П р и 20 - 22 24 27 80 36 42 48 56 .64 72 80 85 90 16,53 18,53 19,83 22,83 25,14 =30,44 35,75 41,05 48,36 55,66 63,66 71,55 . 76,6 81,4 м е ч а н и е. Сталь 35 40 45 . 50 55 65 70 80 U00 ПО 120 140 140 150 : марки С 60 . 65 70 75 80 90 100 100 120 130 145 155 . 170 180 :т.-з j 700- 750 . 850 .950 1 050 ' 1 250 1 450 1 700 2 000 2 300 2 500 2 800 " 3 000 3 100 500 650 750 850 1 000 ,1 100 1 250 J 400 1 500 1 600 140 200 200 240 240 280. 280 350 350 400 20 20 20 25 25 30 30 ¦' 40' 40 40 6 6 6 -. 6 6 6 6 6 6 6 2x27 2x30 2X36 2x36 3ХХ36 4X36 ¦ 46 — « 1400 кг/слЛ Бетон фундаментов марки 100 — 150 250 300 350 350 350 350 ¦ , 850 950 1 100 1 юр 1 100 1 100 . Л ч • ев и о к ' а as я" Е- ы Й к ^нт в см" 2,14 2,69 3,09 4,09 4,96 7,28 10,04 13,24 18,37 24,34 31,83 40,25 46,05 51,9 г СУ . О й> . V и са о< а> О as А -Ч w ¦ ч ? щ 5- N ' в кг 2 920 3 680 4 220 5,600 6 780 9 950 13 660 18 100 25 100 33 200. 43 500 55-000 / 63 000 70 800 ./ шайбы силе, действующей в анкере. Размеры шайбы проверяются исходя из допустимого сопротивления бе- тона смятию по ее поверхности. Крепление шайбы к анкерному болту рекомендуется выполнять сварным. Необходимые данные для проектирования рабочих анкеров при нормальной и минимальной заделке их приведены в табл. 5.3 и 5.4 . Анкерные болты рекомендуется закладывать в фун- даменты наглухо при бетонировании; при этом следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие пра-
178 Раздел II. Стальные ¦ конструкции промышленных зданий вильную установку анкеров (кондукторы), исключаю- щие возможность смещения их во время бетонирования фундамента. Для удобства посадки башмаков колонн рекомен- дуется выносить анкерные болты за пределы опорной плиты башмаков, а при пропуске анкеров через отвер- стия в элементах башмаков или через зазоры между элементами следует назначать диаметры этих отверстий или размеры зазоров в 1,5—2 раза большими, чем диа- метры болтов. - Анкерные болты должны снабжаться шайбой и гайкой. В случае отсутствия обетонировки башмаков необходимо предусматри- вать специальные меры против самоотвинчивания- гаек (контргайки, обварка гаек по периметру, расче- канка резьбы и т. п.). С каждой стороны баш- мака следует устанавливать как правило, не более двух болтов, так как при боль- шем количестве усложняет- ся монтаж колонн .и умень- шается вероятность равно- мерной работы их. Поэтому • ¦ при больших отрывающих усилиях следует в первую очередь увеличивать диаметры анкерных болтов и их расстояния от оси колонны, если последнее обстоятель- ство снижает величину отрывающих усилий. Для определения максимальных расчетных усилий в анкерных болтах следует в комбинациях нагрузок, ооответствующих минимальной осевой силе, принимать собственные веса конструкций с коэффициентами пере- грузки, равными 0,9. ' Расчет анкерных болтов производится по формулам: при центральном растяжении с постоянной высотой сечении, а также в одноступен- чатых колоннах при двухъярусном расположении мостовых кранов. Консоли следует приваривать к стержню колонны на заводе-изготовителе. . Тип применяемой ^консоли зависит от величины приходящегося на нее давления. Консоли следует проектировать, как правило, одностенчатыми (рис. Рис. 5.22. Определение усилия, действующего на анкер. 1 — ось анкера; 2 — ось ко- лонны; 3 —. центр тяжести сжатой зоны Na <R' 16 . р ' (5.7) при внецентренном сжатии (<рис. 5.22) *{'-т) УРк <R° (5,8) где Na— растягивающее усилие, приходящееся на ан- керные болты; .Fht—площадь сечения нетто всех бол- тов; iV и М — продольная сила и\ооответствующий ей изгибающий момент на уровне башмака в комбинации, М создающей наибольшие усилия в анкерах; е==— — экс- центрицитет продольной силы N; а — расстояние от геометрической оси сечения колонны до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений под подошвой: башма- ка; у — расстояние от оси анкерных болтов до центра тяжести сжатой зоны эпюры напряжений под подошвой башмака; Rp — расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов. Площадь сечения анкерных болтов можно также определять как площадь растянутой арматуры-в железо- бетонных конструкциях. Подкрановые консоли и траверсы. Консоли для опираиия подкрановых балок применяются в колоннах 1' 1 ; 1 и. <х' 1/3 т 01 1/3 Рис. 5.23. Консоли колон». а — из прокатного двутавра в сплошной ко- лонне; б —составного сечения переменной вы< соты в сплошной колонне; в — двустен- чатая из швеллеров в сквозной колонне; г — одностенчатая из двутавра в сквозной ¦ колонне а) |А/, / |*Ь , Я Рис. 5.24. Конструкция траверс о — одностенчатая; б — двустенчатая 5.23, а, б, г); двустенчатые консоли применяются при соответствующих типах сечений колонн, когда эти консоли могут быть запроектированы из прокатных швеллеров (рис. 5.23, в) или когда одностенчатая кон- соль получается чрезмерно больших размеров. Для выравнивания давлений, приходящихся на каждую из стенок двустенчатои консоли, рекомендуется применять диафрагмы и центрирующие плиты (рис. 5.24,о).
Гл., 5. К&лонны 179 Расчетное сечение «— а одностенчатых консолей, привариваемых впритык к стержню колонны (рис. 5.23,а,б), состоит из сварных швов. Проверку напряже- ний в этих, сечениях допускается производить в пред- положении, что изгибающий момент воспринимается только поясами (без учета стенки), а поперечная сила воспринимается только стенкой (без учета поясов). Се- чение, р..— Р , расположенное по оси подкрановой бал- ки, должно быть проверено на действие поперечной силы. В местах передачи давления от подкрановых ба- лок соответствующие элементы консолей (стенки, ребра, сварные швы) должны быть проверены расчетом на местное давление. . Расчетной схемой двустенчатых консолей является однопролетная балка с консолями, опирающаяся на ветви колонн. Учитывая возможную неравномерность работы отдельных щек, рекомендуется вести расчет каждой из них на величину 0,6 полного давления, при- ходящегося на двустенчатую консоль. При опирании каждой из примыкающих подкрановых балок на от- дельную щеку последняя рассчитывается на полную величину приходящегося на нее давления. В ступенчатых колоннах с решетчатым нижним участком для прикрепления верхнего надкранового участка колонны и опирания подкрановых балок в месте ступенчатого изменения сечений колонны ставят- ся траверсы. Траверсы следует проектировать, как пра- вило, одностенчатыми, независимо от того, в одной или в двух плоскостях расположена решетка колонн (рис. 5.23,а). Двустенчатые траверсы допускаются только в тех случаях, когда при действующих величи- нах, усилий невозможно применить одностенчатые тра- версы,-а также когда принятый тип сечений надкрано- вого участка колонн (например, из прокатных двутав- ров) диктует необходимость устройства двустенчатых траверс (рис. 5.24,6). Присоединение траверсы, а также надкранового участка колонны к траверсе следует выполнять сварным. В случае применения двустенчатых траверс необходимо выбирать такие сечения элементов и расстояния между ними, чтобы были обеспечены доступность и удобство наложения сварных швов на все прикрепляемые эле- менты. Клепаные присоединения в местах ступенчатого изменения сечения колонн делаются в исключительных случаях^ когда нельзя выполнить сварного соединения. Расчет одно- и двустенчатых траверс производится как однопролетных балок с пролетом, равным расстоя- нию между креплениями к ветвям нижнего" участка, колонны (рис. 5.24,а). Нагрузку на траверсы от верх- него участка колонны допускается определять в пред- положении отсутствия на этом участке, стенки в виде двух сосредоточенных грузов Pi и Pj, приложенных в местах прикрепления ветвей или поясов 'верхнего участ- ка колонн. Величины Pi н Ря определяются по форму- лам: '¦ '' Р1 = 0,5// + —; (5.9) • h P2=0,5N-^-. (5.10) А На эти же усилия следует рассчитывать крепление к траверсе ветви или пояса верхних участков колонн. Нагрузку от подкрановых балок на элементы тра- версы рекомендуется определять пропорционально пло- щадям опирания подкрановых балок на эти элементы. Сечения одностенчатых траверс проектируются, как правило, в виде составных двутавров из листов. Сече- ния двустенчатых траверс при невозможности выпол- нения их из прокатных швеллеров или двутавров про- ектируются составными — из вертикальных и горизон- тальных листов. в / В случае отсутствия горизонтальных листов-диаф- рагм в двустенчатых траверсах в вертикальных листах устраиваются расположенные снаружи горизонталь- ные ребра, придающие этим листам необходимую жест- кость. 1 Примыкание смежных конструкций к колоннам. Участки и узлы колонн в местах примыканий смежных конструкций следует конструировать с учетом общих указаний о монтажных соединениях, приведенных в главах 3 и 26. Рис. 5.25 Опирание и крепление I *r I балок к колоннам I i У а — непоередственное , опирание на монтажный столик? б — опирание на монтажный столик через опорное ребро; в — крепление к колонне коротышом; г — частично незави- симое крепление смежных балок к стенке колонны Стенка колонны, элементы ее решетки и размеры швов на участках колонн в пределах примыкающих конструкций и элементов (ферм, балок, консолей, баш- маков и т. п.) должны быть проверены на поперечную сиду, возникающую от местных изгибающих моментов, передаваемых примыкающими конструкциями. В сквоз- <ных колоннах, в случае необходимости, производят на этих участках замену решетки на стенку из сплошного листа. В сплошных колоннах рекомендуется давать местные усиления сварных швов. Узлы примыкания балок или ферм- к колоннам должны быть решены так, чтобы была обеспечена свободная установка в проект- ное положение примыкающих конструкций. В некоторых случаях применяют съемные коротыши и ребра,: вре- менно прикрепляемые на болтах и привариваемые толь- ко после установки на место примыкающих конструкций. При малой высоте колонн, затрудняющей крепле- ние балок,. рекомендуется применять выносные консоли, Опирание балок и ферм на колонны следует, как правило,- производить через опорные столики (рис. 5.25,а, б) или непосредственно на торцы колонн, снаб- женные опорными плитами. При малых опорных давле- ниях балок допускается крепление их непосредственно к коротышам из уголков (рис. 5.25,в). При примыкании к колоннам балок или ферм с двух сторон с присоединением на общих болтах необ- ходимо предусматривать возможность независимой установки и закрепления на период монтажа одного из «примыкающих элементов без использования общих бол- тов (рис. 5.25,3).
180 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий 5.2. КОЛОННЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИИ А. КОМПОНОВКА СЕЧЕНИЙ .. Стальные колонны многоэтажных зданий, как правило, выполняются оплошного сечения, причем наи- большее распространение имеют сварные колонны, со- ставленные из листов. Примеры сечений колонн приве- дены в табл. 5.5 • .. Таблица 5.5 Примеры сечений колонн многоэтажных зданий Эскиз попе- речного сече- Характёристика сечения Сварной двутавр из универсальной стали без строжки кромок (сварка автоматом под флюсом). Развитие сечения достигается увеличением тол- щины и ширины листов. Толщина листов до, 50 мм • Ч™*«в3 Сварной двутавр, образованный из прокатного двутавра, усиленного листами, Развитие сечения достигается " увеличением профиля двутавра, толщины и ширины листов. Сечение применяется для легких колонн, преимущественно при шар- нирных,сопряжениях с ригелями . ¦ Сечение из двух прокатных двутавров,сварен- ных полками. Развитие сечения достигается уве- личением профиля двутавров и приварки листов. При рамных схемах в пределах примыкания го- ризонтальных узловых планок ставятся электро- заклепки Крестовые сечения колонн из. трех листов уни- версальной стали без строжки кромок (сварка автоматом под флюсом). Развитие сечения до- стигается за счет увеличения ширины и толщины листов. Толщина листов до 50 мм Крестовое сечение, усиленное дополнитель- ными 8 листами, приваренными к основным, с постановкой э'лектрозаклепок ., Выбор сечения колонн производится в зависимости от диапазона поэтажных усилий, требований жесткости сечений и компоновки узлов примыканий ригелей. По- этажные усилия в колоннах определяются "расчетом в соответствии с принятой геометрической и статической схемой каркаса. Сечения колонн должны быть однотипны в пределах каждой зоны -многоэтажного здания (постоянного кон-, тура здания). При перемене сечения, которое,рекомен- дуется совмещать с переменой зоны, необходимо со- > хранять однотипность решения узлов примыкания ри- гелей. , ¦ '.' ' При связевой схеме каркаса сечения колонн долж- ны быть примерно одинаково развиты в продольном и. поперечном направлении, т. е. X* =^у , если' моменты от примыкающих ригелей не нарушают этого условия. При рамной схеме сечения колонн выбираются с учетом обеспечения общей жесткости каркаса в поперечном и продольном направлениях. Для зданий, имеющих в пла- не вытянутую форму, колонны рамного каркаса распо- лагаются наибольшей жесткостью сечения в поперечном направлении. Квадратная в плане форма здания отве- чает одинаковой жесткости колонн в обоих направле- ниях. , ч ' , При компоновке составных сечений колонн назначе- ние максимальных свесов листов должно, производить- ся в соответствии с указаниями в п. 1 настоящей главы Длина монтажного" элемента колонны назначается в зависимости от жесткости ее сечения, характеристики монтажного оборудования (кранов), удобства изготов- ления и транспортирования. Наиболее употребительными монтажными элементами колонн следует считать эле- менты на высоту 2—3 этажей, т. е. порядка 8—15 м. Выбор длины и веса монтажных элементов должен со ответствовать проекту организации работ по монтажу. При развитых сечениях колонн и наличии мощного кранового оборудования целесообразно устройство ук- рупнительных стыков, сопрягающих по 2 и более от- правочных элементов перед установкой их. Б. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ¦ Статическая схема колонн устанавливается по при- нятой расчетной схеме каркаса (см. п. 4.2). Расчет- ные усилия й колоннах4 определяются статическим рас- четом при различных комбинациях загружений. Подбор сечений и проверка несущей способности колонн производятся по указаниям в п. п. 2.2 и 2.4 При расчете колонн на устойчивость, гибкость ю. вычисляется по расчетной длине la==V-h где I — длина колонны в пределах этажа; f* — коэффициент расчет- ной длины. Для колонн связевых систем каркасов г четко выраженными условиями: закрепления н- принима- ется по табл. 2.14. Для колонн рамных каркасов коэф- фициент расчетной длины зависит от степени их упру- гого сопряжения с остальными стержнями системы и учета влияния нагрузок. Коэффициент расчетной длины [х для,таких колони определяется согласно' ука- заниям, приведенным в п. 2.2. Предельная гибкость колонн не должна превышать 120. При расчете колонн многоэтажных особо ответст- венных гражданских зданий должны учитываться тре- бования,, ограничивающие деформативность колонн (прогиб здания от ветровой нагрузки и перекосы - па- нелей).. •¦'•'.¦'.¦',. В. ЭЛЕМЕНТЫ КОЛОНН Башмаки и анкерные болты. Специфической особен- ностью башмаков многоэтажных зданий является ра- бота их под действием больших нормальных сил при незначительных эксцентрицитетах и поперечных силах!; поэтому как в нижнем сечении колонны, так: и : под опорной плитой башмака отсутствуют растягивающие усилия. Башмаки в этом случае выполняются из тол- стой опорной плиты (или сляба); давление! от колонны на башмак передается через фрезерованные поверхности торца колонны и верхней плоскости стальной плиты (рис. 5.26.). Поперечные силы по подошве башмака воспринимаются трением. Колонна считается заделан- . ной в фундаменте.. . Большая толщина опорных плит, достигающая 100—• 200 мм, предъявляет требование устройства зазоров (50—100 мм) между сечением анкерного болта и отвер- стием в опорной, плите для его пропуска, иначе установка 1 Другие условия загружения башмаков см. в п, I настов- щей главы. )
Гл. 5. Колонны 181 -4г по 1-1 Рис. 5.26. Башмак колонны ¦ / — фрезеровка тор- да колонны и верх- ней плоскости, пли- ты; 2 —установоч- ные риски толстой плиты затруднительна. Стальная плита устанав- ливается на подливку из цементного раствора толщи- ной не менее 50 мм. При размере башмака более ¦ 700 мм в нем устраиваются два дополнительных отвер- стия ©коло середины, сечения для выхода воздуха при аодливке. Расчет плит производится по указаниям, приведен- ным в п. I настоящей главы. Напряжения смятия бетона под башмаком определяются по площади брутто без вычета От- верстий ввиду заполнения их бе- тоном. При .проверке прочности кон- соли толстой .плиты вылет ее мо- жет быть * уменьшен с учетом распределения давления от колон- ны в толще плиты под углом 45°. Анкерные болты ставятся конструктивно, но подлежат про- верке . на . монтажные нагрузки, возникающие в следующих поло- жениях: когда выставленная от- дельная колонна (от заделки до ригеля) не развязана ригелями и подвергается воздействию ветра и когда колонны, связанные ри- гелями, должны воспринимать за- данные усилия от монтажных кранов, в том числе и растяжение. Типы и размеры анкерных болтов приведены в табл. 5.3 и 5.4. Стыки. Наиболее рациональ- ным стыком колонн, передающим большую нормальную силу при сравнительно : небольшом моменте, является стык с фрезерованными торцами. В нижних и средних этажах этот стык при расположении его на расстоянии 1— 1,2 м от .перекрытий и высоте этажа порядка. 4 м при- ходится о месте, где-момент достигает около половичы расчетного и стык работает целиком на сжатие.'Такие стыки могут «е. перекрываться накладками и держатся лишь трением (рис. 5.27,й). В верхних этажах, при малых .величинах нормаль- ных сил, стыки могут иметь растягивающие напряжения. В этом случае стыки должны' быть обварены по конту- ру, для чего в верхнем элементе колонны надо снять фаску.' Возможен также вариант перекрытия стыка чакладками на сварке. . ¦•¦__, При перемене сечения сжатой двутавровой колонны стыки устраиваются., с наваркой на конец колоннц мень- шего сечания дополнительных толстых листов (рис. 5.27,6). Листы эти выбираются по условию обеспечения площади, необходимой для передачи давления от поя- сов верхней колонны на нижнюю. Швы, прикрепляющие толстые листы, должны быть равнопрочными с сечения- ми поясных листов. Анкерные болты в стыках колонн должны быть проверены, на монтажные нагрузки. Кроме того, анкерные болты должны создавать в стыках силы грения, необходимые для. восприятия поперечных сил гари малой вертикальной нагрузке во время монтажа. 'Обычно для многоэтажных зданий анкерные болты в стыках назначаются диаметром 24—32 мм. Стыки колонн крестового сечения принципиально ничем не отличаются от стыков колонн двутаврового сечения, но более просты, .так как при изменении се- чения верхний элемент всегда хорошо устанавливается ва нижний. Передача давления производится через фрезерованные торцы колонн (рис. 5.27,s). При уста- новке колонны соединяются стяжными болтами, а затем перекрываются двумя лёгкими накладками на сварке; после установки накладок болты могут быть сняты. При малых нормальных усилиях .в колоннах верх- них этажей, во избежание раскрытия, стыки могут перекрываться накладками или обвариваться по кон- туру. Стыки колонн в местах перемены типов сечений могут решаться с применением толстой, фрезерованной по двум - плоскостям, плиты, укладываемой между фре- (4 tr ДГСТВтгщПЯ ГТГТТТТТТТГП "1ГС||ППЧ1||Й ¦ прптгтппр тТ По 1-1 Р'ис' 5-27. Пример конст- йрукций стыков колонн а — стык сжатой колонны двутаврового сечения; б — то же, в месте изменения се- (ения; , s — стык колонны крестового сечения; / — фре- зеровка торцов колонн и верхней плоскости опорной плиты зерованными торцами разнотипных колонн. В таких стыках плита' приваривается на монтаже, к нижнему и верхнему, элементам колонн. Монтажные швы, при- крепляющие элементы колонн к плитам толщиной более ' 50 мм, должны быть высотой не. менее \2 мм. Узлы сопряжения колонн с ригелями. Трудоемкость изготовления и монтажа каркаса многоэтажного здания в-'значительной мере определяется устройством узловых сопряжений колонн с ригелями. .К узлам предъявляют- ся требования: прочности и надежности сопряжения; удобства и простоты установки элементов каркаса (ко- лонн, ригелей, балок); удобства предварительной сбор- ки узловых элементов, и выверки геометрии каркаса-; удобства ,и надежности окончательного закрепления узлов. Проектируемые узлы своей конструктивной фор- мой должны учитывать получающиеся в натуре откло- нения от теоретического положения сопрягаемых элемен- тов каркаса вследствие допускав на изготовление эле- ментов и на их монтаж. Обычно ригели при монтаже устанавливаются на столики, прикрепленные к колоннам,^ или подвешиваются к вертикальным фасонкам, выпущенным из колонн;, для предварительного закрепления ригелей, в элементах, выпущенных из колонн, устраиваются сборочные от- верстия большего размера, чем в ригеле; длина ригеля выбирается с учетом образования установочного зазо- ра, необходимого для погашения возможных отклонений элементов колонн. Соблюдение перечисленных условий является обязательным для обеспечения удобства сборки каркаса. Узлы сопряжения колонн с ригелями могут быть шарнирными или рамными. Шарнирные узлы не явля-
182 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий. ются специфическими для многоэтажных зданий и кладками. Усилия в накладках S определяются по фор- адесь не рассматриваются. муле ' ; Пример. На рис. 5.28 приводится случай решения - элементов каркаса и рамных узлов многоэтажного зда- ния с колоннами из сварных двутавров. Особенность М_ Z ' (5.11) Рис. 5.28. Пример решения элементов каркаса мно- гоэтажного здания а — элемент колонны; б — опорная плита; в — ригель по- перечного направления; щ — ригель продольного направле- ния; д — узел сопряжения колонн с ригелями из двутавра; / — фрезеровка торцов колонн в верхней плоскости опорной плиты таких узлов состоит в том, что они выполняются с уз- ловыми накладками, прикрепляющими пояса ригеля и воспринимающими узловой момент (рис. 5.28,д); опор- ное давление ригеля снимается с его стенки вертикаль- ным коротышом-или специальным жестким столиком. Такие рамные узлы рекомендуется рассчитывать исхо- дя из восприятия всего момента только поясными на- где М — момент в узле; Z — расстояние (в осях) между накладками. Рис. 5.29. Рамное сапряже- . ние ригелей с колонной крестового сечения 1 — электрозаклепка Все без исключения накладки должны обладать податливостью в плоскости своей наименьшей жесткости для плотного прилегания к ригелям и беспрепятствен- ного наложения сварных швов. Не рекомендуется устройство подкосов к нижним накладкам и раскрепления в горизонтальной плоскости вертикальных узловых планок, так как это препятству- ет плотному прилеганию подлежащих сварке поверхно- стей элементов. На рис. 5.29 показана схема решения рамных узлов многоэтажного здания со сварными колоннами крестового сечения, поставленными в плане под углом 45° к осям. Рамные узлы в этом случае однотипны для обоих направлений. ГЛАВА б ПОДКРАНОВЫЕ ПУТИ 6.1. ПУТИ мостовых и консольных кранов А. ПОДКРАНОВЫЕ ПУТИ МОСТОВЫХ КРАНОВ Подкрановые пути состоят из подкрановых балок, воспринимающих вертикальные и горизонтальные на- грузки; тормозных балок, воспринимающих горизонталь- ные нагрузки; связей горизонтальных и вертикальных, обеспечивающих устойчивость и увеличивающих жест- кость; подкрановых рельсов и упоров. ' Расчетные нагрузки на подкрановые , пути. Расчет'
Гл. 6. Подкрановые пути 183 Т а б л и ц а 6.1 Расчетные нагрузки от кранов Вид расчета Прочность подкра- новой и -тормозной балок Деформативность подкрановой и тор- мозной балок Прочность стенки подкрановой балки от местного давления Устойчивость стен- ки подкрановой балки Прочность крепле- ний элементов тор- мозной балки к под- крановой балке и ко- лонне Выносливость под- крановой балки Расчетные нагрузки в зданиях с режимом работы легким и средним Примеча- ние Я=А, *г *„ Рн Р=РН Т=7/н P=kin1PH P=kx я, Р" Не произво- дится />=ft, Аа k,P" T~kt а, Тн Р-Ри P=k1 щ Рп Р=й, п, Р Г=А,Л Тн P=ka Р" г=гн Загруже- ние двумя кранами То же Загруже- ние одним краном Об означения: Рн — нормативная ного давления на колесо; величина вертикаль- 20л — нормативная величина силы поперечного гори- зонтального торможения, приходящейся на одно колесо (сила поперечного торможения распределяется поровну между колесами крана с одной стороны); Q — грузоподъемность крана; g — вес тележки крана; л — количество колес крана с одной стороны; *,"= 1,3 — коэффициент перегрузки; Ajaa 1,1 — коэффициент динамичности; А, —-коэффициент, учитывающий вес подкрановой балки, рельса, тормозной площадки, временной нагрузки на тормозную площадку; для сплошных балок пролетом 6 м ?,=1,03, для сплошных балок пролетом 12 м ft8 = ¦= 1,05, то же, пролетом 18 м и более /г3=1,07, , для сквозных подкрановых балок *ь=1,06; я, — коэффициент, принимаемый: л,=1,1-при проверке стенок балок на устойчивость; л,—1,1 — при проверке стенок ба- лок на прочность от местного, давления в зданиях обычного режима работы; я,=1,5 — при проверке стенок балок на прочность от местного давления в зданиях тяжелого ре-_ жима работы; о, — коэффициенты, учитывающие воздействие горизонтальных боковых сил в зданиях металлургических заводов с тяже- лым режимом работы, приведенные в табл. 6.2, а, и Таблица 6.2 Коэффициенты at И а3 Грузоподъ- емность кранов в т 5—10 15—20 30—125 175—225 ч 300—350 Значения коэффициента щ для расчета тормозных балок и верхнего пояса подкрановых балок 2.5 2 1,5 1.3 1.1 ' Значения коэффициента аа для расчета креплений тормозных балок к под- Крановым балкам и колоннам 5 С 3 2.6 2,2 Т а б л и ц а 6.3. Нормативные нагрузки от кранов грузоподъемностью 5—50 т (по ГОСТ 3332—54 и ГОСТ 7464—55) и S . й 10 15/3 20/5 30/5 s^ Нормативные нагрузки от кранов с режимом работы 6,8 7,3 8 8,7 10,7 11,3 12 11,5 12' 12,5 13,5 14,5 15,5 0,18 0,18 0,18 0,18 средним 7 7,5 8,2 8,9 0,18 0,18 0,18 0,18 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 10,1 10,7 11,5 12,2 0,18 0,18 0,18 0.18 Рн Оема расположения колес и поперечные габариты моста крана. Размеры в мм 7,6 8,1 8,8 9,5 0,2 0,2 0,2 0,2 -5000- 0,18 0,18 0,18 0,18 11.5 12 12,5 13,5 14,5 15,5 14,5 15,5 16,5 17,5 18,5 19; 5 0,35 0,35 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 14,5 15,5 16,5 17,5 18,5 19,5 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 10,7 11,3 12,8 13 0,2 0,2 0,2 0,2 730 г—5000——t75D -6500 12,5 13 13,5 14,5 15 16 0,35 0.35 17,5 18,5 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 —lS50i—- «09 -.ffifl- | |Р" Р"] -6300 —- 0,39 0,39 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 21 0,51 22 0.51 .1 10,5 13,5 16,5 19,5 22,5 25,5 17,5 18,5 19,5 21 22 23,5 28,5 25,5 31,5 26,5 40,5 13,5 16,5 19,5 22,5 25,5 28,5 31,Ь 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 15,5 16,5 17,5 18,5 19 20 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 15 16 16,5 17,5 18,5 19,5 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 21,5 22,5 0,53 0,53 65ft. Р' Р" .650 i* ?—5000—~Н /р I—6300 ¦ ¦ -1 Ш^—ЧЧОО \950 -6380- 1 —6300 ¦ \ 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,55 0,5Ь 17,5 18,5 19,5 21 22 23,5 0,71 0,71 25 26,5 27,5 29,5 31 32,5 34 35,5 1,03 1,03 1,03 1.03 1,03 1,03 1.03 1,03 25,5 26,5 25,5 27 28' 30 31,5 33 34,5 36 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 18,5 19,5 20,5 22 23 24,5 25,5 26,5 25,5 27,5 29,5 31 32,5 33,5 35,5 36,5 0,57 0,57 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 1,06 1,06 1,06 1.06 1,06 1,06 1,06 1.06 Он—4100—f5, \р" ¦ (/?' -6300- _«И'—5000 _-№. \р" \р" -6300- B0t—5000-~ Ж| -6300 - 600 ..,,„ 600 -6300-
184 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий А О 1я Л Я Ci" 50/10 Продолжение табл. Нормативные нагрузки от Е- с я ей* 10,5 13,5 lfi.5 19,5 22,5 25,5 28,5 31,5 кранов с режимом работы в т легким Рн 36 39,5 42 44,5 46 47,5 48,5 51 Гн 1',69 1,69 1,69 1,69 1,69 1,69 1,69 1,69 средним Ра 36,5 40 42,5 45 . 46,5 48 49 51,5 j-H 1,7 1,'/ 1,7 1.7 1,7 1,7 1,7 1.7 тяжелым Р" 37,5 40,5 43 45 47 49 50,5 52,5 гн 1.71 1,71 1,71 1,71 1,71 1,71 1,71 1,71 6.3 Схема расположения колес и поперечные габариты моста крана. Размеры в мм ЯЮг—«50—ида hll Д|| II 1 1111 1Г^,дмяд- .^iUUA Обозначения: Я — нормативная вертикальная нагруз- ка при равных давлениях колёс крана; _ Тн — нормативная горизонтальная нагрузка на колесо крана от ПС пере чного тормо жени)" . всех конструкций подкрановых путей на прочность, устойчивость и деформативиость производится на на- грузку от двух одинаковых груженых кранов, если нет специальных указаний на выбор нагрузки. Однако, ис- ходя из возможности установки в будущем дополни- тельных кранов в цеху, рекомендуется при наличии на пути длиной более Д) м одного крана рассчитывать балки на два крана, а при наличии на таком же пути, двух кранов разной грузоподъемности — на два крана •большей грузоподъемности. В цехах с длиной путей меньше 60 м, а также в любых цехах с монтажными •кранами — рассчитывать балки на нагрузку от факти- чески имеющихся в цеху кранов, но не более двух. Расчет на "выносливость (см. главу 2.1) производит- ся только для подкрановых балок под краны тяжелого, весьма тяжелого и весьма тяжелого непрерывного ре- жимов работы. Расчетные нагрузки — вертикальные Р и горизонтальные Т — определяются умножением нор- мативных нагрузок на коэффициенты, перечисленные в табл. 6.1. В табл. 6.3 приводятся нормативные вертикальные и горизонтальные крановые нагрузки для мостовых электрических кранов общего назначения грузоподъем- ностью от 5 до 50 т для легкого, среднего и тяжелого режима работы. В табл. 6.3 приводятся также схемы расположения колес и поперечные габариты s моста •крана. В табл. 6.4 приводятся такие же данные ¦ только для мостовых кранов общего назначения грузоподъем- ностью от 75 до 250 т и для крана в главном корпусе ТЭЦ грузоподъемностью 125/20. В табл." 6.5 и 6.6 при- ¦водятся такие же данные только для специальных кра- нов. ' ' Подкрановые балки. Типы. В зависимости от ста- тической схемы подкрановые балки могут быть разрез- ные, неразревные и рамного типа (подкрановые эста- кады, рис. 6.1). Разрезные подкрановые балки имеют следующие преимущества: простота конструктивного решения и монтажа, нечувствительность к осадкам опор, меньшее по сравнению с неразрезными балками опорное'давле- ние на колонны. Недостатками разрезных балок явля- ется: увеличение затрат стали по сравнению с нераз- резными на 10—13%, а также ухудшение условий эк- сплуатации подкрановых путей, так как при прогибах Таблица Нормативные нагрузки от кранов грузоподъемностью 75—250 т (по ГОСТ 6711—53) 6.4 75/20 100/20 125/20 Нормативные на- грузки от кранов со средним режи- мом работы в т Р\ 10,5 13,5 16,5 19,5 22,5 25,5 28,5 31,5 28 30 32 33 35 36 38 39 29 31 33 34 36 37 39 40 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 1,41 1,41 1,41 1,41 1,41 1,41 1,41 1,41 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 •^ 43 45 47 49 51 53 55 44 46 48 50 52 54 56 Г, 78 1,78 1,78 1,78 1,78 1.78 1,78 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 2.1 2,1 Схема расположения колес и поперечные габариты моста крана. Размеры в мм 150/30 13 16 19 22 25 28 31 51 54 29 30 31 32 33 52 55 30 31 32 33 34 0.98 .0,98 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 2,69 2,69 1,35 1.35 1,35 1,35 1,35 200/30 250/30 13 16 19 22 25 28 31 33 35 36 38 39 40 41 34 36 37 39 40 41 42 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 16 19 22. 25 28 31 42 44 46 47 48 50 43 45 47' 48 49 51 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 2.03 2,03 2,03 2,03 2,03 2,03 Обозначения: Pi и?"- ¦ нормативная т.н вертикальная нагрузка при разных давлениях колес крана; Т — нормативная горизонтальная нагрузка на колесо крана от поперечного тормо- жения.
Гл. ' 6. Подкрановые пути * 185 Таблица 6.5 Нормативные нагрузки от литейных кранов грузоподъемностью 125—350 т Нормативные нагрузки от кранов с тяжелым режимом работы в г | Я Схема расположения колес и попе- речные габариты моста крана. Размеры в мм Краны мостовые элек- трические литейные (разливочные и зали- вочные) 75 82,5 0,91 3.03 ИШ *Ш* ?Щ ШОУ 180 Х50* 28 55 58 0,95 1,69 -moo 125/30 19 22 25 175/50/15** 19 22 275/75/15** 20 350/75/15** 20 32 33 35 41 42 35 36 38 43 44 54 66 56 0,92 0,92 0,92 0,96 0,96 0,97 67, 0,99 1,27 1,27 • 1,27 1,66 1,66 2,38 ДО?<~, Ш§ ШЩ 1600щ800 12600- * Таблица составлена на основании ГОСТ 6509 — 53; задания Гипромеза на проектирование типового мартеновского цеха с печами ем- костью 500 т и данных заводов — изготовителей кранов. t ** Схема расположения колес для литейных кранов/является»условной и подлежит уточнению заводами — изготовителями кранов. Обозначения: То же, что в.табл. 6.4. Рис. 6Л. Схемы подкрановых балок а -^разрезная; б — неразрезная; в — рамная (эстакада) с подкосами; г — то же, с) круглыми вутами ш=^ Рис. 6.2. Прогиб раз- резной балки разрезных подкрановых балок смежных, пролетов полу- чается перелом в -кривой прогиба балки и смещение торцов верхних поясов их, что в ряде случаев вызывает расстройство креплений подкрановых рельсов и опор- ных креплений тормозных площадок к колоннам. На рис. 6.2 показано смещение (А) торца верхнего пояса, Д> <Д разрезной подкр.а'нЬвой бал- ки при ее прогибе. Величи- на смещения зависит от вы- соты балки и ее пролета; при пролетах' 30—36 м ве- личина смещения .может до- стигать 15—20 мм. Неразрезные подкрановые'балки (рис. 6.1,6) име- ют следующие преимущества: меньший (по сравнению с разрезными) расход стали, лучшие условия эксплуа- тации подкрановых путей в связи с отсутствием пере- лома в кривой прогиба. Недостатками неразрезных ба- лок; являются: усложнение (по сравнению с разрезны- ми) конструктивного решения, усложнение монтажа, чувствительность этой конструкции к осадкам опор, увеличение ©первого • давления на колонны. Критерием для выбора разрезной или неразрезной схемы подкрановой балки является осадка опор. Как показал проведенный при типовом проектировании ана-
Раябел /I. Стальные конструкции промышленных зданий I Таблиц» 6.8 Нормативные нагрузки от колодцевых кранов и кранов с гибким подвесом Наимено- вание крана ас. с- м Колодцевые краны Краны мо- стовые эле- ктрические с гибким подвесом траверсы 20/30 о » С s 29 32 м 51,5 53 3,46 3,46 10/10 6+5 31 23 26 29 32 40 20 21 23 24 2,16 Схема расположения колес и поперечные габариты моста крана. Размеры в мм -amPlsm m,m H-JJUU-i I .9700. 0,45 0,45 0,45 0,45 7.5+7,5 10+10 23 26 29 32 25 26 27 28 0,63 0.6.J 0,63 0,63 23 26 29 32 27,5 29 30 31,5 0.78 0.78 0.78 0,78 -8700 Примечание. Таблица составлена на основании Катало- га специальных и металлургических кранов Гипромеза (1958 г.) и данных заводов—изготовителей кранов. AEJ L3 До последнего времени а отечественной практике наибольшее применение имели разрезные балки. В по- следнее время требоврния экономии стали и улучшения эксплуатации кранового оборудования вынуждают при- V ^г I I I I л. '1-А Рис. 6.3. Типы сечений подкрановых балок а — сплошного сечения из прокатного двутавра, усилен- ного листом; б — то же, усиленного уголками; в — сплош» ного сечения сварная из трех листов; г и д — то же, клепаные из листов и уголков; е — сквозного сечения с верхним поясом из прокатного двутавра, усиленного ли- стом; ж — то же, с верхним поясом из прокатного дву- тавра, усиленного уголками i.'-*»1:* лиз, рациональность применения разрезных или нераз- резных подкрановых балок характеризуется коэффици- ентом упругой податливости опор с, определяемым по формуле (6.1) где Д — проседание опоры от единичной силы, прило- женной к опоре; EJ — жесткость балки; L—пролет балки. При с > 0,05 рационально применение разрезных, а при с < 0,05— неразрезных подкрановых балок. Рамные подкрановые конструкции в виде эстакад с подкосами (рис. 6.1, в) или эстакад с круглыми вута-\ ми (рис. 6.1, г) имеют следующие преимущества по сравнению с разрезными и неразрезными конструкция- ми: меньший расход стали, лучшие-условия эксплуата-. ции подкрановых путей и отказ от вертикальных свя- зей, так как рамные подкрановые эстакады обеспечи- вают необходимую продольную жесткость здания без постановки вертикальных связей между колоннами. Недостатками рамных подкрановых эстакад являются: усложнение конструктивного решения и ^ монтажа, чув- ствительность этих видов конструкций к осадкам опор и появление горизонтальных спорных реакций, увеличи- вающих размеры фундаментов и усложняющих кон- струкцию башмаков эстакад. По этим причинам рам- ные подкрановые балки могут применяться только в тех случаях, когда по технологическим требованиям ис- ключается постановка вертикальных связей вдоль ряда колонн. \ Рис. 6.4. Монтаж тяжелых подкрановых балок
Гл. 6. Подкрановые пути 187 менять и неразрезные балки, .особенно больших пролетов под Тяжелые краны. Применение неразрезных балок можно рекомендовать во всех случаях, когда это поз- воляют грунтовые условия и очередность строительства. По типу сечений подкрановые балки бывают: спло- шные— прокатные из двутавра, усиленного листами или уголками, (рис 6.3; а и б), составные сварные из трех листов (рис 6.3, в) или клепаные из листов и уголков (рис. 6.3, г, д)\ сквозные —- комбинированные системы с жестким верхним поясом в виде шпренгель- ныхбалок или ферм (рис. 6.3, е и ж). \ Сплошные балки из прокатных профилей по оте- чественному сортаменту могут быть применены только при пролетах 6 м и кранах грузоподъемностью не свы- ше 20 т, однако при таких пролетах и кранах наиболее рационально применение .сборных железобетонных ба- лок. Если же. по каким-либо особым условиям требу- ется применение стальных балок, то в этом случае сле- дует иметь, в .виду, что сварные балки из прокатных профилей (рис. 6.3, а и б) всегда несколько тяжелее сварных балок из трех листов (рис. б.'З, s). Сквозные подкрановые балки, вследствие их эко- номичности, применяются довольно широко; вес таких балок меньше веса сплошных на IS—20%, причем эко- номия возрастает с увеличением пролета. Однако имев- шие место повреждения сквозных подкрановых балок, особенно сварных, применявшихся для кранов с тяже- лым режимом работы, заставляют ограничивать об- ласть применения сквозных подкрановых балок случая- ми легкого и среднего режимов работы кранов при про- летах 12 м и более и грузоподъемностью кранов не более 50—75 т. Подкрановые балки могут быть сварные и клепа- ные. В настоящее время, как правило, применяются сварные подкрановые балки; исключение составляют только подкрановые балки для кранов большой грузо- подъемности (рис. 6.4). Однако большой» перерасход стали в клепаных балках, составляющий, например, для неразрезных балок пролетом 3X12 м под краны грузо- подъемностью 125/30 т и 350/15 т около. 27%,'заставля- ет и в этих случаях применять для подкрановых балок сварные соединения. 6). /ЗЯ ") г/ С Л — г" Рис. 6.5. Сече- ние сплошной симметричной подкртновой балки со сплош- ной тормозной балкой Рис. 6.6. Сечение сплошной j несиммет- ричной подкрановой балки а — сечение балки; б •— эпюра напряжений от вертикальных нагрузок Расчет и конструирование сплошных подкрановых\ балок. Статический расчет сплошных подкрановых ба- лок разрезных, неразрезных и рамных ведется по мето- дам строительной механики. Для упрощения расчета неразрезных подкрановых балок имеются готовые ли-х Нии влияния. Подкрановые балки подвергаются дей- ствию вертикальных и горизонтальных нагрузок. Воз- действие, оказываемое вертикальными нагрузками, вое-. принимается всем сечением подкрановой балки, а воз- действие поперечных горяэонтальных нагрузок —либо ^верхним поясом подкрановой балки, либо тормозной балкой, в состав которой входит верхний пояс подкра- новой балки (рис. 6.5). Вследствие этого поперечное- 'сечение сплошной подкрановой балки часто выполня- ется в виде несимметричного 'двутавра с развитым верхним поясом, (рис. 6.6, а). В этом случае важно наивыгоднейшим образом распределить материал в по- перечном сечении подкрановой балки с учетом(указан- ных выше особенностей ее напряженного состояния. На рис. 6.6, б приведена эпюра, напряжений для тако- го профиля от воздействия только вертикальных на- грузок Напряжение верхнего пояса от воздействия вер» тикальных нагрузок обозначено г «. = №.. (6.2) где R — расчетное сопротивление изгибу прокатной стали; Р — коэффициент, меньший единицы, характеризу- ющий долю напряжений в верхнем поясе от воздействия вертикальных нагрузок, определя- емый по формуле ч R—чг Р=-^- = - R' (6.3) ог — напряжение верхнего пояса от воздействия гори- зонтальных нагрузок. Таким образом, коэффициент р может быть либо„ подсчитан предварительным определением напряжений от горизонтальных нагрузок, либо взят по табл. 6.7. Т а б л и ца 6.7 Коэффициент р Конструкция, воспринимаю- щая горизонтальные усилия Только верхний пояс . . ¦ . Тормозная балка ...... Значение f! при грузоподъемности кранов вт 5-10 0.85-0,7 0,9 15?-75 ¦" 0,7-0,6 v 0.89 более 75 0,88 -~ Оптимальное распределение площади сечения опре- деляется по формулам: г с : F« = 1 (i + P)2 ь* ' (1 + Р)2 ¦F; ¦ F; F, (6.4) где F —полная площадь сечения балки. ( ~ ¦ Для предварительного подбора симметричных и не- симметричных сечепий ( Р от I до 0,8—0,6) удобно пользоваться графиками, изображенными на рио. 6.7, а—ж. На каждом графике, построенном для опре- Мх деленного интервала значений' , приведен ряд балок •ч ;' R с разными высотами • и толщинами стенок, что поавот ляет выбрать сразу наиболее выгодное сечение.
!¦¦ II а ..а g S 5- см 6Г~ 5 •е- См 8 1 •4? см *5 1 5 5 ¦О 5 ¦¦<« ¦ «в Й1 Cs|
I .---s-;j5
Г л, (5. Подкрановые пути Мх (rem) 1 Л (т/см2) W (см3) '¦^2В00^Ь(Р^ччВсмг) 2500*20(Fc-500cmz) 2500*18(Гс?Ч50смг) 2500*16(Fc=400cm*) 2500*I4(Fc=350cm2) 2200*22 (Fc^484cm2) 7200*20(FC^ 440см2} 2200*18 (Fclff396cM!) 2200*16(Fc^352cm2} 2200 *14(FC!z 308m!) 2000*20(FCm ЧООсм*)', 2000* 18Cfrm- 360смг) 2000*16 (Fcg320cM>) 2000*14 (Fc^280cm2) 20Q0*t2(Fc= 240cm2) 1800*18 (Fcff, 324 смг) Рис. 6.7. ж. Графики для подбора. сечений подкрановых балок м при —от 500 до 650 R Г. Для пользования графиком находят в верхней его части прямую, соответствующую заданному {3 (табл. 6.7), и на ней точку, соответствующую найденному пред- Мх тм варителыю — •.'Опущенная из этой точки верти- R (т/см2) кальная линия пересекает в нижней части графика ряд наклонных прямых, каждой из которых соответствует балка с постоянной высотой и толщиной стенки и пе- ременными;1 площадями поясов. Точки пересечения дают ряд балок с различными стенками и различными пол- ными площадями, удовлетворяющих поставленному условию при данных -г-и ¦—-=pl. Полные площади \ " ан балок F нанесены над каждой прямой с интервалами
192 Раздел II. Стальные конструкций промышленных зданий 10—20 ем2. Площади поясов определяются по форму- лам: г ~ F —0,5FC; (6.5) 1 + 1 ^'".l + P l-0,5Fc. (6.6) Высота h (в см) вертикальной стенки балки, со- ответствующая наименьшему весу балки, определяется по формуле (6.7) где W — требуемый момент сопротивления, вычисля- емый по формуле М М — расчетный изгибающий момент в вертикаль- ной плоскости; R — расчетное сопротивление изгибу прокатной стали;, 8— толщина стбнки балки, определяемая (в мм) по эмпирической формуле ¦' $ = (7 + 3/1) мм; (6.9) h — высота стенки балки в м. Толщина стенки 6 принимается в четных милли- метрах. Принятая толщина стенш балки проверяется расчетом на срез, и устойчивость. Подсчитанная по условиям получения наименьшего веса высота стенки балки, должна обеспечивать необ- ходимую жесткость. В табл. 6.8 приводится наименьшее отношение вы- соты балки Я к пролету L для сварных подкрановых балок со оплошной стенкой симметричного сечения по условиям допускаемых прогибов, приведенных в табл. 2.6. Таблица 6.8 н Наименьшие отношения — для сварных подкрановых балок со сплошной стенкой симметричного'сечения Допускае- мый отно- сительный прогиб в доля:: от L 1/400 1/500 ,• 1/600 1/750 Приме отношения центра тяж тикальиой и 2. Для кл умножены 1 Наименьшее отношение —для балок ъ • \ разрезных пос- тоянного сечения Ст. S 0,059 0,074 0,088 0,11 15ХСНД 0,081 0,101 0,122 0,152 разрезных пере- менного сечения Ст. 3 0,065 0.G81 0,097 0,121 15ХСНД 0,089 0,111 , 0,134 0,167 неразрезных Ст. 3 | 15ХСНД- 0,053 0,066 0,079 0,099 0,073 0,091 0,11 0,137 ч а н и я: I. При несимметричном сечении указанные соответствуют не H/L, а 2 e/L, где е — расстояние от :сти1 сечения балки до наиболее напряженного от вер- агрузки волокна. епаных балок указанные значения H/L должны быть ia 0,85. ...) . -•>¦ Толщину поясных листов балки следует принимать в пределах от 8 до 40 мМ; при этом ширина сжатого поясного листа не должна превышать величин, ука- занных в главе 2. Назначение ширины сжатых поясов сварных или клепдных балок следует производить с учетом общей устойчивости (табл. 2.25). • Ширину. полос (в мм) для стенок и поясов дву- тавровых балок принимать согласно ряду Р2о предпо- чтительных чисел по ГОСТ 8032—56 «Предпочтитель- ные числа и ряды предпочтительных чисел». , При выборе высот стенок балок рекомендуется по возможности применять размеры, принятые в типо- вых проектах, с градацией в 200 мм (600,800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мм). Подкрановые балки следует проектиро- вать сварными. Клепка в настоящее время применяется только для очень мощньтх балок под краны тяжелого режима работы. Пояса клепаных балок компонуются из уголков и листов. Площадь уголков рекомендуется при- нимать не менее 30% от всей площади пояса. В тяжелых клепаных подкрановых балках необхо- димо предусмотреть пристрожку верхних кромок верти- кальных листов заподлицо с обушками поясных угол- ков. ' , ' Сечения сплошных подкрановых балок подлежат проверке на прочность и устойчивость по формулам табл. 6.9. Подкрановые балки должны быть проверены на де- формативность (максимальный прогиб). Прогиб опреде- ляется .оо формуле / = й н' (6.10) где / — прогиб балки в см; . L —г пролет балки в ж; ' , Н — полная высота балки в см; а — напряжение в' т/см2 от вертикальной норма- тивной нагрузки без учета динамического t ко- эффициента, вычисленное по сечению брутто в середине пролета; г k — коэффициент, принимаемый для разрезных балок равным 1, для неразрезных балок—0,9. $ 1 ' ..' % 1 \. б) = Рис. 6.8. Ребра жесткости на подкрановых балках а — поперечные главные ребра установлены на всю высоту балки; б — то же, с промежуточными ¦ попе- речными ребрами в сжатой зоне стенки; в — то же, с продольным ребром в сжатой зоне стенки; г — то же, с промежуточными поперечными и продольными ребрами в сжатой зоне стенки При определении прогиба по формуле (6.10) для неразрезных балок о — максимальное напряжение в крайнем пролете. При несимметричных сечениях вместо Н принимается 2е, где е — расстояние от центра тя-
Гл. '5. Подкрановые пути 193 Таблица 6.9 Формулы для расчета сплошных подкрановых балок. Тип тормоз- ной балки Нормальные напряжения в верхнем поясе в нижнем поясе Скалывающие напряжения Местные на. пряжения Приведенные напряжения в крайнем волокне стенки (для клепаных балок по риске поясных , уголков) Тормозной балкой служит верхний пояс Сплошная тормозная балка На прочность На устойчивость *fiv*p м- + - WT «s6p ¦<Л <« •'бр' сР Сквозная тор- мозная балка М + ¦ У.- + -2- w" <R <R Только при т>0,4 R Vr-^i-ur)^ где т = Л_5 ; а к х определяются для одного и того же сечения и загружения Примечания: 1. В площадь поясов балок Fn при сварных балках вводится только поясной лист, а при клепаных — поясной лист и уголки. 2. Нормальное усилие в поясе подкрановой балки, имеющей сквозную тормозную балку, определяется по формуле М : а (где М — расчетный изгибающий момент в тормозной балке при соответствующей установке кранов, т. е. установке, дающей расчетный верти- кальный момент; а — расстояние между центрами тяжести поясов тормозной балки). 3. При наличии в балках продольных усилий, напряжение от них следует учитывать д иолнятельно; при этом усилия от торможения кранов учитываются наибольшие, но только либо от одного поперечного, либо от одного при ильного торможения. Обозначения: Мх — расчетный изгибающий момент в вертикальной плоскости; М — расчетный изгибающий момент в горизонтальной плоскости (при сквозной тормозной балке М — местный изгибаю- щий момент в поясе); Wgp и WHT — моменты сопротивления брутто и нетто относительно горизонтальной оси для проверяемого сечения балки; W? и W" — моменты сопротивления брутто и нетто верхнего пояса относительно вертикальной оси для проверяемого сечения балки; wL,—момент сопротивления тормозной балки (для верхнего пояса подкрановой балки); /г" — площадь нетто верхнего пояса в проверяемом сечении балки; <Pg — коэффициент уменьшения несущей способности при проверке общей устойчивости балки (см. п. 2.3); N — расчетное нормальное усилие в верхнем поясе от горизонтальных крановых нагрузок; Q — расчетная поперечная сила; Sgp — статический момент брутто сдвигающейся части сечения балки относительно нейтральной оси; ./gp — момент инерции брутто сечения балки;. 6 — толщина стенки балки; ¦ , . 3 Р — давление колеса крана: без учета коэффициента динамики; -V4- условная длина распределения давления колеса; с — коэффициент, принимаемый для сварных балок равным 3,25, для клепаных балок — 3,75; Jn — сумма моментов инерции пояса балки и подкранового рельса (относительно собственных осей); в случае приварки рель- са швами, обеспечивающими совместную работу рельса и балки, J — общий момент инерции рельса и пояса; п, -,- коэффициент, принимаемый для подкрановых балок, работающих в зданиях с тяжелым режимом работы кранов, рав- ным 1,5 и для прочих подкрановых балок равным 1,1; R—расчетное сопротивление изгибу прокатной стали; i?c„ — расчетное сопротивление срезу прокатной стали. Расчетные сопротивления учитывают коэффициенты работы конструк- ций т. жести сечения до наиболее напряженного волокна от воздействия вертикальных нагрузок. В стенках сплошных подкрановых балок должна быть обеопечена местная устойчивость в соответствии с п. 3, главы 2. Укрепление стенок балки может производиться: поперечными главными ребрами, поставленными на. всю высоту стенки (рис. 6.8, а); поперечными главными и расположенными в сжатой зоне стенки поперечными про- межуточными (короткими) ребрами (рис. 6.8, б); по- перечными главными и расположенными в сжатой зоне стенки продольными ребрами (рис. 6.8, в); поперечными главными и промежуточными и расположенными в сжатой зоне стенки продольными ребрами (рис. 6.8, г). При встрече продольных ребер с главными попереч- ными продольные ребра прерываются для пропуска по- перечных. При наличии продольных ребер короткие ребра доводятся только до продольного ребра. В бал- 13—915
194 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий пках, высотой до 1,5 м следует избегать установки ко- ротких ребер жесткости. Во всех балках с тяжелым .режимом работы кранов применение коротких ребер \ допускается только при наличии продольных ребер : с приваркой торное коротких ребер к продольному ре- бру. В остальных сварных балках короткие ребра, при- варка которых ''вызывает значительные усадочные де- формации 'И создает , концентра- торы напряжений, допускаются только в исключительных случаях. Ребра жесткости сварных подкра- новых балок рекомендуется про- ектировать из полосовой стали. Поперечные главные ребра жест- кости следует непосредственчо приваривать к. верхнему поясу балки, а к нижнему поясу балки либо не приваривать совсем, либо приваривать через прокладки про-' дольными швами. Примыкание ребер жесткости к поясам в свар- ных подкрановых балках показано на рис. 6.9. Ребра жесткости клепаных подкрановых балок рекомендуется проектировать из . неравнобокой угловой ст*али с выступающей широкой полкой. Обычно поперечные ребра ' жесткости ; крепятся к стенкам балки с применением прокладок (рис. 6.10, а). В целях эконо- мии стали возможно крепление без прокладок с по- мощью специальных коротышей (рис. 6.10, б) или <ь ? ^ .с п ?• ^ ш >й с м ? 8 с= ""; ; . ¦ ¦: Г" : ': . ¦ • \ -^~ < Рис. 6.9. При- мыкание ребер жесткости к поясам в свар- ных балках г) г У 1 1 ! Рис. 6.10. Примеры выполнения ребер жесткости в клепаных балках „-ребра f™«?e2?'™3& Нж=сГУ7-Ьв - ™A'i,^-n№^l ГГри^рожка торца высадки уголков (^^'^Z^WSS' СЛвДУеТ ХПе'™^^сТщес™Гь° только по° выст/- торцов ребер жесткости осущес стояния между пающей полке уголка (Р«- ^0. f ^ я расч/. ребрами жесткости и их размены v v ТОМ{олщину3)ребра рекомендуется принимать не ые- ""участок стенки над опорой в уставных и прокат, «tnViv пплжен укрепляться опорными ребрами Гестк тГЪп^нГ pffi ««^^Ж иа продольный изгиб кз плоскости балки^к стоика. нагруженная опорной реакцией. >-> ?« этой стойки включаются ребра жесткости и полоса стенки балки шириной до 15 5 с каждой стороны ре- бра. Расчетная длина стойки принимается равной вы- соте стенки балки. Выступающие части опорных ребер должны быть плотно пригнаны или приварены к ниж- нему поясу балкм и проверены на передачу опорных реакций с опоры на балку. Угловые швы, соединяющие стенки и пояса сварных подкрановых балок и заклепки в вертикальных полках клепаных подкрановых балок, следует рассчитывать по формулам из табл. 6.10. Таблица 6.10 Формулы для расчета соединений поясов подкрановых балок со стенкой Пояс Верх- ний Ниж- ний Обоз Тип соединения Сварка угло- выми швами Заклепки Сварка угло- выми швами Заклепки н а ч е и и я: Sn Аш а ЯСР УГ а "э Р Q J г «1 Расчетные формулы .. 1 : ^V(W)'^ У (?№)«. 2%Ч уг QSn 6р — статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси; — высота катета углового шва; — коэффициент провара шва, принима- емый по данным в главе 2.5; — коэффициент, принимаемый: для свар- ' ных балок 1; Для клепаных балок при пристрожке стенки к поясу 0,4; при отсутствии пристрожки стенки к верхнему поясу 1; • — расчетное сопротивление срезу угловых швов; — шаг поясных заклепок; — минимальное расчетное усилие на за- клепку, определяемое при расчете на срез — по формуле N = /?зак Fn з ср ср (где я — число срезов); при расчете на смятие — по формуле N =J?3aKdE8; 3 см — давление колеса крана без учета коэф- фициента динамики; — расчетная поперечная сила; — момент инерции брутто; — условная длина распределения давле- ния колеса (см. обозначения к табл. 6.9); — наименьшая сумма толщин элементов, сминаемых в одном направлении; — коэффициент,ч принимаемый для под-1 крановых балок, работающих в зда- ниях с тяжелым режимом работы кра- нов, равным 1,5, и для прочих подкра- новых балок, равным 1,1.
Гл. 6. Подкрановые пути 195 -:.>-. В подкрановых балках зданий и сооружений ме- таллургических заводов с тяжелым режимом работы кранов швы, прикрепляющие верхний пояс к стенке балки, должны выполняться с проваром на всю толщи- ну стенки; для этого при толщине стенок 10 м и бо- лее при ручной и полуавтоматической сварке, а также при толщине стенок. 14 мм и более при автоматической, сварке следует предусматривать К-образную обработку верхних, кромок стенки (рис. 6.И, а). При поясных швах, выполненных с'проваром на всю толщину стен- 6) .-. -1 -тта D Рис. 6.11. Сварные стыки подкрановых балок о — К-образный стык пояса Со;стенкой; б *— стык сжатых поясов балок;, в — стык растянутых поясов балок; г — стык стенки; д — сты^ поясов при разной толщине листов , Торцы ребер жесткости у поясов балок и в, местах пересечения должны иметь скосы 40x60 мм с большим катетом, расположенным вдоль стенки балки (рис. 6.9); стыки стенок сварных балок должны быть удалены ОТ; ребер жесткости не менее чем на десять толщин стенки (рис, 6.11, г). <0 ftl ф ¦ rh ¦% 1 Ь f* ь щ $ ^ TZZ1 ¦с? 1 О ¦<, Л ч —1- н- -4- и^ 1—' s) gFHbupgHjS^ Q-f4>f(HM> 4- Ф (Ь|1ф ф Ф 1 ф ф ф 1ф ф ф <?—о-т<)4к> о о о ф о |ф О С» ф ф Ф А О . Ф , Ф- гр=Ё ки, сварной шов разрешается считать равнопрочным со стенкой, и прочность стенки должна быть проверена на окалывание и местные напряжения по соответствую- щим формулам табл. 6.10, Требования к сварным "Швам и заклепочным соединениям1 даны в п. 2.5. <ГГД. / JL / Рис. 6.12. Монтажный клепаный стык сварной балки Пояса сварных балок следует проектировать из одного листа или в крайнем случае из двух с разницей в ширине не менее 40 мм. В сварных балках про- летом 12 м и более реко- мендуется в целях уменьше- ния расхода стали изменять сечение поясных листов со- гласно огибающей эпюре моментов, что достигается в верхнем поясе уменьшр-,( нием его ширины, а в ниж- нем поясе — уменьшением либо ширины, либо толщи- ны поясных -листов. При необходимости уст- ройства стыков в подкрано- вых балках рекомендуется назначать по длине балки два стыка,''располагая их на расстоянии около '/s проле- , < та балки от опор. Стыки< стенок оварных балок следует располагать на участках- с "неполностью использованной несущей способностью и делать их в стык прямыми швами. Заводские и мон- тажные (укрупнительные) стыки сжатых поясов свар- ных балок следует делать в стык прямыми швами (рис. 6.11,6), стыки растянутых поясов делать в стык косыми швами под углом 45° (рис. 6.11. в) в случае, если^несушая способность основного металла пояса пол- ностью использована, и прямыми швами, если требуемая несущая способность не превышает значения, опреде- ленного по расчетному сопротивлению сварного шва на растяжение. Все швы в стык следует осуществлять с подваркой корня шва. Во избежание концентрации напряжений, увеличив Бающих опасность хрупкого разрушения, "необходимо соблюдать в сварных балках следующие конструктив- - ные мероприятия. -.-,.-¦ 13*.. •стыковые накладки; ;крановый рельс 2 — Поверхность швов в стык рекомендуется за чищать, заподлицо с ос- новным металлом; в ме- стах пересечения стыко- вых швов стенки с реб- рами жесткости швы, прикрепляющие ребра к стенке, обрывают не до- водя до стыкового шва на 40—50 мм, В стыках ..поясов разной ширины, а также разной толщины, если разница толщин превышает 4 мм, или '/в толщины- более тонкого листа, необходимо устра- ивать скосы для .плавно- го перехода ширины или толщины и делать их не круче 1 -: 5 :(рис. -6.11,5) Применение прерывистых швов не допускается. В случае применения для .тяжелых балок кле- паных укрутшительных стыков их следует раз-. мещать по длине балки ¦в местах, где несущая способность балки, опре- деленная с учетом ослаб- ления течения заклепоч- ными отверстиями, соот- ветствует расчетному усилию в этом сечении. Перекрытие стыков сте- ,нок и поясных листов ре- комендуется осуществ- лять парными накладка- Mrf Для возможности укладки подкранового рельса без подкладок по верху . верхнего пояса применяется устройство узких накладок - (рис. 6.12). Рис. 6.13. Заводские сты- ки клепаных балок а — вертикальный стык стен- ки двумя накладками в пре- делах между кромками по- ясных уголков; б — то же, с накладками, перекрываю- щими поясные уголки и стыковые накладки, стенки; в — вертикальный , и гори- зонтальный стыки стенки, перекрываемые ¦ двойными накладками
196 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Изменение сечения клепаных балок производится, по огибающей, эпюры моментов за счет обрыва горизон- тальных листов; при этом в нижнем поясе назначают обрывы листов, а в верхнем поясе листы либо не об: рывают, либо заменяют их за местами обрыва узкими , подкладками, укладываемыми под подошву рельса. Обычно подкладки в сечения балки не вводятся, так как конструктивно трудно их соединять с поясом балки и Осуществлять стыки. Обрываемые листы пояса должны быть продолжены за расчетное место обрыва на длину, достаточную для размещения половины заклепок, необ- ходимых для прикрепления, листа по площади. Каждый Л") Рис. 6.14. Стыки пояс- 4d_L I-Lli* ных 'Уг0лков клепаных *Нв |И> балок а — с накладками из угол- ков с обработанными обуш- ками; б —с накладками из полос лист на участке между фактическим местом его обрыва и местом обрыва предыдущего листа должен быть при- креплен из расчета на полную площадь сечения листа. В креплениях одного элемента к другому через прокладки, а также в креплениях с односторонней на- кладкой число заклепок должно быть увеличено на 10% против полученного по расчету. При проектирова- нии заводских: стыков клепаных балок рекомендуется: на участках с неполностью использованной несущей способностью балки вертикальный поперечный стык стенки перекрывать двойными листовыми накладками в пределах расстояния между кромками поясных уголков (рис. 6.13, а); на участках с полностью иопользовавной несущей способностью балки вертикальный стык стенки следует перекрывать средними накладками в пределах расстояния между кромками ; поясных уголков, и край- ними накладками, перепускаемыми на средние наклад- ки (рис. 6.13,6). В этом случае при толщине средних накладок, меньшей, чем толщина поясных уголков, за- зор между накладками заполняется прокладками. Про- дольные стыки вертикальных листов надо перекрывать парными накладками (рис. 6.13, е), толщину каждой из накладок принимать не менее 0,6 от толщины стенки. Стыки поясных уголков следует, как правило, пе- рекрывать накладками из уголков того же сечения с об- работанными обушками (рис. 6.14, а). При просверли- вании, отверстий на многошпиндельных, сверлильных станках допускается перекрытие поясных уголков посред- ством накладок из полосы (рис. 6.14,6). Стыки поясных листов необходимо перекрывать листовыми накладками; листы поясов верхнего пояса рекомендуется перекры- вать парными узкими накладками (вне пределов подош- вы подкранового, рельса), а стыки листов нижнего поя- са — накладками на всю ширину основных листов. При наличии листового пакета рационально устройство сту- пенчатых стыков (рис. 6.16, а). Пример заводского стыка нижнего пояса показан на рис. 6.15, б. Укрупнительные и монтажные стыки надлежит проектировать совмещенными; эти стыки устраивают та- ким образом, чтобы монтажные элементы можно бы*ло соединять без сложных заводок (вилок). Обрезы лис- тов., следует располагать в ступенчатом порядке либо4' по диагонали (рис. 6.16, а), либо симметрично (рис. 6,16,6). Рекомендуется отдавать предпочтение сты- кам, первого типа, требующим меньшего количества монтажной кл?пки. Отдельные элементы подкрановой балки в монтажных стыках предпочтительно перекры- вать следующим образом: стенки — листовыми наклад- ками; поясные уголки — угловыми накладками (коро- тышами), располагаемыми поверх накладок на стенках, причем поясные уголки доводятся только до накладок на стенках, и в плоскости горизонтальных полок пояс- ных уголков устанавливаются две прокладки, вырав- нивающие толщину поясных уголков и толщину накла- док, стыкующих вертикальный лист; поясные листы — парными узкими накладками для листов верхнего пояса и одиночными широкими накладками для листов ниж- него пояса. Рис. 6.15. Заводские ступенчатые стыки клопаных1 балок а — листов верхнего пояса: б — листов' нижнего пояса; / — '¦ стыковые накладки Расчет и конструирование сквозных подкрановых балок. Сквозные подкрановые балки могут быть решены в виде шпренгельной балки (рис. 6.17, а) и фермы (рис. 6.17, б). Конструкция шпренгельной балки состоит из балки жесткости (верхнего пояса),,центральной стой- ки и щпрангеля (нижнего пояса)... Для. повышения устойчивости балки шпренгель ре- комендуется центрировать на нижнюю грань балки жесткости. Применение шпренгельных балок с количе- ством стоек более одной в качестве подкрановых не до- пускается ввиду малой жесткости таких балок в вер- тикальной плоскости при односторонней нагрузке. Ис- , ходя из наибольшей панели (около 3 ж), максимальный пролет шпренгельной балки получается 6 м; при таких пролетах применение сквозных балок выгодно только при кранах малой грузоподъемности (5 г). Таким об- разом, область применения шпренгельных балок очень ограничена. Высоту шпренгельных подкрановых балок надо назначать равной 'Д—Ve от их пролета. При рас- чете шпренгельной балки — системы однажды статиче- ски неопределимой— за лишнюю неизвестную величину удобно принимать расчетное усилие в вертикальной стойке V или расчетную горизонтальную составляющую Н усилия в шпренгеле (нижнем поясе).
Гл. <6. Подкрановые пути 197 а) по 1-1 по 2-7 -\ 1 И U Рис. 6.16. Схемы совмещенных, монтажных стыков клепаных балок с расположением.обрывов листов в. ступенчатом ^порядке а — по диагонали;' б — симметрично; / — стыковые накладки; 2— прокладки Учитывая ограниченное рациональное применение такой системы, усилие Н при действии на балку сосре- доточенных грузов с достаточной для практики точ- ностью может определяться, независимо от центровки шпренгеля на нижнюю грань или ось балки, по форму- лам, приведенным ниже. Если требуется произвести точный расчет, то следует иметь в виду,, что при таких ласчетах правильное определение усилий в элементах шпренгельной балки воз- можно лишь в случае, если соотношения между геомет- рическими характеристика- ми этих элементов (/ и F), полученные в результате Рис. 6.17. Схемы сквоз- ных подкрановых балок б — фер- - шпренгельной; мы подбора сечений, соответствуют предварительно задан- ным. Поэтому при необходимости произвести точный расчет шпренгельной балки (во избежание повторной работы) этими формулами удобно воспользоваться для предварительного подбора сечений элементов этой балки: ъа.\ nets Н = Pi т) sin-—-—+P2iisin 1- H--—J-^n1l'sin- (6.11) где Pj, P2,..., Pn —сосредоточенные грузы; a\, a2,..., an— расстояние точки приложения этих грузов от опоры; L — пролет балки; •«1 = 0,25— ,'¦¦'-. здесь А —высота шпренгельной балки в середине про- . лета, измеряемая от центра тяжести (оси): шпренгеля (нижнего пояса) до центра тяже- сти (оси) балки жесткости (верхнего пояса); При симметричном относительно середины балки расположении двух равных сосредоточенных грузов (давление смежных колес двух одинаковых'кранов расчетное усилие Я можно определить по формуле H = 2Pi)-sih- (6.12) После определения горизонтальной составляющей Н усилия в шпреягеле расчетные усилия в элементах шпренгельной балки вычисляются по следующим' фор- мулам. Расчетный изгибающий момент в сечении х балки жесткости Мх = М0 — Ну, (6,13 ) где М0 — расчетный момент в простой, статически оп- ределимой балке (без шпренгеля); у— рас- стояние (по вертикали) от оси балки жестко-.- , сти до оси шпренгеля в сечении х. Расчетная -поперечная сила в сечении х балки жест- кости ¦ " " , QX = Q0-Htga, (6,14) где Qo — расчетная поперечная сила в простой, стати- чески определимой балке; a — угол наклона шпренгеля к оси балки жесткости. Расчетное осевое усилие (сжатие) в балке жесткости' N = H. (6.15)« Расчетное усилие в шпренгеле (растяжение) 5= . (6.16JP COS a
1.98 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий ..Расчетное усилие в стойке (сжатие) 1/ = 4Я—y~ . (6.17) . Сечение верхнего пояса шпренгельной балки должно быть проверено на невыгоднейшие комбинации изги- бающих моментов (положительного на полупролете бал- ки, и отрицательного над средней стойкой) с соответ- ствующими осевыми усилиями. Расчетные усилия в ос- тальных элементах шпренгельной балки (нижнем поя- се и стойке) определяют по^наибольшему .значению рас- четного усилия Н; snpH этом следует иметь в виду, что при расчете шпренгельной балки с двумя равными со- средоточенными грузами эти грузы должны устанавли- ваться: для определения наибольшего значения расчет- ного усилия Я^в сближенном положении симметрич- , ¦ но относительно середины пролета балки; для опреде- ления наибольшего'^ положительного расчетного момен- та в балке жесткости — в сближенном положении сим- метрично относительно четверти пролета балки; для определения наибольшего отрицательного расчетного момента в балке жесткости — симметрично относитель- но середины пролета балки при расстоянии между грузами, равном (0,4—0,5) L для балок с высотой h ='Д L и (0,5—0,6) L для балок с высотой h ='/s L... Подкрановые ;фермы надлежит проектировать с па- раллельными поясами, принимая для них простую тре- угольную систему , решетки с промежуточными стойка- ми, так как при такой решетке вес подкрановых ферм будет ниже на 10% по сравнению, с: аналогичными фер- мами, имеющими раскосную решетку при одинаковой высоте и нагрузках. Фермы со сложной системой решет- ки, например со шпренгелями, . уменьшающими, длину панели'верхнего пояса, применять не рекомендуется , ввиду наличия в таких фермах значительных дополни- тельных напряжений от жесткости узлов. Высоту под- крановых ферм рекомендуется назначать в пределах -гг~ — ~~ пролета при пролетах 12—18 ми _. —- - 5. 7 . / ¦ , Ш. пролета при пролетах 24—36 м (где меньшие величины относятся к большим пролетам ферм)-. . '.• .• ¦ Длину :панели подкрановой фермы рационально на- значать приблизительно равной высоте фермы, но не бо- лее 3, м с тем, чтобы можно было, подобрать сечение верхнего пояса из прокатного двутавра, усиленного го- ризонтальным листом или двумя уголками. Расчет под- крановой фермы с треугольной решеткой, представляю- щей собой статически неопределимую систему с числом неизвестных п—\ (где п^число панелей верхнего пояса), точными методами строительной, механики) достаточно трудоемок. Для правильного решения этой задачи весьма важно наиболее точно задаться геометрическими характе- ристиками элементов фермы (моментом инёрйии 1 и .площадью сечения "F —- для верхнего пояса; пло- щадями сечений F — для остальных элементов решет^ ки). Рекомендуется, принимать следующие типы сечений . подкрановых ферм: для верхнего пояса—из прокатно- ' го двутавра, усиленного горизонтальным листом или неравнобокими ^уголками (рис. 6.3, а, б); .для.¦нижнего пояса — из двух ра'внобоких или неравнобоких уголков, ¦соединенных в тавр; для элементов решетки раскосов— из двух равнобоких уголков, соединенных в тавр, и стр- •ек—из ,.двух .равнрбоких уголков, соединенных в тавр •яли крестом. Предварительное определение геометриче- ских характеристик элементов подкрановых ферм мо- .гкёт; производиться путем сопоставления с ранее запро- ектированными подобными ¦ фермами или, если такой возможности не имеется, пользуются более простым приближенным методом расчета, получая путем после- довательных попыток достаточно правильные геометри- ческие характеристики сечений элементов фермы. Для предварительного подбора сечений элементов очень тяжелых подкрановых ферм, а также для окон- чательного расчета (при наличии достаточно точных геометрических характеристик сечений элементов ферм) 'под краны грузоподъемностью до 75 т рекомендуется •БАЭьэес! 'iroxaw инннэтоаиЛ-ииШснХ'гГэи'Э чавнэийоц ииь-иэЛ хннчи-оноаи хинхэьэвс! KHHairetrsduo Kif'rj' .([ : BodlHan ИБЭО OU ВИЭХЭ BeHX3hD"d ввняоюХ ВЗХЭВИИНИйЦ Рис. 6.18. Схемы и эпюры момен- тов сквозной;1 балки;; а — конструктивная схем/а (сплошной линией), расчетная . (штрих-пунктир- ной); б — схема загружения нёразрез- ной балки; в — схема загружения сквозной балки вследствие внецентрен- ного примыкания элементов'.решетки к верхнему поясу; г — эпюра опорных моментов от момента, приложенного на крайней опоре; д — то же, от момента, приложенного к средней опоре; / — ось верхнего пояса; 2 — нижняя кромка верхнего пояса- - - тяжести элементов фермы ^с шарнирными узлами (рис: 6.18, а). 2) По принятой расчетной схеме определяются мак- симальные расчетные усилия в нижнем поясе и элемен- тах решетки. ' ¦¦-, 3) Производится установка грузор, соответствую- щая максимальным, усилиям (продольным силам и мо- ментам) в рассматриваемой панели. . ' 4) По выполненной установке грузов определяются расчетные продольные силы О и 0?, 03 и т. д. для всех- панелей верхнего пояса. "'¦ ' ¦ j :5) Максимальный расчётный момент в верхнем поя- се является cyMiMpfl "следующих моментов: М\ — в не- разрезной балке на жёстких опорах; М2 — возникаю- щего в результате прогиба верхнего пояса в системе балки на двух опорах пролётом L; М3 — от внецентрен- ного примыкания элементов решетки к верхнему поясу.
Гл. tf. Подкрановые пути 199 6) Для определения расчетного момента Mi в не- разрезной балке (рис. 6.18,6) сначала вычисляются опорные моменты по формулам: М2 = 0,5 (М°2 +0,27 А$у, Мъ = 0,5(^ + 0,27^) (6.18)' где М2 и М.\—расчетные опорные моменты пролета 2—3 в предположении полного защем- ления на опорах 2 и 3, например для груза Pi эти моменты равны: Piab2 Ji4=: ЛК = /2 РгаЧ (6.19) Влияние грузов в других панелях может быть уч- тено по тем же формулам, например влияние груза Рз, находящегося в панели 4—5: Л?4 = 0,5(^0 + 0,27^0); \ М3 = 0,27М4; ЛГ2 = 0,27М3( (6.20) (6.21) (6.22) где М\ и Мд —расчетные опорные моменты пролета 4—5 в предположении полного защем- ления на опорах 4 и 5. .Вставляя соответственные значения по этим же формулам, может быть определено влияние груза Р+, находящегося в панели 0—/_и т. д. > 7) Расчетный момент М2 определяется "по формуле - ML 'в ^-тпг:- (6;23) где ML-— расчетный момент в разрезной балке проле- том L при принятой для рассматриваемого сечения установке грузов; J в — собственный момент инерции сечения верхне- го пояса относительно горизонтальной оси; /. — момент инерции сечения расчетной балки, оп- ределяемый по формуле .. F'F* -ft2; '' ,' (6.24) Jl=K- Fa + Fa h—'расстояние между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего поясов; F-в—площадь сечения верхнего пояса; FH—площадь сечения нижнего пояса. _ 8) Для получения расчетного момента М3 опреде- ляется эпюра моментов от внецентренного примыкания элементов решетки к верхнему поясу, как сумма эпюр от узловых' моментов М0, М\ Щ и Мц (рис. 6.18, в). Расчетные] узловые моменты определяются по фор- мулам: <= О, е; 1 (Oi-O^e; (02-03)е; М\: М\=Оъе, (6.25) где 0\, 02, 03 — продольные усилия верхнего пояса при данной установке грузов; е — расстоя- ние от нижней кромки верхнего пояса до его оси, проходящей через центр- тяжести сечения. 9) Расчетные опорные моменты от момента, прило- женного на крайней опоре (рис. 6.18,г), определяются по формулам: Л*,= — 0,27 М\; ] М2 = — 0,27Mi; ' (6.26) М3 = — 0,27УИ2,. } Расчетные опорные моменты от момента, приложен- ного к средней опоре (рис. 6.18,(3), определяются по формулам: M2Z=M21=0,5.М'; Mg2 = 0,27Мп . (6.27) Сечения элементов сквозных подкрановых балок проверяются на прочность и устойчивость по формулам из табл. 6.11. Проверку несущей способности стенки балки жест- кости по скалыванию и на местное напряжение следует •производить по соответствующим формулам табл. 6.9. Величину прогиба разрезной сквозной подкрановой балки можно определить по. формуле / = M"L* BE J (6.28) где МИ —' изгибающий момент в середине пролета от вертикальной нормативной нагрузки без учета коэффициента динамики; L — расчетный пролёт балки; /—момент инерции поясов фермы, подсчитанный относительно нейтральной оси посередине пролета. * . ' Элементы решетки надлежит присоединять к поя- сам при помощи фасонок. Толщину фасонок следует принимать не менее 10 мм. Крепление фасонок к верх- ним поясам следует осуществлять с К-образной обработ- кой кромок (рис. 6.11, а). Начало и конец сварного шва, . прикрепляющего фасонку к поясу, должны быть зачи- щены для плавного перехода от фасонки к поясу. 1 В зданиях и сооружениях металлургических заво- дов с тяжелым режимом работы кранов применять сквозные подкрановые 'балки не рекомендуется, если, однако, по каким-либо причинам они будут применять- ся, то фасонки надо проектировать с плавными вы- кружками. Элементы решетки рекомендуется центриро- вать на нижнюю грань верхнего пояса. В узлах при-; мыкания стоек стенки верхнего пояса сквозных под- крановых балок должны быть укреплены парным-и реб- рами жесткости. Сквозные подкрановые балки, как: правило, следует проектировать сварными; рекомендуе- мые типы сварных узлов показаны на рис 6.19. - Стыки элементов верхнего пояса рекомендуется проектировать в стык без накладок с расположением стыков на участках с неполностью использованной не- сущей способностью. Соединительные швы, составных се- чений верхнего пояса сквозных сварных балок делаются сплошными, принимая толщину их по расчету, но не ме- нее 6 мм. Если по каким-либо причинам сквозные подкрано- вые балки осуществляются клепаными, то диаметр за- клепок надо принимать равным 20—23 мм в балках под
200" Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 6.11 Формулы для расчета сквозных подкрановых балок Элементы сквозной балки Верхний пояс (балка жест- кости) Тип тормозной балки Расчетные формулы для провер- ки несущей способности Сквозная В верхнем волокне на прочность N+N.. М М —— +; Н Fнт . WB Wn нт нт it / В верхнем волокне на устойчи- вость N + NT vx op <R Сплошная В верхнем волокне на прочность N - М М п hi и/ нт <« В верхнем волокне на устойчи- вость Сквозная или сплошная Нижний пояс, раскосы и стойки Сквозная или сплошная ¦+• Гбр М бР ¦ + - бр <R В нижнем волокне ЛГ , М нт F„- +V» нт <R На прочность N <R На устойчивость N ^МИН бр <« Обозначения: R — расчетное сопротивление стали растя- жению, сжатию и< изгибу с учетом ко- эффициента%словйя работы; N,M — соответственно расчетная продольная сила и расчетный изгибающий момент tот вертикальной нагрузки (момент принимается с соответствующим зна- . ком); '' М —расчетный изгибающий момент от тор- можения тележки крана; М .— расчетный местный изгибающий мо- мент от торможения тележки крана в . пределах длины панели сквозной тор- мозной балки; ; NT—расчётное продольное усилие в балке жесткости от торможения тележки крана; F _ и F* — площади сечения нетто и брутто эле- мента (балки жесткости) нижнего поя- са решетки; - моменты сопротивления нетто и брут- то сечения балки жесткости относи- тельно горизонтальной оси для верхне- го волокна; г^н —момент сопротивления нетто сечения нт ______ и W_ ¦ : бр Продолжение табл. 6.11 W? и wj НТ бр Wn и W" НТ бр балки жесткости относительно гори- зонтальной оси для нижнего волокна; моменты сопротивления нетто и брут- то сечения тормозной балки относи- ¦¦¦ тельно вертикальной оси; — моменты сопротивления нетто и брут- то верхнего пояса балки жесткости относительно вертикальной оси; — коэффициенты продольного изгиба балки жесткости в вертикальной плос- кости; — наименьший коэффициент продольного изгиба элементов нижнего пояса и ре- шетки. -.' краны грузоподъемностью до 50 т и 23—26 мм в балках под краны грузоподъемностью более 50 г; отверстия для заклепок проектировать по одному из следующих типов:, продавленными на меньший диаметр с последую- щей рассверловкой до,проектного диаметра в собранных элементах; сверлеными на проектный диаметр в собран- ных элементах; сверлеными на проектный диаметр в отдельных деталях и элементах по кондукторам. Рис, 6.19. Сварные узлы сквозных балок подкрановых В клепаных сквозных подкрановых балках стыки элементов сечения верхнего пояса должны перекрывать- ся парными стыковыми накладками. Учитывая трудно- сти осуществления стыка двутавровой балки в клепке, рекомендуется для ферм пролетом .12—18 м принимать двутавр без стыка; при отсутствии двутавра требуемой длины заводские стыки следует осуществлять сваркой в стык с полным проваром, располагая их на участках с неполностью использованной несущей способностью верх- него пояса, причем такие стыки должны выполняться до сборки и клепки верхнего пояса. ' Опорные узлы. В зданиях со стальными колоннами в зависимости от типа сечений колонн ' подкрановые балки могут опираться на консоли, на уступы колонн или на отдельные подкрановые стойки. Тип сечения ко- лонн выбирается с учётом пролета подкрановой балки и грузоподъемности кранов. Опирание подкрановых ба- лок на консоли производится, как правило, при посто- янном сечении стержня колонн. При железобетонных колоннах зданий подкрановые балки опираются на ус- туп с консолью, а в зданиях с кирпичными стенами (не имеющими . железобетонных колонн) — на кирпичные пилястры с обязательным устройством на верху пиляст- ры бетонной плиты, непосредственно под опорной сталь- ной плитой подкрановой балки.
Гл. ¦'!§. Подкрановще пути 201 Пойкрановые балки рекомендуется опирать на ко-1 лрнньг посредством торцовых опорных. ребер, фикси- рующих центральную передачу давления на, колонну. В' проектной практике применялись и решения с двумя. отпорными ребрами, расположенными против полок под-, крановей ветви колонны, но при этом решении односто- роннее Загружение- подкрановой (балки создаёт значи- <*. 1! *f 1 ¦i -¦.-¦ у '- 'П ... ш & 5— •ШГ i^#r Рис. 6.20: Отирание подкрановых балок, не имеющих тормозной балки а,— на колонны среднего ряда; б —на ко- лонны крайнего ряда; / — нижние строга- ные торцы опорных ребер :.„ тельный момент в подкрановой ветви колонны. Это об- стоятельство привел!? к тому, что такое решение в на- стоящее время не применяется. Узлы опира.ния различ- ных типов подкрановых балок, не имеющих .тормозной: балки и 'имеющих сквозную или сплошную^ тормозные балки, даны на рис. 6.20 и 6.21. В случае опирания стальных подкрановых балок на железобетонные ко-; лонны; (рис. '6.22) плиты и анкеры в консолях этих ко-; лонн, предусмотренные под железобетонные подкрановые' балки, подлежат замене плитами я анкерами.под, сталь- ные подкрановые ба'лки. Опорные плиты принимаются в ооответствии сопорными давлениями подкрановых "балок по табл. 6.12. Диаметр анкеров для. всех колонн, кроме * колонн в связевых панелях, рекомендуется : принимать ilgг мм. Анкеровка опорных плит в колоннах связевых панелей должна воспринимать сдвигающие горизонталь- ные усилия от торможения и йетра согласно расчету: ' 14—®1б При опираний; подкрановых балок, на стальные ке- лонны в колоннах связевой панели эти усилия воспри- нимаются монтажньши швами, размер которых опреде- п 'Iffii 11 1, II 1 ч -Щ ч • ¦ 3? ' ¦ ' ¦\V-h- Ч——i- »?50^ . \^~ - А ., *«И.1Р- Г>™т4 Г1„„11|ц- r,^J. < Р \У 1 / Рис. 6-21. Опирайие подкрановых балок с тормозной балкой на колонны крайнего ряда : а —со сквозной тормозной балкой;, б — со сплошной тормоз- ной балкой; ;Л, Б¦*- детали приварки торцов опорных ребер; 1 — нижние строганые торцы опорных ребер ; , i i '¦'"I ' @.oJ -^ U i| i J . Izr У no 1-1 Рис. 6.22. Опирание подкрано- вых балок на железобетонные колонны ляется расчетом.: Конструкция опорного узла в связевыхт панёляхгпри опирании на стальные колонны локазана на рис. 6*23, а; на железобетонные колонны — на рис. 6-23, б.
202' Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Конструкция^ опйрания тяжелых клепаных подкрановых балок с передачей .давления через ребра, приторцован- ные к поясным уголкам, показана на рис. 6.24. _¦ ¦ Т а блиц а 6.12 Стальные опорные плиты подкрановых балок на железобетонных колоннах Эскиз опорной плиты Размеры плиты (ахЬ) в мм Толщина плиты в мм 4-+-I- \S0\j0 I -а 250X190 280x190 340x190 400x190 500x190 25 30 30 36 30'. 36 40 30 Принятая расчетная марка бетона 200 300 200 300 200 300 400 400 Предельное расчетное опорное давление в т -52 82 70 106 85 129 207 207' S) ; \ /- л Г? i+ Т1^ Ц. j §¦ Рис. 6.23, Опир'ание подкрановых балок ча колонны связевых панелей а — на стальные колонны; б —на железобетонные ко- лонны; / — анкерные болты; 2 — швы по расчету; '¦ . 3 — монтажный шов Рис. 6.24. Конструкция оттирания ' тяже- лой „клепаной подкрановой, балки / -- торцы опорных уголков строганые; ,2 — приторцованные полки опорных уголков приг- наны Боковые крепления подкрановых балок к колоннам в плоскости верхних поясов рекомендуется проектиро- вать при отсутствии тормозных балок посредством пар- ных соединительных элементов (рис. 6.20), а при, нали- чии тормозных балок — посредством опорных элементов этих балрк (рис. 6.21). , Опорные плиты выполняются из стали марки Ст.З,. отверстия в них устраиваются сверлеными d =19,5 мм. Опорные плиты должны иметь риски для фиксации Рис. 6.25. Сопряжение подкрановых балбк разной высоты- на колонне. a — опиранием более низкой балки на- столик в торце более высокой балки; б — развитием бпорной части более1 низкой балки;' /— торцы опорных уголков стро- ганце подкрановых балок. Приведенные, в табл. 6.12 сечения опорных плит удовлетворяют опорным давлениям под- крановых балок 'Пролетом до 12 м при кранах грузо- подъемностью до 50 т '-'...":'. ; • включительно. Смежные сплошные подкрановые балки раз- ной высоты осуществля- ются либо путем устрой- ства, опорных столиков на торце более высокой балки (рис. ,6.25, а), ли- бо путем развития опор- ного сечения низкой бал- ки (рис. 6.25, б)'. Для тяжелых клепаных под- крановых балок иногда применяется, вырез в вьь сокой балке, на который опирается низкая: балка. Температурные швы под- крановых , балок, как правило, устраиваются на парных , колоннах. Расстояние ¦'. между пар- ными -колоннами обра- зуется за счет уменьше- ния шага колонн (пролет та подкрановых балок) или за счет добавления к длине здания специ- альной вставки-—темпе- ратурный шов со встав- . , . ' кой.- ¦ ' В местах расположения температурных швов, .при любом их типе, сплошные подкрановые, балки следует проектировать консольными (рис. 6.26, а): При сквозных, подкрановых, балках опорные узлы в' температурных' швах осуществляются с помощью специальных вклады-' Рис. 6.26, Температурные "¦> швы а — сплошных 'подкрановых, балок; б — сквозных : под- крановых балок; / — ось. температурного шва; 2 — болт срезается
Гл. 6. Подкрановые пути шей (рис. 6.26, б). Сечение вкладышей удобно принимать такое же, как и верхнего .пояса -(балки. жёсткости) ' сквозной подкрановой балки. Применение специальных вкладышей при компановке температурного шва со вставкой дает возможность иметь'балки у температур- ного шва одинаковыми с остальными подкрановыми .. балками. При компоновке температурного пыйбез вставок балка у температурного шва оказывается короче нормальной; в этом случае для упрощения заводского изготовления надо укорачивать только одну балку жаст- . кости в примыкающей к температурному шву крайней панели. :¦¦' . Расход стали на различные, типы подкрановых ба- лок. В табл. 6.13 приводится ориентировочный расход стали (без веса подкрановых рельс и креплений) на сплошные и сквозные сварные подкрановые балки про- летом 6 и 12 ж/из стали марки Ст.З для кранов грузо- подъемностью до 50/10 т. При подсчете весов подкрано- вых балок приняты наибольшие прОлеты кранов.- В не- разрезных подкрановых -балках принят вес среднего пролета балки. При применении стали марки 15ХСНД или сталей1 с ' близкими: к ней механическими характеристиками, приведенные в -табл. 6.13 веса сплошных подкрановых балок надо умножать на коэффициент а,'который сле- дует принимать: для балок пролетом 6 м разрезных а = 0,86, неразрезных а= 0,94; "¦.."¦ то же, 12 м разрезных а = 0,88, неразрезных а = 0,86; для сквозных балок а = 0,82 — 0,84. - '?'.'¦'. Таблиц а 6.13 Ориентировочные веса-подкрановых балок из стали марки Ст. 3 для кранов Q=5-^-50 т ' Пролет балки в и! 6 ¦ у 12 Грузоподъ- емность крана в т '5 .¦ 10 ¦¦¦ 15 15/3 20/5' 30/5 бо/ю ; Ч 5. 10 15 . ' 15/3 20/5. 30/5 50/10 Вес подкрановых балок,в т ¦|... ¦ сплошных разрезных 0,48' 1 0,57 ! 0,72 ¦Ч 0,74 '¦• 0,76 1,09 ;'.1,49--":> 1,47 1,81 2,32 . 2,4 2,55 3,27 4,32 неразрезных 0,42 0,49 ¦¦¦ 0,6: 0,61 , 0,64 .0,9 1,32- 1,29 1,58 2,07- 2,14 2,27 . 2,96 3,82 сквозных 0,4 / . 0,52 .0,65 . 0,68 0,72 0,99 1,64 1,01 1,41 1,64 1,75 . 2 2,64 3,69 .... , ч В табл. 6.14 приводится .ориентировочный расход стали на оплошные разрезные, и неразрезные балки для некоторых тяжелых кранов. Для неразрезных балок при- водится'.вес.пролета, исходя из среднего,веса: 1; м длины балки,. Ч Тормозные балки; и связи; Тормозные балки для кра- нов грузоподъемностью, до 75 т рационально проекти- ровать сквозными.. При; кранах грузоподъемностью 100 т и выше, а также, при тяжелом режиме работ „и для специальных кранов допускается применение сплош- ных тормозных балок,. При расположении подкрановых, балок с одной сто- роны колонн (колонны крайних рядов.) поясами тррмоз- 14* ¦ ' : Т а блиц а 6.14 Ч :' ¦'.'.•¦ ' \ Ориентировочный вес подкрановых балок для кранов <2=75ч- 370 г Пролет балки в м •¦¦•: 6 '¦¦ !?' 18 30 30 36 Грузоподъ- емность крана в т- 75/20 100/20 --у 125/20 250/30 350/75/15. 75/20 100/20 125/20 250/30 370/75/15 75/20 , 100/20 ¦ . .1,00/20, 250/30 350/75/15 180/50 350/75/15 Пролет в м 10,5 13 43 ' 31 20 .10*6 13 43 31 20 10,5 13 13 31 20 ¦ - '' — Вес подкрановых балок разрезных из стали марок '" Ст. 3 1,24 -1,35 1,43 2,09 2,47 4*12 4,85 : 5,77 8,52 .9,7 . 8,3 9,94 -25,29 48,8 ,53f53 -' -..'—. ', 15ХСНД 1,06 , 1,24 1,2 1,714 »;. 1,93 '3,7 4,09 4,63 .6,6 7,48 ,.,¦8,88 Ч: 6,87 7,95 9,39 23,26 27,21 39,47 44,78 58,4 : ' -¦¦¦',. " _ 102,1 .. в м неразрезных из стали Ст. 3 1,07 1,=12, 1,18 1,66 2,14, ¦"¦¦ 3,7 3,81 4,39 . 6,65 . 6,28 6,68 ! .7,68 19,32 .37,24 ' ¦' ¦ 42,34 ' -,.. — марок 15ХСНД! 1 0,84 0,-94 .Г ¦I ,38 . 1,9 2,73 3 3,42 • 5,1 5,28 7,37 ¦'.'. 6,04 6,52 _ 8*12 16,8 20,92 ,29,47 34,85 43,44 69 92,6 '' П р и м е ч а н и я: 1. В вес балок пролета 36 м включен вес креплений для консольного крана и нижней балки для консоль- ного крана. 2. Вес, указанный одной цифрой, относится к свар-. ным балкам; двумя цифрами — в числителе относится к ив знаменателе, к клепаным балкам. / сварным / ной балки является верхний пояс подкрановой балки и специальный наружный пояс (обычно из;одного верти- кально располо.жен'вогО швеллера). Пояса .тормозной балки соединяются в- случае сквозных балок/ решеткой (рис, 6.21, а), в случае сплошных балок — листом (рис.. 6.21, б). При расположении подкрановых балок по обеим сторонам колонны (колонны среднего ряда) поя- сами тормозной; балки являются верхние пояса подкра- новых балок, соединенные. между собой решеткой или листом.. Решетку тормозных балок рекомендуется проек- тировать треугольной системы, Преимущественно с. до- полнительными, стойками (рис. 6.27). Угол наклона рас-' косею к поясу надо назначать в пределах 35—40°., Сле- дует стремиться к возможно большей компактности уз- лов сквозных тормозных ферм, допуская центрирование , элементов решетки на любую риску в пределах ширины ^верхнего пояса подкрановой балки (рис. .6.21, а), ,'"¦'.¦¦ ./>¦ Стенки сплошных, /тормозных балок надлежит вы- полнять из Листов (преимущественно из рифленой ста- ли) толщиной 6 мм при высоте¦./тормозной балки до i 1,5 м и 8' жм. ¦¦¦—при высоте тормозной балки; свыше 1,5 м. Листам следует придавать простейшую1 прямо- угольную форму, по возможности без- вырезов в'месте
204 ' Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий примыкания, к колоннам. Листы укрепляют поперечными ребрами жесткости из полосрвой стали, 'расположенны- ми примерно через 1,5 м по длине, 'балки. ¦ Ширину ребра необходимо принимать не менее 65 мм, толщи-, ну —не менее 6 мм: Крепление листов к подкрановым, балкам и колоннам следует производить сплошными швами с подваркойснизу прерывистыми потолочными швами. Ребра жесткости допускается приваривать пре- рывистыми швами. Вырезы в листах тормозных.балок для пропуска лес-Мщ, трубопроводов и T; п. следует : Рис. 6.27. Блоки подкрановых ¦ балок а — сплошной подкрановой балки; бе сквозной подкрано- вой балки со вспомогательной фермой; /—тормозная балка; 2— подкрановая балка; 3 — связи по нижнему поясу;,.4 '—. . вспомогательная ферма; 5,—:Ось,колонны; б— ось балки: окаймлять ребрами (из полосы или уголков). Ослаблен^ ное сечение должно'. быть, проверено на прочность1- от '• воздействия горизонтальных сил. Конструкция примы- кания .тормозных балок к колоннам, должна обеспечить передачу усилия поперечного торможения на колонну. Пример сопряжения сквозной тормозной балки с колон- нами показан на рис; 6.21, а и оплошной тормозной бал- ди -"на .рис. 6.21,6; При пролетах, подкрановых балок 12 м'и более тормозные, балки по колоннам ..крайнего.,, ряда необходимо крепить к:стойкам фахверка рас. 6.28. .При тяжелом режиме, работы кранов рекомендуется уст- 1 раивать вспомогательные вертикальные фермы, распо- ложенные, в плоскостях наружных .ветвей колонны (рис 6.27, б). При наличии вспомогательной вертикаль- ной, ;фермы, поддерживающей тормозную балку, наруж- ным поясом тормозной балки служит. . верхний пояс вспомогательной фермы, В плоскостях нижних лояеов; ардкрановых'балок пролетом 18 м и более следует про- ектировать,горизонтальные связи по колоннам среднего Р.яда /рис. 6.27, а), а при наличии вспомогательной вер- тикальной фермы, также по колоннам крайнего-'.'.ряда (рис. 6.27,6): ,' :, -' ¦," >'-,, -; ¦Вертикальные (поперечные) связи надлежит про- ектировать при пролетах подкрановых балок 12 м 'й.Ч5о- ' лее в^ вяде подкосов (ряс. 6.29,а), по колоннам крайне^ г6: ряда при отсутствии4вспомогательной- вертикальной фермы или- крестов по колоннам среднего ряда (рис. 6.29,6)., ,а также по колоннам крайнего ряда, при .наличии : вспомогательной4, вертикальной, фермы (рис..6.27,б).':.'¦•';;¦•,• , ;¦''¦ Рис. 6.28. Крепленйе'сквозной тор-. мозной фермы, к стойке фахверка Величина расчетного прогиба" тормозных балок, в зданиях и сооружениях металлургических заводов с тя- желым режимом работы кранов не должна .превышать 1/2000 пролета балки, этому требованию могут удовлет- ворять тормозные балки только" одного из подкрановых Рис. 6.29. Поперечные связи a — в виде подкосов; б —в виде крестов путей мостового крана. При определении прогиба силы поперечного торможения, принимаются от одного наи- более мощного из действующих в, пролете кранов без учета коэффициента « и динамического коэффициента".; Прогиб, сплошных тормозных. балок определяется по формуле (6.10), сквозных тормозных балок — по фрр^ муле (6.28). Расчетный, прогиб определяется в предпо- ложении разрезной схемы тормозных балок., '.¦"¦¦., , ¦, Подкрановые рельсы. Типы. При электрических/мо- стовых кранах по чГОСТ * 7464—55, ГОСТ 3332^54,
Гл. [6: Подкрановые пути 205 ГОСТ 674—58 и ГОСТ 6509—61 рекомендуется приме- нять следующие' типы •подкрановых рельсов: железнодо- рожные— широкой: колеи Р-38 (ГОСТ 3542—47) и Р-43 . (ГОСТ 7173—54),, рельсы крановые . КР-70; КР'80, КР-100 и КР-120 (ГОСТ 4121—52) 'и квадратного сече- ния 140X140 (ГОСТ 2591^57); В отдельных; случаях возможно применение рельса КР-140 (по специальным ЧМТУ) по согласованию, с заводом-поставщиком. Тип и сечение рельса .рекомендуется определять, по табл. 6.15, и 6.16 в зависимости от грузоподъемности крана И;режима его работы.;; * , ' . -' Таблица 6.15 • Типы рельсов для кранов грузоподъемностью Q—5-ь50 т Грузоподъемность крана вт .: • ' '".'¦'« ; '"¦ 5 :''' ¦¦. 10 ¦¦ ( ¦'.." 15 ¦¦' ¦• . ,: . 15/3 •¦20/5 ' '-: 30/5 ' -( 50/10 Тип, рельса при кранах-с режимом работы . ! • -. 1 легким (ГОСТ 7465-55) Pi38 Р-38: .Р-43 . '— Р-43 . КР-70 ', КР-80 средним (ГОСТ 3332-54) ; Р-38 Р-38 Р-43 7 Р-43 Р-43 КР-70 КР-80 ¦ ¦ . . V тяжелым (ГОСТ 3332—54) Р-38 . Р-38 • Р-43 Р-43 Р-43 i КР-70 / КР-80 ..) Типы рельсрв для кранов грузоподъемностью Q=f75 -f- 350 т Т а б л и ц а 6.16 Грузоподъемность ' крана в г ' '¦'. 75/15 ' ¦ 75/20 100/20 '¦. 125/20 125/30 :¦ 150/30 175/50 200/30 ¦.250/30' ' 275/75 350—75 Тип рельса при кранах с легким (ГОСТ 6711-53) КР-100 KP-J20 КР-120 — КР-120 ..¦•-— КР-120 КР-120 КР-120 средним (ГОСТ 6711- КР-ЮО КР-120 .КР-120 ¦¦.'.. ¦' ¦.__¦ КР-120 — ¦ : КР-120 КР-120 КР-120 режимом работы ,53) ~. литейных (ГОСТ 6509-61) КР-120 ' , — ¦ — .- — ¦ .¦¦¦•"¦КР-120 ¦. . ¦— КР-120 — — ¦ — - О140Х140 При специальных, кранах типы релйсов определяют- ся технологическим заданием. Крепления. Крепление рельсов 'к подкрановым бал- лам может быть неподвижным И подвижным. Как пра- вило, применяются подвижные крепления; неподвижные допускаются при легком,режиме. работы кравов грузо- подъемностью до 30 т и среднем режиме работы грузо- подъемностью до 15= т..,При неподвижном креплении рельс .приваривается к верхнему поясу подкрановой балки шпоночными' швами; длина шва—ШО'лш, шаг Шведа — 500 'мм, толщина швов '—Ъ мм. :.i Подвижное (разъемное) крепление железнодорож- ных рельсов производится ¦ посредством1 парных крюков из круглых стержней диаметром 22 мм с, пружинными шайбами; крюки проходят через ¦ отверстия в стенке рельса и захватывают крюки верхнего пояса .подк.ранр- вой балцси (рис. 6.30, а). Специальные /рельсы крепятся посредством лапок с подкладками; лапки имеют круг- лые дыры и соединяются с б,алкои черными болтами '¦. .|: '-'" Таблица бД7: Размеры и вес деталей для крепления рельсов 3.(. лапка) 4 (под- кладка) 5 (планка) 6 (под- кладка) КР-70 н КР-80 Эскиз -а it. , Й Л. I "^ III ¦ iy ?>Ф*~ 8д Us ф fy Щ -95X8 170 1,01 KPrlOO rW?75 I3tf -80X10 I70 ,,07 KP-120 ill 75 1 0 J*U 1 45. S) 8 KP-70 и' KP-80 4,S:.- jA&L':'^ ' Ш m s» Ж КР-100 КР-120 " D 140x140 -70x12 —110X16 —100x16 -100X16 -ф-.^- :»»/ ю 15 I .ВО. \Ч5 i ь —:—•_p*i Й Й 1 —110X20 170 150 1,12 2,07 150 150 170 2,94 —140X20 150 3,3 7 (шайба) —70X8 70 0(31 Ст. 3
206 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий диаметром 22 мм, а подкладки имеют овальные вырезы, которые позволяют рихтовать рельс упором подкладок. После рихтовки рельсов плотно, прижатые к, ним под- кладки привариваются к, лапкам (рис. 6.30, б). Рельсы квадратного сечения крепятся посредством планок и подкладок; плавки имеют'овальные отверстия и входят Рис. 6.30: Крепление ''¦' рельсов , о —крюками; б —лапками; а — планками;.' d' — располо- жение , крюков по / длине рельса; / — крюк диаметром 22 мм; 2 —пружинная шай- ба; 3 — лапка; 4 — подклад- ка; 5 — планка; б — подклад- ка; 7 — шайба; 8 — верхняя и нижняя строганые поверх- ности; .квадратного рельсаГ Размеры, деталей 3—7 при- ведены в табл. 6:17 -В: продольные пазы рельсов,, овальные отверстия в план- КЗ'Х дают возможность рихтовать рельс ynopOiM планки, а подкладки имеют круглые отверстия и прикрепляют- ся вместе с' планками к поясу балки черными болтами диаметром 22 мм. После рихтовки рельсов плотно при- жатые к ним плавки привариваются к прокладкам (рис. 6.30,.в). В табл. 6.17 приводятся, эскизы,; разме- ры и вес деталей для крепления специальных, рельсов и рельсов квадратного сечения 140X140 мм. Расстояние йежду крюками принимается 750 лш; а между'лапками й планками в зависимости от грузоподъемности крана и режима его работы60.0—750'мм.-' '• Стыки. Конструкция: Стыков должна . обеспечивать плавный: переход колес на стыкуемых участках пути. Рекомендуемые конструкций промежуточных (нормаль-" ных) стыков показаны на' рис. 6.31.. Железнодорожные рельсы рекомендуется стыковать с "помощью специаль- ных рельсовых, стыковых креплений (рис. 6.-3-1,а), исполь- зуя заводские овальные отверстия (ГОСТ 3542—-47). Спе- циальные рельсы стыкуются также с помощью накладок фис. 6:.31,б). Квадратные рельсьГ в стыке сопрягаются ¦с; помощью косого реза, располййенного под углом 45° |рИС. 6,31;, в): . .'- ,' " t В зданиях" металлуршч.ерких 'заводов .с тяжелым режимом работы кранов рекомендуется применять свар- , Йые промежуточные стыки рельсов. Сварка: рельсов.: вЙроиэвадитея термитным способом, ,.., .,.:.„„,.,:,-,.,... Температурные стыки подкрановых рельсов надо устраивать,в местах сопряжения температурных блоков здания. Температурные стыки подкрановых рельсов осу- „Y ществляются: с помощью, овальных отверстий'. Кон- струкции температурных стыков железнодорож- ных, специальных и квадратных, рельсов по- казаны на рис. 6.32. ,'¦' Упоры для кранов. Упоры для кранов уст- раиваются по концам подкранового пути для предотвращения переход- да кранов за пределы пу- ти. В целях смягчения возможных ударов к пе- редней, части упора сле- дует .прикреплять дере-, вянный брус. При кранах грузоподъемностью свы- ше 100 т тяжелого режи- ма работы рекомендуется взамен деревянных бру; сьев устройство пружин- ных, буферов железнодо- рожного типа (рис. 6.33). Высота h ov верха кранового рельса до оси упора ,(и до оси буфера мостового (срана), принимается в соответствии с грузоподъёмностью крана по табл. 6Л8; по Н по 2-2 Цф--^-] ^^ '|||М -ц^. #- ФИ. — — si- ' чф -ф —ф -щ в) М5° \ ¦¦у-\ m 0до2ммЦ ¦ !! :., * С Рис. 6.31. Нормальные' стыки рельсов а — железнодорожных; б — специальных; в— квадрат- ного сечения СЮЧ-Ц по 5-5 4 по 8-8 ак Рис. 6:32. Температурные стыки рельсов' а— железнодорожных; б — специальных; в — квадратного сечения;¦'/ — овальные дыры; 2 — шплинт; 3— температур- ный зазор
Гл. 15. Подкрановые пути 207 полная высота упора Н определяется по формуле Н= =Л+200 мм. Упоры, как правило, надлежит проектировать свар- ными, даже при установке их на клепаные балки. Креп- ление упоров к сварным подкрановым балкам проекти- ровать на черных болтах или сварке, а к клепаным под- Рис. 6.33. Упоры для кранов а, б — грузоподъемностью до 75 т; в — то же, более г.75 т, - но не более 100 т; г — то же, более 100 г крановым балкам —на черных болтах или заклепках. Рекомендуемые конструкции упоров для сплошных под- крановых балок показаны при кранах грузоподъемно- стью до 75 т на рис. 6.33, а; при кранах грузоподъем- ностью свыше .75 т — на рис. 6.33, в и свыше 100 т — на рис. 6.33, г. Конструкция уиора для сквозных подкрано- вых балок показана на рис. 6.33, б. Б. ПОДКРАНОВЫЕ ПУТИ КОНСОЛЬНЫХ КРАНОВ Подвижные консольные краны пока не внесены в государственные стандарты и нагрузки на них опреде- ляются! по данным завода. Наиболее употребительные грузоподъемности подвижных консольных кранов: 1,5; 3; 5 и 10 т. Консольные ираны имеют два подкрановых пути: горизонтальный и вертикальный. Расчеты и конструи- рование этих путей , ничем, не отличаются от расчета и конструирования сплошных подкрановых балок под мо- стовые краны. ! Таблица 6.18 Расстояние от верха кранового рельса до оси буфера (К) в мм Грузоподъемность крана в т. Расстояние h в мм 5 700 10 725 15 835 420 835 30 1040 50 1060 . 75 и более / 1200 На рис. 6.34,0 показано крепление подкрановых путей консольного крана к Колонне, а на рис. 6.34,6— крепление балок консольного крана к подкрановым балкам по среднему ряду в главном здании мартенов- ского цеха. - Рис. 6.34. Крепления консольных кранов а г— к колонне; б —к блоку подкрановых балок 6.2. МОНОРЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ И ПУТИ ПОДВЕСНЫХ КРАН-БАЛОК Монорельсовые пути устраивают в промышленных зданиях для передвижения по ним электрических, пе- редвижных талей (тельферов) и кошек. Эти пути, как правило, конструируют из прокатных двутавровых ба- лок (табл. 6.19 и 6.20)'. Пути под подвесные кран-бал- ки служат для прохода по ним этих кран-балок; они выполняются или из двутаврового профиля или в виде таврового рельса, усиленного двутавровой балкой (табл. 6.21). А, РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ Расчет конструкций монорельсового пути на проч- ность, устойчивость и деформативнрсть производится на нагрузку от одного тельфера или кошки, если нет Специальных указаний . в технологическом задании об, ином режиме работы тельферов или кошек. Расчет конструкций пути под поддесные кран-балки следует! пройзвадить от двух одинаковых груженых кран-ба- лок, если нет специальных указаний, что на путях ра-/ ботает только одна кран-балка или кран-балки разной грузоподъемности. Однако,, исходя из возможности1 установки в будущем дополнительных кран-балок в це- ху, рекомендуется, при наличии на пути длиной бо- лее 60 м одной- кран-балки или двух кран-балок раз- ной грузоподъемности, рассчитывать пути на две кран- балки большей грузоподъемности. В цехах с длиной пу- ¦ ти менее ,60 м пути под кран-балки рассчитывают на нагрузку от фактически имеющихся кран-балок, но не менее двух. Расчетная вертикальная нагрузкаР определяется путем умножения нормативной нагруз- ки Рн на соответствующие коэффициенты: при: рас-х чете на прочность и устойчивость P—kikiP"; на дефор-
208 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий мативность Р=РН, где kx = 1,3 — коэффициент перегруз- ки; k2= 1,1 —коэффициент динамичности. В табл. 6.19 приводятся нормативные нагрузки Р н на монорельс от кошек с ручным приводом по ГОСТ 47—54, а также данные для выбора прокатного про- филя монорельсового пути. Таблица 6.19 Нормативная нагрузка РИ и пути катания кошек с ручным приводом по ГОСТ 47—54 я- с . Я " ¦н Б А, А"' А А i 3 § ..¦.» ш сцо о L. Я М ; 0,5 . 1 . 1 1 * 2 ¦¦¦¦; ."3 ¦¦'¦' ' 5 № двутавро- вых балок по ОСТ 10016—39 для монорель- сового пути . 14, 16. 18 16, 18, 20 : 16, 18,20 20, 22. 24- 22, 24, 27 30, 33, 36 Радиус за- кругления мо- норельсового пути в :м, ' не менее - 1,5 1,5 2 •' 2 ¦ 2,3 «. я а, ' 0,'52 1,02 1,04 2,05 3,06 5,09 Примечание, Тип А^с механизмом Б — без механизма передвижения. Условные с типа А грузоподъемностью 1 т—[„Кошка А-Г, па Б грузоподъемностью 0,5 т —„Кошка Б-Oji '— ; — — —— — :— . ' ¦ ¦ ' Схема нагруз- ки на моно- рельсовый путь 1?* ¦¦' ¦1: передвижения; тип бозначения'кошек: ГОСТ 47—54"; ти-( ),: ГОСТ 47-54". Таблица 6.20 Нормативные нагрузки Рн и пути катания электрических талей по ГОСТ 3472—54 ¦§•¦» &.S - 0,0 ¦ 0,25 0,5 -,-..t'> 3 ¦'.'''-S"-'-' ¦, '7;'6.:' 10 .'.. ' П допуск 'них пр ' Ус ностьк ТЭ 0,? ' -и- ¦ . . S ' . ; я ¦ aS. ¦ - Щ в.. . Ручной или элек- трический Электри- ческий > и м е ч а н ается изгото инимать так ловное обози 0,25 г TJ 6—220, ГОС № двутавро- вых балок но: ОСТ 10016—39 для"монорель- сового пути '.' .г'14-24_:'...; 24—30 , 30—45 45-55 .. 45—55 и е. Тали влять без > ие же, как ачение тале» э&фазного Т 3472 —54" Радиус за- кругления мо- норельеового пути в л, не менее ' 'I.'" 1,5 2,5 '¦' ¦ '-5 : ' "'' ' 5 :¦ грузоподъёь «еханизмов и с мёхаииз i: таль элек тока 220 в - Рн ВТ 0,37 "' 0,63. 1,44 2,49 '.. 3,85 6,25 10.9 ,, 13,7 шостбю ;передви мами пе грическа - „Таль Схема нагруз- ки на моно- : рельсовый путь ¦'-.рч':,¦-; 0,25 и 0,5 г жения. Рн для >ёдвижеиия.' я грузоподъем- электрическая В табл. 6.20 приводятся нормативные нагрузки !РВ на монорельс от ,талей электрических передвижных по ГОСТ 3472—54, а также данные для выбора прокат-. ного профиля монорельсового пути. В табл. 6.21. при- водятся нормативные нагрузки Ря на подвесные кра- новые пути от кран-балок подвесных, ручных общего Назначения по ГОСТ 7413^55. , Подвесные кран-балки изготавливаются двух типов: КБМ — кран-балка с ручным механизмом передвиже- ния; КБ — кран-балка без механизма передвижения. Кран-балки выполняются: с путевым профилем в виде Рис. 6.35. Схема распо- ложения кареток подвес- ных кран-балок - при 4 катках; 8 катках б — при двутавровой .балки по ОСТ Г0016—39 целой или со- ставной, (с увеличением высоты путём разрезки дву- тавровой балки по ломаной линии)— тип Д; с путе- вым профилем в', виде таврового рельса по ГОСТ 5167—53, усиленного двутавровой балкой со -срезанной,; полкой или разрезанной по ломаной линии — тип Т. Схема расположения кареток подвесных кран-ба- лок, при четырех каретках показана на рйс. 6.35,а и при восьми каретках — на рис. .6.35,6..; Б. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ 1 Монорельсовые пути и пути под подвесные подкра- новые балий обычно решаются в виде разрезных балок; при шаге стропильных ферм 12 м целесообразно , та- кие, пути' решать в виде неразрезных балок. '¦''¦'. Сечения балок монорельсовых путей и путей под- весных кран-балок проверяются по формулам: , на прочность ¦'-¦".."¦ м .". '-• '¦¦;'¦ -:;:"-.- <Я; (6.29) на устойчивость Wmu М УбЖбрЦ <R (6.30) •W, бр: где М — расчетный изгибающий момент в верти- кальной плоскости;^ , Wht -~ Моменты сопротивления брутто и нетто относительно горизонтальной оси для про- веряемого сечения балки;..'¦.;.. " "Рб ~ коэффициент уменьшения несущей спо- собности при Проверке общей устойчиво- сти балки (см. главу '2.3); ;.'. .. и=0,9— коэффициент уменьшения прочности и жесткости сечения балки пути за счет • возможного износа балки катками кош- ки, тельфера или кран-балки. Принятое сечение балок должно отвечать условиям прохода катка кошки, тельфера или кран-балки "(табл.; 6.19—6.21): Минимальная высота балок ,-по". условиям допускаеморо прогиба определяется по данным табл.. 6.& Балки путей должны быть проверены на дефор- мативность (максимальный прогиб) по формуле (6.10). При подсчете входящего в состав Формулы (6.10) зна- чения с следует момент сопротивления^ брутто ум1- ножать на 0,9—коэффициент, учить1вающий возмож- ный износ балки. .Величины, допускаемых прогибов приведены в табл. 2.6. В многопролетных зданиях для уменьшения числа тельферов или кошек часто осу- ществляют их переход 'из пролета в/параллельный, или
Гл. 5. Подкрановые Пути, 209 Таб л ица 6.21 4 'а : . - Йк.-¦ ¦-¦¦'§.«¦ ' Й'л ' .Оно 0,25. 0,5 1 ¦ \. 2 . 3 * Рг Размеры й « ¦ С'§. 3 4 ¦.-..' 5 6 - 8 ,; 10 Ц/ ¦.¦3''/: ¦ 4 5 , 6.. ' 8 ; ю ; 12 3 .4 '". 5 6 ; 8." 10 , 12 3 , ,4 '.' 5 6 , 8 1,0 3 ' 4 5 ¦ ' 6 8 10 , змер ои кран-балок по Длина конструк- ции в мм наиболь- шая 500 700 900 1000 1200 1500; 2000, ¦500 .700 900 • юоо :; 1200 1400 1600 ¦400 500 600 : ¦800 1000 1400 , ' 1600 ¦4Й0 500 600 . 700 ',. lodb. ¦¦: 1400 300 500 600 ¦ 700 800 1400 - юсится то; наимень- шая ' 100 100 ,200 . . . <-^ . >200, шко к бал гост База кран-бал- ки в. мм С .10.00, 1500 I8b0 , 1000 1500 1800 1000 •1500 ; 1800 . 1000 1500 1000 1500 . кам тип< , в , 1250 1750, 2050 1250 1750 2050 1350 .1850, 2150 .1800* 1400 1900 ' 1500 2000 Т., 7413—55, пути Наличие механи- ческого передви- жения С механизмом ¦ или без негр С механизмом С механизмом Уили без него С механизмом С механизмом или без него -. "С/механизмом С механизмом или* без него С механизмом ¦ С механизмом ¦ "\ ... ¦ катания и нормативные нагрузки Рн Профиль пути балка ' ОСТ 10016—39, От 14 до 30а От 16 до 30а ¦ / От 20а до 36а От 24а . до,40а .От 30а . до',] 55а состав •/¦ ¦¦ ¦ ., Тавровый рельс по ГОСТ 5157—53 (усиленный или без усиле- ния) '•-'¦'.! У ¦ Количество кареток в шт. типа Д ¦ ¦ -."V: 4. ..¦¦¦' 4 ¦ :'4 ..¦¦ .'*:; типа ,'Т ,, 4 . 4 '¦ 4 , '. "' 8".;. — Нагрузки типа .од. . 0,26 0,28 0,3 .0,31 0,35 0.4 0^47 .0,39 0,42 0,45 0.47 '0,57- 0,65. ,0,71 , ' 0,82 0,87 0,91 0,95 1,01 t 1,11 1.21 1,38' . 1,44 ¦ 1,49 , 1,53 1-.58 1,77 2,13 2,15 2,24 .2,3 2,41 2,66 Рн в т типа Т ," 0,26 0,28 0,3 0,31. 0,35 0,4, 0,39 . 0,42 ' 0,45 0,47 0,57' ' 0,65 0,82 .. 0,87 ' 0,91: 0,95 ¦; 1.01 ¦¦:-. 0,69 0,72 .0,74 0(76 - .; перпендикулярный пролет с помощью устройства по- ворота монорельсовых путей. Минимально допустимые радиусы закругления монорельсовых путей для кошек и тельферов различной Ерузоподъемности указаны в, табл. 6.19 и 6.20. Для расчета, )на прочность и жест- кость монорельсовых балок на закруглений можно пользоваться( разработанными для этой цели "формула- ми и графиками [8]. ¦¦;'¦ ^ • Графики построены исходя из 8 наиболее возмож- ных, расчетных схем поворота. ",монорельсовых путей в перпендикулярные и параллельные пролеты для уг- лов. ? (угол <р равен половине угла: между радиуса-.
210 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 6.22 Допускаемая расчетная нагрузка для двутавровых балок на закруглениях № ба- лок по ОСТ 10016-39 14 16 18 20а 22а ,24а 27а 30а - ?. 45° '22,5° 15° 11°15' 45° 22,5° 15° 11°15' 45° ! 22,5° 15° 11°15' ; 45° 22,5° 15° ' 11°15' 45° 22,5° 15° , 11°15' 45° 22,5° 15° 11*45' 45° 22,5° 5° 1.1°15' 45° 22,5° > 15° 1Г15' Допускаемая расчетная нагрузка в Т при радиусе закругления г в см, равном 125 0,65 2,38 / — 0,78 3,11 0,97 4,03 1.17 4,93 1,49 6,5 1,69 8,65 2,01 9,6 2,86 11,7 150 0,58 2,02 0,71 2,6. 0,88 3,32 1,03 4,15 1.3 5,19 1,41 6,48 1,72 -S.48 2,08 9,06 200 0,51 1,56 3,18 0,61 2,02 0,73 2,5 0,8 3,12 f,04 3,9 1,18 4,58 1,3 ' ,5,7 ' 1,58 6,61 250 0,45 1,33 2,6 0,54 1,67 3,42 0,65 ¦ 2,08 4,35 . 0,76 2,5 5,42 0,91 3,19 7 , 1 3,76 8,46 ,1,16 4,41 10,32 1,3 5.2 12,4 ,300 | 350 0,42 1,15 2,2 3,24 . 0.51 1.45 2,9,; 0,61 1,82 3,66 0,74 2,12 4,52 0,8 2,72 5,71 0,94 3,24 6,9 1,02 3,76 8,42 1,22 4,42 9,97 0,39 1,03 1,95 2,9 0,48 1,32 2,52 3,81 0,56 1,64 3,14 4,86 0,65 1,95 3,89 5,97 0,75 2,36 4,92 7,75 0,88 2,82 5,83 9,5 0,93 3,24 7,13 11,56 1',08 3,76 8,42 13,76 , 400 0,36 0,96 1,76 2,56 0,45 1,22 2,24 3,38 0,52 1,48 2,82 4,26 0,57 1,76 3,42 . 5,2 0,71 2,17 4,38 6,72 0,82 2,46 5,18 8,11 . -0,87 2,98 6,05 9,72 Ч 3,38 7,25 11,7 450 0,34 0,91 1,63 2,34 0,42 1,14 2,05 3,04 0,49 1,38 2,49 3,79 0,52 1,66 3,12 4,67 0,7 2 3,89 .5,97 0,78 2,24 4,59 7,16 0,8 2,68 5,41 8,65 ' 0,95 3,12 ¦ ' 6,5 * 10,4 ми, соединяющими центр закругления со смежными точками подвеса монорельса) равных 45°; 22,5е; 15°; 11е 15' и-для радиусо'в закругления от 1,25 до 4,5 м (рис. 6.36). Для удобства пользования эти графики представлены, в виде табл. 6.22. Следует иметь в виду, что ГОСТы на кошки, тали (тельферы) и кран-балки к сроку издания справочни- ка еще не были пересоставлены на новый сортамент двутавровых балок ГОСТ 8239—56. При применении. балок по новому сортаменту сле- дует в пределах допускаемой ширины полок подбирать профили с толщиной полок не менее, чем полки, реко- мендуемых наименьших профилей по ОСТ 10016—39. При определении расчетных нагрузок на закругле- ниях (по табл. 6.22) следует брать ^профили по ГОСТ 8239—56 с моментом сопротивления, райным соответ- ствующему в , табл. 6.22 профилю по ОСТ 10016—39. Узлы крепления разрезных монорельсовых, путей к горизонтальной конструкции даны на рис. 6.37,а и к наклонной —на рис. 6.37,6. Для обеспечения плавного перехода колес с одного пролета на другой на нижней полке балок путей устраивается замок, закрепляющий Рис. 6.36. Схемы монорельсов на закругле- Рис. 6.37.. Узлы крепления монорельсов а — разрезного монорельса к горизонтальной конструкции- б —то же, к наклонной конструкции; е — неразрезного мо- норельса; а—упор: на монорельсе; / — монорельс; 2 — пол- ку заварить. V-образным швом в стык с последующей за- чисткой шва сверху торцы балок от поперечного, смещения. Пример креп- ления и стыка нерйзрезных путей дан на рис. 6.37,в РекомендуЫая ^конструкция упора на монорельсе по- казана на рис. 6,37,3,.. Все эти .конструкции применимы и для путей под поДвесНЫе кран-балки.
Та. 7. Покрытия 211 ГЛАВА 7 покрытия Покрытия промышленных зданий состоят из сле- дующих элементов: 1) стропильных конструкций (фер- мы, балки сплошного сечения и т. п.); 2) подстропиль- ных конструкций (при шаге колонн большем, чем шаг стропильных конструкций); 3) горизонтальных и верти- кальных связей; 4) прогонов (в покрытиях с прогонным решением); 5) фонарей (в покрытиях с, фонарями). ' 7.1. СТРОПИЛЬНЫЕ ФЕРМЫ А. ХАРАКТЕРИСТИКИ Типы стропильных . ферм приведены на рис. 7.1. Уклон верхнего пояса стропильной фермы Зависит от материала кровли и принимается в соответствии, с дан- \ 4ч-и ¦9\i-vL ^ ...ч ^-т\, г) laLb_ е) ж) 1-AJJ2 г^17Ч7Ч7^ 4 Рис. 7.1. Типы стропильных ферм а—полигональная, с пологим уклоном верхнего пояса и прямым нижним поясом; б — то же, с крутым уклоном верх- него ,пояса и ломаным нижним поясом (пояса могут быть параллельными); в — треугольная, с прямым нижним поя- сом; г — то же, с ломаным нижним поясом; ,д — прямоуголь- ная с горизонтальными поясами; е — сегментная, с прямым нижним поясом; ж ¦— трапёц еидальная — односкатная с, пря< мым нижним поясом; з — то же, с ломаным нижним поясом ными табл. 7Л. Типы соединения ферм с колон- нами в 'зависимости от очертания фермы приведены в табл. 7.2/ ' ; ;: '" _ -' Т а б л и'ц а 7.1 Уклон верхнего пояса стропильных ферм. Материал кровли Рулонный ковер ,» .";.:. . .... Волнистая сталь или асбоцементные волнистые листы.усиленного профиля Величина уклона 1:8;.1:10 и 1:12 От 1:3 до 1:7 Типы решетки стропильных ферм приведены на рис. 7.2,; Разбивка решетки определяется::. конструкцией покрытия (без прогонов или с прогонами); а также ши- риной, крупноразмерных железобетонных плит.1 ~ Высота ферм на опоре (при жестком соединении их.с колоннами) должна быть не менее 1/лз—Чп проле- та, что позволяет иметь высоты' ферм .посередине проле- та б л и да'- 7.2 Соединение ферм с колоннами Типы стропильных ферм Полигональные, прямоугольные, тра- пецеидальные .... . . . ...... . . . Треугольные и сегментные. . . . . . ' Тип соединения Жесткое или шарнирное Шарнирное. Рис.¦¦, 7.2. Типы решетки ферм а— раскосная;, б — треугольная; в' — треугольная с дополни- тельными стойками; г — треугольная с дополнительными стой- ками и шпренгелями; д — крестовая та близкими к оптимальным (для полигональной фермы, например, '/в пролета). Величины пролетов стропильнйх ферм1* принимаются: до 'пролета 18 м — кратными 3 м d) 5) «) г) Ф- ¦~г L! е): ' Рис, 7.3. Типы сечений элементов стропильных ферм.. а—два неравнобоких уголка узкими полками вместе; б — два неравнобоких.уголка широкими полками вместе; в,— два равно- боких уголка тавром; . г — два равнобоких уголка крестом; д — два швеллера; в— сварной тавр и для больших.пролетов — 6 м. Расстояние Между фер- мами (шаг ферм) назначается при решении всей схемы сооружения с учетом унификации элементов конструк- ции и обычно принимается равным 6 или 12 ж. Типы сечений элементов стропильных ферм приве- дены на рис. 7.3. Наиболее распространены сечения из двух равнобоких или.неравнобоких уголков, расположен- ных с зазором: для пропусков фасонки (рис. 7.3,'а—г); в отдельных случаях находят применение сечения из двух швеллеров (рис. 7ДЗ). Весьма экономичным для поясов ферм по затрате металла, но более трудоемким по. "изготовлению являются сварные тавры (рис. 7.3,е). * В соответствии с требованиями «Технических правил но экономному расходованию металла, леса и цемента в^строи- тель.стве» запрещается применение металлических несущих кон- струкций для покрытий с железобетонными и каменными, опо- рами в одноэтажных/промышленных зданиях с "пролетами це- хов величиной до 30 м включительно;, конструкции должны вы- полняться сборными железобетонными, предварительно напря- женными. Указанные ограниченияне распространяются на пролеты цехов с шагом колонн более .12. л»,
212 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий ." Б,'РАСЧЕТ-, _ , Стропильные фермы рассчитываются на постоянные нагрузки!— вес кровли - и собственный вес 'конструкций- покрытия (без подстропильных ферм) и на временные нагрузки — снеговая, ветрова?, подвесное подъемно- транспортдое, оборудование, и т. п. ''. Постоянная нагрузка задается как равномерно рас- пределенная на' 1 м2 площади покрытия. Сосредоточен- ная расчетная нагрузка на каждый. узел ,стропильной; фермы равна; "./-'- \ \ V. , :¦ P^bd^gini, , (7;i) где ^—/нормативная равномерно распределенная на- . грузка на 1 •' м*. горизонтальной проекция; '¦¦¦.. п i-'4— коэффициент перегрузки; ( . :' ¦-d.-r- длина панели пояса фермы, к которому при^ ложана, нагрузка;. ,, ,; 6 ^ ша*г ферм, : ¦¦-.'"¦¦.', '¦¦'.-.'¦ , Нагрузка от собственного веса покрытая (етропиль- ,ных ферм, прогонов, .связей, фонарей) может ^быть оп- ределенапо [табл.: 7.3. : ¦ -'-... : ]¦'_ '.''¦-.- Таблица . 7.3 Нормативная нагрузка от собственного веса,• элементов покрытия ¦','¦ Таблица 7.4L Нагрузка от пыли 1 , :' Наименование элемента Стропильные, фермы . ... . Подстропильные фермы ... .Связи. . ..,'. .. . ',.,- . , . . .-. Прогоны . . . .'. . ,. . . . . Фонари ... . '. -., .'. . ;.; ... , , Нагрузка в кг[м* для зданий - '.', легких 16—25 0—6 з—4 ¦;. ¦ Ю—12 .0-10 . , средних " 18-30 4—7 ¦;'¦ 3—5 12^18 8-12 : тяжелых . 20—40 ". 8—20 8-15 12—16 "8—12 ..-." Нагрузка ...от остекления фонарей дана ниже, в п. 6,Б., Нагрузка от снега принимается в -соответствии со СНиП. Снег обычно считается распределенным ;по всей площади покрытия; проверка на одностороннюю снеговую нагрузку, которая, увеличивает усилия лишь в мало напряженных средних: раскосах, в большинстве случаев не требуется. Ветровая -нагрузка на стропиль- ные фермы учитывается только дри угле:;наклона верх- него пояса ;более'30°. ,: При подвешиваний к фермам; подъемно-трансоорт- ното: оборудования рекомендуется предуоматривать си- стемы связей для восприятия, горизонтальных; сил ^тор-,, МОЖеНИЯ. -у .;'': При расчете стропильных . ферм, .расположенных вблизи источников интенсивного пылевыдёления (домен- ные, томаоовские' и бессемеровские цехи и т/ принад- лежит учитывать также, и нагрузку от пыли., При укло- нах кровли от Уз и менее ; нагрузка от пыли может быть принята по табл. ,7.4. ' Стропильные, фермы рассчитываются, в 'предполо-. жении шарнирного соединения стержней, в узлах, пря- молинейности стержней и расположения их в одной , плоскости. : Усилия в стержнях стропильных ферм от неподвиж- ной нагрузки определяются обычно графически —путем : построения диаграмм Мажсвелла-г-Крёмоны... При равно- мерно распределенных нагрузках диаграмму,; следует строить от 'единичных сил в.узлах, а .затем полученные" усилия в стержнях умножать на расчётные/значения Источники пылевыдёления 1. Доменные цехи . .-. . . . . • . 2. То же ..'.../.' .¦ ..:. • . . ."..•' 3. Конвертеры томасовского и бес- семеровского производства 4. То же.5 . .' i . . ..; . . . . . . Расстояние от источников пы- левыдёления в м До'чОО ,'¦" 101 т-500 До 100 . 101 ^500.. Величина наг грузки от пыли • в кг/м? 50 25; 100 50' ¦¦¦.- узловых нагрузок. Для ферм.с параллельными поясам» и небольшим, количеством стержней рекомендуется-при- . менаниё, аналитического .метода определения усилий. Максимальные усилия в стержнях фермы, от подвиж-,- ной нагрузки, проще !всего определяются путем построе- ния линий влияния,; ,.-'¦',.'¦' .,-¦• Расчетные усилия в стержнях ферм определяются суммированием усилий от постоянной. и временной на- грузок. При определении расчетных усилий в-стержнях стропильных ферм, жестко соединенных с колоннами, следует учитывать, кроме'нагрузок, (Приложенных к уз- лам верхнего и: нижнего поясов, влияние моментов и ^нормальных сил, действующих в опорных сечениях фер- мы,, как в узлах рамы. Нормальные силы считаются приложенными на уровне нижнего пояса ферм и учиты- ваются при определении возможных сжимающих уси- лий, в нижнем поясе.. Значения моментов и нормальных сил определяются статическим расчетом поперечной рамы-.-.,..; . . Моменты М, возникающие в опорных сечениях .ферм;,замв1няются,парами горизонтальных сил Н с пле- чом h0, равным высоте фермы на опоре ' И'. Ж An (7.2 При. суммировании усилий :рт опорных моментов и вертикальной нагрузки разгрузка стержней фермы мо- ментами не: учитывается;. \ >-.-' При лёгкой: кровле и значительных горизонтальных нагрузках, на раму в нижнем поясе и средних растяну- тых раскосах фермы; возможно появление 'сжимающих, усилий, в, связи с чем суммировакие усилий необходимо, производить для двух случаев: со снеговой нагрузкой. и без нее. . -i; ', Подбор сечений элементов фермы производится в : соответствии'с указаниями ,в."п. п. 2Л и.2.2. Площадь сечения с.жатых стержней при, незначя- , тельных усилиях обычно назначается по предельной гибкости для сжатого элемента,: При подборе сжатых элементов ферм следует отдавать предпочтение профи- лям большей жесткости при равном весе. ':' Верхний пояс ферм при горизонтальной завязке че- рез узел и реже рекомендуется: .составлять из двух неравнобових уголков, соединенных узкими полками (рис. 7.3,а).! Сечения поясов ферм пролетом до 24 м обычно принимаются постоянными по всей длине. При, переменном сечении поясов следует Принимать уголки равной толщины, . что* упрощает > перекрытие стыков. Сжатые опорные раскосы надлежит составлять .из двух неравнобойих уголков, соединенных широкими полками (рис. 7.3.6).,,Стойки .ферм, к которым крепятся верти- кальные связи, целесообразно проектировать крестово- го сечения из .двух уголков (рис. 7.3,г). :
Гл. 7. Покрытия 213 Сечения остальных элементов1 решетки ферм следу- ет, йак правило, составлять. из двух равяобоких уголков тавром'(рис 7,3, в). ; ' ••¦".. /При подборе сечений элементов ферм необходимо стремиться к наименьшему количеству .различных угол- ковых профилей. < В. КОНСТРУИРОВАНИЕ При соединении элементов ферм с помрщью фасо- нок необходимо, чтобы осевые линии элементов, схо- дящихся в узле, пересекались ,в его центре (рис. 7.4,а). Осевые линии 'элементов принимаются; в сварных кон- Рис, 7.4. Детали крепления элементов фермы а— пересечение элементов фермы в узле; б.— крепление фасонок в узлах опирания прогонов; в — схема усилий в узле фермы струкциях —г по центрам тяжести'сечения, с округлением до 5 мм, а'; в клепаных—по рискам уголков. . При расположении, элементов в, узле под острыми углами, например а-опорных узлах» треугольных ферм, во избежание чрезмерного увеличения узлов допуска- ются коске резы полок уголков в пределах до выкруж- ки. Очертания узловых1 фасонок не должны быть, слож- ными; размеры фасонок определяются условиями раз- мещения1 сварных швов или заклёпок, прикрепляющих элементы решетки. Толщину фасбнок рекомендуется принимать для всех узлов фермы одинаковой, назнача- емой' по , наибольшему усилию в стержнях решетки, т. е. яря усилии: до 20 т^6-ь8 мм;> от 20 до 35 т-—. 8 -ь: -ь Ш мм; более 35 т—12 мм. , Толщину опорных фасонок в больших, фермах со значительными опорными реакциями рекомендуется при- нимать на 2 мм- более' остальных. Фасонки следует /при- варивать к поясным уголкам швами, расположенными уч обушка и, пера. В узлах верхнего пояса, на' которые опираются прогоны, фасонки:не доводятся до обушкой: поясных уголков примерно на свою толщину; и прива- риваются втопленными швами (рис. 7.4,6). Прикрепле- ние фасонки к поясу рассчитывается на равнодейст- по 7-7/' Рис. 7.5. Стыки и опорные узлы стропильных ферм а — стык верхнего пояса сварной фермы в коньковом узле при опирании фонарной фермы; а' —то же,, клепаной фер- мы; б — стык нижнего пояса сварной фермы; б'ч-то же. клёпаной фермы; в —- опорные узлы стропильной фермы; / —снять, фаску ; вующую усилий; в элементах решетни, сходящихся в данном узле (рис. 7.4, в). При отсутствии в узле внеш- ней нагрузки это, усилие "равно разности усилий в смеж- ных панелях пояса. , ' ; Уголки решетки следует обрезать, как правило, пер1 пендикулярно их оси, не доводя стержни решетки до других элементов, на 50—60 мм,-¦я приваривать их по контуру. Сварные швы надо принимать оплошными, до- пуская прерывистые, швы лишь, в неработающих эле^ ментах. '.-• / •-..', ¦¦ '¦''¦- -¦/ ¦
214 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Стыки верхнего и нижнего поясов ферм Добычно располагаются посередине пролета и перекрываются парными накладками "из уголков, Примеры сварных и клепаных стыков верхних и нижних поясов стропиль- ных ферм даны на рис. 7.5,а, б, а''и б'. Площадь сечения стыковых накладок должна быть не меньше площади сечения самих элементов. Размеры стыковых накладок определяются. по данным в пГ 2.5. Примеры опорного узла сварной стропильной ..фермы да- ны на рис., 7-5,а. Г. ТИПОВЫЕ СТРОПИЛЬНЫЕ ФЕРМЫ Проёктстальконструкцией . разработаны облегчен- ные стальные конструкции ферм для покрытий промыш- ленных зданий с уклоном рулонной кровли 1 :8 проле- тами 24; 30 и 36 м '-'-'.(серия ПК-01-32); шаг, ферм принят равным 6 и 12 м. Фермы — трапецеидальные од- носкатные с ломаным нижним поясом и двускатные с горизонтальным' нижним тгояоом. Высота ферм на опорах для всех типов и пролётов равна .2,2, м. Фермы имеют пояса из парных уголков и треугольную решетку с,па- нелью, 3_,м для укладки крупноразмерных железобетон- . ных плит 6X3 м и для решения кровли с прогонами. При укладке крупноразмерных плит 6X1,5 м предусмот- рены дополнительные шпренгели смпанелью 1,5 м. Типо- вые фермы запроектированы для шарнирного опираяия на колонны. _ .- . • \ Материал конструкций— сталь марок От. 3 и 15ХСНД. v '.../ "'¦ - Типовые стропильные фермы могут применяться.для покрытий с фонарями и без' фонарей как с наружным, так и внутренним отводом воды при, длине блока здания не менее 24 м. Здания, для которых применяются типо- вые стропильные фермы, могут иметь мостовые краны любой грузоподъёмности легкого, среднего, и тяжелого режимов работы. В. случае подвешивания к типовым стропильным фермам монорельсов, кран-балок и др. требуется ^индивидуальный-расчет ферм и разработка узлов крепления монорельсов. При жестком сопряжении типовых ферм со сталь^ ньши колоннами следует исключить опорные ¦' стойки и довести колонны до верхних поясов ферм. Сечения элементов ферм и сопряжения должны быть провере- ны на дополнительные усилия от нормальной силы и момента. Опорный узел фермы должен воспринимать усилие Я, определяемое по формуле (7.2). ли-вута на колонне (рис. 7,6,а) или устройством вута на стропильной конструкции (рис. 7.6,6),. В рамных кон- струкциях, при развитых сечениях в узлах, целесооб- разно выносить монтажный стык в пролет стропильной КОНСТРУКЦИИ (рИС. 7.6,0). - ¦по 2-2 Рис. 7.6. Узлы примыкания сплошно- стенчатой стропильной конструкции к колонне а — с устройством консоли-вута на колонне, б — с вутом на ригеле и монтажным столиком; в — с устройством монтажного стыка в про- лёте; I — стыковая.накладка «рыбка»; 2 — ко- лонна; 3 — ригель 7 3. ПОДСТРОПИЛЬНЫЕ конструкции В случаях, когда шаг колонн больше шага стро-, пильных ферм, промежуточные фермы опираются на подстропильные конструкции, которые, как правило, выполняются в виде ферм прямоугольного очертания. к\ , ./\ 2п*3000 Рис. 7.7. Подстропильные фермы различных, пролетов а — с. нисходящим опорным, раскосом; б—с восходящим , опорным раскосом , ¦ 7.2. СТРОПИЛЬНЫЕ конструкции СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ Стропильные конструкции (сплошного сечения; целе- сообразно применять только; для покрытий небольших пролетов,. (15^-18 м\. и только в тех Случаях; когда применение сборных железобетонных конструкций ока- зывается невозможным.1. ' - . Оптимальная высота сплошностенчатой стропильной конструкции зависит от интенсивности нагрузки. При шаге 6 ж оптимальная высота конструкции составляет . '/is—V25 пролета, при большем шаге она возрастает до '/is пролета. V . . - >ч Наиболее' цёлесообравными являются сечения из прокатных двутавров, иногда усиленных;- при недоста- . точности такого сечения принимают сечение в виде свар- ного двутавра.. Примыкание 'Сплошной, стропильной конструкции к колонне следует производить по принципу примыкания •балки «рыбкой и столиком», т.; е. с устройством консо- Схемы подстропильных ферм приведены на рис. 7.7. Решетку подстропильных ферм рекомендуется принимать,, треугольной с дополнительными стойками. Опорный раскос следует назначать: нисходящим —. в зданиях оо« стальным каркасом, восходящим —в здаки- ях со смешанным каркасом, или при опиранйи покрытия сверху аа стальные колонны. Подстропильные фермы обычно располагаются в одном- уровне со стропиль- ными фермами. В этом случае высота подстропильных ферм зависит от высоты, стропильных ферм на опоре и от конструкции крепления стропильных ферм. При треугольных или сегментных, стропильных фермах, . а также при перепаде высоты здания стропильные фермы устанавливаются на. подстропильные фермы сверху. В этом случае высота подстропильных ферм составляегг 7б—rh пролета. , .¦-, . '¦'¦''.'': Расчетную, длину верхнего1 пояса подстропильных' ферм надлежит принимать равной расстоянию'между примыкающими, стропильными фермами или узлами связей при наличии продольных связевых ферм, в уровне
Гл. 7. Покрытия 215 верхнего пояса. Отирание подстропильных ферм на.ко- лонны следует проектировать шарнирным. Подстропильные фермы рекомендуется; крепить к колонне на черных болтах с передачей вертикального давления на столик (рис. 7.8,а). 'Узел крепления стро- пильных ферм к .подстропильным посредством стоек крестового сечения с оазздещением нижних поясов в Рис. 7.8, Крепление стропильных и подстропильных 'ферм а— крепление ферм к колонне; б — крепление стропильных ферм к подстропильным стоикам крестового сечения; / — колонна: 2 — стропильная ферма; 3 — подстропильная ферма;-4 — болты; В —.монтажный:столик одной плоскости показан на рис. 7.8,6. Возможно также .крепление стропильных ферм к. подстропильным с при- менением уширенных оплошных или сквозных стоек в подстропильных фермах. Крепление подстропильных ферм к железобетонным колоннам рекомендуется вы- полнять непосредственным опиранием фермы на верх колонны со смещением опорного узла на 200—250 мм от оси/колонны, что необходимо для нормального раз- вития опорной, плиты и узловой фасонки; •/ В упомянутых выше типовых покрытиях (серия П-К-01-32) разработаны типовые подстропильные фер- мы пролетом 12 ж с треугольной решеткой, восходящим -опорным раскосом и парной средней стойкой. 7.4. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ связи ПОКРЫТИЯ -Система связей покрытия предназначена,для прида- ния, жесткости каркасу, обеспечения. прочности и устойг чивоети, покрытия в целом и , его отдельных элементов, восприятия ветровых нагрузок и нагрузок от подвесно- го подъемно-транспортного оборудования и,, наконец, обеспечения, .удобных и. надежных, условий монтажа конструкций. Схема связей зависит от типа каркаса (стальной или смешанный), типа покрытия (прогонное или .бес- прогонное) , грузоподъемности кранов и ...режима ' их работы, наличия подвесного подъемно-транспортного оборудования и подстропильных ферм; Система связей покрытия состоит из горизонтальных: связей в плоско- сти нижних и верхних поясов стропильных ферм и вер- тикальных связей между стропильными и между фо. нар.ными фермами (рис. 7.9).',¦¦;." not-* J^UNHMHj -9*12000=Ю80(Ю- Рис. 7:9. Горизонтальные и вертикальные связи, , каркаса здания а —план по верхним поясам ферм; б —план по ниж- ним поясам ферм. ,'" - Горизонтальные связи, по нижним поясам стропиль- ных ферм располагаются как поперекj здания (попереч- ные, горизонтальные связи), так и вдоль (продольные горизонтальные связи). При наличии подвесного „.подъ- емно-транспортного оборудования необходима система .связей по нижним поясам, воспринимающая тормозные усилия и передающая их на колонны. Поперечные го- ризонтальные связи по нижним поясам следует устраи- вать у торцов, а также, у температурных швов здания. При больших, длинах- температурных блоков1 (120—- 1-50 м) и, при кранах большой грузоподъемности следу- ет назначать также и промежуточные связевыё фермы примерно через каждые 60 ж В зданиях со стальным Каркасом, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью '10 т и более, и в зданиях с подстропильными фермами следует, лредусматр-ивать продольные связи, располагаемые по крайним панелям нижних-:поясов стропильных ферм: и образующие совместно с поперечными связями жесткий: контур в плоскости нижнего пояса фермы.. В однопро- летных зданиях такого типа продольные связи по ниж- ним поясам ¦; следует назначать вдоль -обоих рядов ко- лонн. В мяргопролетных зданиях при , кранах грузо- подъемностью до. 50 г включительно со .средним и лег- ким режимом работы кранов продольяйе связи обычно располагают; вдоль крайних колонн и через один ряд вдоль средних колонн. В многопролетных зданиях с кранами, „грузоподъемностью более, 50 ,т,-тяжелого ре- жима работы, а .также в, зданиях с перепадами;, высоты
216 Раздел II. Стальные конструкции промьщленных зданий следует-назначать: более частое расположение продоль- ных связей. Продольные связи в аплосиости 'НИЖНИХ поясов .--по оредним рядам ¦. колонн яри одинаковой вы. соте, смежных пролетов' следует проектировать ""такими же, как и вдоль крайних рядов колонн. В случае, если горизонтальная жесткость нижних поясов ферм, находящихся в зоне .между двумя попе- речными связевыми фермами, недостаточна, то она Обеспечивается постановкой растяжек из уголков, за- крепленных за узлы связевых ферм, В зданиях с крана- ми большой грузоподъемности, а; также с небольшими кранами .при наличии, сжимающих усилий в нижнем поясе следует .предусматривать горизонтальную завяз- ку в крайних панелях нижнего пояса стропильных ферм, гари отсутствии.в этих панелях продольных горизонталь- ных связей.; ПрОДОЛЬНЫе СВЯЗИ В ПЛОСКОСТИ НИЖНИХ! П05?СОВ по крайнему ряду колонн при ^пираний стоек стенового, фахверка' на. эти связи рассчитывают так же, как и тор-, цовукэ -поперечнуюсвязевукГ ферму, при пролете, рав- ном раостоянию между основными колоннами и ветро- вой нагрузке, передаваемой стойками фахверка. мерами 1,5X6; 3X6; 1,5X12 И 3X12 м приварены к верхним поясам ферм, следует устраивать поперечные связевые фермы; по верхним лоясам ферм только- в тор- цах зданий и у температурных швбв.так как они пред- назначены, в основном; для обеспечения устойчивости покрытия' при., монтаже." В остальных панелях необхо- Рис. 7.10. Горизонтальные и вертикальные связи кар- каса здания с покрытием, из. крупноразмерных желе- зобетонных плит k (покрытия на участках А—В . и В—Г находятся в разных уровнях) , а— план по верхним поясам ферм; б — план по, нижним (поясам'ферм л Горизонтальные поперечные связи по верхним поя- сам стропильных ферм, обеспечивающие устойчивость верхних поясов стропильных ферм из их плоскости, при покрытии с прогонами следует назначать в, покрытиях любого одноэтажного - промышленного: здания.1 Попереч- ные связевые фермы по верхним и нижним поясам ре- комендуется совмещать в плане. . .; В' покрытиях без прогонов, в которых Жрупнораз- мернуе .железобето'нные плиты с" номинальными раз- Рис, 7.11. Горизонтальные связи каркаса -здания, с. покрытием; из крупноразмерных железобетонных плит размером 12X3. ж о —план по верхним поясам ферм; б — план по нижним поясам ферм димы распорки у конька и< у, опор стропильных ферм. В покрытиях- без прогонов завязка ферм в, 'горизон- тальной плоскости достаточно ..хорошо осуществляется: железббетонными плитами, и ^поэтому, в тех случаях, когда ¦' устройство связей па нижним поясам имеет целью только придать сооружению, горизонтальную жесткость* эти связи могутне ставиться. 'Исключением . Являются здания с кранами большой грузоподъемности и тяжелым.; режимом работы (типа прокатных, марте-" йбвоких и: др. цехов),, в которых горизонтальные связи по нижним и-верхним поясам ставятся независимо от. типа покрытия. При наличии подстропильных ферм в одвопролетлыхпокрытиях- без прогонов и многопролет- ных, покрытиях, расположенных в одном уровне, необ- ходимо устройство продольных горизонтальных связей в плоскости верхних поясов ..в одной из крайних панелей ферм-. При расположении же покрытий, в' разных уров- нях необходимо предусмотреть: по. одной продольной системе связей в каждом уровне, (рис. 7.15). Пример.: Случай устройства горизонтальных связей покрытия :.по нижним и верхним поярам' строгтильных ферм в зданиях со стальным каркасом .с тяжелым; ре-, жимом' работы кранов и":'"с применением в покрытии железобетонных плит размером 3X6 м приведен на ряс, 7.10,. а случай устройства горизонтальных связей покрытия! здания со стальным каркасом с применением плит размером .3x12 м приведен на рис. 7.11. Коист-
Гл. 7. Покрытия 217 ¦рукция жестких распорок горизонтальных связей (прут- ковых и из сплошного холаднофор.мовавного профиля) длиной 12 м показана на рис. 7.12. Горизонтальные, свяаи представляют собой фермы с крестовой решеткой. Сечения элементов связей назна- чаются конструктивно, если они не передают крановых \ Вертикальные связи обычно располагаются в пло- скостях опорных стоек стропильных ферм,, в плоско- сти коньковых стоек для ферм пролетом до 30' м, а также в плоскостях стоек, находящихся под узлом крепления наружных ног фонаря для ферм пролетом более 30 м. l63*63x5'=M —гь *m-iotoo- 5^5 -12000- по t-t по 4-4 Ж ЭЕ по 6-6 6-4 ) Рис. 7.12. Жесткая распорка горизонтальных связей а — прутковая; б — из холодноформованного профиля нагрузок. Сечения раскосов подбираются из условия работьиих только на растяжение, а сечение распорок— на сжатие. При проверке гибкости крестовых раскосов из одиночных уголков радиус инерции принимается от- носительно оси, параллельной полке уголка.. a) S) \/\Л N /X В) /i!V \v / * / X* Рис. 7.13. Вертикальные связи а и б —при малой высоте ферм; в — при большой высоте ферм Вертикальные связи покрытия располагаются в вер- тикальных плоскостях между двумя стропильными фер- мами в местах поперечных связевых ферм и предназна- чены служить опорами для поперечных связевых ферм, находящихся в плоскости верхних поясов в зданиях со смешанным каркасом, а также для обеспечения пра- вильности взаимного расположения плоскостей стро- пильных ферм при монтаже. ' а) S&MZ / ф \\/ \ по 1-1 по 2-2 XMXIX, Wo- ol -v -У -п а уш® *Z±—эиппп У е) 24000- п5 —^ wJ-5 по 6-6 \И\М\ИУ J5 -J6 -24000- Рис. 7.14. Связи типовых покрытий а — при крупноразмерных же- лезобетонных плитах размером 6X1,6 м: б — при крупноразмео- ных железобетонных плитах размером 6X3 м; в — при реше- нии покрытия с прогонами В целях удобства монтажа вертикальные свяаи сле- дует проектировать в виде ферм с параллельными поя- сами высотой, равной высоте сТо,йки стропильных ферм, к которым они крепятся. Рекомендуемые схемы ферм
218 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий вертикальных связей в зависимости от высоты и проле- та приведены на рис. 7.13. Сечения элементов верти- кальных связей, как правило, следует нааначать по гиб- кости. . ¦ Для удобства и снижения трудоемкости монтажа крепление связей следует осуществлять на черных бол- тах. В зданиях, оборудованных кранами большой гру- зоподъемности и тяжелого режима работы, а также в а1 по 1-1 I (О X X X X X X X X XIXXXIXIXXlXIXXX XiXX XXX XiXiXIX XiXXX XIX}X\X XIXIXIX t 1 1 * g l/"* no 2-2 Рис. 7.15. Дополнительные продольные связи типовых покрытий с подстропиль- ными фермами а — в зданиях одинаковой высоты; б — в зда- ниях с перепадом кровли . случае значительных усилий в элементах овязей (вет- ровые фермы и т. д.) крепление элементов связей надо осуществлять на монтажной сварке, а в отдельных случаях на заклепках иди на чистых болтах. В альбомах типовых стальных покрытий (серия ПК-01-32) предусмотрены схемы типовых связей. Го- ризонтальные связи располагаются лишь в плоскости верхних поясов стропильных ферм и в плоскости ри- гелей фонарей. Схемы связей типовых покрытий приве- дены на рис. 7.14, а схемы дополнительных продольных связей, применяемых в зданиях с подстропильными фер- мами,— на рис. 7.15. Для основного крепления овязей типовых покрытий принято соединение на двух одно- срезных черных болтах диаметром 18 мм. 7.5. ПРОГОНЫ А. ХАРАКТЕРИСТИКИ Прогонные покрытия целесообразно нааначать толь» ко при применении для кровли волнистых стальных или асбестоцементных листов усиленного профиля, а также утепленных асбестоцементных или армоцементных" плит, алюминиевых панелей и т. п. Прогоны могут применяться как из прокатных или холодноформованных профилей оплошного сечения, так я решетчатые в виде прутковых или прутково-шпрен- гельных систем. При шаге стропильных ферм 6 м обыч- но применяются прогоны сплошного сечения, являющие- ся по сравнению с решетчатыми менее трудоемкими в изготовлении и более удобными при перевозке и мон- таже. При шаге стропильных ферм 12 м и более реко- мендуется применять только решетчатые прогоны. '¦ Пролет прогона определяется в зависимости от схемы покрытия, в связи с чем выбор типа прогона следует производить в процессе общей компоновки кон- структивной схемы покрытия. Б. ПРОГОНЫ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ В качестве прогона сплошного сечения применяются двутавры и швеллеры. Прогоны из двутавров обычно применяются при кровельных плитах, требующих для своего опирания полки большей ширины. • Расчет прогонов производится на нагрузку от соб- ственного веса кровли и снега. Максимальные расчет- ные моменты в плоскостях перпендикулярной плоскости ската (Мх) и параллельной плоскости ската (Mv): Мх = Я Л qlx cos а Му = Ь1У 8 ¦- 8 ' q ly sin а ~~8 (7.3) (7.4) где qx — нагрузка, нормальная к скату; Цу—нагрузка вдоль ската (скатная составляю- щая); 1Х—пролет прогона при изгибе в плоскости, нор- . мальной к скату; /у—пролет прогона при изгибе в плоскости ската. Расчет прогонов производится с учетом развития пластических деформаций по формуле (2.37). Поскольку балочные профили имеют большой мо- мент сопротивления относительно оси х—х и сравни- тельно малый относительно оси у-^-у, следует стремить- ся к тому, чтобы изгибающий момент Му был значи- тельно меньше момента Мх. Для уменьшения момента My прогоны посередине обычно раскрепляют тяжами, поставленными в плоскости кровли. Учитывая, что после укладки плит покрытия и за- ливки раствором швов между ними скатная составляю- щая нагрузки будет восприниматься плитами, в случае укладки в покрытие железобетонных, армоцементных и тому подобных плит допускается определять изгибаю- - щий момент в плоскости кровли только от веса плит. Устойчивость прогонов в этом случае обеспечивается силами трения, между прогоним и нагруженным на- стилом. ¦' ' Прогиб'прогона не должен превышать '/гоо пролета. Вертикальный прогиб прогонов над остеклением фона- ря не должен превышать 12 мм.
Гл. 7. Покрытия 219 Прогоны в пределах отдельных скатов покрытия следует принимать из одиночного профиля (швеллера, двутавра или гнутого профиля). Прогоны на границах Отдельных скатов могут быть также из одиночных профилей или составных сечений в виде швеллера с уголком. Ендовый одиночный прогон рекомендуется принимать из двутавра, а двойной — из швеллера с уголком. Прогоны ;над остеклением фонарей (карниз- ные) обычно выполняются'из швеллера с уголком внизу для подвески металлических переплетов. Рис. 7.16. Узлы крепления прогонов о — из швеллеров; б — из двутавровых балок Прогоны над остеклением фонарей рекомендуется применять холодноформованного профиля, включающе- го в себя и элемент для подвески фонарных переплетов. Крепление прогонов сплошного сечения к верхнему поясу .стропильных ферм, к ригелю и стойке фонаря, а также узлы, раскрепления прогонов тяжами рекомен- дуется осуществлять согласно' примерам, приведенным на рис. 7Л6. ¦" ^ В. РЕШЕТЧАТЫЕ ПРОГОНЫ Решетчатые прогоны проектируются либо в виде шпрентельных систем, либо в в,иде легких ферм из про- фильной круглой или квадратной стали, т. е. прутковых прогонов (рис. 7Л7). Решетчатые протоны рбычно об- -,—г.г=дП1раэтм^щ-=а=1-* ¦^¦¦д^.азд !irTrjii3nnnTin]JluiHigji' i i ¦ нтя^гпмыцдцыцвзйгед Рис. 7.17. Решетчатый прутковый прогон пролетом 6 м а — нормальный; б — в температурном шве; / — ось фермы; 2—ось температурного шва;" 3 — ось симметрии прогона ладают небольшой4 жесткостью в плоскости кровли и поэтому должны им'еть достаточно развитые в плоско- сти ската верхние пояса (из двух уголков,или швелле- ра, поставленного .стенкой в плоскости ската). В сред- них . панелях шпренгельного прогона следует ставить раскосы. , ' Верхний пояс решетчатых прогонов в случае его большой жесткости из плоскости прогона следует рас- считывать- на совместное действие осевого усилия и изгиба только в плоскости прогона, а в случае малой жесткости верхнего пояса из плоскости прогона необхо- димо рассчитывать верхний пояс на совместное дейст- вие осевого усилия и изгиба как в плоскости прогона, так и в перпендикулярной к ней плоскости. Гибкость верхнего пояса решетчатых, прогонов не должна превышать 120, а' элементов решетки—150.' При наличии' агрессивной среды, вызывающей по- вышенную коррозию стальных конструкций, проектиро- вание решетчатых прогонов следует вести с учётом ограничений применения малых толщин в несущих эле- ментах; при значительных агрессивных воздействиях применение решетчатых прогонов не допускается. Крепление решётчатых прогонов к верхнему" поясу стропильных ферм и к ригелю фонаря выполняется согласно рис. 7.18. Рис. 7.18. Узел крепления решетчатых прого- нов к верхнему поясу стропильных ферм 1 — прогон; 2 — верхний пояс стропильной фермы При применении в покрытии решетчатых прогонов карнизные прогоны над остеклением фонарей следует, как правило, выполнять сплошного сечения, предусмат- ривая при больших пролетах опиранйе их через про- межуточные ноги фонарей на прогоны под бортовыми стенками фонарей. Г. ФОНАРНЫЕ ПРОГОНЫ ПРОЛЕТОМ 12 ж ¦ В покрытиях промышленных зданий с поперечным расположением фонарей получила широкое распростра- нение конструкция прогона, совмещенная с фермой фонаря, что позволяет при легких кровлях применять для прогонов прокатные двутавры (рис. 7,19,а). При тяжелых кровлях и значительных снеговых нагрузках рекомендуется фонарный прогон пролетом 12 м выпол- нять решетчатым (рис. 7.19,6). 7.6. ФОНАРИ А. ХАРАКТЕРИСТИКИ Фонари подразделяются «а световые, оветоаэраци- ояные и аэрационные. В зависимости от принятой схемы' покрытия фонари могут быть расположены вдоль про- летов здания (продольные) или поперек пролетов (по-
220 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Рис. 7.19. Фонарный прогон пролётом 12 м а — балочный; б — решетчатый; / — ось симметрии; 2 — средний узел крепления прогона перечные); они могут устраиваться с внутренним или наружным отводом воды. Световые и светоаэвационные фонари в настоящее время выполняются, как правило, с вертикальным остеклением. . Ширину продольных фонарей следует1 назначать в пределах от 0.5 до 0,3 пролета фермы; обычно приме- няется унифицированная ширина фонарей 6 и 12 ж. Высота фонарей зависит от необходимой световой пло- щади, заполняемой -стандартными переплетами высо- той 1,25; 1,5 и .1,75 ж. Низ остекленной части фонаря должен возвышаться .над уровнем кровли на 0,4— 0,6 ж, где располагается бортовое ограждение. Продоль- ные световые и светоаэрационные фонари из условия, эксплуатации кровли должны иметь разрывы не реже чем через 30 ж и не должны доходить до торцов зда- ния. Для общей устойчивостл конструкций фонарей как в рабочем состоянии, так и при монтаже, а также для восприятия ветровой нагрузки, действующей на торцы фонарей, по ним устанавливаются горизонтальные и вертикальные связи, аналогичные связям по стропиль- ным фермам. . В отапливаемых производственных зданиях при ши- рине фонаря 12 ж и более следует предусматривать внутренний отвод воды с покрытия фонаря. Б. РАСЧЕТ Расчетными нагрузками для фонарей являются: по- стоянная нагрузка (вес покрытия, остекления, бортовой стенки, собственный вес конструкции фонаря); снего- вая нагрузка; ветровая. нагрузка; отдельные полезные нагрузки (например, гот тележки для прочистки остек- ления). Для фонарей нагрузка от покрытия принимается та- кой же, как и для стропильных ферм. При внутреннем отводе воды следует учитывать нагрузку от лотка ендовы. Нагрузку от остекленных верхнеподвесных пе- реплетов можно принять равной: при вертикальном остеклении —¦ 36 кг/ж2 и при наклонном остеклении — 40 кг/ж2 остекления. Ветровая нагрузка учитывается только на плоскостях остекления и на торцовых стенках фонаря. В. ТИПОВЫЕ СВЕТОАЭРАЦИОННЫЕ ФОНАРИ Институтами Гип-ротис и Проектстальконструкция разработаны типовые аветоаэрационяые стальные фона- ри (серия ПК-01-68 и серия ПК-01-93) с углом откры- вания до 70° типовых фонарных- переплетов (серия Рис. 7.20. Схемы типовых фонарей шириной 6 и 12 ж а — шириной 6 м\ б— шириной 12 м; 1— торцовый фо- нарь; 2 — связевой фонарь; 3 — рядовой фонарь; 4 — рас- порка по фермам в плоскости вертикальных связей Покрытия фонарей приняты двухскатными с рулон- ной- кровлей. Фонари располагаются вдоль здания толь- ко посередине пролетов и предназначены для покрытий с крупноразмерными .плитами 3X6 ж и 1,5X6 ж, уклады- ваемыми непосредственно по поперечным конструкциям фонарей, и дЛя покрытий с плитами 0,5X3 ж, уклады- ваемыми по прогонам. Фермы фонарей имеют 'ширину 6 и 12 ж, опираются на стропильные фермы с Шагом 6 и 12 ж. Водоотвод с покрытий фонарей шириной 6 ж принят наружным, а шириной 12 ж — наружным или внутренним. Схема ти- повых фонарей показана на рис. 7.20, а -размеры эле- ментов фонарей приведены в табл. 7.5 и 7.6. Фермы фонарей в покрытиях -с крупноразмерными плитами 3X6 ж и в покрытия1Х с прогонами имеют оди-
Гл. 7. Покрытия . 221 Таблица 7.5 Высота стоек фонаря Марка стоек (по рис. 7.20) С1 С2 СЗ Высота в мм при отводе воды с покрытия фонаря наружном Я Я=119 Я=258 внутреннем Я Я=712 Я=1476 Основные размеры фонарей Номинальная ши- рина фонаря в м 12 6 Ширина остекления фонаря с каждой стороны в мм . 2 X 1250 2x1500 2 X 1750 1 X 1500 1 X 1750 2 X 1250 Отвод воды Наружный или внутренний Наружный ы-.п • при Рис. 7.21. Типовые фонари шириной 12 м крупноразмерных плитах размером 6X1,5 м: б — размером 6X3 м наковые сечения элементов с верхним поясом из оди- ночных уголков. В покрытиях с крупноразмерными- плитами 1,5X6 м верхний пояс запроектирован из прокатных двутавров. Типовые фонари рассчитаны на нагрузки от веса покрытия, снега, остекления, бортовых стенок, меха- низмов открывания переплетов, редукторов, собственно- го веса фонарей и ветра. Расчетные нагрузки от собст- .f.i? Таблица 7,.6 i-r.12 0L 3000- Рис. 7.22. Типовые фонари шириной 6 м а — при крупноразмерных плитах размером 6X1,5 б — при покрытии с прогонами венного веса покрытия фонаря и снега приняты 350, ' 450 и 550 кг/ж2. Скоростной напор ветра (нормативный) принят равным 45 и 75 кг/ж2, что соответствует распо- ложению низа фонаря на высоте 25 м над поверхностью земли. Аэродинамические коэффициенты приняты: при положи-^львом давлении ветра +0,8, при -.отрицатель- ном—0,6.. ~ ! ;х ' \:<<\Ш На рис. 7.21 приведена конструкция типовых фона- рей шириной 12 ж с наружным водоотводом и покрыти- ем крупноразмерными плитами в одном случае 1*5X6 ж и в другом —3x6 ж, а на рис 7.22 —конструкция, фо- наря шириной 6 ж с покрытием из крупноразмерных плит 1,5x6 м и при прогонном решении. На рис. 7.23 приведены примеры конструкций фо-' нарей при кровле с внутренним отводом воды.
222 Раздел //. Стальные конструкции промышленных зданий -3000 Рис. 7.23. Типовые фонари шириной 12 ж с внутренним' отводом воды а—при крупноразмерных плитах размером 6X1,5 и; б — при ' покрытии с прогонами Рис. 7.24. Типовые аэрационные фонари (серия ПК- 01-36) с различной высотой проема Я О —при Я-1,25 м; б — при Д-1,7 м; в — при Я=2,4 м: 1 *— светомаскировочная панель; 2 — ветрозащитная панель; 3 — ось симметрии; 4 — верх пояса фермы -заю Рис. 7.25. Типовой аэрационный фонарь (серия ПК-01-36) с высотой проема Я = 3,4 м а — промежуточная^фонарная ферма; б— торцовая фонарная ферма; / —светомаскироЕОчаая панель; 2 — ветрозащитная па> нель; 3 — ось симметрии; 4 — ось вращения
Гл. 8. Фахверки и площадки 223 Рис. 7.26. Основные узлы аэрационных фонарей ' — ось узла фермы; 2 — верх пояса фермы; 3 — ось сим- метрии рамы ГЛА ФАХВЕРКИ И 8.1. ФАХЦЕРКИ Фахверк состоит обычно из стоек и ригелей, рас- положенных в плоскости продольных и торцовых наруж- ных или внутренних стен производственных зданий. Применение стальных фахверкбв ограничивается сле- дующими случаями: il) в зданиях, со стальным . карка- сом и стенами из волнистой стали, асбестоцементных волнистых листов усиленного профиля или плоских ли- стов; 2) в зданиях высотой более 30 м со стальным каркасам, независимо от конструкции стен; 3) в'неко- торых видах зданий с тяжелым режимом работы кра- нов, например главные здания " мартеновских цехов, здания кузнечно-прессовых цехов и .т. п.; .4) в сборно- разборных зданиях. Кроме того, стальные фахверки применяются для временных переносных торцов зданий при строительстве их в несколько очередей. При несамонесущих стенах из асбестоцементных волнистых листов усиленного профиля и волнистой ста- ли элементы фахверка воспринимают вес стены, а также, горизонтальную нагрузку от ветра и .обеспечивают устойчивость стены. При шаге крайних колонн каркаса 6' м. продольный фахверк проектируется только из ри- гелей, при большем шаге колонн необходимы стойки, уменьшающие пролет ригелей. Расположение стоек' и ригелей фахверков увязывается с оконными и ворот- ными проемами. Г, АЭРАЦИОННЫЕ ФОНАРИ л - , При проектировании производственных зданий с большими тепловыделениями, не нуждающихся в есте- ственном 'верхнем освещении, следует применять тшто- л вые аэрационные фонари, разработанные институтом Гипротис (серия ПК-01-36). Архитектурно-строитель- ная часть включает в себя проекты четырех типов фо- нарей с унифицированными высотами аэрационных про- емов Я=1,25 м, Н = 1,7 м, й=2,4 м и Я=3,4 ш (рис. 7.24 и 7.25). ! Стальной каркас фонаря опирается на стальную или железобетонную стропильную ферму и запроекти- рован из условия раскладки крупноразмерных несущих плит (покрытия в двух вариантах: 1) только размером 1,5X6 м; 2) размерами 1,5X6 и 3X6 м с преобладани- ем последних. Покрытия могут быть как утепленными, так и холодными. Каркас фонарей рассчитан для трех вариантов унифицированных вертикальных нагрузок (без собственного веса стержней фонаря, учтенного до- полнительно) — 350, 450 и 550 кг/м2. Нормативный ско- ростной напор ветра принят 80 кг/м2. Усилия.в стерж- нях фонарей определены при невыгоднейщих сочетани- ях вертикальной и ветровой нагрузок. Ригель фонаря рассчитан как двухпролетная неразрезная балка. Пре- дельный прогиб для элементов рам панелей и элемен-. тов, поддерживающих механизмы открывания, принят Vioo, для остальных изгибаемых элементов — по главе 2. Соединения элементов фонаря осуществляются на черных болтах диаметром 12 мм или на-монтажной аварке. Основные узлы стальных конструкций типовых фо- нарей приведены на рис. 7.26. В А 8 ПЛОЩАДКИ В глухих участках стен расстояние между ригеля- ми назначается в зависимости от типа и прочности сте- новых конструкций. Для стенового заполнения из ли- стов волнистой стали, соединяемых внахлестку при стандартной длине листов 2400 мм, расстояние между ригелями следует назначать не более 2,25 м. Для стен из волнистых асбестоцементных листов усиленного про- филя, соединяемых внахлестку, ригели фахверка рас- полагаются на расстояниях, равных длине листов ми- нус 100 мм. Разбивка стоек торцового фахверка определяется в основном расположением и шириной проемов для ворот и увязывается со схемой решетки торцовых ветровых ферм перекрытия. При расположении стоек фахверка между узлами торцовых ферм перекрытия параллельно наружному поясу ветровой фермы устанавливаются го- ризонтальные балки (обычно из швеллеров), которые воспринимают горизонтальные нагрузки от стоек фах- верка и передают их в узлы ветровой фермы. Над про- емами значительной ширины следует предусмотреть бо- лее частое расположение стоек фахверка. В этих случа- ях в качестве опоры для стоек проектируются несущие, ригели (надворотные балки) достаточно развитого се- чения как в вертикальной, так и в горизонтальной пло- скостях. При большой высоте здания торцовый фахверк дол- жен включать промежуточные ветровые фермы, умеиь-
224 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий по 2-2 /1М/1\И\И\К1\И\И\ 3500\ • " -4*6000-24000— Рис. 8Л. Схема элементов торцового фахверка J^'H. ci8"L-i L—Jlr/s- CI8al J С18° 5 ¦¦-' б , , 21190 Рис. 8.3. Пример решения фахверка торцовой стены производственного здания , а — схема фахверка; б — сечения элементе -5*6000*30000- по 1-1 по 2-2 Q 1 i320<, С 20 [24 С 24 " Jf'6 ^Lr «"^IfM i63*63*P=~ ^[r?<i 3- шающие пролет стоек фахверка при работе их на гори- зонтальную нагрузку (рис. 8.1). Ветровые фермы могут , вводиться и в продольные фахверки при больших вы- сотах здания и шагах колонн. В качестве ветровых ферм следует, как правило, использовать тормозные переходные площадки, располагаемые на уровне верхне- го пояса- подкрановых, балок. Сечения элементов фахверка зависят от типа и ма- териала стенового заполнения, назначения их и харак- тера нагрузки. Для ригелей фахверка обычно применя- ются швеллерные сечения (прокатные или холоднофор- мованные). При выборе сечения для ригелей, располага- емых над оконными проемами, следует учитывать при- мыкание к ним стеновых переплетов. Обычно сечение этих ригелей составляется из швеллера и уголка. Стой- ки фахверка, как правило, проектируются из прокатных ' балок, в отдельных случаях, при значительных разме- рах фахверка и больших нагрузках, для стоек фахверка применяются сечения из сварных двутавров. Примеры компоновки фахверков стен производст- венных зданий и типы сечений элементов их даны для [\ц продольного фахверка на рис. 8-2 и для торцовых фах- 1б>№г'зерков — да рис. 8.3; 8.4 и 8.5. Нагрузка от ветра принимается равномерно рас- пределенной по ригелю. Прогиб ригелей от ветровой \63'63'6 С14 [ 74 -300*4 F25t <l50*50*5 ¦225*4 р 2 l 110*70*8 Рис. 8.2. Пример решения фахверка продольной стены [24 производственного здания а — схема фахверка; б — сечения э цементов
Га 8. Фахверки и площадки 225 б) 2Й0 2-350*6 2133 2 -3W-*8 2121 с80*80*Щ 5 6 - ; CZWS*4 j/бТ 2(.80*80*6l сн n' i-^H ;.: I,, ' r-p T r r-Lr p ло 1-1 т г T *H ¦ . > Sit . i '!' ¦ 1 Рис. 8.4. Пример решения фахверка торцовой стены производственного здания а — схема фахверка; б — сечения элементов Р 1 по 1-J ~^СЗ~" нн ^i н н *Н/ н н ^i^i -ж. 11 » ti),1 3 * 5 Рис. 8.5. Пример решения фахверка торцовой стены производственного здания а — схема фахверка; б — сечения элементов ¦-, по 2-2 ГР3 # Рис. 8.6. Крепление сборных железобетонных стеновых панелей , а — крепление к фахверку; б — крепление к колонне здания 127 15—915
2 26 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий нагрузки не должен превышать '/зоо пролета ригеля. В сечениях ригелей фахверка, резко асимметричных от- носительно вертикальной оси, необходимо учитывать действие крутящего момента. Стойки фахверка рассчи- тываются на действие вертикальных сжимающих усилий от веса стенового заполнения, а также на изгиб от ве- тровой нагрузки, передаваемой на стойки от ригелей фахверка. Сечения стоек фахверка проверяются на прочность и устойчивость соответственно указаниям в главе 2. В запас устойчивости нормальная сила услов- но прикладывается в верхней точке стойки. Расчетная длина стойки фахверка в плоскости действия изгибаю- щего момента принимается равной расстоянию от фун- дамента до верхней опоры на горизонтальной связевой ферме, а при наличии промежуточной ветровой фер- мы — по наибольшему расстоянию между опорами стойки. Расчетная длина в перпендикулярной плоскости принимается равной наибольшему расстоянию между ригелями. Примеры узлов крепления сборных железобетонных стеновых панелей к стойкам фахверка и колоннам да- ны на рис. 8.6. 8.2. ВНУТРИЦЕХОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ Внутрицеховые технологические площадки состоят из балок, настила' (стального — сплошного или решет- чатого, железобетонного — сборного или монолитного, деревянного), ограждений и лестниц. Опираются они на основные конструкции здания, технологическое обору- дование (или его опоры) или на специальные колонны, располагаясь в один или несколько ярусов. Балки мно- гоярусных площадок, опирающиеся на специальные колонны и связанные с ними жесткими узлами, обра- зуют каркас многоэтажного 'здания. В случае опирания площадок на специальные колонны обеспечение жестко- сти и неизменяемости конструкции осуществляется вер^ тикальными связями или жестким сопряжением колонн и балок площадок, образующих рамные эстакады. .. " В зависимости от назначения и нагрузок внутри- цеховые площадки могут быть разделены на три группы: 1) переходные, посадочные и смотровые площадки, площадки для обслуживания монорельсов и т. п.; по- лезная нагрузка на площадки этого типа составляет 200—400 кг/ж2; '¦ 2) ремонтные и смотровые площадки у тяжелого оборудования- (ремонтные площадки ходовых колес кранов, у котлов и аппаратов химической промышлен- ности и т. д.) и площадки под легкое технологическое оборудование (вентиляторы, приводы, транспортеры, питатели); полезная нагрузка на площадки этого типа составляет 400—1000 кг/ж2;' ' ' ' ; ¦ 3) площадки под тяжелое стационарное и подвиж- ное оборудование (рабочая площадка, площадка ли- тейщика сталеплавильных и электросталеплавильных це- хов и т. п.). Полезная нагрузка на площадки этого ти-, па составляет 1000—3000 кг/м2. .' ' Площадки первой группы крепятся к основным кон- струкциям здания с помощью кронштейнов и подвесок; настил их может быть как стальным (оплошным или решетчатым), так и деревянным (в горячих цехах де- ревянный настил применять не .разрешается). Посадоч- ные площадки на краны должны удовлетворять требо- ваниям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов [36] Котлонадзора, а также правил техники безопасности для отдельных видов про- изводств (мартеновского, прокатного и др.). Площадки второй группы опираются либо на ос- новные конструкции, либо на технологическое обору, давание или конструкции, его поддерживающие, могут по 1-1 Рис. 8.7. Площадка легкого типа—посадочная на краны /¦— кабина; 2 — перила; 3 — съемное ограждение также опираться на специальные колонны (рис. 8.8) и располагаться в несколько ярусов по высоте оборудо- вания. Часто, по требованию технологии, эти площадии делаются съемными или сборно-разборными. В этом случае элементы площадок обычно соединяются на бол- тах, в остальных случаях обычно на сварке. В случае значительных опорных реакций вертикальное давление передается непосредственно с одного элемента на дру- гой (этажное сопряжение) или на опорные столики (со- пряжение в одном уровне); последнее решение, с точ- ки эрения уменьшения строительной высоты, особенно в многоярусных площадках, выгоднее. На- рис. 8.9, а и б даны примеры опирания -балок сборно-разборных пло- щадок на балки и колонны. Площадки у технологического оборудования не должны препятствовать свободе температурных дефор- маций оборудования. Для этого между настилом пло- щадок и оборудованием должен быть оставлен зазор, (величина зазора устанавливается в технологическом задании). Балки площадок, опирающихся ,на технологи- ческое оборудование, должнь! свободно лежать на кроя-
Гл. 8. Фахверки и площадки !227 Рис. 8.8. Схема технологических площадок для обслуживания аппаратуры а—план площадок на отметках 7,9 и 9,5 м; б «а разрезы; / — зазор f ~N ПО Н U- <is 8) ¦ -~\2 | по 2-2 , В) Л Щ •Jh 1# 15* Рис. 8.9. Узлы опирания балок оборво-разборных площадок я — балок разной высоты на колонну; б — второстепенной балки на главную; в — балки на технологическое, оборудование; / — стенка аппарата;. 2'—. столик; 3 — овальные дыры
228 . ч , Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий штейнах и столиках, прикрепленных к оборудованию (jute.. 8.9, в). Легкое технологическое оборудование, расположенное на площадках, крепится с помощью уголковых коротышей, приваренных' к балкам площа- док или к специальным балочкам, расположениьш меж- ду балками площадки. Рис. 8,10. Тяжелая технологическая площадка 200 кг/ж* здания, что составляет, до 50% от веса всех стальных конструкций. Поэтому устройство площадок этого типа из стали допускается только в тех случаях, когда по технологическим условиям невозможно устрой- ство их из сборного железобетона (например, рабочая площадка печного пролета сталеплавильного цеха и др.). Конструкция современной рабочей площадки ре- шается (в виде ортотролной плиты с включением на- стила в работу продольных балок. Ортотропные .плиты состоят из листа настила с приваренными к нему про- дольными и поперечными ребрами. Частое расположе- ние продольных ребер (не более 70 толщин настила J обеспечивает устойчивость на- стила и включение его в ра- V . ¦ боту балок (рис. 8Л0). В связи / с тем, что напряжения по ши- рине настила распределяются 0,д неравномерно, ширина настила, ф. Ь, которую можно включить 0,6 в работу главной балки, зави- сит от отношения пролета бал- W ки / к,шагу балок Ъ. Значение ф может быть определено по № графику, изображенному на рис. 8Л.Г [22]. Рабочая, площад- ^ ка изготовляется в виде от- дельных блоков и щитов, раз- меры . которых определяются условиями перевозки. Схемати- ческий разрез рабочей площад- ки сталеплавильного цеха пока- зан на рис. 8.12. Блоки, состоя- щие из двух балок, соединен- ных ребристой плитой и вертикальными связями, кре-; пятся к поперечным балкам и колоннам. Щиты олира- . ются на блоки и поперечные балки с помощью планок толщиной 30 мм, перекрывающих щели между щйтамв и блоками. Установка и приварка щитов такой конст- рукции производятся сверху,- в удобном положении. Ко- / / / / f г f 6 8- w Рис. 8.11. Гра- фик коэффици- ента *\>ь для определения ра- бочей ширины настила ЦЪ J — щит; 2 — блок; 3 м щит усиленный (под железнодорожный ауть); А — распорка в местах связей; 5 — связи через 3000 мм; 6 — поверхности опирания остроганные Площадки для ремонта ходовых частей краиов рае- яолагаютея в уровне верхних поясов подкрановых ба- лок. В том случае, если расстояние между .торцовой частью крапа и стеной здания: недостаточно (меньше 600 мм), в стенах должны устраиваться ниши для ре- монтных площадок. Расстояние от пола площадок до низа вышележа- щих перекрытий (или их выступов) должно быть не меньше 1800 мм. При проектировании площадок первого и второго типов следует пользоваться типовыми площадками, разработанными институтом Проектстальконструкция. Площадки третьей группы опираются на собствен- жые колонны, образуя одноярусные эстакады (например, в сталеплавильных цехах), или на колонны каркаса (например, в ТЭЦ) и могут решаться как в виде ста- тически определимых, так и статически неопределимых систем. Такие площадки состоят из колонн, вертикаль- иЫх связей ;(в рамных конструкциях они не требуются), главных и второстепенных балок, настила,; ограждений,' и лестниц. Расход стали на площадки этого типа весьма велик и. достигает 250—300 кг/м2 площадки, или около 7500 Рис. 8.12. Схема рабочей площадки сталепла- вильного цеха личество монтажных швов при этом значительно сокра- щено. -Все заводские и монтажные соединения рабочей площадки — сварные, кроме соединений балок под железнодорожные пути и пути завалочной машины, ко- торые делаются клепаными. ,. ' ¦ ' ¦ Особо характерным конструктивным элементом пло. щадок является настил. Тип настила определяется тех- ;Ноло1гичеакйм заданием и может быть съемным .или не- съемным. По условиям технологии производства он мо- жет быть сплошным (из рифленой или гладкой листо- вой стали с наваренными рифами или. без них) или решетчатым (из просечновытяжной листовой стали, из круглой стали и из полосовой стали с прямыми й
Гл. 8: Фахверки и площадки 229 гнутыми, полосами). В конструкциях внутрицеховых пло- щадок наибольшее распространение получил 'Сплошной настил из рифлёной стали толщиной 5,6 и 8 мм. Настил, в зависимости от нагрузки и пролета, может быть с ребрами и без', ребер. В тех, случаях, когда расстояние между ребрами .больше двойного расстояния между балками, считается, что настил не имеет ребер. Настил п l b Рис- 8.13, Расчетные схемы пластинок \ а — жесткой в виде балки, за-' щемленной на опорах; б —гиб- кой пластинки с, несмещаемыми опорами (висячая пластинка); в — защемленной по контуру без ребер работает как ; гибкая пластинка с несмещаю- яцимися опорами (висячая пластинка) (ряс. 8.13 6) и рассчитывается по формуле ¦" ¦ • М расч = М0-Н/, (8.1) где М0— момент от внешних сил в простой балке. При равномерно распределенной нагрузке q прогиб ' •определяется по формуле - ¦ г=—*- • н а_„ , (8.2) тез НЕ+ Н ' . ¦а при сосредоточенной силе Р — по формуле . 2Р1 1 <где ¦HE + W (8.3) (8.4) (1=0,3—коэффициент Пуассона. Распор И определяется из уравнений: «ря равномерно распределенной нагрузке Я Н, + 2 Н нк н н. 139,6 / /Л8 „ п . — [— <?2 = 0; 10*6 Is/ (8.5) ¦при сосредоточенной силе Як + 2 Н Нг 342,5 1013 \»/ ¦+ р н п. (8.6) Несущая опособвость проверяется по формулам для внецентренно растянутых-элементов. Опорные закрепле- ния гибкого настила должны воспринимать распор Н. В случае незначительных нагрузок настил без ре- бер может рассчитываться упрощенно как жесткая пластинка (рис. 8.13, а), защемленная на операх,' по формулам . . М расч ¦ 12 'макс — Ml2 8 100 ¦(. (8.7) .¦(8.8) При этом расчете толщина настила получается не- сколько большей. Везде в формулах ширина пластинки принята равной .1 см. Несъемные настилы с ребрами рассчитываются как пластинки, защемленные по контуру (рис. 8.13, в), по формуле . , MpaC4 = kqa2, (8.9) где q — равномерно распределенная нагрузка; а—меньшая сторона пластинки; k — коэффициент, зависящий от соотношения сто- Ь рон пластинки-—; значения «принимаются по табл. 8.1. Таблица 8Л ь а , Значение k Коэффициент k 1 0,0513 1,25 0,0665 1,5 0,0757 •1,75 0,0817 2 0,0829 Прогиб пластинки определяется по .формуле для жесткой пластинки, защемленной на опорах. При больших пролетах ребер и при частом их рае» положении настил может рассчитываться, как многапрв- летная неразрезная балка или-гибкая пластинка. Ребра при равномерно распределенной нагрузке рассчитываются как простая балка на условную на- грузку q-L=.q.b, (84,0 где q — нагрузка на 1 мг площадки; b — расстояние между ребрами. Момент сопротивления ребра определяется с ¦уче- том настила шириной 305 (где '-в — толщина настила без рифов). Прогиб ребра не должен превышать.:1/» пролета. Съемный настил без ребер рассчитывается как ев»-, бодно лежащая пластинка, а,съемный настил с ребра- ми— как пластинка, защемленная по. контуру. Вес от- дельных щитов съемного настила не должен превышать 80 кг.. Статический расчёт конструкций ; площадок произ- водится по формулам строительной механики. Провер- ка несущей способности производится на прочность, устойчивость, деформативность, а в необходимых слу-, чаях и на выносливость. Балки площадок, , несущие подвижную нагрузку, рассчитываются и конструируются в соответствии с указаниями по расчету и конструиро- ванию подкрановых балок. ,¦¦¦¦' Нагрузками для технологических ' площадок .'явля- ются: собственный *вес перекрытия (площадки); поле*-
230] Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Т а б л и ц а 8.2 Динамические коэффициенты и коэффициенты перегрузки Наименование нагрузки 1. Собственный вес 2.'Полезная нагрузка 3. Стационарное оборудование: а) уравновешенное б) неуравновешенное 4. Подвижное оборудование: а) краны электрические б) завалочные машины Б. Транспортные средства: а) железнодорожный . транспорт.а;. [ б) автотранспорт 6. Монтажная?нагрузка • На динамическую нагрузк ции, непосредственно восприш Значения дина- мического ко- эффициента* - — - Устанавли- вается в тех- нологическом задании Ы 1,2 1,1 1,1 у. рассчитываютс шающие эту наг Значения коэф- фициента пере- грузки .1.1 1.2 Устанавливается в технологическом задании, но не менее ,1,2 Тоже 1.3 1,3 U.3 1.3 1.4 я только конструк- РУзку.' J ная нагрузка от 0,2 до 3 т/м2, в зависимости от назиа- чения площадки; стационарное уравновешенное и не- уравновешенное оборудование;, подвижное оборудова- ние (краны консольные и катучие, завалочные машины и т: п.); транспортные средства (железнодорожный транспорт, широкой и узкой колеи, автотранспорт); мон- тажная нагрузка от 0,5 до 3 т/м2. Подвижное оборудование и транспортные средства вызывают также и -горизонтальные воздействия. Вели- чины вертикальных и горизонтальных (кроме тормоз- ных) нагрузок принимаются по технологическим задани- ям. Динамические коэффициенты и. коэффициенты пере- грузки, учитываемые в расчетах площадок, приведены в табл. 8.2. Горизонтальная тормозная нагрузка Т (продольное торможение) определяется по формуле Г = 0,12Р, (Я.11) где 2Р— сумма вертикальных давлений половины ко- лес подвижного состава или подвижного обо- рудования. Принимается, что одновременно может тормозить либо один подвижной состав, либо два,крана, либо три завалочные машины. ¦ \_ При расчете настилов и балок полезная нагрузка учитывается полностью. Исключение составляют лишь главные балки рабочей площадки сталеплавильных це-; хов, для.которых полезная нагрузка принимается •.о коэффициентам 0,86. При расчете колонн многоярусные площадок полеаная нагрузка по этажам принимается в соответствии с технологическими заданиями (для ко- лонн рабочей площадки сталеплавильных цехов—-с ко- эффициентом 0,75, а для колонн ТЭЦ —с коэффициен- том 0,8). ГЛАВА 9 ПЕРЕПЛЕТЫ И ВОРОТА 9.1. ПЕРЕПЛЕТЫ А, СТАНДАРТЫ И ТИПОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ Стальные переплеты для фонарей и окон промыш- ленных зданий должны выполняться в соответствии со следующими государственными стандартами: ГОСТ 7920—56 «Переплеты стальные для фонарей промышлен- ных аданий»; ГОСТ 8126—56 «Переплеты стальные для «кон промышленных зданий»; ГОСТ 7511—58 «Сталь для : оконных и фонарных переплетов промышленных зданий» и типовыми материалами (рабочими чертежа- ми); разработанными Проекстальконструкцией) в разви- тие этих стандартов: серия ПР-05-31 «Переплеты сталь- ные для фонарей промышленных зданий (по ГОСТ 7920—56). Рабочие чертежи»; серия .ПР-Об-32 «Пере- плёты стальные для окон промышленных зданий (по ГОСТ 8126—56). Рабочие чертежи». Б. ФОНАРНЫЕ ПЕРЕПЛЕТЫ Переплеты и их установка. Фонарные переплеты устанавливаются в световых и светоаарационных фо- нарях с вертикальным и наклонным одинарным осте- клением. При наклонном остеклении угол наклона пло- скости остекления фонаря к горизонтальной плоскости должен быть не менее 60°, что соответствует наклону яош фонаря, равному 65°. Фонарный переплет представляет собой замкнутую рамку, разделенную вертикальными элементами на де- сять равных частей — ячеек, в которые вставляются стекла. По высоте переплеты приняты трех номинальных размеров: 1250, 1500 и 1750 мм. Номинальная ширина переплетов принята 6000 мм*. Фонарный проем до установки переплетов снаб- жается специальными ригелями рстекления. При Одном переплете по высоте проема ригели остекления устанав- ливаются вверху проема, а внизу проема — в случае опирания на ригель бортовых плит фонаря. При прогон- ном решении кровли верхний ригель остекления соеди- няется с прогонами кровли. Если по высоте проема уста- навливается более чем один переплет, то фонарный проем по высоте расчленяется соответственно промежуточны- ми ригелями рстекления. Все верхние и промежуточные ригели остекления снабжаются специальными крючками (на всю длину ригеля), на которые навешиваются пе- реплеты своей верхней обвтакой; чтобы переплеты при открывании не соскочили с крючков, на каждом пере- плете устанавливают по две предохранительные планки. На рис. 9.il даны примерные схемы установки фо- нарных переплетов по высоте проема при вертикальном (рис. 9.1, а) и наклонном (рис. 9.1, в) остеклении. При вертикальном остеклении и открывании пере- * В особых случаях ГОСТ 7920—56 разрешает применять номинальную ширину переплета 3000 мм.
Гл. 9. Переплеты и ворота 231 плетов до 30е возможно применение ригелей из гнутых профилей (рис. 9.1, б). По ширине фонарного проема переплеты образуют ленточное (непрерывное) остекление. Переплеты могут быть установлены открывающи- мися и глухими; при этом глухой переплет — это тот же открывающийся переплет, закрепленный от открыва- ния. Рис, 9.1. Примерные схемы установки фонарных переплетов по высоте проема . а — при вертикальном, остеклении; б — то же, при ри- гелях из гнутых профилей; а — при наклонном остек- лении; / — открывающийся переплет; 2 — глухой пере- плет; 3 я» ветровая панель; 4 — нащельник; 5 — ригель; 6 — крючок;; 7 — предохранительная планка; 8 — наруж- ная грань ноги фонаря; Я — конструктивная высота пе- реплета; Н\ — номинальная высота переплета; Яг — кон- структивная высота ветровой панели; п. в» число откры- вающихся переплётов; В — номинальная ширина пере- плета : Открывание переплетов предусмотрено на 30°; в зда- ниях, требующих повышенной аэрации, переплеты раз- решается снабжать дополнительными приспособлениями, позволяющими открывать их на больший угол. Приме-; ром конструкции приспособления для открывания пе- реплетав на 70° может служить конструкция, приведен- ная в сериях ПК-01-68 и ПК-Ш-83: «Стальные уни- фицированные светоаэрационные фонари» при шаге' ферм 6 и 12 м. Открывание переплетов на 70° позво- ляет, как правило, ограничиваться двумя, переплетами по высоте фоцар.я. Принятая номинальная ширина переплетов 6 м Обеспечивает механизированное открывание целой лен- ты или блока переплетав, либо, в случае необходимо- сти, последовательное открывание ленты отдельными переплетами вручную с крыши здания. При наклонном остеклении по обоим концам каждой отдельно откры- вающейся ленты переплетов обязательна установка ве- . тровых панелей. Ветровая панель представляет собой специальный переплет в одно стекло, устанавливаемый сзади фонарного переплета для защиты от попадания в помещение . (при открытых переплетах) атмосферных осадков с боков проема. При вертикальном остеклении ветровые панели, как правило, не применяются, за ис- ключением особых случаев, когда попадание в помеще- ние атмосферных осадков даже в незначительных ко- личествах не- допускается по условиям технологии про-, изводства. Для размещения фонарных переплетов и ветровых панелей размер между наружной кромкой ноги фонаря и наружной гранью ригеля остекления должен быть не менее ПО мм (рис. 9.1). Поскольку, конструктивный (действительный) раз- мер ширины переплета равен 5964 мм. (рис. 9.2), то между каждыми двумя смежными переплетами (по ши- рине проема) образуется зазор, (равный 36 мм. Эти за- зоры перекрываются нащельниками, которые прикре- пляются к переплетам с двух сторон через один пере- плет; при четном количестве переплетов в каждой от- дельно, открывающейся ленте один из крайних пере- плетов имеет один нащельник. . Если температурный шов решен без вставки, то в этом случае переплеты в месте температурного шва раздвигаются по 7 мм на сторону и расстояние ме- жду переплетами в температурном шве получается равным 50 мм. Этот зазор перекрывается специальным температурным нащельником. Каждой номинальной высоте фонарного переплета соответствует та же номинальная высота ветровой па- нели и нащельников. Переплеты, ветровые панели и на- щельники в зависимости от номинальной высоты изго- товляются трех марок: переплеты марок — ПФ125, ПФ160, ПФ175 и при- веденные е-рабочих чертежах (дополнительно к ГОСТ 7920—56) переплеты с применением профилей холодной формовки марок —Пф|125а, ПФЬбО**, ПФ.1753,; ветровые панели, марок — ПФ125-В, ПФ150-В, ПФ175-В; нащельники марок — ПФ125-Нн s ПФ160-НИ, ПФ175-Я*. Разделение нащельников на правые"-- т («так») и левые — в («наоборот») дано в рабочих ^.чертежах; там же даны 3 марки (левые и правые) нащельников для температурного шва — ПФ126-Т* , П'Ф150-Т?, ПФ175-ТН. Обозначение марок переплетов состоит из начальных букв названия переплета и числа, указывающего его номинальную высоту в сантиметрах. Обозначение ма- рок ветровых панелей и нащельников состоит из марки переплета (без индекса а) и буквы: В — для ветровой панели; Н—для нащельника; Т—для температурного нащельника. Схемы фонарных переплетов, ветровых панелей и нащельников с их конструктивными размерами приве- дены на рис. 9.2. Увязка конструктивных размеров фо- нарных переплетов с их номинальными размерами по высоте показана на рис. 9.3. Установленный размер а = 100 мм, от обушка угол-. ка ригеля остекления до оси вращения переплета (или 103 мм до низа крючка), позволяет принимать размер вертикальной полки уголка ригеля 75, 80 и 90 мм, а для ригеля холодной формовки один размер 103 мм. Если же размер вертикальной полки уголка ригеля равен 100 мм и больше, а для ригеля из профиля холодной формовки отличается от 1103 мм, то уточненные номи- нальные высоты переплетов устанавливаются в проек- те. При этом следует обращать внимание на то-, чтобы предохранительные планки не упирались в перо уголка ригеля при открывании переплета. Примеры взаимного расположения фонарных пе- реплетов, ветровых панелей и нащельников (#i=
232 ¦ Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий =iL250 мм) по ширине фонарного проема показаны на рис.. 9.4. При поперечных фонарях разрешается уменьшать ширину переплета за счет укорочения расстояния ме- жду горбыльками ячейки для крайнего стёкла. Конструкции фонарных переплетов, ветровых пане- , лей и нащельников. Фонарные переплеты и ветровые па- нели изготавливаются сварными. Конструкция фонар- ных переплетов показана на рис. 9.5. Размеры а = 1195, ' • ITP17S-HI wy 1Щ:158;ЛР158* п ¦..-.* Шу sussis; L --:, .'—-3sm"~ = =— f St- 1 тт-лрт" -5964* ЛФт-R *пч>т-н1 ' W1V w Рис, 9.2, Схемы фонарных переплетов, ветровых па. нелей и нащельников а — переплеты; б'т- ветровые панели; в —' нащельники 1445 и 1695 мм соответствуют маркам переплетов ПФ125 и ДФ125а, ПФ150 и ПФ150°, ПФ175 и ПФ175а. Для элементов фонар- ных переплетов применяют- ся профили по ГОСТ 7511—58, которые на рис. 9.5 указаны в кружках, причел начают холодноформован- ные< профили.' Серповидная формэ профиля нижней об- вязки' фонарного переплета (профиль № 7" или № 7а) обеспечивает свободный сток конденсата с внутренней по- верхности остекления на наружную грань ригеля. Вертикальные элементы переплета (горбыльки) име- ют отверстия диаметром 7 мм,. необходимые для. за- крепления стекол, прикрепи ления двух предохранитель- ных планок, нащельников или защитного листа ветро- вой панели. Выступающие полки крайних горбыльков со стороны верхней обвязки имеют скосы для того, что- бы прикрепленные к пере- плету нащельники в своем движении (при открывании Рис. 9.3. Увязка кон- структивных и номи- нальных размеров фо- нарных переплетов • по высоте . , одного переплета) не врезались в крайние' горбыльки со седних переплетов. -5964 рис. д4. Примеры взаимного расположения ' фон ар- -6000—— ных переплетов, ветровых панелей и нащельников (#,=1250 мм) по ширине фонарного проема а — нормальное расположение; б— при температурном шве без вставки; в — при температурном шве со вставкой; г — у тов- ца фонаря; / — ось температурного шва; 2 — нога фонаря; А — без ветровой панели; ? —с ветровой панелью
Гл. 9. Переплеты и ворота 233 Конструкция ветровых панелей показана на рис. 9.6*. Размеры ветровых панелей назначены из условия при- менения одного размера стекла для фонарного .. пере- плета и ветровой панели. Размеры а = 1130, 1380 и 1630 мм соответствуют маркам ветровых панелей ПФ125-В, ПФ150-В и ПФ175-В. П. п. Ялч?—j ЩхЛаП0^ Рис. 9.5. Фонарные переплеты П..п —предохранительная планка Защитный лист ветровой панели, закрывающий щель между фонарным переплетом и ветровой панелью, устанавливается на монтаже с левой или с правой сто- ¦рг по'З- Я Рис. 9.6i Ветровые панели Рис. 9.7. На- тельники раны ветровой панели, а гнутые полоски, прикрепляю- щие ветровую панель к ригелям, крепятся на дальних дырах от защитного листа. .' Обычные нащельники выполняются : из профиля № 10 ГОСТ 7511—58 холодной формовки. Нащельники для температурного шва отличаются от обычных толь- ко, большей шириной поперечного сечения 6=125 мм (против 6 = 95 мм): Профиль для темпераггурных на- тельников изготовляется индивидуально (из полосы сечением 158X2,5)., Нащельники приведены на рис. 9.7. Размеры а =1195, 1445, 1695 мм соответствуют мар- кам нащельников ПФ125-Н* и ПФ125-Т*. ПФ150-Н* и ПФ150-Т*, ПФ1175-Н;; и ПФ175-Т*. Отклонения действительных размеров фонарных, пе- реплетов от проектных не должны превышать значе- ний, указанных в табл. 9.1. Таблица 9.1 Допускаемые отклонения размеров фонарных переплетов Наименование размера Общая ширина (расстояние между обушка- Общая высота .(расстояние от обушка швел- лера до наружной кромки нижней обвязки) . . Разность диагоналей (между наружными кромками.верхней и нижней обвязок) .... Расстояние между смежными горбыльками Разность диагоналей в фальцах для стекла Расстояние между центрами любых дыр'.-. Стрелка кривизны отдельных элементов пе- реплета: 1 а) для горбыльков на всю их длину . . б) .„ горизонтальных обвязок: на длине между соседними горбыль- :, на всю длину . . , Допускаемые от- клонения размеров в мм ±4 г "±3 8 ±1,5 4 ^ ±2 2 2 5 Весовые данные фонарных переплетов, ветровых панелей и нащельников приведены в табл. 9.2, а расход профилей по спецификациям рабочих чертежей — в табл. 9.3 и 9.4. Таблица 9.2 Веса фонарных переплетов, ветровых панелей и нащельников * L 30x30X4 заменяется на L 32X32X3 ГОСТ 8509—57. 16-^915 Наименование элемента Фонарные пере- плеты Ветровые панели Нащельники Температурные нащельники Марка элемента и его вес в кг ПФ125 ' 71,3 ПФ125» 66,7 ПФ125-В 9,8 ПФ125-НТ или ПФ125-НН 3,2 ПФ125-ТТ или „ ПФ125-ТН 3,9 ПФ150 76,4 ПФ150" 71,7 ПФ150-В -, П,2 ПФ150-НТ или ПФ150-НН 3,8 ПФ150-ТТ 1 или ПФ150-ТН 4,6 ПФ175 81,3 ПФ1750 76,7 ПФ175-В 12,6 -,ПФ175-НТ или ПФ175-НН 4,4 ПФ175-ТТ или .• ПФ175-Тн 5,4
234 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 9.3 Расход профилей для фонарных переплетов (на 1 шт.) Марки пе- реплетов ПФ125 ПФ125Я ПФ150 ПФ150» ПФ175 ПФ175« »Г '¦Is* 1173 1423 1673 В* , 2 2 2 1. «и I" О и 3,46 4,2 4,94 «6 ' Ч в 1128 1128 1378 1378 1628 1628 9 9 9" • 9-' 9 9 О оэ 19,26 19,26 23,58 23,58 27,81 27,81 Профили по ГОСТ. 7511—58 ¦ № 7 «J S 1 Чш 5957; 5957 ( 5957 i о и 3§ 1 1 1 <0 я а О га 30,2 30,2 30,2 №8 «а . 8 S ¦ Ч и 5964 5964 5964 5964 5964 5964 ' а) >> &• н .. ga as 8s 18,18 18,18 18,18 18,18 18,18 18,18 Mb la ¦•••¦1 *•¦• 1173 1423 1673 2 2 2 !S из s» О n 3,3 4 4,72 / ., № 7« «j Ч и 5957 5957 5957 о и §a 5§ l l l ft3 a « I" О m 25,79 25,79 25,79 Таблица 9.4 Расход дпрофилей для ветровых панелей и нательников (на 1 шт.) Марки ветро- вых панелей и нащельни-' ков ПФ125-В ПФ150-В ПФ175-В ПФ125-НТ. , или ПФ125-НН ¦ ПФ150-НТ или ПФ150-НН ПФ175-НТ или ПФ175-НН ПФ125-ТТ или ПФ125-ТН ПФ150-ТТ или ПФ150-ТН ПФ175-ТТ или ПФ175-ТН * Заменяе! Профили 1.30x30x4* ЕЧ ¦ Ч и 592 1 122 592 1 372 592 1 622 ся на L , §а !Г 1} 1} 32Х32Х 0J ' «о s О га 7,13 8,03 8,91 j 3 ГОСТ —110X2,5' 1 190 1 440 1 690 8509—57. , s а 1 '; 1 1. = 8 ' О ш 2,57 3,11 3,64 \ х -30X4 ее ч * Ч-и' 190 „ 75 190 75 190 75 / i §а 1 1 1 ~i 1 / « * О и 0,25 0,25 0,25 '( №. 10 ГОСТ 7 СО ¦ t=? са 1 248 1 498 1748 . Им .со >, кг н -.38' 1 ' 1 511—53 8s 3,2 3,8 4,4 — 158x2,5 " ев ¦ КС S Ч и 1.248 1 498 1 748' , ом . S >> II 1§ 1 1 1 ) 0J « И 1°' О m . ' 3,9 4,6 5,4 Метизы и типовые детали (табл.^ 9.5) служат для крепления переплетов, ветровых панелей, нательников и -стекол на монтаже и отлружаются самостоятельно в ящиках. _ ' . Расположение метизов и типовых деталей отрйведе- ио на рис. 9.8, а расход метизов и типовых деталей —¦ в табл.. 9.6. Деталь С4 применяется для крепления нижней об- вязки глухих переплетов в нижнем узле (рис. 9-9), при апирании на фартук из кровельной стали; в остальных случаях нижняя обвязка глухих переплетов привари- вается к ригелю в I1—3 местах швом 4—60. Для остекления фонарных переплетав и ветровых панелей должно применяться армированное листовое
Гл. 9. Переплеты и ворота 235 стекло ino ГОСТ 7481—55 или листовое оконное -сте-, кло no ГОСТ 11.1—54. ' Таблица 9.5 Крепежные метизы и типовые детали для фонарных переплетов Эскиз С1 С2 ¦СЗ Техническая характери- стика я а Назначение чВинт МбхИ ГОСТ 1489-58; гайка Мб ГОСТ 5909-51 Винт М6Х18 ГОСТ 1490—58; гайка Мб ГОСТ 5909-51 0,71 0,69 i I Оцинкованная , ^ ,. сталь Zyfa*' „1!' s= 1 мм С4 Ш 110- •-?-А21 Полосовая сталь -40x4 0,47_ Для крепле- ния СЗ, С5, ветровых . панелей и нащельников Для крепле- ния ветровых панелей Кляммера для крепле- ния стекол 13,8 Деталь для крепления нижней обвяз- . ки глухих переплетов С5 Полосовая сталь —40x4 4,4 Предохрани- тельная планка . Таблица .9.6 Расход метизов и типовых деталей для фонарных переплетов, ветровых панелей и нащельников о» S & и о I На один переплет Количе- ство штук О ю Для переплетов ПФ125 v ПФ125а С1 СЗ С5 •37 60 '2 0,27 0,28 .0,09 Итого.. . 0,64 ПФ150 ПФ150а С1 СЗ С5 48 80 2 ' - 0,35 0,38 0,09 'Итого. . . 0,82 ПФ175 ПФ175а С1 СЗ С5 59 100 2 0,43 0,47 ода Итого. . . 0,99 Для глухих переплетов допол- нительные детали ПФ125 ПФ125а ПФ150 ПФ150а ПФ175 ПФ175а С4 2 0,276 Марки ветро- вых панелей и нащельни- ,ков К О) Н ч си ез 5 н си На один .. переплет. количе- ство штук — *> .?% О а 1 Для ветровых панелей ПФ125-В И ПФ150-В И ПФ175-В И С1 С2 СЗ 10 2 6 0,971 0,014 8,823 того . . . 0,113 С1 С2 СЗ 12 2 8/ 0,985 0,014 0,988 того. . . 0,137 С1 С2 СЗ 14 2 10 0,099 6,®14 0,947 того. ... 0,16В Для нащельников ПФ125-Нн ПФ150-Н^ ПФ175-НН ПФ125-Т* ПФ150-ТН" ПФ175-Тц С1 2 е.эм; Установка стекол в переплетах производится на замазке с предварительным закреплением их клямме- рами ('рис,. 9.8). Размеры стекол по ширине и высоте принимаются в соответствии с табл; 9.7. \ Крючки для подвески переплетов (профиль № 9 ГОСТ 7511—58) отнесены к конструкции ригелей. При пролете ригеля 6 м каждый фонарный переплет располагается в пределах длины одного ригеля. В этом случае прямолинейность оси1, вращения переплета, обес- печивающая легкость его открывания, может быть до- стигнута заводской приваркой крючка к ригелю. ..Если же пролет ригеля не равен 6 м; то в этом случае пере- плет может располагаться в пределах более чем одного ригеля, что может вызвать необходимость выверки оси вращения переплетов на монтаже. В этом случае крю- чок присоединяется к ригелю на болтах диаметром 10 мм, а в крючке делаются овальные дыры. (рис. 9.10). Однако небольшой излом линии вращения в плане за счет монтажа конструкций может иметь место и он практически не устраним. 16* ... ¦ * Таблица 9.7 Размеры стекол для фонарных переплетов и ветровых панелей , Марки переплетов и ветровых панелей Размер сте- кол в мм ПФ125, ПФ125а и ПФ125-В ПФ150, ПФ150а и ПФ150-В . ПФ175, ПФ175а и ПФ175-В 585ХШ9 . 585xl36ft|: 585X1610 На рис. 9.11 показаны узлы крепления ветровой па- нели при наклонном остеклении. Фонарные переплеты должны предусматриваться, как правило, с механическим открыванием; однако в обоснованных случаях может применяться ручное от-
236 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий ПФ125; ПФ1251 ПФ125-В ПФ425-Ин с2 ЛФ125-Т* no 1-i ПФГ50-В ПФГ50-Н, ПФ150-Т ПФ175-В ЛФ!75-Ни по и-Ч ПФ175-ТГН ШШШ J 1 сз- Cf Крепление нательника Нательник „4,4A4444S/ Рис. 9.8. Расположение крепежных метизов и типовых деталей Рис. (9.9. Крепление глухого переплета в ниж- нем узле а — без стального ригеля; б — при стальном ригеле % Ч . Т.--;- — ^=° J г— 500- •500 4 Рис. 9.10. Крепление крючка к ригелю на болтах / - крючок; 2 - болт AM 10X25 ГОСТ 7790—57 Рис. 9.11. Узлы крепления ветровой панели при наклон- ном остеклении '~ а — верхний узел; б — нижний узел без стального ригеля; в — нижний узел со стальным ригелем
Гл. 9. Переплеты и ворота 237 крывание. Механизмы для -открывания /фонарных пере- плетов приведены в п. 9.2. Вариант приборов для руч- ного открывания' переплетов приведен в приложении. 2 серии ПР-05.31. В. ОКОННЫЕ ПЕРЕПЛЕТЫ Переплеты и их установка. Оконные переплеты уста- навливаются в оконных проемах с модульными разме- рами, кратными по ширине 500 мм и по высоте 600 мм, принятыми Госстроем СССР в «Основных положениях по унификации конструкций производственных зданий», а именно: номинальной ширины 1*5; 2; 3; 4 и 6 ж и номиналь- ной высоты кратной 1,2 м (2X600 мм). Переплеты предназначаются для одинарного и двой- ного остекления; при этом открывающиеся части пере- плетов имеют одинарный притвор. Переплеты подразделяются на: глухие, открываю- щиеся, открывающиеся внутренние, створные внутрен^ ние. По размеру стекол все переплеты подразделяются на переплеты с нормальным размером стекла и с боль- шим размером'стекла и являются взаимозаменяемыми. В открывающихся переплетах предусмотрено откры- вание фрамуг до 60°. ¦При одинарном остеклении применяются глухие и открывающиеся переплеты. При двойном остеклении применяются: для наружного остекления — глухие и открывающиеся переплеты; для внутреннего остекле- ния — открывающиеся внутренние и створные внутрен- ние переплеты; при этом переплеты открывающиеся внутренние ставятся против соответствующих наруж- ных открывающихся переплетов, а переплеты створные внутренние — против соответствующих наружных глу- хих переплетов. Глухие переплеты могут применяться для внутреннего остекления вместо створных внутрен- них переплетов при обеспечении возможности протирки и вставки стекол. Размеры переплетов приняты: по ширине —¦ 1395 (три стекла) и I860 ,мм (четыре стекла), а по высо- . те — 1176 (два стекла или одно большое) и 2352 мм (четыре стекла); [Проемы для переплетов окаймляются боковыми им- постами, а при ширине 3, 4 и 6 м проемы расчленяются стойками-импостами, которые образуют вертикальные отсеки шириной 1,5 «ли 2 м,, в которые и устанавли- ваются переплеты (рис. 9.12). При ленточном остекле- нии следует. применять переплеты большей ширины (1860 мм). ' По высоте переплеты устанавливаются непосред- ственно друг на друга (рис. 9.13) и крепятся ,к импо- стам кляммерами, а между собой скрепляются винтами. При наличии уголков в верху и в низу проема перепле- ты закрепляются к ним прижимными коротышами в ни- зу проема и крюками в верху проема. При..высоте про- ема 8400 мм и более последний делится горизонтальны- ми ветровыми ригелями, уменьшающими высоту стоек- импостов. В проемах высотой 9600—12 000 мм размер ветрового ригеля НО мм может быть увеличен за счет нижнего зазора. Минимальная величина зазора, между переплетом и низам проема соответствует случаю за- полнения проема переплетами высотой 1176 мм, а1 мак- симальная величина зазора — при заполнении перепле- тами высотой 2352 мм. Уголки 75X50X5 в верху и в низу проема служат для уменьшения зазоров между переплетами и проемом. При -стальных переплетах подоконные плиты не применяются. 1 " р///№/ { /Аулу, wr \ Л \ \ 77ЯХ. 3*2ОО0-Ш00 — Рис. 9.12. Установка оконных пере- плетов по ширине проема (переплеты условно показаны глухими и четырех- стекольными по высоте) Рис, 9.13. Установка оконных переплетов по высоте проема (остекление условно показано одинарное) а — схемы установки; б — стык переплетов; / — ветровой ригель (сечение ригеля дано условно)
238 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий При двойном остеклении- и наличии открывающихся переплетов номинальный размер между переплетами, равный высоте сечения стойки импоста, должен быть я$ менее 200 мм, чтобы обеспечить размещение прибо- ,рбв открывания. При этом принято,' что двойное осте- (гление вписывается в толщину стены. Таблица 9.8 Рис, 9.14. Схемы открывания фрамуг а — при одинарном остеклении; б^-при двойном остеклении; / — шарнир При ширине проема 6 м, двойном остеклении , и открывающихся переплетах крайние форточки, попада- ющие в зону колонн, делаются глухими. Схемы открывания фрамуг показаны на рис. 9.14., rf ПГ32 ПП2 г) ПСВ32 ПСВ42 L/ 39 W 1 7 -IB 60- 4 1 ПГЗЧ L-13S5M J) пгз -mm—J nn —mo- W5-i < —- у N -It W > 1 g 1 Рис. 9.15. Схемы оконных переплетов (обо- значения а—з см. по табл. 9.8) При тонкой теплой стене внутреннее остекление мо- жет выйти-за грань стены; в этом случае ширина прое- \ та. должна быть не более 4 м (при шаге колонн 6 м). В зависимости, от типа, числа и размеров стекол (изготавливается 18 марок переплетов, приведенных- на >рйе, 9.15 и в табл. 9.8, Обозначение марок, переплетов 'состоит из началь- ны^ букв названия переплета и числа, первая цифра' •ЕсКорого обозначает число стекол по ширине переплета, а'доорая — число стекол по высоте переплета. Приведенные на рис. 9.15 размеры являются кон- сийнтивяыми размерами переплетов. и соответствуют раеЩдаяниям: между осями выступающих стенок край- Марки оконных переплетов Типы переплетов Глухие Открывающиеся Открывающиеся внутренние '/ Створные внутрен- ние Марки переплетов с нормальными разме- рами стекол (рис. 9.15,а) ПГ32 ПГ42 ПГ34 ПГ44 (рис. 9.15,6") П032 / П042 (рис. 9.15,в) ПОВ32 ПОВ42 (рис.* 9.15,г) ПСВ32 ПСВ42 с большими разме- рами стекол (рис. 9.15,i3) ПГЗ ПГ4 (рис. 9,15,е) ПОЗ П04 (рис. 9.15,ле) ПОВЗ ПОВ4 (рис. 9.15,з) ПСВЗ ПСВ4 f " ПГЗ1. _1 .: ПГ\ПО I —,—J -4 -1 по < 2-2 СМ >3й—3.\б5°1395^к ¦ ПГ4 по Ч-И. f № -«*4б4-аба 3= Ф Рис. 9.16, Глухие переплеты марок ПГ34 и ПГ4 них элементов (обвязок); перекрещенные элементы яв- ляются открывающимися частями переплетов. Конструкции переплетов. Все переплеты изготавли- ваются сварными. \
Гл. 9. Переплеты и ворота 239 1. Переплеты глухие «ПГ». На рис. 9.16 показаны переплеты марок ПГ34 и ПГ4, которые дают представ- ление о конструкции всех глухих переплетов. В круж- ках указаны номера профилей по ГОСТ 7511—58, со- , ответствующие всем остальным маркам глухих пере- плетов. Профиль № 1 может быть заменен профилем колодной формовки № 1а. жду собой, а вертикальные элементы, фрамуг — отвер-. стия диаметром 7 мм для заирепления стекол; отверстия в нижнем элементе рамок раззенкованы сверху под по- тайные в'инты, что диктуется створками переплетов ПСВ, а в боковых элементах фрамуг — раззенкованы о наружной стороны для обеспечения свободного от- крывания фрамуг. ' \ 3. Переплеты открывающиеся внутренние <ПОВ» — это те же переплеты ПО, у которых фрамуги перенесе- ны внутрь переплета, а петли (другой конструкции) пе- ренесены на нижний элемент(,рамки.. Таким образом, фрамуги этих переплетов являются нижнеподвесными. Вертикальный разрез по переплетам показан на рис. 9.18, а. ) —1860 -I Рис. 9.17., Открывающиеся переплеты марок П032, П042, ПОЗ и П04 1 mm пеТЛЯ В рабочих чертежах глухих переплетав с нормаль- ным размером стекол внутренние горизонтальные эле- менты приняты целыми, а ' вертикальные — разрезан- ными. Вертикальные элементы (включая крайние) всех глухих переплетов имеют отверстия диаметром 7. мм, служащие для закрепления стекол, а верхние И ниж- ние элементы — отверстия диаметром ДО мм, для .соеди- нения переплетов между собой; отверстия в -нижнем' элементе раззенкованы сверху под потайные винты, что диктуется вставкой больших стекол. 1 2. Переплеты открывающиеся «ПО-». На рис. 9.17 по- казаны вСе' марки открывающихся переплетов, где в кружках даны номера профилей по ГОСТ 75И—58. Профиль № 5 может быть заменен профилем холод- ной формовки № 5 а., Открывающиеся переплеты состоят из рамки и од- ной или двух фрамуг. Одна и та рке рамка служит для переплетов П032 и ПОЗ, другая — для . переплетов П042 и П04. Каждая фрамуга при помощи двух пе-~ тёль прикреплена к верхнему элементу рамки, таким образом фрамуги открывающихся переплетов — верхне- прдвесные. В рабочих чертежах фрамуг (в переплетах с нор- мальным размером стекол)' внутренние горизонтальные элементы приняты целыми, а вертикальные — разрезан- ными. Верхние и нижние элементы рамок имеют отвер- стия диаметром 10 мм для соединения переплетов ме- Рис. 9.18. Разрезы по внутренним пере- плетам а — вертикальный по открывающимся переплетам ПОВ; i б — горизонтальный по створным перепле- там ПСВ трехстекольным по ширине; а — то же, тетырехстекольным по ширине; / — петля; 2 — запор 4. Переплёты створные внутренние <ПСВ» — это те же переплеты ПО, у которых фрамуги перенесены внутрь переплета, а петли (другой конструкции) пере- несены на боковые элементы рамки., Таким образом, фрамуги в этих переплетах используются как створки. Поскольку створные переплеты не связаны с меха- низмами открывания, а открываются вручную (на слу- чай протирки стёкол со стороны межстекольного иро- Т а б л и ц а 9.9 Допускаемые отклонения размеров оконных переплетов Наименование размера Допускаемые отклонения раз-, меров в мм Общая ширина (расстояние между осями выступающих стенок вертикальных обвязок) Общая высота (расстояние между осями выступающих. стенок, горизонтальных обвя- зок) .............. \. . . . ^.Разность диагоналей переплета :. Расстояние быльков . . между осями смежных гор- ^Разность диагоналей в' фальцах для стекла Расстояние между центрами смежных дыр для крепления переплетов между собой . . . Стрелка кривизны элемента переплета ме- жду соседними горбыльками и высота мест- ных неровностей . . . ', . ... Ш Стрелка кривизны элементов переплета между крайними обвязками ...,'. . . . . . . Vsoo общей ширины '/то общей высоты Vu, диагонали ±1.5 • 4 ..'. / : ¦ ±1 '- ¦¦¦ ': -I- . , ' ' . . 1,6 '/ее» "общей длины элемента
240 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Рис. 9.1.9. Детали установки козырьков а —у верха проема при отсутствии окаймляющего уголка; б— то же, при окаймляющем уголке; 8 — между переплетами; 1 — козырек; 2 — монтажный шов; 3 — деталь М8 етранства или вставии. наружных стекол), то створки снабжены ручным запором. Горизонтальные разрезы по переплетам показаны, на рис. 9.18, б, в. Отклонения! действительных размеров лереплетов от .проектных не должлы превышать значений, указан- ных в табл. 9.9. Рис. 9.20. Примерные сопряжения переплетов с ветро- выми ригелями а — одинарное остекление с глухими переплетами; б — то же, с открывающимся нижним переплетом; в — двойное остекление ниже ригеля с глухим чнаружным переплетом; г — то же, с от- крывающимися переплетами; / — ветровой ригель; 2—сточные отверстия Фрамуга открывающихся переплетов ПО, располо- жённые снаружи переплетов, требуют защиты, от зате- кания воды сверху; поэтому над открывающимися на- ружными лереплетами должны устанавливаться^ ко- зырьки. На рис. 9.19, а, б показана установка козырька у верха проема при отсутствии и наличии окаймляющего уголка; козырьки устанавливаются при размере А<70 мм и размере Б<100 мм. На рис. 9.19, в показана установка козырька между переплетами. Деталь М8 привинчивается до установки переплета. Козырьки изго- товляются двух марок: К-1 для трехетекольных по ши- рине переплетов и К-2 для четырехстекольных по шири- не переплетов из профиля холодной формовки № 11 ГОСТ 7511—58 и привариваются на монтаже шпонками Таблица 9.10 Веса оконных переплетов и козырьков Наименование элемента W, Оконные'; переплеты^''с нормальными размерами стекол Оконные переплеты с большими размерами сте- кол Козырьки переплетов Марка ПГ32 ПГ42 ПГ34 - ПГ44 П032 П042 ПОВ32 ПОВ42 ПСВ32 ПСВ42 ПГЗ ПГ4 ПОЗ П04 * ПОВЗ ПОВ4 ПСВЗ ' ПСВ4 К1 ' .^ К2 Вес в кг 15,3 19,6 • 27,7 35,4 25,8 36,9 26,2 37,7 25,9 37 14 17,9 25,4 35,3 24,9 . 36.1 24,6 35,4 2,2 2,9
Гл. 9. Переплеты и ворота 241 Таблица 9.11 Расход профилей для оконных переплетов (на 1 шт.) Марки. оконных переплетов ПГ32 ПГ34 ПГ42 ПГ44 П032, П0В32, / ПСВ32 П042, П0В42, ПСВ42 ПГЗ ПГ4 ПОЗ, ПОВЗ, ПСВЗ, П04, ПОВ4, ПСВ4 Профили по ГОСТ 7511-53 № 1 Ч и 1430 1430 1895 1895 - •¦ - 1430 1895 - ¦ - CJ ?. s а ч 1 1 1 1 - - 1 1 - - 5 о 0.да\ 2,12 2,12 2,8 2,8 - - 2,12 2,8 - - № 2 СО чч Ч СО ¦ 1430 1430 1895 1895 1430 1895 1430 1895 1430 1895 В* §3 '3 8 -В О я 2,93 2,93 3,88 3,88 2,93 3,88 2,93 3,88 2,93 3,88 №3 в s к 3 Ч ^ Ч о 1170 2346 1170 2346 1084 1377 912 1084 — - 1377^ 912 н CJ М ' ?>> ч а. 3g 2 2 2 2 2 2 4 4 —. 2 4 .«8 О ш 4,14 8,3 4,14 8,3 8,72 12,12 - 4,88 6,44 №4 я 3 Ч "S Ч да .582 1389 582 1389 582 1854 582 1854 539 1335 539 870 - - . -• SS- 4 1 8 3 6 1 12 3 4 1 4 2 — - - §1 6,01 14,27 8,64 20,28 5,64 6,3 — - - №5 се а г» к 3 ч ч Ч и - - - - 1430 1895 — 1430 1895 ga 5g , - - — - i i — i i is ¦8§ - - - .- 3,05 . 4,04 — 3,05 4,04 №6 в s ч ^ Ч да - - . - - 1170 1170 1170 1170 1084 1170 1084 1170 s а 2§ " -, - ¦ - - 2 ' 3 4 5 4 2 6 3 со =я « 5 а Ои - - - — 4,44 6,66 8,88 11,1 12,68 .19.02^ Таблица 9.12 Марки оконных переплетов П032, ПОЗ П042, П04 ПОВ32, ПОВЗ ПОВ42, ПОВ4 ПСВ32, ПСВЗ ПСВ42, ПСВ4 -?0 X 4 1 оа Я I 148 148 — — - - в- S- = э Sg 2 4 — — - — и <U Ю Эй О * О да ,0,28 0,56 — — - — ч ^ Ч да 106 106 86 86 . 68 .85 68 85 Рас: -60X4 о и чЗ ¦5.S 2 ' 4 2 4 1} 1} >сод профилей Для петель и CJ да к ¦ 3;й о * О в 0,4 0,8 0,32 0,64 0,58 1,16 Ч да -¦ — 68 68 - — для петель и запоров на -140X4 *g - — 2 4 - — CJ ¦ Qi да да х ¦ за о * О о - — 0,6 1,2 - — ч* Ч да 86 86 156 156 136 136 08 чЗ 2 4 2 4 2 4 один переплёт | Для запоров | —20X3 1 —40X3 | L20X20X3 CJ да к Зй о * О да 0,06 0,12 0,12 0,1 0.2 ч ^ Ч да ~ 90 90 а* к я — 1 1 CJ <U ¦ да * О и — 0,05 0,05 , - —' — — 40 40 Я- е- ?-8 — 1 1 CJ <и да - а ^ ю * О.и — 0,04 0,04 Длина ¦ в мм Количест- во штук — 30 30 — 1 1 о да * а ^ ё а О да —; 0,03 0,03 • М2 (см. табл. 9.13) Количест- во штук Общий вес в кг ¦— 1 1 — 0,01 0,01 длиной 40 мм против отверстий, ^служащих для соеди- нения переплетов между собой, а также по концам козырька. Если открывающиеся наружные переплеты примы- кают к низу ветрового ригеля, то в этом случае жела- тельно сечение ригеля коиструировать так, чтобы он служил и козырькам для ч примыкающих снизу откры- вающихся переплетов (рис. 9.20). В этих случаях не-, обходима проверка открывания фрамуг на заданный угол. Весовые данные оконных переплетов и козырьков приведены в табл. 9.10, Расход профилей по спецификациям рабочих чер- тежей дан в табл. 9.11 и 9.12.
242 Раздел II: Стальные конструкции промышленных зданий Таблица 9.13 Крепежные'метизы и детали для оконных переплетов Р Ml •М2 ;мз? 'М4 М5 Мб М7 М8 Эскиз Техническая характерис- Винт М8Х30. ГОСТ 1489-58 Гайка М8 ,, ГОСТ 5909-51 Шайба 8 ГОСТ 6957-54* Ml i к Vt Винт М6Х14 ГОСТ 1489—58 Гайка Мб ГОСТ 5909-51 о х я2ш 2,12 0,71 Назначение Для крепления переплетов к импостам Для крепле- ния стекол И —22 ——I с Винт М8Х22 ГОСТ 1490-58 Гайка М8 ГОСТ 5909-51 1,46 шШ ш »Ы-Ч& Полосовая сталь 30x4 3,3 ¦t "*~ в** 15)1 '¦*: '' 5|_ Оцинкованная сталь 6=1 мм Угловая сталь L30X30X4* —{?.о\го Круглая сталь , d=8 Гайка М8 ГОСТ 5909-51 Шайба 8 ГОСТ 6957-54* 0,47 Для крепления переплетов Кляммера для крепления переплетов к импостам Кляммера для крепления стекол 5,34 Из профиля № 2 ГОСТ 7511-58 М9 Винт М6Х14 ГОСТ 1490-58 Гайка,Мб > ГОСТ '5909-51 Упорный уго- лок'для креп- ления перепле- . тов Крюк для крепления переплетов Для крепления козырьков 0,62 Для крепле- ния стекол Таблица Расход метизов на один оконный переплет 9.14 и- я- к « я S cLcu а о, < С ПГ"32 ) ПГ34 ПГ42 ПГ44 П032 ПОВ32 ПСВ32 П042 ПОВ42 ПСВ42 м m а)' О, а> . я « Ml . М2 М4 MS. . Ml М2 М4 М5 . На один переплет И' 6 16 6 . 24 ИТОГО ; 12 32 12 48 Итого . Ml М2 М4 М5 Ml М2 М4 М5 ' Ml М2 М4 М5 М9 Ml М2 М4 М5 М9 6 20 6 32 1ТОГО . 12 . 40 . 12 ' 64 Итого . 6 8 6 24 8 •1того . 6 8 6 32 16 Лтото.. •я а а» 0,127 0,114 0,198 ' 0,113 0,552 0,254 0,227 0,396 0,226 1,103 0,127 0,142 0,198 0,15 0,617 . 0.-254 0,284 . 0,396 0,301 1,235 0,127. 0,057 0,198 0,113 . 0,05 0,545 0,127 0,057 0,198 0,15 0,099 0,631 3 о ш •а и о, о» So, ~* а) < В ПГЗ ^ пг4 1 ПОЗ ПОВЗ ПСВЗ П04 ПОВ4 ПСВ4 о н Ml ., М2 М4 М5 Ml М2 ; М4 М5 Ml М2 М4 М5 М9 Ml М2 М4 М5 М9 - На один * переплет н §1 5§ 6 • 12 6 18 4того . . - , 6 15 . 6 24 1того . 6 6 6 18 6 Лтото. 6 6 6 24 12 4того . ГО « * О ю 6.127 0,085. 0,198 , 0,085 0,495 .( 0,127 0,107 0,198 .0,113 0,545 . 0,127 0,043 0,198 0,085 0,037 0,490 0,127 0,043 0,198 0,113 0,074 - 0,555 • Заменяется L 32X32X3 ГОСТ 8509—57, Метизы и типовые детали (табл. 9.13) служат для крепления: переплетав и стекол на монтаже и от- гружаются самостоятельно в ящиках. Крепление стекол возможно производить и при по- мощи различных пружинных закрепов. «Для подсчета количества метизов и типовых деталей последние раз- : биты на две группы. Первая группа — метизы и типо- вые детали, относящиеся' к тодному (среднему по высо- те) переплету. Схемы их расположения даны на рис. 9.21, а расход указан в табл. 9,14. . . ' ,,
Гл. 9. Переплеты и ворота 243 Вторая группа—метизы и типовые детали, соеди- няющие два смежных по высоте переплата, а также крепящие переплеты внизу, и вверху оконного проема. Эти метизы и типовые детали, количество; которых за- висит от количества промежуточных соединений, под- сч'итываются согласно схемам, приведенным на рис. 9,22 по проекту. ЛГУ2 ^_ ' ПГ42 no f-l t #• W -Ф- 'W ПОЗуПОВЗ псвз П04;Л0В'«;ПСВ4 1—1395- ¦ 1860- Рйс. 9.21. Расположение метизов и типовых деталей ; ¦ , (первая труппа) Примерные горизонтальные разрезы по проемам при одинарном остеклении показаны на рис. 9.23, а и двой- ном остеклении на рис. 9.23,6. Примерные" вертикальные разрезы по проемам с двойным остеклением даны на рис. 9.24; вертикальные разрезы по проемам с одинар- ным остеклением такие же, как для наружных перепле- тов с двойным' I. остеклением. Примерное оапряженяе двойного остекления с одинарным дано на рис. 9.25, а сопряжение переплетов с ветровыми ригелями — на ¦рис. 9.20. Детали крепления козырьков показаны на рис. 9.19. ' Для остекления переплетов должно :применяться листовое оконное стекло по ГОСТ 111—54. Установка стекол в переплетах производится на замазке с пред- варительным закреплением их юшммерами (рис. 9.21), v которые могут быть заменены пружинными закрепами **&* ? "*W ~Ж" ®wSE W ~®~ 'J-з МЭ^ГЖй д„ го 3-3 по м-ч W,Ww.4\ по 5-5 г, 0 Рис. 9:22. Расположение метизов и типовых деталей (вторая группа) а — переплеты с нормальными размерами стекол: б— пере- плеты с большими размерами стекол;; s — при наличии ко- зырьков у верха проема и наличии окаймляющего уголка; г —гчто' же, при отсутствии окаймляющего уголка; / — верх- ний . окаймляющий , уголок; 2 — нижний окаймляющий уго- лок; 3 — глухой переплет; 4 — открывающийся переплет; б.— козырек . ¦¦. ' j^r~u J7~^[ Рис, 9.23. Примерные горизонтальные разрезы по проемам а — при одинарном остеклении; б — при двойном остеклении
244 Раздел П., Стальные конструкции промышленных зданий Рис. 9.25 Примерное со- пряжение двойного остекления с одинарным / — лист 8 =3—4 ММ1 2 еэ ко- зырек Рис. 9.26. При- мерная схема каркаса окон- ного проема /—боковой им- пост; 2 — стойка- импост 3 — ветро- вой ригель Рис. 9.24. Примерные вертикальные разрезы по проемам с двойным остеклением ПО >-1 Рис. 9.27. Примеры холодноформованных профилей и импостов из них а — холодноформованные профили; б—импосты для трехстекольных но ширине переплетов при одинарном остеклении; в — то же, при двойном остеклении; г — импосты для четырехстекольных по ширине переплетов при одинарном остеклении; д — то же, при двойном остеклении; е— сопряжение стоек-импостов двойного и одинарного остекления
Гл. 9. Переплеты и ворота 245 1500 • Рис. 9.28. Крепление импостов а — боковой импост при холодной стене; б — стойка-импост в верху проема при холодной стене; в — боковой импост, при теп- лой стене; г — стойка-импост в верху проема при теплой стене; / — закладная деталь; 2 — крепежная планка; 3—крепежный уголок; 4 — шайба; б — овальные дыры в стойке-импосте : .'.'¦/ Приборы и механизмы открывания оконных пере- плета^ приведены в п. 9.2. Конструктивные особенности каркаса оконного про- ема. Оконный проем до установки переплетов снабжа- ется специальным каркасом, который может состоять из боковых импостов, стоек-импостов и ветровых риге- лей (рис. 9:26). Стойки-импосты и ветровые ригели яв- ляются расчетными элементами; при этом следует иметь в виду, что вес переплетов от низа проема до первого ветрового ригеля или до верха проема при отсутствии ветровых ригелей передается7 непосредственно на стену. Основными профилями для стоек-импостов должны яв- ляться профили холодной формовки. Примерные профи- ли показаны на рис, 9.27, а; над профилями даны раз- меры их заготовок. На рис. 9.27, б—д показаны сече- ния стоек-импостов, образованные из этих профилей. Ширина полок стоек-импостов должна быть увязана с ширинами переплетов (рис. 9.23). Высота профила- опраделяется. расчетом. По необходимости стойки-импо- сты могут быть'изготовлены из горячекатаных равно- боких и неравнобоких уголков или полосовой стали. Если двойное остекление располагается в пределах до ветрового ригеля, то сечение стоек-импостов до ри- геля принимается по двойному остеклению, а. выше — по одинарному остеклению (рис. 9.27, е). Ширины заготовок для импостов принимаются по стандартам полосовой, универсальной или рулонной стали. При определении ширины .заготовки учитывает- ся 'вытяжка металла в местах гиба [17]. Ветровые' ригели могут изготовляться как из про- филей холодной формовки, так и из горячекатаных про- филей. Для учета допусков, на высоту проема стойки-импо- сты в примыкании к верху проема имеют овальные дыры, как указано на рис. 9.28, б иг. Крепление боковых импостов и стоек-импостов при
246 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий холодных стенах из неутепленных железобетонных крупноразмерных плит1 производится при помощи бол- тов, под которые в ребрах плит предусматриваются со- ответствующие отверстия (рис. 9.28, а и б); в случае теплых стен из крупноразмерных армоленобетонных плит2 последние должны иметь специальные закладные детали; закладываемые при изготовлении плит, к кото- рым на монтаже привариваются коротыши, служащие' для крепления стоек-импостов, или планки — для кре- пления боковых импостов (рис. 9.28, г и в). Для креп-' ления боковых импостов и стоек-импостов при стенах из крупных бетонных блоков3 в швы блоков у проема должны быть заложены закладные детали (рис. 9.29). Специальные .закладные детали в перемычках для » Рис. 9.29. Крепление импостов при стене из бетонных блоков а — схема расположения закладных деталей; б — средняя закладная деталь; / — боковой импост; 2 — стойка-импост; 3 — закладная деталь; 4 — шов крепления стоек-импостов в верху.проема должны быть предусмотрены при изготовлении перемычек. Г. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПЕРЕПЛЕТОВ Широкое.применение становых паяелей в строитель- стве поставило вопрос о •необходимости создания па- нельных переплетов. Типовые панельные переплеты размером 1200X6000 и. 1800X6000 мм из холодногаутых профилей толщиной 2,5 мм разработаны 'институтом. Проектотальконструк- ция: - В их номенклатуру входят глухие и открывающие- ся переплеты как с одинарным так.и двойным остекле- нием. Переплеты двойного остекления запроектированы с применением обыкновенного стекла (спаренные) или со стекло-пакетами, что позволяет применять их при толщине стеновых панелей 200 мм и менее. Переплеты в проеме устанавливаются один на дру- гой; при этом ветровая нагрузка воспринимается обвяз-/ ками переплетов (на ширине 6 ж) и передается непо- средственно на колонны здания, а собственный вес пе- реплетов— на стеновую панель. В настоящее время в качестве материала для пере- плетов применяются алюминиевые сплавы, что объяс- няется простотой изготовления необходимых профилей, прочностью и легкостью материала и красивым внешним видом. • В институте Проектстальконструкция разработаны алюминиевые переплеты для ряда промышленных зда- ний, а также типовые алюминиевые панельные пере- плеты, .взаимозаменяемые со стальными. 9.2. МЕХАНИЗМЫ ОТКРЫВАНИЯ ОКОННЫХ \ И ФОНАРНЫХ ПЕРЕПЛЕТОВ А, МЕХАНИЗМЫ ОТКРЫВАНИЯ ОКОННЫХ ПЕРЕПЛЕТОВ Типовые механизмы. Существующие типовые кон- струкции механизмов открывания стальных оконных пе- реплетов промышленных зданий, разработанные приме- нительно к'переплетам, соответствующим ГОСТ 8126—- 56 и серии ПР-05-32 (§ 1, глава 9) состоят из двух серий ПР-05-33 и ПР-05-34. Серия ПР-05-33 содержит чертежи механизмов открывания реечного типа с углом открывания до 60° и серия ПР-05-34 — рычажного типа с углом открывания до 45°. Обе серии разработаны J институтом Проектстальконструкция. С Схемы механизации и состав механизмов. Схемы механизации открывания переплетов составляются по- фасадно с-членением одновременно открываемых пере- - плетов по горизонтали и вертикали. Каждое такое .чле- нение (с помощью одного привода) определяет тип ме- ханизма с вполне определенным месторасположением и весом всех элементов,, из которых он состоит. На рис. 9.30 изображены схемы механизации открывания переплетов на фасадах зданий с членением групп от- • Разработаны Гипротисом.\ 3 То же. , 3Разработаны проектным институтом № 2 Минстроя РСФСР. Рис. 9.30. Схемы расположения открыв- ных переплетов 1—8 — механизмы, предназначенные для от- крывания разных групп переплетов крываемых переплетов, обусловленных условиями про- изводства. Составляемая схема механизации открыва- ния переплетов должна, в максимальной степени, обес- печивать однотипность механизмов, в связи с чем лен- точное расположение открывающихся, переплетов по
ttL J I I _ . II II II >. и г—-^— т *) .циииии^ццциц.мф^фг TjvyfM^fcJj, Ц,^У U U ^'УУ У'^NW-W !^U уЩ.и W *ff W I ft ¦ " "'"" ¦'"TTiT"" i...—....й"""".J" '77 ...'\ ¦r.:*'1ir:z."'i!,7!'""¦'¦'" г"т*"**'---""""т'"т;:"т^дт."...'.'" ."¦ .."'il'."_'i\'.. "Т*J"-' у"1'™ шмццу.ииииры.ик о МММ* Щ^Щк А=7 -I эУЫЫЫУ^ЫЫ^ №зЫ& * ВУУЕ А-^мЦ^^ w w "пИк з «-4 MUU|yUMiyt^^.tjj^ MM *с '!У! УУУУУ ^сюпс 'У ^'^ З^'^^^с^Зп » _-—-—-4— -__—г >¦ „ . | ЗУ'УУсУс ж 1Ш в» yujuju ш ВЗ jitjtff ягл уц.ц ц.у| ш * а -Ш0 -6Ш А! -5000 •6000 Рис, 9.31. Механизация ленточного открывания групп оконных переплетов а — однолентОчная группа с общим механизмом открывания; б — двухленточная группа с общим механизмом открывания; в — двухленточная группа с раздельным для каждой ленты механизмом открывания; г — четырехлен- точная группа с общим механизмом открывания; д — четырехленточная группа с двумя механизмами открывания; I jjjг _- привод; 2 — вертикальная тяга; 3 -я горизонтальный вал; 4 — прибор открывания; 5 — переплет
48 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий' Рис. 9.32. Поперечные разрезы по переплетам и механизмам для их открывания а — одинарный одноленточный переплет с рычажным прибором открывания; б—одинарный двухленточный переплет с реечным прибором открывания; в — одинарный четырехленточный переплет с рычажным прибором открывания; г — двойной одноленточный переплет с рычаж- ным прибором открывания; д —' двойной двухленточный переплет с реечным прибором открывания; е — двойной четырехленточный переплет с рычажным прибором открывания; 1 — переплет; 2— рычажный прибор; 2'— реечный прибор; 3 — вал-труба; 4 — кронштейн; 5 — подвеска; 6 — привод; 7 — вертикальная тяга; 7' — вертикальные валы; 8 — междуоконный прибор рис. 9.30,. а предпочтительнее перед смешанным раопо-. ложением по рис. 9.30, б. . N Выбор схемы механизации и типа механизмов оп- ределяется следующими условиями: технологическими требованиями производства (металлургические, хими- ческие, машиностроительные и другие'цехи); темпера- турным режимом помещений; углом открывания пе- реплетов; частотой открывания переплетов; возможно- стью эксплуатации и обслуживания механизмов; типом привода и возможностью уменьшения их количества; экономическими соображениями. ' На рис. 9.31 показаны примеры схем механизации ленточного открывания групп переплетов длиной 4X6= = 24 м, одна лента с одним приводом (рис. 9.31,fl); две ленты, открываемые одним приводом (рис. 9.31, б); две ленты с раздельным открыванием двумя приводами (рис. 9.31,е); четыре ленты, открываемые одним 'приво* дом (рис. 9.3,1,3), и четыре ленты, открываемые двумя приводами раздельно по две ленты (рис. 9.Э1, <Э). Ана- логичные схемы могут быть и для групп переплетов с длиной лент 12, 6 и 4 м. Приведенные схемы не ох- ватывают всех возможных комбинаций, но дают пред- ставления о более рациональном, групповом размещении открывающихся переплетав и механизации их открыва- ния. При применении* '.схем, изображенных на рис. 9.31,6, в, д, необходима лровер'ка механизмов рас- четом. - ¦ На рис. 9.32 показаны поперечные разрезы по пере- плетам и механизмам для открывания: одинарных пе-. реплетов (рис. 9.32,а—е); двойных .переплетов (рис. 9.32,г—е); для одной, двух и четырех лент пере- плетов, открываемых одним приводом, при этом на рис. 9.31,а, в, г и е — с приборами рычажного типа, а на рис. 9.31,6, д —с приборами реечного типа. Механизмы открывания переплетов состоят из при- боров открывания элементов, связанных непосредственно с переплетами; передаточных звеньев (горизонтальных и вертикальных валов и тяг); приводов, приводящих в движение передаточные звенья; кронштейнов для под- шипников передаточных звеньев и рам приводов. Пе- речисленные элементы конструкций механизмов приве- дены на типовых чертежах серии ПР-05-33 и ПР-05-34. На каждый открываемый* переплет устанавливают^ ся два прибора открывания. На рис. 9.33,а и б показа- , ны приборы открывания переплетов рычажного типа соответственно Для одинарного и двойного остекления, а на рис. 9.33,а, г — приборы открывания реечного типа также для одинарного и двойного остекления. На этих рисунках видна не только принципиальная схема конст- рукции приборов, но и необходимые размеры, а также крепления приборов к, переплетам и к передаточному звену механизма (горизонтальному валу-трубе), причем крепление приборов к переплетам показано на болтах, но может быть выполнено и с помощью электросварки. Размеры L и / устанавливаются в каждом частном слу- чае и зависят от размещения переплета по толщине стены здания, Веса приборов открывания с крепежны- ми деталями приведены в табл. 9.15. Конструкция междуоконного прибора для двойного остекления показана на рис. 9.34. Прибор устанавли- , ваегся между двумя остекленными . переплетами и со- единён с ними. На каждый открывающийся (двойной) переплет в торцах его устанавливаются два прибора, 1 закрепляемые в импостах. При открывании внутреннего
Рис.. 9.34. Междуоконный прибор открывания -прибор; 6 —крепление прибора к импосту; / — переплет; - рычаг большой; в — рычаг малый; 4 — рычаг малый ре- гулируемый; 5 — импост Таблица 9.15 , Вес приборов открывания оконных переплетов Тип прибора Вес в кг при одинарном остек- лении 1.2 4,4 двойном остеклении I 4 ; Рис. 9.33. Приборы открывания оконных переплетов а ¦» рычажный прибор открывания для одинарного остекления; б — то же, для двойного остекления; s — реечный прибор от- крывания для одинарного остекления; г — то же, для двойного остекления; /—.переплет; 2 — крепежная скоба; 3 — рычаг; <.-» регулировочная тяга; 5 — шарнир; 6 — реечный прибор; У — роликовая обойма с шестерней; 8 — вал-труба; 9 — шарнир крепления к переплету; 10 — шарнир переплета переплета поворачиваются рычаги прибора, которые в свою очередь открывают наружный (переплет. Вес при- бора 5,65 кг. Передаточными звеньями приборов открывания слу'-1 жат горизонтальные и вертикальные тяги. Горизонталь- ные-тяги (валы) механизмов к рычажным и реечным приборам,' передающие крутящий момент, выполняются из труб ЗвХ4 по ГОСТ 8732—58. С учетом стыков и соединительных фланцев вес 1 пог. м труб равен 3,5 кг. Вертикальные тяги механизмов к приборам рычажного типа следует принимать из стального каната 8—160—1 «по ГОСТ 3065—55. На 1 пог. м по вертикали требуется 2,25 м каната. Вертикальные тяги (валы) механизмов к приборам реечного типа выполняются сплошного сече- ' няя диаметром 22 мм. Вес 1 пог. м тяги равен 3 кг. Для приведения в действие всех передаточных звень- ев механизма устанавливается привод, который может быть моторным с дистанционным управлением и ручным с непосредственным управлением. Выбор типа привода определяется с учетом: возможности и .целесообразно- сти управления приводом; количества открываемых пе- реплетов; частоты открываний; возможности крепления привада;' возможности обслуживания и экономических соображений. В связи с этим рекомендуется: ручные приводы применять во всех случаях, когда количество открываемых переплетов одним приводом не превыша- ет двенадцати, когда доступно управление .приводом и его обслуживание без устройства Дополнительных лест- ниц и площадок, когда переплеты открываются сравни- тельно редко; моторные приводы применять, когда од- ним приводом открывается большое количество пере- плетов, когда подход к приводу малодоступен, когда необходимо частое открывание переплетов.
250 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий по I-} 16 М- ¦15 y*L m /«- Ц—г—Г-—f«=4fl—рЫ / ..J.A А*..——-\ Ю ^mLmibw Р /¦ / / А - / / / р , • V Рис 9.35. Приводы а — ручной винтовой привод; б—"моторный! привод для механизмов с рычажными приборами; в — ручной цепной привод; г — моторный привод для механизмов с реечными приборами; д — узел соединения горизонтального й вертикального валов; / — шкив; 2— щека; 3 — цапфа; 4 — корпус; 5 — рукоятка; б — мотор; 7 — муфта; 8— винтовой привод; 9— редуктор; 10— рама; // — конечный-выключатель; 12— цепная звездочка; 13 — болт М12; 14 — коническая передача; 15 — подшипник; 16 — цепное колесо; 17 — калиброванная цепь; 18 — червяк; 19 — червячное|колесо; 20—горизонтальный вал; 21 — шарнир Гука На рис. 9.35,а показана конструкция ручного винто- вого привода для механизмов с приборами рычажного типа. При вращении винта перемещающаяся по винту гайка своими цапфами поворачивает шкив, который по- средством вертикальных тяг передает вращательное движение валу-трубе, с сидящими на нем рычажными приборами. Вращение винта может быть осуществлено посредством рукоятки при удобном расположении при-. вода. Бели привод расположен высоко, 1вместо рукоятки надевается цепное колесо с.калиброванной цепью, с по- мощью которого вращается винт. Корпус привода мо- жет прикрепляться или к боковой плоскости, или внизу к горизонтальной плоскости. Вес привода 8,7 кг. Кон- струкция моторного привода для механизмов с прибора-., ми рычажного типа показана на рис. ,9135,6. Здесь к описанному ручному приводу посредством червячного
Гл. 9. Переплеты и ворота 251 редуктора и двух соединительных муфт подключен мотор типа АОЛ21-4 N 270 вт п = U400 об/Мин. Для останова .в крайних положениях установлен конечный выключатель типа ВУ-250. Моторный привод может крепиться на любой высоте болтами к боковой плооко- •сти. Общий вес привода 62 кг. Ручной привод для механизма с реечными прибо- рами показан на рис. 9.3б,а. С помощью цепи и цепного колеса приводится во вращение коническая зубчатая передача, вращающая вертикальный вал, который в свою очередь вращает горизонтальные валы, приводя- щие в движение реечные приборы. Привод крепится Рис. 9.36- Кронштейн шля подшипника горизонтально- го вала 1 & импост; 2 — кронштейн; 8 — подшипник; 4 — болт М10 через раму к боковой плоскости. Вес привода 22 • кг. На. рис. 9.35,г показана конструкция моторного привода для механизмов с реечными приборами. Передача дви- жения к реечным приборам от вертикального вала та- кая же, как и у ручного привода. Сам привод состоит яз рам, мотора' типа АОЛ21-4 N 270 вт п = 1400 об/мин, соединительной муфты,. червячного редуктора" и кони- ческой пары зубчатой передачи, которая через верти- кальный вал передает вращение горизонтальному ^валу. Вес привода 62 кг. Узел пересечения вертикального и горизонтального валов механизмов;. открывания пере- плетов с приборами реечного типа показан на рис. 9.35,5. Вес узла—8,3 кг. Применение приводов других типов ((гидравличе- ских, пневматических) не рекомендуется вследствие то- го, что они могут работать только при плюсовой темпе- ратуре, требуют специального оборудования и тщатель- ного ухода при более высокой стоимости самих, ПРИВО- ДОВ. ' г Горизонтальный вал—труба механизма с прибора- ми рычажного или реечного типов -т- укрепляется в под- шипниках с деревянными вкладышами, проваренными в масле'. Подшипники закрепляются на уголковых крон-, штейнах, которые крепятся к импостам переплетов. Кон- струкция такого кронштейна показана на рис. 9.36. Размер L устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от расположения переплета в толщине стены здания и типа переплета (одинарный \или| двой- ной). Вес кронштейнов зависит, от размера L и колеб- лется в пределах 1,5—-2 кг. Кронштейны, собирающие нагрузку от нескольких переплетов, раскрепляются под. . веской. На рис. 9.35, кроме приводов, показана и кон- струкция 1щам с разметкой отверстий для крепления. Крепление рам приводов решается отдельно в каждом юонкретнам случае и может быть осуществлено как к стене здания или его каркасу, так и к специальной раме. Нагрузки от механизмов на каркас здания. На- грузки, передаваемые механизмами открывания пере- плетов на каркасы зданий, слагаются' из ветровой на- грузки на переплёт, веса переплета и веса механизмов. Веса элементов механизмов принимаются по данным, приведенным выше.. Нагрузки от переплетов при интен- сивности ветровой нагрузки на них q кг/м2 и собствен- У по 1-1 Схема нагрузок ,Х1 Р, г Схема нагрузок 1 М Рис. 9.37. Схема нагрузок от механизмов открывания одинарного переплета а =- рычажными приборами; 6 — реечными приборами; / —¦ переплет; 2 — рычажный прибор; 3 — вал-труба; 4 — крон- штейн; 5 •»импост; 6 — рейка; 7 — вал вом весе переплетов g кг/м2 определяются по формулам из табл. 9Л6 при схеме нагрузок для приборов рычаж- ного типа по рис. 9.37,а и для приборов реечного типа по рис. 9.37,6, Таблица 9.16 Нагрузки на один прибор рычажного и реечного типов Нагрузки и и ет gSs, Oa"i рычажного ти- па по рис. 9.37,а Вертикальная нагрузка от веса переплета и ветра Горизонтальная нагрузка от веса переплета и ветра Вертикальная нагрузка от веса переплета . . Горизонтальная нагруз- ка от ветра ........ Момент, изгибающий им- пост переплета Рг Р, Р, М Нагрузки на одинарные и двойные переплеты П032 и П042 с приборами открывания реечного типа по рис. 9.37,6 0.25? —0,25.? l,3i? + 0,75g- 0,2? +0,1^ 0,3? +0,75^ 1.1? 1?+0,7Е^ 'я+s 0,25? + 0,75g- В зависимости от I Требования, предъявляемые механизмами к конст- рукциям зданий и открывающимся переплётам. Приме- нение открывающихся переплетов в промышленных зда- ниях предъявляет к конструкциям каркасов и стен зда- ний ряд требований, учет которых необходим^ для обеспечения нормальных условий работы таких пере- плетов. Эти требования, включающие, вопросы, связан- ные с проектированием, иэготовлением и монтажом
252 Раздел П. Стальные конструкции промышленных зданий конструкций и находящие соответствующее отражение в чертежах переплетав, заключаются в следующем: , ¦ 1) изготовление и монтаж импостов, рам и откры- вающихся .переплетов производить точно с соблюдени- ем жестких допусков, обеспечивающих свободное откры- вание переплетов от руки при отсутствии ветра; 2) располагать открывающиеся переплеты по фа- садам так, чтобы они не совпадали со связями каркаса, подстропильными фермами, тормозными и переходными площадками, кроме того, не закрывались колоннами и (Г 1 Рис. 9.38. Рас- 1Л ' положение от- jr=s^, врывающихся Jl, )'L. переплетов в 2 А\ толщине стены ' |[_ здания Х/у/////\ 1 ~~ переплет; \Vyl/yyii ¦ 2 — импост другими элементами каркаса здания, а также техноло- гическим оборудованием, как, например,'трубами и др.; 3) увязать открывающиеся переплеты.с расположе- нием тфмозных площадок, а переходные площадки увязать, с открывающимися переплетами; Рис. 9.39. Пропуск лариэовталь-нО'ГО вала прибора открывания между стеной- и колонной или в теле колонны а — если стена" не примыкает к колоннам каркаса; б — если стена примыкает к колонне каркаса (одинарный переплет); в—-то же, при двойном переплете; / — стена; 2-^колонны; 3 — зазор между стеной и колонной 4). размещать открывающиеся переплеты в толщине стены здания так, чтобы указанный на рис. 9.38 раз- мер /от внутренней грани стены здания был /< 100 мм у одинарных переплетов и- /<120 мм у двойных пере- плетов; 5) ' принимать зазоры между колоннами и стенами здания не менее 150 мм (рис. 9.39,а), а при примыкании сплошных колонн . непосредственно к стенам зданий предусматривать соответствующие отверстия (рис. . 9.39,6 и в) из-за необходимости пропуска горизонтальных валов (тяг) механизмов открывания переплетов; 6) размещать открывающиеся переплеты так, чтобы обеспечить возможность и удобство обслуживания .ме- ханизмов открывания; 7) предусмотреть необходимые отверстия, в местах крепления приборов открывания к профилю переплета р и кронштейнов для подшипников к импостам; 8) предусматривать в проекте организации работ по возведению 'здания и монтаж механизмов .открыва- ния переплетов; 91) размещать открывающиеся переплеты так, чтобы при составлении схем механизации открывания было не более одноюо-двух типов механизмов одной и той же конструкции для каждого из (остеклений (двойного » одинарного). Б, МЕХАНИЗМЫ ОТКРЫВАНИЯ ФОНАРНЫХ ПЕРЕПЛЕТОВ Типовые механизмы. Существующие типовые меха^ низмы, (серия ПР-05-01) с приборами рычажного типа и углом открывания 30° разработаны ГГТИ Сантех- монтаж. Механизмы с приборами рычажного типа' и> углО(М открывания до 70° разработаны ГПИ Гипротис (серия ПР-05-35). Механизмы с приборами реечного- типа и возможным углом открывания до 80° разрабо- таны институтам Провктстальконструкция применитель- но к переплетам по ГОСТ 7920—56 (серия ПР-05-31).. Ниже приводятся данные' об указанных механизмах. •Рис. 9.40. Схема открывания фонарных переплетов а — рычажными приборами; б — реечными приборами; / —«¦ переплет; 2 — окаймляющий элемент; 3« труба-тяга; 4 — привод; 5 — кронштейн; 6 — прибор;. 7 — вал-труба; 8 — рееч- ный прибор Схемы механизации и состав механизмов. Открыва- ние фонарных переплетов должно предусматриваться;, как правило, ленточным с четным числом открываемых • переплетов размером кратным 6 м; длина открываемой' ленты может «олебаться в пределах от ; 12 до 96 м. На каждый переплет длиной 6 л устанавливаются 2* прибора, причем пршжщ механизма устанавливается посередине открываемой ленты переплетов. На рис. 9.40,а показана схема механизации открыва- ния переплетов с рычажными приборами; для каждой ленты переплетов, расположенных по вертикали, имеет- ся свой привод. На рис. 9.40,6 показана схема меха- низации открывания переплетов с реечными приборами. Конструкция данного механизма позволяет использо- вать один привод как для одной ленты, так и для двух лент переплетов - по вертикали. Схема механизации' открывания переплетав с механизмами, предусмотрен- ными в типовых чертежах серии ПР-05-35, аналогич- на изображенной на рис. 9.40,6, Механизмы открывания фонарных переплетов' со- стоят из приборов открывания, горизонтальных тяг (валов), приводов механизмов и кронштейнов с под- шипниками для тяг (валов) и рам приводов. Механизм с рычажным прибором (серия ПР-05-01} для открывания фонарных переплетов показан на рис. 9:41,а. Прибор состоит из двух (большого и мало- го) рычагов; один конец большого* рычага соедине» с тягой-трубой, а -второй его конец — с переплетом фо-
Гл. 9: Переплеты и ворога 253 иаря^ малый рычаг одним концом' шарнярно соединен ¦с большим рычагом, а |Вторым — е кронштейном. Раз- мер прибора меняется в зависимости от'высоты откры: ваемого переплета. Горизонтальные тяги, соединяющие ¦все прибобры, согласно схеме открывания, из трубы ' 0 Г'/г" (ГОСТ 3262—55) с длиной отрезков по 3 ж, соединенных между собой сваркой посредством муфты. Вес трубы с соединительными муфтами — 4 кг/ж. Таблица 9,17 Вес рычажного механизма для открывания фонарных переплетов •Рис. 9.41. Рычажный прибор с моторным приводом для открывания фонарных переплетов л — прибор; б — моторный привод; / — рычажной прибор; 2 — труба-тяга; 3— кронштейн; 4 и 4' — подвески; 5 — роликовая рпора трубы-тяги; 6 — переплет; 7 — мотор типа А-41-6; * — 1 кет; 8 — приводной редуктор МП-0100; 9 — винты; 1В — рама привода; И — рама фонаря На рис. 9.41,6 показан моторный привад этого ме- ханизма с винтами, при"вращении которых происходит поступательное движение тяг-труб ..(симметрично рас- положенных по обе стороны от редуктора привода), приводящих в движение приборы, открывающие пере- плеты. Кронштейн для опоры тяги и шарнира малого рычага выполняется, из уголка с подвеской. Подшилни- . «ом для тяга служат 4 конических ролика, попарно надетые «а оси (рис. 9.41,а); рама привода выполняет- ся из уголков (рис. 9.41,6). Весовые показатели рычаж- ного механизма приведены в табл. 9.17. Механизм с реечным прибором феерия ПР-05-31) 'для . открывания фонарных переплетов показан- на рис 9.42,а. Прибор состоит «зрейки, шарнярно прикреп- ленной к переплету, и шестеренки с роликовой обоймой, закрепленной на валу-трубе, опирающейся «а крон-' штейн. Изогнутая форма реек принята с целью умень- шения пространства, занимаемого ими, и обеспечения Элементы механизма Рычажный прибор с кронштей- ном и тягами из трубы длиной Привод механизма с рамой . . . Количество штук ¦1 ' Вес в кг 25 212 Рис. 9.42.. Реечный прибор с моторным приводом 'Для открывания фонарных переплетов а — прибор; б.— моторный привод; / — вал-труба; 2 — обойма; 3 — шестерня; 4 — рейка; 5 — кронштейн; б — переплет; 7 — ра- ма; 8 — электродвигатель А51-6; 2,8 кет; 950 об/мин; 9' — муфта; 10 — червячный редуктор; 11 — конечный выключатель ВУ-250; 12—вал; 13 — зубчатое колесо; 14 — уголки для крепления ра- мы; 15 — болт М16 ( ' . ¦ ¦ ' ' V возможности близкого подхода к остеклению для его обслуживания; рейки могут быть и прямыми, если при- способления для обслуживания остеклений отсутствуют. Горизонтальные валы приняты из труб 0 60 мм, с о =4, 8, 12 мм (ГОСТ 8732—58); толщина труб зависит от длины открываемой.ленты; так, при длине ленты (от оси механизма в одну сторону) ./=48 м толщина труб 8 = 12 мм; при /=36 ж & ==8 жж; при /=18 ж 6 =4 мм.
256 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Д ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ Механизмы открывания, переплетов вследствие осо- бых условий работы нуждаются в. постоянном обслужи- г вании. Обслуживание должно заключаться в периоди- ческом; оюмотре, ..профилактическом ремонте, амазке и т. д.. Осмотру должны подвергаться, помимо приво&ов валов (тяг) и приборов, также шарниры переплетов и сами переплеты с проверкой их свободного открыва- ния от руки;. осмотр должен производиться периодиче- ски . не реже одного раза в месяц. Для сохранения надежной, работы механизмы не должны находиться продолжительное время в одном и том же положении (открытом или закрытом); механизмы должны, вклю- чаться в работу не реже двух раз в неделю. ' : 9.3. ВОРОТА А. ГАБАРИТЫ ПРОЕМОВ Габариты проемов зависят от раз!меров изготовляе- мой на данном ^предприятии продукции, габаритов тех- , нологического оборудования и подвижного состава транспорта. . В настоящее время типизированы только габариты проемов:для пропуска одной колонны автомобильного транспорта В = Н=& м и одного железнодорожного пу- ти В—4,7 м, '.#=5,6. м, где В и Я—соответственно ши- ') рина и высота проема. Во всех остальных конкретных случаях размеры лроемюв' решаются самостоятельно при проектировании здания. Б, ТРЕБОВАНИЯ К ВОРОТАМ К воротам и их механизмам предъявляются, требо- вания, определяемые их назначением и эксплуатацион- ными условиями: , 1) ворота должны обеспечивать плотное закрывание проема и сохранение предусмотренного проектам 'темпе- ратурного режима данного' здания; 2). каркас и механические узлы ворот должны быть, ,'¦. достаточно жесткими и не допускать перекоса пря> экс- плуатации как из плоскости ворот, так и в плоскости их; 3) конструкция ворот должна быть возможно лег- кой; 4) ворота и механизмы к ним должны иметь воз- •можно меньшие габариты, что особенно важно при рас- положении ворот внутри здания; 5) конструкция ворот и механизмов должна обес- печивать свободный доступ ко всем частям их; 6) А ответственные узлы механизмов должны быть защищены от попадания в них ныли, копоти, воды « т. п.; .'.¦.¦.¦'..' •.,,• '•"'• 7) конструкция ворот и направляющих (верхних или нижних) не должна допускать защемлений или, заеданий; , 8) моторные механизмы для открывания ворот должны обязательно иметь дублирующие ручные меха- низмы; . . 9). внешний (фасадный) вид ворот должен соответ-; \ ствовать оформлению фасада данного здания; 10) в воротах должны быть предусмотрены калитки. В, ТИПЫ ВОРОТ Схемы. На рис. 9.46 приводятся схемы, различных Филов ворот.'.-' Ворота раздвижного типа одностворчатые, двух- створчатые и многостворчатые показаны на рис.: 9.46,а,-а', а".'Стрелками указаны направления, от- крывания створок. В многастворчатых воротах число створок может быть больше изображенных на рисунке, причем механизм передвижения может быть установлен один на несколько створок, что определяется.силами сцепления. Раздвижные ворота показаны с опиранием их внизу на рельс,,но они (могут быть и с опиранием вверху (подвесными), прячем высоту подвесных ворот рекомендуется, принимать не более 8л. На рисГ 9.46,6 изображены многостворчатые ворота закатного типа с опиранием внизу.. Размещение таких ворот внутрицеховое. Открывание происходит от середи- ны в разные стороны, но может быть я в одну сторону. Закатывание происходит по криволинейному рельсу. Рекомендуемая высота до 18 м и ширина створки не. более 4 м. На рис. 9.46,s показаны складывающиеся ворота. Складывание ;таких ворот может быть в одну, и две стороны;, размещение их, как правило,, внутрицеховое. Ворота могут быть самодвижущимися, когда '(механизм передвижения устанавливается на первой ведущей створке ,(при недостаточном сцепном весе створка до- гружается балластом), или закрываться (раскрываться) посредством тяговой лебедки. Рекомендуемая высота до Ш м, а ширина створки до 2,2 .ж. ... На рис.. 9.46,3 показаны распашные ворота; откры- вание может быть'внутрь и-наружу здания; закрепление шарнирное — на обвязке проема. В силу неблагоприят- ной работы такого каркаса, а также небезопасибсти в работе при механизированном открывании ворота могут быть применены для проемов габаритом не более 5x6 м. На рис. 9.46,3 показаны ворота шторного типа, у которых полотно, состоящее из шарнирнр 'связанных между собой по' горизонтали профилированных полос •стали; наматывается вверху на барабан. По бокам по- лотно натягивается при помощи роликов или ползунков в специальных направляющих. Ворота шторного типа могут быть применены для проемов габаритом не бо- лее фХб м. Таблица 9^20 Рекомендуемые типы ворот в зависимости от размеров проемов ТшфюротЦ К Раздвижные: одностворчатые .... двухстворчатые .... многостворчатые . . •, Закатные многостворча- тые ...... ..... Складывающиеся многог створчатые . . .... . . . Распашные двухствор,- чатые ... Шторные однополотные . Подъемные однополот- ные ...-. Подъемно-поворотные однопролетные*... . . . 1 Примечай и е. Ре ' При размерах проемов в - coco XX СО.Ю Н' о о ч . : ¦ + + — _ ~ . \ '¦ + , + + коменд> о to v 1Л-ч н о о ч 4- :н- ¦ — Ч- = ' ¦ 4- ' , ¦ _ •¦ + -¦ ""' ою . XX «w о ч . — + + + ..+ — ¦ ! " » _ емые типы отме< ю?3 XX О)<0 О ч —, . — + .,+ ' + — —:' 1ены зна м 1 и Й ¦¦ К*0 . С-Ен .— + — ¦ ¦ —, \ : _ ком +•'
Гл. 9. Цереплеты и ворота ' 257 ¦:¦¦¦¦¦ е) ¦*-' ^и*) Рис. 9.46. Типы ворот а, а' и а" —раздвижные соответственно одностворчатые, двух- створчатые и многостворчатые; б — закатные; в — складываю- щиеся; г —распашные; д — шторного типа; е—подъемные; ж -/подъемно-поворотные; 1 — полотно ворот (створка); 2 — ве- дущий каток; 3 — ведомый каток; 4 —' направляющий ролик; • 5 — верхние направляющие; 6 — опорный рельс; 7 — механизм передвижения; 8 — опорная тележка; 9 — опорный поворотный.. шарнир; 10 — поворотный шарнир; И — механизм подъёма; 12 — барабан;. 13 — блок; 14 — контргруз; 15 — механизм подъ- ема; 16 — направляющие На рис. 9.46,е показаны подъемные ворота1, около 80% веса, таких ворот уравновешивается противовесами. Подъем может осуществляться лебедкой или-другими, механизмами. Ролики ходят: в специальных направляю- щих. Рекомендуемые габариты ., проемов не более 8X8 м. На рис. 9.46,яе 'изображены подъемно-поворотные ворота, имеющие специальные кривые направляющие. Подъем происходит посредством 'специального барабан- ного механизма. Выбор типа. Наиболее; простыми и надежными в экс- плуатации являются ворота раздвижного типа для лю- бых габаритов проемов. Для малогабаритных проемов могут применяться ворота и распашного типа при малой скорости их открывания. Выбор того или иного1 типа, ворот зависит от размеров воротного проема, необходи- мого пространства для размещения ворот, скорости от- крывания, производственных условий данного цеха и температурного режима, атмосферных условий данной местности, условий изготовления, интенсивности работы ворот.: В зависимости от размеров проемов рекомендуе- мые типы ворот приведены в табл. 9.20. В, настоящее время имеются типовые проекты распашных и раздвиж- ных ворот серий ПР-05-0.5; ЛР-05-06 и ПР-05-07, Г. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ Ориентировочный вес. Ориентировочно вес ворот можно определять по данным, табл. .9.21, в которой приведены 'весовые показатели• для различных типов . ворот .на/1 ж2 перекрываемого,ими проема, . ' 17—915 ОМ- Таблица 9.21 Весовые показатели ворот различных типов Тип ворот Вес ворот на 1 м? проема в кг утепленных 111 > Я V <ц"'М су SU4 *? а та о ЕГ" и- О) К О) Р и «< неутепленных tf ¦ Si я а m о* н та X 0J И а> CJ 3" Ь* 1) SOJ Ю ЕВ e=t Раздвижные . , . Закатные .... Складывающиеся . Распашные . . . . Шторные . . . , . Подъемные . . . Подъемно -пово- ротные ;.'.'.. 100 100 90 - 75 65 V70 45- 55 40 30 35 , 35 12 12 12 12 12 15 65 , 75 70 70 75 55 .40 50 35 30 . 55 80 50 30 12 12 12 12 15 Ю 15 Примечания; 1. Таблица составлена по данным средних весов существующих ворот различных сооружений.' 2. Для неутепленных (холодных) ворот принята обшивка из волнистой стали, для-утепленных — деревянная обшивка, а в ка- честве утёплителя^-маты из стекловолокна. 3. Направляющие и рельсы (монорельсы) в подсчет не вклю- чены. -"
258 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий Нагрузки от ворот на каркас здания, фундамент и стены. Ветровая нагрузка принимается ...'по.' площади створки ворот ('или полотна ворот),, нагрузка собствен- ного веса ворот определяется по данным,.приведенным в /табл. 9.21. Места /приложения/нагрузок ^устанавлива- ются в зависимости от типа ворот (рис.. 9.47). В подвес- ных воротах нагрузки .передаются, на монорельс. ¦Для рь1ц на каждый ) t,, \.рв/гшкат- ¦- щ—\ .]№("ролик рь(гна каж- дый каток Р6 на каток или ролик ~q Равномерное — вдавление на ¦^каждую сторону- Рис. 9.47. Схема нагрузок на ворота (pg -^ вес створ- ки; рв—ветровая нагрузка) а — раздвижные; б —закатные; в —складывающиеся; г,— рас; пашные; д — шторные 3подъемных и иодъемно-иоворбтных ворот нагрузки сле- ¦дует определять в; казадом отдельном случае, так как они могут значительно меняться в зависимости от про- тивовесов. ¦ ., ¦¦¦"''". " • Расчет. Каркас ворот рассчитывают на прочность и устойчивость,1 а механизм' для открывания ворот —на . прочность и требуемую мощность. Расчетными нагруз- ками являются: ветровая .нагрузка, собственный вес,,си- лы сопротивления' перемещению от, веса/и ветра, инер^ ..циояныенагрузки (учитываемые для. ворот высотой ' свыше в м) и нагрузки от,уклона пути-(только для раз- движных, закатных и складывающихся ворот). / Ветровые нагрузки для расчета ворот принимаются в ..процентном отношении к расчетным ветровым нагруз-.. кам на здание;, при этом процент ветровой нагрузки, принимаемый для расчета ворот,.^различен для расчета каркаса и механизмов и не одинаков для ворот./различ- ных типов. Величины ветровых нагрузок приведены в табл. 9.22. .'• . :/ : Расчетные сопротивления материала каркаса ворот принимаются как и для основного каркаса /по дейст- вующим нормам. Предельную тибкость элементов кар- каса ворот рекомендуется принимать по табл. 9.23. .При расчете ворот скорости открывания их в об- щем случае'принимаются в пределах 3—6 м в минуту, но могут корректироваться особыми/условиями, данно- го здания, отовариваемыми в задании на проектирова- ние. ; ¦ .-_ ¦ .¦¦ ¦ •..:;.-• i/LU-^il Запас сцепного веса (сил сцепления катков с рель- сом)/ самодвижущихся ворот, следует принимать, в пре- делах 1,5—2. При расчете механизма уклон пути следу- ет принимать до 0,002. ':;¦''¦:.•¦ Таблица 9.22 Ветровые нагрузки на f .:."'."'. Тип/ворот : Раздвижные! •"¦•' • . 'Закатные -.•¦¦¦. . . ,. Складывающиеся / , Распашные . , . . . , Шторные! -;'¦¦.-. . . . . Подъемные .... Подъемно-поворот- ные ..... . ворота Ветровые нагрузки в % от ветровой нагрузки на здание для /ворот ВЫСОТОЙ В. JK 3^-6 6^-10 ¦¦-¦'" 80 ; f 80 90 90" 90 80 90 85 85 95 . '. —- , : ' —. 90 : юб 10—15 90 / 90 100 ¦ __.- . — ¦ ; -~'¦ свыше 15 100 100 _^./, . " : .._i.. — механизмов на НОСТЬ . '.. 80 / 80 /90 .100 100 , 80 90 МОЩ- НОСТЬ 60 " 60 ,80 80 90 60 ,80 Таблица 9.23 Предельные гибкости элементов каркаса ворот Наименование конструкций Допустимая гибкость Для основных /сжатых эле- ментов .... .... . . г //;: . Для1 вспомогательных сжа- тых элементов ;'.'. . . ,,-..'. Для всех растянутых /эле- ментов '. . ;¦;•/.' jv. .;';;¦". >' ,. , 150—200 200—250 350 ; Примечание В зависимости от высоты То же / Предельные прогибы изгибаемых элементов 1/350 ^-1/400. ДЕКОНСТРУКЦИЙ ВОРОТ В состав 'Конструкций для ворот всех типов входят: металлический каркас, обшивка и , утепление,.!1 уплотне- ние ¦зазоров между .воротами и проемом, опорные кат- ки, направляющие ролики, опорно-поворотные шарни- ры, механизмы ' открывания (с приводом (ручным, или моторным), конечные выключатели, (Троллеи/и 'Токо- съемники или токопбдводящйе' кабели,;'' электроаппара- тура управления 'воротами, направляющие ворот, опор- ные'рельсы (или монорельсы). ,: Рис. 9.48. Каркас.ворот ¦раздвижных; б — закатных; в — распашных; г — подъемных; -¦подъемно-поворотных; / — несущие элементы; 2—гори: зонтальные связи; 3 — раскосы; 4 — обвязки Конструкция каркаса ворот состоит из.основных не- сущих элементов и /связей. Несущие элементы воспри- нимают все нагрузки,и передают их ка'ркасу здания или, фундаментам, а горизонтальные связи .воспринимают только ветровую .нагрузку; Неизменяемость и жест-
Гл. 91 Переплет и ворога 259 кость "конструкции /ворот-в их; плоскости осуществляет^ ся раскосами связей. Наиболее рациональные решения схем каркасов ворот показаны на рис. 9.48. '¦:' Для неотапливаемых зданий- ворота применяются неутепленными (рис. 9.49,,а/б), а для отапливаемых зданий—-утепленными: (рис. 9,49,-'ё,й). Здесь даны ва- Рис, 9.49. Обшивка ворот о— неутепленных ворот с. обшивкой из волнистых алюми- ниевых листов; б —то же, с обшивкой из досок; в — утеп- ленных ворот с обшивкой из волнистых,! алюминиевых ли-1 стов;.2мТО же, с обшивкой из досок; i — волнистые алю- миниевые листы; 2—полосовая, сталь; 3 — обшивка из' до- ¦ сок; 4 — утеплитель; маты из стеклянного волокна; б,— кро-v <: вельная сталь \ , рианты конструкций обшивки из волнистых алюминие- вых, листов (рис. 9.49, а,в) и из,; досок (рис. 9.49, б,г). \ Каркасы ворот на рис!'9.49! условно показаны из прокатных уголков. ¦ / ! Деревянная обшивка ворот может предусматри- , ваться только в случаях, допускаемых противопожар- ными требованиями. В качестве утеплителя применяют,; ;, ся маты из стеклянного волокна .(по ГОСТ 2245—43)' толщиной слоя в: среднем 40 мм. ., . , , Уплотнение, (закрытия щелей между рорртам.и и строительными конструкциями), .может быть: лабиринт-. мое, подушечное, листозащитное и др. На рис. 9.50,а показано лабиринтное уплотнение' для, ;.закрывания.зазо- ров раздвижных, закатных,'складывающихся и подъем- ных ворот, Материалом для лабиринтного уплотнения служит полосовая сталь толщиной до 3—6 мм, резина или капроновая лента. На. рис. 9.50, б показан вариант подушечного уплотнения: для ворот тех же типов, Ма- териалом-для уплотнения.может, служить резина тол- щиной 6-^8 мм »или капроновая лента толщиной А—8 мм. На рис. 9.50,в показан вариант лабиринтного уплотнения для распашных ворот, а на рис. '9.50, г уп- лотнение для распашных лорот с применением .специ- альных стальных полосовых, пружинных лент, толщи^ /ной 2 жж,'/ Варианты нижних уплотнений щелей между полом \._ и воротами показаны; на рис. 9.50, д — лабиринтного типа со стальной или резиновой, полосой или капроно- вой лентой для раздвижных ворот; на рис.: 9.50, е-— за- щитного: типа с применением щёток из конского; волоса или жестких капроновых' нитей для всех, ворот и Щ \ рис 9.50/ж —¦ защитного типа для всех. Ворот с при- менением. резиновых или брезентовых лент: Варианты верхнего уплотнения между воротами и верхом конст- рукций показаны: на рис. 9.50,з—*к-^-защитного типа; 17* :" на рис::•¦9.50,л — лабиринтного типа. Для верхнего уп- лотнения применяются такие же материалы, что /и для нижнего уплотнения." Для освещения помещения у торцов здания, где обычно располагаются ворота, часть ворот" Может быть остеклена. Остекление рекомендуется принимать до 7з, высоты ворот; остекление должно увязываться с об- щим рисунком фасада; Переплеты остекления выпол- няются из обычного типового профиля для переплетов по ТОСТ 7511—5.8.,, Рекомендуется применять стандарт- ные переплеты: для .оконных, проемов, В. случае труд- ности сочетания стандартных размеров, переплетов с за- данными размерами ворот могут быть применены инди- видуальные решения! На рис\ 9,5.1, показана, схема ос- текления и узлы примыкания стекол к 'конструкций во- * рот при индивидуальном^ решении. : Для раздвижных, закатных и складывающихся во- рот с ездой понизу устанавливается подворотный рельс. Для ворот высотой; до 10"чи:принимается рельс узкой колеи Р-24, для ворот высотой более 10 м— рельс ши- Проеп г ЕЯЭ з Рис. 9.50. Варианты уплотнения щелей и ваэоров 'в воротах а — лабиринтное для различных случаев1 положения .створок раздвижных, закатных, складывающихся и подъемных во-. : рот; б -± подушечное для различных случаев положения створок тех же типов ворот; в — лабиринтное для распаш- ных ворот; г'— листозащитное для распашных, ворот; д— лабиринтное низа ворот; е — уплотнение низа ворот с при- менением щеток; ж —то же, с применением резино- вых или брезентовых лент; з, и, л — варианты защитного уплотнения верха .^ворот; к—.лабиринтное уплотнение, верха :.',' ,..','¦ ¦ ворот:..'".,., ..-.'¦ рокой колеи Р-43. На рис.: 9.52, а показан вариант ус- тановки рельса на упругом 'основании: из антиеаптиро^ ванного креозотом дубового сплошного:, продольного бруса по цементной подливке, а'/ на рис. 9.52, б -— на жестком оснований со шпалами из Прокатных двутав- ров : или швеллеров.; Пренм^щёбтвами первого вари'ая-
260 Раздел II. Стальные конструкции промышленных зданий та являются мягкость и бесшумность хода, простота рихтовки и.смены рельсов. ^ . ¦ 'Для ворот с ездой поверху вместо опорного рельса служит монорельс из прокатного ABVTaBpa. а) ! l Z Z Z j I Л/ Л Рис. 9.51. Остекление ворот и узлы крепления стекол а — схема остекления; б — примыкание стекла к верху; в — то же, к низу; г — вертикальный стык стекла; б—горизон- тальный стык стекла; / — рубероидная или резиновая про- кладка Допуск на установку рельса следует принимать: по высоте — местный на участке длиной до 5 м +3 мм и общий на всю длину + 5 мм. Отклонение от ,продоль- ной оси— местное на участке'длиной до ,5м ±3 мм и общее + 5 мм; несовпадение продольных осей рельса с направляющими в вертикальной плоскости ±. 10 мм. Рис. 9.52. Опорный рельс ворот а — на упругом основании; б — на жестком основании; / —прокладки; . 2—„дубовый брус; 3 — Костыль d=12 мм; 4 — окантовочный швеллер; 5 — цементная подливка; 6 — асфальт; 7 — железобетонное основание; 8 — шпала из двутавра. № 12—14 ; Конструкция направляющих для ворот выполняет- ся различно в зависимости от типа ворот. На рис. 9.53 показаны наиболее часто встречающиеся конструкции, в том числе: из швеллеров, для направляющих роликов с малой высотой и наибольшей осадкой надворотных конструкций (рис. 9-53, а); из двутавров!: для направ- ляющих роликов большой высоты, причем номера швеллеров и двутавров зависят от размеров створок ворот и шага крепления направляющих (рис. 9.53, б) — обе эти конструкции применяются для раздвижных, за- катных и складывающихся ворот; нижние направляю- щие из. швеллеров № 12—14 при подвесных воротах (рис. 9.53, в) и направляющие для подъемных и подъ- емно-поворотных ворот (рис. 9.53,г). Рис. 9.53. Направляющие для ворот а и б —для раздвижных, закатных и складывающихся ворот, выполняемые из прокатных профилей (швеллеров и двутавров); в —для подвесных ворот; г— для. подъ- емных и подъемно-поворотных ворот, выполняемые из - прокатных швеллеров; / — проем ворот Е. МАТЕРИАЛЫ КАРКАСА ВОРОТ И МЕХАНИЗМОВ Для облегчения веса вйрот и связанных с ними над-' воротных» конструкций или фундаментов, а также, для уменьшения расхода энергии при открывании и закры- вании в металлоконструкциях ворот следует применять облегченные, профили из стали марки Ст. 3, низколеги- рованных сталей и из алюминиевых сплавов. Целесооб- разно применение специальных штампованных и гнутых профилей как стальных, так.и из алюминиевых спла- вов,, обеспечивающих простейшие способы крепления обшивки утеплителя и уплотнения, а также закрепления шарниров и осей1. . \В: настоящее время каркасы ворот выполняются из ирокатного сортамента различных профилей стали м.арки Ст. 3 и низкойегиршанных сталей. В табл. 9.24 приведены рекомендуемые профили Прокатного сорта- мента, для изготовления элементов конструкции ворот различного типа. Та б ли ца 9.24 Рекомендуемые профили для конструкций ворот Тип ворот Раздвижные Закатные Складываю- щиеся Распашные Шторные Подъемные Подъемно-по- воротные Для элементов конструкций ворот несущего каркаса Из двутавра Из швеллера ,или двутавра Из швеллера Из трубы или уголка Из трубы Из швеллера или уголка То же горизонталь- ных связей Из,швеллера или уголка То же » f Из, уголка раскосов Из угол- ка То же » Из угол- ка или полосы обвязки Из угол- ка — Полотно из прессованной стали из швеллера или уголка То же Из угол- ка То же — — ч Для деталей лривода направляющих роликов и других механических узлов применяются материалы со- гласно техническим требованиям, принятым для обще- го машиностроения, '' Такие профили находятся сейчас в стадии разработки»
Гл. 9. Переплеты и ворота 261 Ж. ИЗГОТОВЛЕНИЕ К-точности изготовления конструкций ворот предъ- являются повышенные требования, без которых не мо- жет обеспечиваться нормальная работа ворот при эк- сплуатации. Металлоконструкции ворот выполняются, .как правило, сварными. Сварку конструкции необходи- мо вести в специальном кондукторе с обеспечением, не- обходимых допусков, величины которых приведены в табл. 9.25. Механизмы для открывания ворот изготав- ливаются по 3—4-му классам точности допусков общего Машиностроения, а петли и шарниры — по 4—-5-му клас- сам. '¦ ! ! ¦¦ i 1 ' . Таблица 9.25 ¦ й Допускаемые отклонения от размеров " ". створок ворот Размер створок ворот (ширина-, х X высота) в м 1,5X3 3X3 ' 2,5X6 4,7x5,6 ' . 4X8 , 8X8 5X12 10X12 15x25 '¦¦.' / 30X30 Допускаемые отклонения в мм . по ширине +0 —2 ';±з\ ±2° +о —4 +0 —8 +0 5 +° ^ ±г -±?о Ч.+?8 по высоте +° —2 .+¦0 ¦ —4 ¦ ' .- +0 '., —5- +0 ' ¦' —8 +0 —15 • на ромбичиость ±2 ±3 . ±3 ±4 , ±5 ±6 ±6 , ±8. ±12 . . ±20 Примечание. Для промежуточных размеров створок ворот допускаемые отклонения определяются по линейной ин- терполяции. 3. УПРАВЛЕНИЕ Управление воротами может быть ручное—: непо- средственно вручную или- ручным, приводом; кнопоч- ное—-моторным приводом непосредственно у ворот;) ди- станционное —• с определенного диспетчерского пункта; автоматическое-—при приближении (удалении) желез- нодорожных составов. Выбор того или иного способа управления зависит от количества ворот, имеющихся в данном здании, интенсивности работы ворот, необходи- мости соблюдения температурных режимов в здании, степени автоматизации производственных процессов в цехе и системы энергопитания. ' И. ТРЕБОВАНИЯ к СТРОИТЕЛЬНОЙ части здания Для нормальной работы ворот необходимо выполне- ние определенных требований, которые должны преду- сматриваться в проектах, и соблюдаться при монтаже конструкций и стен зданий: .¦.-.' I) правильность геометрических форм, и'размеров проема-для ворот, в зависимости от величины проема, допускаемые отклонения от правильности /геометричес- , . кой формы проема и отклонения от основных размеров даны в табл. 9.26; ¦ 2) прогиб надворотной балки или фермы допуска-1 ется не более'/moo пролета; 3) окантовочные конструкции (металлические," строительные)' должны иметь гладкую поверхность, не иметь выступов, и .допускать возможность приварки эле- ментов, для уплотнения щелей между полотном ворот и проемом; 4) для установки механизмов должны быть пре- дусмотрены рамы, а для* обслуживания механизмов — соответствующие лестницы и площадки; 5) при опирании ворот внизу 'на рельс должен быть предусмотрен фундамент, не допускающий осадки рель- са; '.¦¦'''. 6) в конструкции пола у проема ворот должен быть обеспечен водоотвод от опорного рельса ворот или ниж- них направляющих; 7) при наружном расположении ворот над ворота- ми1 должен быть защитный козырек от атмосферных ; осадков. Таблица 9:26 Допускаемые отклонения от размеров проёмов для ворот Размеры про- ема (ширина х X высота)'в м 3X3 - ,4,7X5,6 8x8 10X12 Более 10X12, до 30x30 Значения допускаемых отклонений от вертикали боковых стоек проема (угол отклонения) 0°20' 0°25' 0°25' 0°30' 0°30' от горизонтали надворйтных балок или ферм в мм ±5 ±6 ±8' ¦±10 , ±12 V На 1 пог. м по шири- не прое- ма в мм ±1,5 ±1,5 +1,5 ±1 —0,5 по высо- те прое- ма в мм ±1.5 ±1,5 +1.5 —1 / +20.5 ±1
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПЕРЕЧЕНЬ ТИПОВЫХ ПРОЕКТОВ К РАЗДЕЛУ II № |п/п Название ' № типового проекта 10 11 Стальные подкрановые балки пролетом 6 и 12 м под мостовые краны грузоподъемностью от 5 до 75 т (разре зные — выпуск 1и неразрезные — выпуск 2) Стальные колонны промышлен- ных зданий с 'кранами грузо- подъемностью до 250 т Облегченные стальные конст- рукции ферм для покрытий про- мышленных зданий с рулонной кровлей пролетами 24, 30 и 36 ж (стропильные и подстропильные фермы) Аэрационные фонари с меха- низмом для открывания Стальные унифицированные све тоазрационные фонари Переплеты стальные для фона- рей промышленных зданий Переплеты стальные для окон промышленных зданий Механизмы открывания пере- плетов окон промышленных зда- ний: реечного типа , рычажного „ Механизмы открывания пере- плетов светоаэрационгых фонарей Механизмы с механическим и ручным приводом для открыва- ния фрамуг фонарей промышлен- ных зданий Ворота распашные двустворча- тые с автоматическим открыва- нием и воздушными завесами (строительная часть}: размером 4,7X5,6 м для же- лезнодорож ного транспорта размером 4X4,2 м для авто- мобильного транспорта размером 4x3 м для автомо- бильного транспорта размером 3X3 м для авто- мобильного транспорта КЭ-01-24 КЭ-01-43 ПК-01-32 ПК-01-36 ПК-01-68 и ПК-01-93 ПР-05-31 ПР-05-32 ПР-05-33 ПР-05-34 ПР-05-35 ПР-05-01 ПР-05-05.1 ПР-05-05.2 ПР-05-05.3 ПР-05-05.4 Продолжение № п/п 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Название Ворота распашные размером 3X3,6 м, двустворчатые для ав- томобильного транспорта (стро- ительная часть) . Ворота раздвижные двухполот- иые (строительная часть): размером 4,7X5,6 м для же- лезнодорожного транспорта размером 4X4,2 м для авто- мобильного транспорта размером 4x3 м для автомо- бильного транспорта размером 3x3 м для автомо- бильного транспорта Ворота раздвижные размером 4,7X5,6 м, однополотпые с авто- матическим открыванием и воз- душными' завесами для железно- дорожного транспорта (строитель- ная часть) Ворота раздвижные одиополот- ные для автомобильного тран- спорта (строительная часть): размером 4X4,2 м 4X3 „ зхз „ Механизм для открывания рас- пашных ворот шириной 4,7; 4 и 3 л Механизм для открывания од- нополотных раздвижных ворот Механизм для бткрывания двух- полотных раздвижных ворот Воздушные/завесы для распаш- ных и раздвижных ворот с авто- матическим открыванием (различ- ных размеров) Электрическая часть для распашных ворот: железнодорожного транспорта автомобильного „ Электрическая часть для раз- движных ворот: железнодорожного транспорта автомобильного „ № типового проекта/ ПР-05-05.5 , ПР-05-06.1 ПР-05-05.2 ПР-05-06.3 ПР-05-06.4 ПР-05-07.1 ПР-05-07.2 ПР-05-07.3 ПР-05-07.4 ПР-05-10 ПР-05-12 ПР-05-11 ПР-05-15.1- ПР-05-15.5 ПР-05-16.1 ПР-05-16.2 ПР-05-17.1 ПР-05-17.2
¦ / v; .-•-'¦'¦. Приложения: - : - ¦'¦¦'.'';i: ¦ ¦''/;¦ ''¦ 263 7 ¦'¦'¦¦ ¦ '¦'¦.-•;. •¦•: ¦¦¦:''•¦¦ ¦...¦• .-'¦ •-",¦' ./¦>'..'. ПРИЛОЖЕНИЕМ . ^ ;:- уЛ.,'-^ .'¦-'¦ ; ¦¦¦ ". : "¦""¦¦¦ . -'¦¦- ' .¦• ¦¦' ' : '.'"'¦- ¦...'¦¦' ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ <ГОСТ) К РАЗДЕЛУ II . /'.. 3332—54.,. (Краны, мостовые электрические общего 'яазн-а- ., , чения грузаподъемностБЮ _от 5 до. 50 г средне- : * го и тяжелого режимов работы. Основные : размеры и¦ ¦параметрьг..¦'.'¦ 7464^-55. Краны мостовые' электрические общего назна- чениягрузоподъемностью от 5 до 50-г,легко- ; го режима работы. 'Основные параметры и '/у размеры. ;-¦..¦¦''-'.'¦ .-,:' 6711-^53. Краны мостовые •электрические' общего назна-. ченйя трузоподъёмн.остью от ,75 до 250 т. 'Основные размеры и параметры. у 6509^53. Краны мостовые .электрические: литейные ; v . (разливр.чные; и: заливочные). Основные па- ' ':J раметры. 47^54. Кошки с.ручным приводом'. Типы и основные параметры, 'У. ., --. 3472—54, .Тали электрические,, передвижное. Основные ¦¦-¦¦ размеры и параметры.;- , 7413—55. Кран-балки подвесные ручные общего назна-, чения. Типы я основные /параметры.: ,v f 51574тч53*. Сталь прокатная^ Профили разных назначе- Г -ний.;Сортимент. ¦ 8706—68. Сталь листовая .просечно-вытяжная, 8568—57. Сталь листовая рифленая (ромбическая и чечевичная). 1, Блейх Ф., Стальные (Сооружения. Гоостроййз- ' дат, 1938. ' ':;у:" ¦'-.¦ V:: ¦¦ . 2; Бр ауде 3. И., Мелынйкбв Н. П. и др. Сравнительный анализ «состояния проектирования сталь- ных конструкций промышленных .зданий' и. сооружений; в Советском Союзе, и за рубежам. Информация .по стальным- конструкциям № 1,. Проектстальконструкция, 1958;',:.. 3. Бра уде 3, И.,,Вопросы экономии стали в стальных /строительных конструкциях.. «Экономика строительства» № 4, 1959. 4.. Б р'а у д е 3. И., Пути снижения веса'стальных каркасов промышленных вданий. ^Промышленноестрои- тельство»N° 7, 1959. ¦¦"¦',' У 5. Б р'а уд е 3; И., Применение сталей ловьйпенной прочности в стальных строительных конструкциях. «Строительное проектирование : промышленных пред- приятий» № 2, .1960. ¦"¦.'¦ 6. Б р а у д е 3. И., Несущие конструкции главных 'зданий мартеновских цехов, Госстройиздат, 1953.- 7. Бычков Д. В.,. Формулы и;графики для расче- та рам, .Госстройиздат, 1957. 8. Гучков В. В., Формулы и графики для расче- , та на прочность и жесткость монарельсовых балок на закруглении. «Новая подъемно-транспортная техника», специальные . расчеты монорельсовых балок, ВНИИЛТМАШ, Машгиз, 1948. 0. ДыховичЯый А. И., Строительная механика, Углетёхиздат, 1959, •7920—56, Переплеты стальные для фонарей промышлен- : ных зданий. ¦• 8126—56. Переплеты стальные для окон промышленных зданий. 7511—58. Сталь для оконных и фонарных переплетов Промышленных зданий. ¦ '¦ 1489—58, Винтьпе полукруглой, головкой. Размеры. 5909-^-51. Гайки черные шестигранные. Размеры. 1490—'58. Винты; с потайной головкой. Размеры. 6957-454*. Шайбы черные. ;. , ; 7481—55. Стекло армированное листовое. ; ;l;ll—54*. Стекло оконное листовое. 3065—55. Канаты стальные. Канат спиральный . типа ^ . ТК1Х61 =61 ( проволока. Прядь 1+6+12+ - /V;' -hii'8+24. 8732—'бЙ.. .Трубы стальные бесшовные горячекатаные. Сортамент. ¦¦¦¦¦¦'¦'. ч * ' ' 3262—55*. Трубы стальные . водОгазопроводные (газ'о- .' : вые) . '/'¦' 2 2245^—43*.-Маты и полосы из стеклянного волокна. 8032-^56. «Предпочтительные числа 'и ряды предпочти- тельных чисел», 534^-59. Краны мостовые. Пролеты.; При меч а н и е. Звездочкой отмечены ГОСТы, в ко- торые внесены изменения. '*'.¦¦' 10. Жудин Н. Д.,' Стальные конструкции, Гос- стройиздат, 1955. 11. Коваленко А. Ф., Расчет рам методом рас- пределения моментов, Тосстройиздат, 1960. / 12. Лейтес С. Д., Устойчивость сжатых сталь- ныхстержней, Госстройиздат, 1954. 13. Мельников Н. П., Проблема экономии ста- ли в стальных конструкциях ,. промышленных , зданий, сооружений в моотов. Информация по стальным конст- рукциям № 2, Проектстальконструкция, 1958. 14, Мух а нов К. К., Проектирование, стальных конструкций, Госстройиздат, 1956. ¦ ¦''.' 15. Пиков с.к ни А. А., Статика стержневых систем, Физматгиз, 1961, у 16. Рабинович И. М., Основы строительной механики стержневой системы, Госстройиздат, 1960. 17. Романовский В. П., Справочник-по хо- ' лодной штамповке, Машгиз, 1954. . ' 18. Р ог\ицкий. С. А., Новый метод расчета нам прочность и устойчивость, Машгиз, 1960. ^ 19, Снитко Й. К-, Устойчивость сжатых и сжато-прогнутых стержневых систем, Госстройиздат, '1956. ¦:' ; ¦, , 20, Снитко . И. К., Практические методы рас- . чета статически неопределимых систем, Госстройиздат, 19бо.;: / 21. Со с и.с П. М., Расчет рам-способам перерас- пределения начальных значений неизвестных, Тостечиз- дагг УССР, 1956. БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ II
264 Раздел II. Стальные конструкций промышленных зданий 22. С т-р елецкий Н. С. и др., Металлические -. конструкции,- Госстройиздат, 1961. 23. Тахта м ышев А. Г., Металлические конст- рукции, Гос. издательство «Высшая школа», 1962. 24. Фридлянд Л. С, К вопросу об экономи- ческой целесообразности применения низколегирован- ной стали в стальных конструкциях. «Информация по стальным конструкциям» № 2, Проектетадьионетрукция, 11958. , ; 25. Шагин П. П., Расчет многоярусных рам споообом последовательного сопряжения, Госстройиз- дат, 1954. 26. Инструкция по проектированию и расчету несу- щих конструкций зданий под машины с динамическими нагрузками (И200-54/МШМХП/), 1955. 27. Каталог специальных и металлургических кра- нов, Гяпромез, 1958. 28.'Нормы и правила строительства в сейсмических ¦районах (СН 8—57). 29. Нормы и технические условия проектирования производственных зданий промышленных t предприятий НиТУТЗЗ—-55, Госстройиздат, 1955. ]"'¦' Зй Основные направления повышения, технического уровня и снижения сметной стоимости строительства зданий, и -сооружений промышленности и транспорта, Госстрой СССР, 1960. . 31. Основные положения по унификации конструк- ций производственных зданий, Госстрой СССР, 1955. 32. Правила 'безопасности в мартеновском производ- стве, Металлургиздат, I960. 33. Правила безопасности в прокатном производст- ве, Металлургиздат, 11960. : .34. Правила защиты подземных'' металлических со- оружений от коррозии (СН 28—58)'." 35. Сборник правил и руководящих материалов по Котлонадзору, Изд-:во МКХ РСФСР, 1959. 36. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных-зданий и сооружений. Том рас- четно-теоретический, Госстройиздат, 1960. '¦ 37. Стальные конструкции одноэтажных промыш- ленных зданий, Гвсстройиздат, 1952. 38. Технические правила по экономному расходова- нию металла, леса и цемента в строительстве (ТП 101— 61)-;'.-' ¦¦:...г- "¦ ¦'.'. '. : 39- Указания по определению снеговых нагрузок на покрытия зданий-(СН 69—59). 40. Указания по определению технологических на- грузок на перекрытия промышленных зданий (СН 72— 59). . •.;/¦., ¦• 41. Указания по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений машиностроитель- ной промышленности (СН 118—60), Госстройиздат, 1960. , 42. Указания по строительному, проектированию пред- приятий, зданий и сооружений химической .промышлен- ности (ОН 119—60), .Госстройиздат, 1960. 43. Указания по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений черной металлургии (СН 125—60), Госстройиздат, 1960.
РАЗДЕЛ HI СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ ГЛАВ А 10 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Несущие конструкции покрытий больших пролетов (от 40 м и более) по статической схеме подразделяют- ся на: а) балочные (однопролетные, консольные, много- пролетные); б).рамные (однопролетные, мдогопролетные н консольные, плоскостные и блочные); в) арочные; г) пространственные (складки, своды, оболочки, двух- слойные оболочки, купольные перекрытия); д) висячие. Выбор схемы несущих конструкций покрытия зависит от величины пролета, архитектурно-планировочного ре- шения, формы помещения в плане, "высоты сооружения, необходимости устройства подвесного, транспорта или подвесного потолка, требований, предъявляемых к жесткости покрытия, характера освещения и аэрации, размеров ворот, типа кровли, величины и распределе- г ния нагрузок и других факторов. Материалами основных несущих конструкций слу- жат: малоуглеродистая сталь марки Ст. 3 по ГОСТ 380—60, низколегированные стали марок 14Г2, 15ХСНД (НЛ—2) и 10ХСНД (СХЛ—4) по ГОСТ 5058—57* и вы- сокопрочные стали (в виде пучков проволоки диамет- ром 5—6 мм) по ГОСТ 7348—55. Характеристики и рас- четные сопротивления этих сталей приведены в главе I, п. 1 и 2. В целях снижения собственного веса конструкций и уменьшения расхода стали рекомендуется применение в несущих конструкциях элементов из низколегирован- ных и высокопрочных сталей в сочетании с элементами из стали марки Ст. 3, а в отдельных случаях — в соче- тании с элементами из сборного железобетона. Возмож- но также включение ограждающих железобетонных плит в работу стальных конструкций. Применение высокопрочной стали хотя и эффек- тивно для конструкций с предварительным напряже- нием, но повышает деформативность конструкций, что должно учитываться при выборе конструктивной схемы 18—915 и при назначении строительного подъема. Для основ" ных несущих и ограждающих конструкций возможно? также применение легких алюминиевых сплавов (см, раздел VII). При проектировании покрытий должны предусмат- риваться меры к возможно большему снижению на- грузок от собственного веса ограждающих и несущих конструкций. К таким мерам относятся: выбор более легких типов кровель, правильное решение профиля кровли (снижающее снеговую нагрузку), применение многоопорных кран-балок для уменьшения нагрузки от подвесного транспорта. Перспективным видом кровельных покрытий для большепролетных зданий являются плиты из легких алюминиевых сплавов, легких и прочных пластмасс и стеклопласта. В настоящее время разработаны плиты из алюминиевых сплавов размером 12x3 м. В качестве теплоизоляции следует предусматривать легкие эффективные утеплители, например: пеностекло, искусственную пробку, различные газонаполненные пла- стики (пенопласты), асбестоцементные и асбестоверми- кулитовые плиты, минераловатные плиты и др. Пред- почтение следует отдавать теплоизоляционным плитным материалам, допускающим наклейку по ним гидроизо- ляционного ковра • без устройства выравнивающего слоя (минеральная пробка, некоторые виды пенопла- стов). Для покрытий больших пролетов обычно применяет- ся шаг основных конструкций 12—36 м. Увеличенный шаг конструкции при прогонном решении обусловли- вает применение решетчатых прогонов, облегчение ко- торых может быть' достигнуто благодаря неразрезноств их и применению подкосных схем. Замена жестких про- гонов гибкими нитями дает резкое снижение расход» металла.
266 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов ГЛАВА и БАЛОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ 11.1. ХАРАКТЕРИСТИКА Балочные большепролетные покрытия состоят обыч- но из главных поперечных балок и промежуточной кон- струкции. Применяются при пролетах 40—90 м; с уве- личением пролета балочные покрытия становятся ме- нее рациональными, так как возрастает расход стали (и намного увеличивается высота главных ферм. Основные преимущества балочных покрытий: отсутствие распора от вертикальных нагрузок (чем достигаются наимень- шие размеры опор), простота статической схемы (упро- щающей проектирование, изготовление и монтаж основ- ных несущих элементов) и нечувствительность к осадкам опор в случае разрезных систем. Недостатками явля- ются сравнительно большой расход стали и большая высота главных ферм, назначаемая из условий опти- мального веса и допустимых прогибов. 11.2. СХЕМЫ А. СХЕМЫ ФЕРМ По характеру работы схемы ферм могут быть раз- резные и неразрезные, с консолями и без консолей. По очертанию фермы бывают с параллельными поясами, трапецеидальные, полигональные, треугольные, сегмент- ные. Очертание ферм зависит от назначения и архитек- турного решения здания, типа кровли и фонарей, схемы Промежуточных конструкций, необходимости устройства подвесного транспорта или подвесного потолка, приня- той статической схемы конструкции и характера огиба- ющей эпюры моментов от расчетных нагрузок. В покрытии должно быть наименьшее количество типов ферм. Некоторые основные схемы балочных ферм с раз- личными типами решеток показаны на рис. 11.1. Фермы с параллельными поясами (рис. 11.1, а, б) применяются при плоских, кровлях в схемах с попереч- ными фонарями, в шедовых покрытиях (рационально размещение ферм в габаритах фонарей с устройством освещения в плоскости ферм), в неразрезных схемах, для подстропильных и надворотных ферм. Трапецеидальные фермы широко применяются для яокрытий с небольшим уклоном кровли C/ie—'/|б)с дву- мя скатами (рис. 11.1, в), для однопролетных и двух- нролетных ' зданий. При относительной простоте и вбеспечении минимального уклона кровли эти фермы имеют достаточную высоту в местах наибольших мо- ментов. Односкатные трапецеидальные фермы (рис. 11.1, г) применяются при необходимости отвода воды в ©дну сторону, а также если нижний пояс должен быть горизонтальным. : Полигональные фермы (рис. 11.1, д) могут иметь различное очертание с несколькими перегибами преиму- щественно верхнего пояса и разным уклоном кровли. Они применяются в основном для однопролетных зда- ний при пролетах 40—90 м. Треугольные фермы (рис. 11.1, в) применяются при крутых кровлях ('/б—V7); наиболее рациональна схема, состоящая из двух полуферм, соединенных за- тяжкой. Эти фермы имеют обычно излишнюю высоту посередине пролета, получаются более тяжелыми и по- тому применяются только для сравнительно небольших пролетов (40—50 м). Двускатные фермы с параллель- ными поясами с затяжкой (рис. 11.1,ж) могут приме- няться при пролетах до 90 м. Сегментные фермы (рис. 11.1;з) целесообразно при- менять для покрытий больших пролетов (60;—90 м) ® преобладанием постоянной нагрузки. При параболиче- ском очертании верхнего пояса усилия в поясах от рав- номерной нагрузки получаются постоянными, а усилия Рис. М.1. Схемы балочных ферм а, б — с параллельными поясами; в — трапецеидальная двускатная; г — то же, односкатная; д — полигональная; е — треугольная; ж — с параллельными поясами и с за- тяжкой; з — сегментная; « — параболического очертания в решетке — незначительными, возникающими в основ- ном от неравномерной временной нагрузки. Поагому в сегментных фермах возможно применение крупнопа- нельной решетки. Ввиду постоянства усилий в пояса* при проектировании сегментных ферм рационально вклю- чать ограждающие конструкции кровли (например, крупноразмерные железобетонные плиты) в работу верх- него пояса. В фермах с параболическим очертанием равной кривизны верхнего и нижнего поясов (рио. 11.1, и) длина пролета при прогибах фермы остается неизменной, что упрощает конструкции опор. Замена параболы дугой круга упрощает изготовление фермы, но несколько увеличивает усилия в решетке.
Гл. П. Балочные покрытия 267 Б. СХЕМЫ РЕШЕТОК В балочных фермах могут применяться различные схемы решеток. Выбор их зависит от характера прило- жения нагрузок, очертания и высоты ферм и примыка- ния поперечной конструкции. Решетка должна быть минимального веса и наименее трудоемка в изготовле- нии, для чего количество стержней в ней должно быть по возможности наименьшим. Треугольная схема решетки с дополнительными стойками (рис. 11.1,0) полностью отвечает этим усло- виям. ¦ ¦ • . i Раскосная схема решетки (рис. 11.1,6) отвечает в несколько меньшей степени и может применяться в фермах с раскосами большой длины при отсутствии знакопеременных усилий — при больших сосредоточен- ных силах, передающихся через стойки (например, в подстропильных фермах), а также в треугольных фер- ¦ мах (несмотря «а то, что в этом случае раскосы сжа- ты). Раскосная решетка должна применяться с растя- нутыми нисходящими раскосами (рис. 11.1,6).. Наиболее выгодные углы наклона раскосов к поя- сам в треугольной решетке — 45°, в раскосной — около 35°. Поэтому в фермах больших пролетов, имеющих значительные высоты, часто устраиваются шпрёнгели, которые хотя и увеличивают трудоемкость изготовления решетки, но обычно снижают вес фермы. Ромбическая схема решетки возможна в фермах большой высоты. Она позволяет членить конструкцию на габаритные треугольные фермы, но вследствие уве- личения веса и трудоемкости изготовления и монтажа такая решетка применяется редко. Полураскосная, крестовая, многорешетчатая и дру- гие схемы решеток имеют большее количество стерж- ней, более трудоемки и поэтому применение их нераци- онально. , В сегментных фермах с небольшими усилиями в раскосах замена треугольной решетки, имеющей сжа- тые, раскосы, крестовой с растянутыми раскосами (рис. 11.1, з) дает экономию в весе. 11.3. КОМПОНОВКА На рис. 11.2 показаны наиболее характерные схемы балочных покрытий в плане. / А. НОРМАЛЬНАЯ СХЕМА • Схема (рис. 11.2,<з) состоит из ферм и прогонов или только одних ферм и применяется для покрытий с круп- яаразмермыми железобетонными плитами. В этой схеме а) 6) t Ж1Ж1Ж1Х1Х1Х IX IX IX X Ж1ЖЖ1Х1Х1Х XXXIX X X axixxlx X X Рис. 11.2. Схемы несущих конструкций покрытий) а — нормальная; б ¦— усложненная фермы располагаются поперек здания с определенным шагом, обычно 6—12 м. Стропильные фермы опираются на колонны (основное решение) или на подстропильные фермы. Нормальная схема более проста, имеет меньшее количество элементов и типов ферм, но требует поста- новки вертикальных или дополнительных горизонталь- ных связей для обеспечения общей устойчивости и уменьшения гибкости нижнего пояса. Б. УСЛОЖНЕННАЯ СХЕМА Схема (рис. 11.2,6) состоит обычно из главных (стропильных) ферм, продольных (вспомогательных) ферм и прогонов. Главные фермы располагаются попе- рек здания обычно с шагом 18—36 м. Такую схему ра- циональнее применять приу больших пролетах (более 60—70 м) и легких нагрузках на покрытие. Окончательный выбор схемы компоновки покрытия, а также шагов ферм должен решаться после проработ- ки и сопоставления нескольких вариантов. Оптимальный шаг главных ферм зависит от пролета здания, типа промежуточной конструкции, типа опор (колонны или стены), величины нагрузки, наличия и грузоподъемности подвесного транспорта, наличия под- весного потолка и др. Если опорами ферм служат ко- лонны, то шаг решается с учетом общего веса покрытия и колонн, а также расхода бетона на фундаменты. Оп- У тимальный шаг главных ферм обычно увеличивается при увеличении пролета, уменьшении нагрузки, приме- нении схемы с продольными "фермами и увеличении высоты колонн. При наличии подвесного транспорта или подвесного потолка шаг ферм уменьшается. Предварительно могут бить рекомендованы следующие шаги главных ферм: при нормальной компоновочной схеме покрытия — шаг 12 м для всех пролетов зданий о легкой кровлей и сквозными прогонами, а также без прогонов и шаг 6л для сравнительно небольших проле- тов (40—50 м) с наличием подвесного транспорта или подвесного потолка; при усложненной компоновочной схеме покрытия с продольными фермами в большинст- ве случаев шаг 18—24 м. По статической схеме продольные вспомогательные фермы могут быть разрезные, неразрезные и консоль- ные. Неразрезные и консольные схемы, более рацио- нальны, так как вес их меньше, но при этом несколько усложняются конструкции опорных узлов и увеличива- ется трудоемкость монтажа. Продольные фермы могут. быть использованы для крепления путей подвесного транспорта. В большепролетных покрытиях прогоны под плиты кровли рекомендуется применять облегченные — прутковые, шпренгельные, решетчатые и штампованные (см. главу 7). Горизонтальные связи при 12-мет.ровом шаге также рекомендуется проектировать сквозными или из штампованных профилей. 1.1.4. УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ А. ВЫСОТА ФЕРМ И ДОПУСКАЕМЫЕ ПРОГИБЫ 'Высоту разрезных ферм посередине пролета рекомен- дуется назначать: трапецеидальных и полигональных — xh—'/и пролета; с параллельными поясами — '/в—Vis пролета; треугольных — !/в—7э пролета; ферм с затяж- кой по схеме на рис. 11.1, ж: в ключе до затяжки — '/б—Чз пролета и полуферм — '/го—7зо пролета. Чем больше пролет ферм и меньше нагрузка, тем меньше должно приниматься значение отношений высоты фер- "V
268 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов •мы к пролету. Высота неразрезных и консольных ферм должна назначаться на 15—20% меньше, чем разрезных ферм. Для ферм, увеличение высоты которых мало вли- яет на общую высоту покрытия, например, когда глав- ные фермы входят в габариты поперечных фонарей (рис.11.6), рационально назначать увеличенную высоту «ферм (примерно '/в пролета) по оптимальному расходу стали. Высота ферм во всех случаях должна быть не яиже наименьшей высоты, определяемой из условия допустимого прогиба. Допустимые прогибы для большепролетных зданий рекомендуется принимать от временной нагрузки при наличии подвесного транспорта не более '/тво ' и без подвесного транспорта — '/боо '¦ Для ферм, проектиру- емых без строительных подъемов, допустимые прогибы от всех нагрузок не должны превышать при наличии подвесного легкого транспорта l/soo ' и без подвесного транспорта '/зве^ '• Для надворотных ферм допустимые прогибы должны определяться в абсолютных числах в зависимости от принятых конструкций верхних направ- ляющих ворот. Е. СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРМ Большепролетные фермы рекомендуется проекти- ровать сварными с монтажными соединениями тоже на сварке или на высокопрочных болтах; в отдельных слу- чаях возможны монтажные соединения на точеных 'болтах и заклепках. В. СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ Сечение всех элементов ферм следует проектиро- вать из минимального количества составных профилей, удобных для соединений, стыкования/окраски и с мини- мальным количеством, соединительных швов. Сечения поясов ферм рекомендуется назначать с учетом следующих указаний: 1) обеспечивать простое изменение их по длине ферм «есколько раз в соответствии с изменением усилий, с. сем, однако, чтобы во избежание чрезмерного увеличе- ния числа стыков длины элементов поясов одинаковой площади сечения были порядка &—12 м (по длине ¦проката); 2) не допускать одностороннее расположение свар-" ifbix швов, вызывающее деформации элементов при сварке; 3) принимать высоту сечения поясов не более -Д—7ю длины панели для уменьшения дополнительных усилий, возникающих вследствие жесткости узлов; 4) добиваться примерно одинаковой гибкости эле- ментов в плоскости и из плоскости фермы; 5) эксцентрицитет при переходе от одного сечения к другому должен быть минимальным и не более 0,03 высоты сечения; 6) форму сечений поясов для ферм пролетом до 'JQ—70 м с шагом до 12 м при легкой Ш средней нагрузке принимать одноетенчатой, а при больших пролетах или тяжелых нагрузках — двустенчатой. На рис. 11.3 приведены характерные типы сечений ¦верхних и нижних поясов ферм. Для сварных ферм реяшмеидуются сечения а, б, в, д, е, ж, з, для клепа- иых — п, р, с, т. Наиболее целесообразными из двустен- чатых сечений следует считать Н-образные симметрич- ные составные сечения (б, д, п, р), которые удобны в сборке, легко центрируются и стыкуются; в элементах такого сечения легко менять размеры. Недостатком яв- ляется возможность большого скопления на них пыли. Целесообразны также сечения поясов из 'двух швелле- ров. Трубчатые -сварные сечения рациональны по рас- ходу стали, но вызывают некоторые конструктивные ' трудности в решении узлов. Опорные раскосы проектируются, по типу и сече- ниям поясов. Одностенчатые сечения наиболее рацио- Щ б) Й е) м ж) з\ ") гп к J тт п л) и) ТТ* ТТ в) ф г™? р) с) НГ Ь-4 1: L 0 Ж ^_ Рис. 11.3. Типы сечений поясов ферм а—о — сварные; п—ц — клепаные I ¦ нальны из двух равнобоких или неравнобоких уголков, расположенных ..так, чтобы гибкости элементов в обеих плоскостях были близки. Для двустенчатых элементов решетки наиболее характерны сечеяил типов б, д, е, л, р (рис. 11.3). Для уменьшения гибкости длинных стержней решетки ис- пользуются дополнительные шпренгели и подкосы. Се- чения из двух ветвей соединяются в основном планка- ми, иногда легкой решеткой. Кроме планок, необходима постановка диафрагм, количество которых зависит от типа сечения и длины элемента, причем для удобства транспортирования должно быть не менее двух диаф- рагм на отправочный элемент. Стыки поясов преимущественно универсальные, рас- полагаются в узлах ферм; в сварных фермах стыки по- ясов могут выноситься за узлы. В клепаных ферма! при больших усилиях и прямолинейных поясах рацио- нально стыки сжатых поясов делать с пристройкой торцов, что упрощает стык и уменьшает количество монтажных заклепок.
Гл. 11. Балочные покрытия 269 Г» РАСЧЕТ Расчет ферм производится в соответствии с1 указа- ниями в главах 2 и 7. Гибкости верхнего сжатого пояса рационально вметь. в пределах 40—60 для снижения влияния про- дольного изгиба. Влияние изгибающих моментов от жесткости узлов учитывается только при поясах шири- ной более '/к» панели. Для ферм больших пролетов необходимо опреде- лять прогибы от постоянной и от временной нагрузок. Прогиб от временной нагрузки является мерой жестко- сти конструкции и не должен превосходить величин, указанных в главе 11.4, А, Определение прогиба от постоянной и временной нагрузок необходимо для наз- начения величины строительного подъема, который при- нимается равным сумме величин прогиба от постоянной нагрузки и половины прогиба от временной нагрузки. Прогиб ферм определяется, как для стержневой системы. Ц. достаточным приближением , прогиб стерж- невой фермы может быть определен,, как для. сплошной балки с. моментом инерции, равным 0,7 момента инер- ции поясов фермы относительно' оси, проходящей че- рез центр тяжести обоих поясов. Строительный подъем придают обычно только фер- мам с горизонтальным нижним поясом и фермам, к ко- торым крепится подвесной потолок и подвесной транс- порт. Строительный подъем назначают по ломаной линии с перегибами в нескольких узлах обычно в ме- стах Монтажных стыков, при этом величину подъема в точках перелома устанавливают по параболе или дуге круга. Для ферм с параллельными поясами строитель- ный подъем назначают для нижнего и верхнего поясов. 1.1.5. ПРИМЕРЫ БАЛОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ На рис. 11.4 показана схема ангара мастерских, предназначенного для строительства в районе с сей- смичностью 9 баллов при снеговой нагрузке 70 кг/ж2. Пролет ворот 84 м, глубина ангара 60 м. Покрытие принято в двух вариантах: первый — армоцементные плиты длиной 3 м по решетчатым прогонам пролетом 12 ж, утепленные шлакопробкой; второй г—'двухслойные утепленные алюминиевые плиты пролётом 12 м. Второй вариант — с легкой кровлей является более предпочтительным в условиях значительной сейсмично- сти (несмотря на более высокую стоимость), так как, при меньшем весе покрытия резко снижаются инерци- Таблица 11.1 Весовые показатели стальных конструкций Наименование^конструкций' Вес покрытия ..... Фахверк и направляющие ворота Всего по ангару . . Вес в кг см? при покрытии армоцементны- ми плитами 47 12,1 8,4 9.4 7S.9 16,7 10,6 20,6 124,8 алюминиевыми ЧТУ плитами 31 Б,1 9.4 45,5 15,5 8,1 20,6 89,7 10,4 кг/м' онные усилия. СРавнение весовых показателей приведе- но в табл. 11.1. По <Н 1 1 S у * У 1 1 L S^-' г<^> s~p. ^% S-^ ^5 ^? Ш -><?- <?с^э ^-\ ^. ^\ — S ¦^^ — s _ZZ} 1 j —j j \. —^ / J A zl J 1 1 1 J - -.- -7»r По 3-3 V / / \ / / / \/ \ 7 \l/ \ Л IS. so 7Ч2ОО0-ВШ0- По 7-7 r:ri]c-c '24000 '<& g* Г9.50 T. -1.00 Ч^<П<Ж5Р \j/\L/ 81000 ¦\/ \/ y\z\ / 21000 <: •¦л f Рис. 11.4. Схема ангара с воротным пролетом 84 * Рис. 11.5. Сегментная ферма пролетом 60 м Несущая конструкция состоит :из трапецеидаль- ных ферм пролетом 60 м, которые опираются с одной стороны на надворотную ферму, с другой — на колонны каркаса торца. К перекрытию, подвешены многоопорные. кран-балки грузоподъемностью 5 т. В основных конструкциях перекрытия (в надворот- ной ферме и в растянутых элементах ферм пролетом* 60 м) применена сталь марки 15ХСНД, а в остальных- элементах — сталь марки Ст.З. Высота надворотно& фермы—-9 м (или -— L ). 9,3
270 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов Учитывая значительную сейсмичность, принята раз- витая система связей (дополнительные диагональные 6.0000- р -АазЯ 1 ч 233* - ¦¦*'' 1 ' I По 1-1 1 - i . -7'1Z000'8t000 i —i—-4 !—:——~A Рис. 11.6. Схема покрытия пролетом 60 м с расположе- нием ферм в габаритах световых фонарей связи в плоскости нижних поясов). Значительной эко- номии веса- можно добиться применением в растянутых элементах высокопрочной проволоки. На рис. J 1.5 показано покрытие пролетом 60 М. Сегментные фермы с шагом 12 м являются опорами для крупноразмерных железобетонных плит длиной 12 м, включенных в работу арки; у пят арочных ферм укладываются специальные плиты, которые передают через упоры усилия сжатия с железобетонных. плит на арку. Затяжка арки устанавливается с подъемом в 2,5 ж, что позволяет во всех раскосах решетки полу- чить растягивающие усилия. Затяжка и раскосы вы- полнены из пучков высокопрочной проволоки с времен- ным сопротивлением 16 000 кг/см2. Верхний пояс из стали марки 15ХСНД рассчитан на собственный вес конструкций и железобетонных плит без учета включе- ния их в работу. Вес стали на 1 ж2 покрытия составляет 18 кг, в том числе высокопрочной проволоки—'3 кг. С учетом веса арматуры в железобетонных плитах, ко- лоннах и фундаментах общий расход стали на 1 м2 пло- щади здания составляет 28 кг. Необходимо отметить в этом случае повышенную деформативность (Конструкции покрытия вследствие .высоких напряжений в затяжке. На рис. 11,6 показано решение перекрытия проле- том. 60 м с расположением основных ферм в габаритах световых фонарей. На рис. 11.7 изображена схема здания пролетом 90 ж, перекрытого сегментными фермами, верхним «) б) ¦>90м Рис. 11.7. Замена верхнего пояса фермы металлической кровлей а —• схема фермы; б — внутренний вид здания поясом которых является стальной холодноформован- ный трапецеидальный настил кровли, из листов толщи- ной 4—5 мм; листы соединены между собой сваркой. Расстояние между фермами 10 ж. Нижний растянутый пояс присоединен на.опорах к профилированному листу горизонтальной фасонкой, распределяющей усилия на большое число волн. К нижнему поясу подвешены пути тельферов. Кровля утеплена пемзобетонными плитами. Влагоизоляция —- рубероидный ковер. Вес конструкций ^вместе с листовым настилом'—около 90 ке/ж2. ГЛАВА 12 РАМНЫЕ ПОКРЫТИЯ 12.1. ХАРАКТЕРИСТИКА Рациональные пролеты рамных покрытий находятся в пределах 40—120 м. Рамы с пролетами более 120 м неэкономичны. Основными преимуществами рамных по- крытий по сравнению с балочными являются: меньший вес, большая жесткость поперечной конструкции и мень- шая высота ригелей. Недостатки:, большая ширина ко- лонн, что ча<то приводит к излишним габаритам по- мещений, чувствительность к неравномерным осадкам опор и изменениям температуры. Рамные схемы покрытий встречаются различной конфигурации как с горизонтальными, так и с ломаны- ми ригелями при различной высоте рам. Рамы могут быть однопролетные и многопролетные; многопролетные рамы, как и неразрезные балки, экономичнее однопролет- ных. Сечения ригелей рам проектируются преимущест- венно сквозными как более экономичные, но могут быть и сплошными, особенно при ломаном очертании ригелей. Рамные конструкции эффективны при сечениях ко- лонн, близких к сечениям ригелей, что позволяет пере- распределить усилия от вертикальных нагрузок и-зна- чительно облегчить ригели; в этих случаях высота ри-
I Гл. 12. Рамные покрытия 271 гелей может быть принята: решетчатых 1/12—i/w пролета, сплошных '/го—'/зо пролета. При значительной разнице в жесткостях ригелей и колонн опорные моменты мало влияют на усилия в ригелях, поэтому последние по существу мало отлича- ются от балочных схем. В этом случае ригели проекти- руют, как и в балочных конструкциях, решетчатыми, с высотой '/в—'/,2 пролета. Рамные схемы покрытий, так же как и балочные, могут быть по типу основной конструкции: плоскост- ные (основное решение), состоящие из плоских рам и промежуточной конструкции, и блочные, а которых рамы, соединены связями в блоки. В блочных схемах повышается поперечная жест- кость ригелей и конструктивно легче решаются связи, но несколько увеличивается количество связей. Шаг основных конструкций, промежуточные конструкции и допустимые прогибы ригелей в рамных конструкциях принимаются такими же, как и в балочных. В рамах, как в статически неопределимых конст- рукциях, возможно регулирование расчетных усилий путем: подвески наружных стен или устройства анкер- ных оттяжек на консолях; замыкания опорных узлов рам после укладки плит покрытия; подъема или опу- скания опор, смещения опор с оси колонн или поворота опор; выгиба колонн в период монтажа; натяжения рас- косов и стоек решетки и другими способами. 12.2. РАСЧЕТ Рамы рассчитываются методами строительной ме- каники (ом. главу 4 и Расчетно-теоретический том Справочника). Расчтеные усилия, в решетчатых рамах в целях упрощения можно определять, как для сплошных стержней; при этом моменты инерции сквозных стерж- ней следует принимать с коэффициентом 0,7—0,85, учи- тывая деформативность решетки. Расчетную схему рамы- рекомендуется принимать по геометрическим осям. Некоторые основные схемы рам приведены на рис. 12.1. 12.3. ПРИМЕРЫ РАМНЫХ ПОКРЫТИЙ На рис. 12.2 показан случай рамного покрытия про- мышленного здания пролётом 42 м с подвесным тель- фером грузоподъемностью 3 т, в котором несущие- стальные конструкции (сталь марки Ст.З) решены в виде двухшарнирных. решетчатых рам легкого типа с шагом 6 м. Покрытие — из утепленных асбестоцемент- ных полых плит по прогонам. Высота решетчатого ри- геля рам 2,5 м, или '/г/ пролета, что значительно мень- ше, чем обычно принимается в балочных конструкциях. Расход стали 59 кг/м2 площади здания при нормативной снеговой ^нагрузке 150 кг/м2. . На рис. 12.3 показано решение большепролетного высокого здания, несущие конструкции которого выпол- нены в виде двухпролетных блочных рам пролетом 66 м. Промежуточная конструкция решена в виде подкосно- консольной системы, поддерживающей рамную трех- шарнирную конструкцию поперечных фонарей. Распор фонарных рам уменьшает моменты от вертикальной на- грузки на консоли. Блочные ригели рассчитаны также на усилия от крутящих моментов при возможной несим-- метричной снеговой нагрузке. Для уменьшения моментов в колоннах от постоянных нагрузок дыры в опорных фасонках ригелей смещены, и замыкание рамы при монтаже ведется при свободном прогибе ригеля от собственного веса. Покрытие — из утепленных асбесто- цементных полых плит длиной 3 м по прогонам. Здание оборудовано козловыми кранами, перемещающимися в продольном направлении, и подвесными поперечными кранами грузоподъемностью 5—10 т, размещаемыми «/'- ар i i i i i 11 i i i i ездя J^^If It да п ^^W^K II в) й КЛ^фУ Нф^ ,-*ху ч"ф^ ч^ Л лт*. „<)>¦. -<1>^ .-<!>-. ^<Рк г) У Z ы ¦о) Рис. 12.1. Схемы рам а — сплошная; б — сквозная с гибкими стойками; в — то же. с одной гибкой стойкой; г — то же, с жесткими стойками; д — сквозная Двухшарнир- ная с подкосами внутри пролета; е — то же, с подкосами снаружи; ж — сквозная двухконсоль- ная; з — то же, одноконсольная; и — консольна» сквозная '3000*12000 Рис. 1,2.2. Рама пролетом 42 м между ригелями. Нормативная нагрузка от снега —• 150 кг/м2 и от ветра— 70 кг/м2. Конструкции рам свар- ные; монтажные соединения на высокопрочных болтах или заклепках с пристрожкой торцов в сжатых стерж- нях. Применение в этом здании козловых кранов вместо мостовых грузоподъемностью 75 т снизило расход ста- ли примерно на 30%- Шаг основных рам 30 м является оптимальным для данных пролетов, высот и нагрузок и по сравнению с шагом 6 м обеспечивает экономик»
272 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов стали до 16%. Общий расход стали на сооружение (в кг/м?): . -^ . ' • конструкции Перекрытия - • • 83,7 подкрановые балки . . 6,4 колонны и вертикальные связи 39,5 фахверк продольный и торцовый . . . . ... 19,9 Всего .... . 149,5 юо (г at оо 3>30000=90000 ¦ Рис. 12,3. Схема двухприлегного здания с ми 66 м пролета - Таблица 12J Соотношения в % расходов стали на единицу площади здания для рам разных вариантов" Схема рамы С двумя гибкими колоннами (рис. 12.1,6) С одной жесткой и одной гиб- кой колонной (рис. 12.1,8) . . . С жесткими 'колоннами (рис. 12.1,е) ........ Расход стали в % при пролете здания 60 м 104 100 87 100 96 м 105 100 100 Обозначении:;!- ширина здания определена по разме- рам .между осями крайних ветвей колонн; б—то же, по пролету в чистоте. Таблица 12.3 Весовые показатели стальных конструкций в кг/м' для рам разных вариантов, отнесенные к площади здания, исчисленной исходя из пролета в свету Наименование конструкций Главные фермы .... Шатер, за исключением ^Колонны и связи Весовые показатели в кг/м' для рамЗ пролетом 96 м с шагом 36 м 70 94,1 44,3 пролетом 60 м 8 с шагом 24 м 47 65,6 33,1 Всего , ¦_208.6 1 i36.6 \ П р и м е ч а ни е. Для основных Несущих элементов колонн и ригелей принята сталь марки 15ХСНД, для Остальных — сталь марки Ст. 3. Конструкции рам—клепаные, остальные-,^конструк- ции — сварные. Применение предварительного натяжения ригелей рамы высокопрочными тросами, идущими от крайних верхних узлов к нижнему поясу ферм, а затем к опор- ному верхнему узлу на средней колонне позволяет сни-; зять .вес стальных конструкций до 120 кг/м2. Материал конструкций — сталь марки Ст.З. При применении низколегированной стали марки 15ХСНД в основных элементах ригелей и колонн расход стали снижается до 130 кг/м3, что указывает на эффектив- ность применения сталей повышенной прочности для не- сущих конструкций подобных сооружений. Блочная кон- струкция основных рам позволила вести монтаж круп- ными блоками. Вес укрупненных монтажных элементов достигал 160 т. Следует отметить хорошую простран- ственную работу блочных конструкций: при случайном выходе из работы одного из основных раскосов в од- ной ферме пространственная конструкция ригеля рамы все же продолжала работать за счет перераспределения усилий между фермами. На рис. 12.4 показан пример конструкции ангара пролетом 48 м с подвесными многоопорными подкрано- выми балками для кранов грузоподъемностью 5 г. Конструктивная схема — однопролетные рамы со сплош- ными колоннами и решетчатым трапецеидальным риге- лем высотой 6 м в коньке; шаг рам—6 м. По ригелям рам уложены прогоны через 3 м и армо- цементные плиты. Общий расход стали (марки Ст.З) —95 кг/м%, в том числе вес колонн —20 кг/м*. вес ферм — 48,5 кг/мг. В табл. 12.1 и 12.2 приводится сравнение проектов рамных покрытий однопролетных зданий, выполненный по схемам на рис. 12,1, б, в, г, каждый для пролетов Рис. 12.4. Схема поперечного разреза несущих кон- струкций ангара пролетом 48 м ¦ подвесные крановые пути 60 и 96 ж.. Ригели рам — в виде ферм с параллельными поясами с отношением Н : L==l : 8. Здание оборудовано. подвесным транспортом грузоподъемностью 10—15 г, обслуживающим всю площадь; покрытие —из штампо- ванного стального настила пролетом Зле утеплителем. Здания пролетом 60 и 96 'м имеют высоту соответ- ственно 18 и 21 м; шаг колонн 24 и 36. м. Промежуточ- ные конструкции выполнены в виде продольных не-
Гл. 13. Арочные покрытия 273 разрезных ферм пролётами 24 и 36 ж и высотой соответ- ственно 3 и 3,6 ж, расположенных" через 12 ж.1 К ним подвешены крановые пути. Неразрезность ферм обеспе- чивается подкосами, соединяющими верхние пояса риге- 35000 С* 000) 6000(2*000, Рис. 12.5. Схема продольной фермы покрытия, расположенной в габари- тах цветовых фонарей / — ригель рамы; 2 — подкос §1 (N1 И\1/К1/К!/КР щ б) 6} -96QQ0- Рис. 12.6." Регулирование напряжений в гибкой опоре рамы предваритель- ным выгибом ее во время монтажа на 40 мм а'—эпюра моментов ..от предварительного выгиба стойки; б — то же, от нагружения рамы; в —то же, суммарная 3500 Рис. 12.7. Консольно-рамное покрытие ангара / — связи лей основных рам и продольных ферм (рис. 12.5). Под- косы и ригели рам располагаются в габаритах попереч- ных фонарей, что уменьшает общую высоту здания и яв- ляется рациональным. Параллельно . продольным нераз- реэным фермам через 3 м располагаются прогоны, опи- рающиеся на подпрогонные и подфонарные фермы. Ниж- ние пояса ригелей рам .и продольных ферм расположены в одной плоскости и совместно с горизонтальными свя- зями создают жесткий диск. Соотношения расходов стали для рам разных ва- риантов приведены в табл. 12.1. ''-. Г "ТЯЖ"' ЛИГ? Лйгак-*»- учи i : -' Рис. 12.8. Рамное покрытые с диагональным распо- ложением ригелей, образующих сетчатый свод Расход стали по вариантам приводится в табл. 12.2. В проекте здания пролетом 96 м применено регули- рование напряжений предварительным выгибом ко- лонны внутрь пролета в период монтажа, что позволило значительно уменьшить усилия в гибкой колонне от постоянных нагрузок (рис. 12.6) и тем самым несколько снизить расход стали. На рис. 12.7 показан проект покрытия ангара кон- сольными рамами С вылетом консоли 51,5 ж. Шаг рам- чередующийся —6 и 24 ж, причём каждая пара рам с 6-метровым шагом завязана; вертикальными и горизон- тальными связями в жесткий.блок. Между рамами рас- положены фермы одинаковой высоты (2 м) с параллель- ными поясами и шагом 12 ж. Кровля из утепленных алюминиевых плит.длиной 12 ж. Материал основных не- сущих конструкций деталь марки 14Г2. Расход стали- 61 кг/м2 площади здания. В институте Проектстальконструкция разработан ти- повой проект двухконсольного рамного перекрытия ан- гара с пролетом консолей 53 ж, шагом рам 6 ж, кровля—¦ утепленные алюминиевые плиты 6x3 ж, расход метал- ла 62,3 кг/м2, в том числе алюминия 11,1 кг/ж2. На рис. 12.8 показан внутренний вид рамного по- крытия с диагональным расположением сплошных дву- тавровых ригелей, образующих сетчатый свод, удачно- использованный для естественного освещения помеще- ния. ГЛАВА 13 АРОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ 13.1. ХАРАКТЕРИСТИКА Арки рационально применять для зданий с больши- ми пролетами и малыми эксплуатационными (полезны- ми) нагрузками. Распор арок рекомендуется передавать через фундаменты на грунт, причем величина распора" уменьшается с увеличением высоты арки. В случае осо- бо неблагоприятных грунтовых условий распор воспри- нимается затяжкой, устраиваемой ниже уровня пола,, что, однако, вызывает дополнительный расход стали. По статической схеме арки подразделяются на трехшарнирные,' двухшарнирные и бесшарнирные. По меньшему расходу стали и большей жесткости некото- рое преимущество имеют бесшарнирные арки, но они
274 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов требуют более массивных опор; по общей, стоимости все три типа арок примерно равноценны. В трехшарнир- ных арках, как в статически определимых системах, от температурных колебаний не возникает никаких уси- лий. В двухшарнирных арках необходимо учитывать усилия от колебания тем-', пературы, а в бесшарнир- ных—также и возможные осадки опор. Арочные покрытия по типу компоновки основных конструкций могут быть плоскостные и блочные. Учитывая малую жесткость арок из своей плоскости, рационально производить монтаж спаренными арка- ми. Возможно также вы- полнение арок в виде склад- чатой конструкции. 11' - л J -f JL it—-j- -j- Рис. 13.1. Типы сече- ний поясов арок Рис. 13.2. Опорный узел арки Наивыгоднейшая высота арки находится в преде- лах XU —Ve пролета. Очертание арки должно возможно ближе совпадать с кривой давления; в этом случае из- гибающие моменты минимальны. Арки весьма чувстви- тельны к неравномерной нагрузке. Кривая давления в арке от постоянной нагрузки — парабола, поэтому чаще всего форма арки принимается параболической. Однако для удобства изготовления элементы арки принимаются иногда очерченными по дуге круга или прямолинейны- ми, если это не нарушает архитектурных требований. В пологих арках дуга круга почти совпадает с парабо- лой; в более высоких арках параболу рационально за- менять сочетанием дуг .окружностей различных радиусов. При передаче давления на арку в редко расположенных узлах может оказаться целесообразным ломаное очер- тание арки, вписанное в мривую давления. Высота сечения арки зависит от пролета и соот- ношения между величинами постоянной и временной нагрузок и принимается в пределах Чзо—Чбо пролета для решетчатых и в пределах '/so—'/во—для сплошных сечений. Сплошные сечения в арках следует принимать при условии возможности вальцовки прокатных профи- лей. Сечения сквозных арок рекомендуется назначать постоянной высоты (арки с параллельными поясами), но в двух- и трехшарнирных арках часто применяются переменные по высоте сечения (серповидные арки' или полуарки). Возможные типы сечений поясов арок пока- заны на рис. 13.1. Шарниры в пятах и в ключе арок рекомендуется делать плиточные с центрирующей прокладкой. Для вос- приятия поперечных сил служат ограничители, располо- женные с двух сторон основной плитки шарнира (рис. ¦13.2). Применявшиеся ранее литые балансирные шарни- ры значительно дороже и потому не рекомендуются. 13.2. РАСЧЕТ В двухшарнирных и бесшарнирных арках вследствие деформаций от нормальных сил появляются изгибающие моменты, напряжения от которых в двухшарнирной ар- ке при постоянных нагрузках не превышают 10% от напряжений сжатия и могут не учитываться. Напряжения (в кг/см2) вследствие температурные изменений .могут быть определены по формулам: в двухшарнирной арке и h ' а= ±0,937Eat— = ±23,6,*—- ; (13.1) в бесшарнирной арке в пролете at = ± 47,21 —¦; на опоре аа = ± 94,41 —— , (13.2) (13.3) где t — изменение температуры в град.; h —— — отношение высоты сечения арки к стреле подъ- ема (относительная величина). Вследствие односторонней нагрузки (снег, ветер), в двух- и трехшарнирной арках возникают изгибающие моменты, наибольшие значения которых в четверти пролета равны: -*'- (13.4) М = 64 В бесшарнирной арке наибольшее значение момен- ты достигают в пятах и равны примерно выражению (13.4). Распор от равномерно распределенной нагрузки для арок с очертанием, близким квадратной параболе, оп- ределяется с достаточной точностью по формуле Н . ql* 8/ Нормальное усилие в сечениях арки (13.5) (13.6) где ¦угол наклона касательной к арке в данном се- чений. Изгибающие моменты.от сосредоточенной силы Рв двухшарнирной арке определяются вычитанием из мо- ментов М9 (для балки на двух опорах) моментов от распора :Н = 0,625 P-^-fl+-^-[. (13.7) Л Z2 -)¦ где а и Ь—расстояния груза Р от левой и правой опор. В табл. 13.1 приведены величины моментов от еди- ничной сосредоточенной силы при пролете /=1 под гру- зом, в 3U пролета и наибольшие, вычисленные для двух- шарнирных параболических арок.
Гл. 13. Арочные покрытия 275 Таблица 13.1 Моменты в двухшарнирной параболической арке от единичного сосредоточенного груза Определяемый момент Под грузом При Х=0,75 1 . . . . . макс •¦•¦•• • • • Моменты от единичного сосредоточенного груза, приложенного на расстояний от опоры А 0,1 I 0,0679 —0,021 —0,0215 При Х=0,7042 0,2 I 0.0858 -^0.037 —0,0375 При Х=0,7151 0.25 I 0.О831 —0.0419 —0.042 При Х=0,7251 о.з г \ 0,4 i 0,0766 —0,441 —0.0442 При Х=0,736/ 0,0614 —0,0395 —0,0398 При Х=0,7691 0,5 I 0,054/ —0,215 —0,0253 При Х=0,181; Х=0,821 Множитель Р1 Р1 Р1 Моменты в бесшарнирной параболической арке от единичного сосредоточенного груза Таблица 13.2 Определяв мый .момент М , А Под грузом При Х=0,7Ы . Момент от единичного сосредоточенного груза, приложенного на расстоянии от опоры А '0, II —0,0608 0,0255 —0,0045 0,0112 0,2! . | 0,251 | 0,31 —0,064 0,0538 —0,014 0.032 —0,0527 0.0593 —0,0188 0,041 —0,0368 . 0,0595 —0,0228 0,0472 0,41 | 0.5/ 0 0,0518 —0,026 0,048 0,0312 0,0469 —0,0195 0,0312 Множитель Р1 Р1 Р1 Р1 В бесшарнирных параболических арках оперные мо- менты и распор определяются по формулам: Н = 15 Ра*Ьг М, РаЬ Мс I РаЬ I т[1ЛЫ (13.8) (13.9) (13.10) В табл. 13,2 приведены моменты в бесшарнирной па- раболической арке. i Устойчивость арки в плоскости действия сил может быть проверена по формуле акр = А?—^- , (13.11) »де I — радиус инерции сечения; " '•'- R — радиус кривизны арки; k — коэффициент, принимаемый по табл. 13.3. Таблица 13.3 2« в град. 30 60 90 120 150 180 О б о з н а зонту. Коэффициент k Значения k в арках бесшарнирной 294 73,3 32,4 18,1 41.4 '8. . ч е н и е: «—угол двухшарнирной | трехшарнирной 143 :-. 35 ¦•: 15 i 8 i 4,76 3 • наклона арки н 108 • 27,6 12 6,75 4,32 3 а опоре к гори- Коэффициент запаса на устойчивость должен быть не меньше 1,5. ' Проверка на устойчивость с учетам коэффициента запаса может быть выполнена по обыч- ной методике проверки устойчивости стержней с уче- том коэффициента продольного изгиба <р, для чего при- водится табл. 13.4 коэффициентов расчетной длины р. прямолинейного стержня, устойчивость которого равна устойчивости арки, а расчетная длина равна /о== \>Л, где / — пролет арки. Таблица 13.4 Коэффициент [1 ,. Тип арки Трехшарнирная ".. Двухшарнирная . Бесшарнирная . . Значения р. при отношении fit, равном 0,05 1 0,6 0,5 0*35 ¦¦ 0,2 | 0,3 0,6 0,55 0.375: ; 0.6 0,6 0.4 0,4 0,65 0,65 ','. 0.425' Устойчивость' арки из ее плоскости должна быть обеспечена горизонтальными связями, либо жесткими плитами покрытия. Усилие в решетке сквозных аоок D (рис. 13.3) зависит от ве- личины поперечной силы Q и опре- деляется, по формуле D . sin р (13.12) Рис. 13.3. Расчет- ная схема решетки арки где Р — угол наклона решетки к поясу. Поперечные силы находятся как проекция на нормаль суммы всех левых сил Q= (V— 2 Р) sin а — Я cos а, (13.13) где V— вертикальная составляющая опорной реакции;
1 li, ¦ * 1 • I U It Рис. 13.4. Варианты проекта арочного покрытия стадиона «Динамо» а — неразрезная арка; б — внутренний вид покрытия из неразреаных арок; в — арка, опирающаяся на консоли
Гл. 13. Арочные покрытия 277 У5.00 ?0.000 Рис. 13.5. Покрытие спортивного зала стадиона имени В. И. Ленина в Лужниках Z Р — сумма вертикальных нагрузок до рассматри- ваемого сечения; Н — распор; я — угол наклона данного сечения арки к гори- зонту. . Поперечная сила от равномерно распределенной «агрузки близка к нулю. _Прй односторонней нагрузке максимальные значения Q имеют место у опор и в клю- че арки. При загружении криволинейных сквозных арок со- средоточенными в узлах силами необходимо также учи- тывать местные изгибающие моменты Ми, возникающие «следствие кривизны пояса: <7'2 м 24 cos а (13.14) »де d— длина панели решетки. Формула (13.14) дана для одного пояса симметрич- -аого сечения арки. 13.3."ПРИМЕРЫ АРОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ Один вариант проекта покрытия стадиона «Дина> чо» предусматривает устройство сквозных стальных \»рок пролетом 200 м с шагом 18, ж (рис. 13.4, а и б) ари высоте в ключе 50 ж. Покрытие.— из армопенобе- тонных плит длиной 3 ж по решетчатым прогонам. На- грузка от веса покрытия с учетом собственного веса , I ' «рок — 250 кг/м2. Нагрузка от снега p=100-j— = «=40 «г/ж?. Сечение арок принято из трех труб диамет- дом 529 мм, связанных решеткой из уголков. Очерта- ние арки — из прямолинейных отрезков длиной 12 «, «писанных в параболу. Местные моменты вследствие ярямолинейности участков невелики. Арки запроекти- рованы из низколегированной стали. Вес их — 32,5 кг/ж! керекрываемой площади. Общий вес с учетом веса врогонов и торцов — 65 кг/ж2. Другой вариант проекта покрытия стадиона «Ди- намо»-представлен на рис. 13.4, е. Здесь арочное по- «рытие пролетом 114 м опирается на вынос двухкон- сольной балки длиной 36 ж. Опорами балки являются «ёлезобетонный устой и анкерная растяжка с наруж- вой стороны. Арки расположёны с шагом 12 ж; стрела подъема 30 ж. В нижней части арки покрыты стекло- ял-итами, в средней части — алюминиевыми утепленны- ми блоками. Расход стали марки 15ХСНД на арки - ставил 14,5 кг/м1 перекрываемой арками площади. Аркой с затяжкой в уровне опор пролетом 7ь перекрыт спортивный зал в Лужниках (рис, 13.5) Рис. 13.6. Покрытие склада концентрата металлургиче- ского завода / — фасонки связей На рис. 13.6 показан поперечный разрез склада кон- центрата металлургического завода. Трехшарнирные ар- ки перекрытия образуются двумя фермами с параллель- ными поясами; высота ферм—2,8 м. Пролет арки—54,0 Ж; высота от пятовых шарниров до ключа—21,2 ж; шаг— . 7 м. Для увеличения емкости склада отметка пола при- нята ниже пят на 3 ж. Арка в ключе поддерживает за- грузочную транспортерную галерею. Расположение шар- ниров в уровне нижнего пояса ферм и значительная на- грузка от транспортерной галереи создают в обоих поя- сах ферм сжимающие усилия. Покрытие склада выпол- нено из волнистых асбестоцементных листов усиленного профиля по стальным прогонам. Материал несущих кон- струкций—сталь марки Ст.З. Расход стали на аркк
278 Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов Рис. 13.7. Проект арочного покрытия ангара ' / >— вертикальные связи между арками в крайних панелях ) составил 20 кг/М2 при общем расходе стали 46,5 кг/м2 перекрываемой площади. На рис. 13.7 показан проект покрытия ангара дли- ной 60 м двухшарнирными арками пролетом 102 м (ср. с р,ис. 12.7). Шаг арок 12 м. Кровля из утепленных алюминиевых плит пролетом 12 м. Расход стали 55 кг^м* перекрываемой площади помещения, из них на арш (приходится 26 кг/м2. Расход алюминия на плиты покры- тия — 8,2 кг/м2, Материал конструкций: арки — сталь- марки 14Г2, остальные — сталь марки Ст.3„ ГЛАВА М ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ 14.1. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ А. ТИПЫ Пространственными называются покрытия, у кото- рых оси всех несущих элементов не лежат в одной плоскости. Поэтому количество схем пространственных конструкций значительно больше, чем плоскостных. Они могут быть разделены на три основных типа: купола, складки и своды (оболочки). "' . . Б. КУПОЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ По своей конструкции купола могут быть трех ти- пов: ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые. Ребристые купола состоят из системы радиально расположенных плоских ребер, связанных понизу и по- верху кольцами (рис. 14.1, а и б). Верхние пояса ребер образуют наружную поверхность купола, представляю-- щую собой поверхность вращения. Такой купол можно рассматривать как распорную систему, в которой рас- пор воспринимается нижним растянутым и верхним сжатым кольцами. Верхнее кольцо при несимметричных нагрузках, кроме сжатия, подвергается еще и кручению, поэтому диаметр его следует ограничивать. Нижнее опорное кольцо выполняется в ¦ виде многоугольника, число сторон которого соответствует числу ребер, в случае круглой формы нижнего кольца должен учиты- ваться местный изгиб от кривизны. Нижнее кольцо опирается на колонны или стены в местах примыкания радиальных ребер. Поскольку относительные удлинения -опорного кольца практически не превышают величин, Рис. 14.1. Схемы купольных покрытий а, б, в — ребристые; г —сетчатое (при отсут> ствии раскосов — ребристо-кольцевое): <3 — сет- чатое
Гл. 14. Пространственные и висячие покрытия 2П допустимых для железобетонных конструкций, отпадает необходимость в устройстве Катковых опор, которые иногда применяют в практике строительства. Каждое ребро купола работает как плоская балочная система с учетом усилий от распора, причем связи для устойчи- вости ребер ставятся так же, как и в плоскостных схе- мах. Опирающиеся на ребра промежуточные кольце- вые прогоны обладают малой жесткостью либо недо- статочно жестко присоединены к ребрам, и поэтому Рис. 14.2. Схема ветровых нагру- зок на купол они не оказывают существенного влияния на деформа- ции ребер (рис. 14.1, в), если же кольцевые прогоны купола связать с радиальными ребрами и ввести их в пространственную работу системы, то получится реб- ристо-кольцевой купол, и в этом случае разгружающее влияние колец значительно снижает усилия в радиаль- ных ребрах и позволяет выполнять их из сплошных профилей. В случае значительных несимметричных на- . грузок радиально-кольцевую систему необходимо допол- нить раскосами связей (рис. 14.1, г) и если такие рас- косы расположить во всех панелях, то получится частный случай сетчатого купола. В общем же случае сетчатого купола радиальные стержни заменяются си- стемой наклонных стержней при сохранении колец (рис. 14.1, д). •-....¦¦ Возможны две системы ребристых куполов в за- висимости от сопряжения ребер в верхнем кольце: ког- да они сопрягаются шарнирно с кольцом, образуя си- стему трехшарнирных арок (рис. 14.1, а), и когда они сопрягаются с жестким барабаном, создавая систему двухщаонирных арок, связанных нижним распорным кольцом (рис. 14.1, б). В последнем случае необходимо при определении усилий учитывать также усилия от деформации распорного кольца, которая определяется величиной D- (14.1) где А — приращение диаметра кольца; о—напряжение в распорном кольце; D — диаметр распорного кольца; Е — модуль упругости стали. Ветровые нагрузки на купол принимаются по схе- ме, изображенной на рис. 14.2. От вертикальной нагрузки р, равномерно распреде- ленной по горизонтальной проекции купола диаметром- D и стрелой лодъема f, усилие в распорном кольце z PD3 .',..¦ 48/ " Величина распора от одного ребра pnD3 Н- 24/и (14.2) (14.3) где п — число ребер в куполе. Усилия в ребре определяются, как в плоской трех- шарнирной арке от приходящейся на нее нагрузки. В ребристо-кольцевом и сетчатом куполе усилия опре- деляются, как дли оболочки, по безмоментной (мембран- ной) теории. Для любой поверхности справедливо урав- нение т т 1 +-7Г-=Рп* О") Ri R* где R\ и Ri — главные радиусы кривизны оболочки; Ti и 7"2— меридиональные и кольцевые усилия на краю оболочки на единицу длины; рп — нагрузка нормальная поверхности. В оболочках вращения главные радиусы кривизны для какой-либо точки поверхности будут расположены в меридиональной плоскости (Ri) и в перпендику- лярной ей плоскости, проходящей через нормаль к по- верхности (кольцевой радиус /?2) (рис. 14.3). Рис. 14.3. Расчетная схе- ма оболочки вращения. При осесимметричных нагрузках меридиональные усилия Т{ определяются из уравнения 7\ = Q 2лг sin а (14.1 где Q- г - а- вертикальная нагрузка выше данного сечения) ¦ радиус кольца; - угол наклона меридиана к горизонту. Подстановкой значений Ti в формулу (14.4) нахо- дится кольцевое усилие в оболочке Т2. Переход к уси- лиям в стержнях купола производится умножёнием- мембранных усилий 77 и Г2 на длину панели. В сетчатых куполах усилия в стержнях определя- ются разложением мембранных усилий на направления1'
280 Раздел ///. Стальные конструкции покрытий больших пролетов стержней. Для купола с постоянными радиусами кри- визны (сферического), нагруженного вертикальной рав- номерно распределенной на площади проекции нагруз- кой р pR _ „ pR 74 = Г,= - COS 2а (14.6) (меридиональные усилия одинаковы, а кольцевые мекя- -ют свой знак, переходя через нуль при а =45°) По 1-1 500хЩ0Л0Ч Рис. 14.4. Купол павильона мехаииза цииВДНХ Примеры. Примером ребристого купола диаметром 42 м может служить покрытие павильона механизации ВДНХ (рис. 14.4): Он состоит из 24 радиальных полу- арок, объединенных верхним кольцом. По аркам уло- жены прогоны из прокатных профилей, не включенные в работу ребер, что несколько утяжеляет эти ребра. Распор в нижнем кольце невелик вследствие значитель- ного подъема купола. Здесь точное, расположение про- гонов по кольцам вызывает необходимость выгиба их в двух плоскостях. Возможно изготовление прогонов с выгибом только в одной плоскости, если располагать их а плоскостях, нормальных к поверхности купола. Тогда 21.750 ПоН^ ГвМтТ", ! Рис. 14.5. Купол бассейна обогатительной По 1-1 Рис. 14.6. Вариант проекта покрытия стадиона «Динамо» эллиптическим куполом / — покрытие; 3 — прогоны; 3 ™ радиальные трехгранные фермы
Гл. И. Пространственные и висячие покрытия '' 281 кольца ¦будут*состоять; из-отрезков дуг, пересекающихся под незначительными углами. г Примером радиально-кольцевого купОла диаметром 60 ж может служить покрытие бассейна/обогатительной фабрики (рис. 14.5). Высота купола 14,8 М. Принято 16 радиальных ребер и 5 кольцевых. Покрытие выполнено из крупноразмерных железобетонных Плит длиной 6 м, опертых на кольцевые ребра. Радиальные и кольцевые ребра выполнены сварными двутаврового профиля вы- сотой 600 мм в радиальных ребрах и от 240 до 450 ж)и— в кольцевых. Все они изготовлены из прямолинейных участков, соединенных под соответствующими углами. Перекрытие оперто на железобетонные колонны посред- ством Катковых опор, допускающих радиальные -пере-' . Рис. 14.7. Купольное покрытие диаметром, 111 '¦ м мещения, что, как указывалось выше, является излиш- ним вследствие незначительности деформаций.'¦'¦'.'. ¦ Полный вес перекрытия — 59,5 кг/ж2, в том числе: радиальных ребер — 28,5 кг/ж2 и кольцевых--2,3,8 кг/ж2. На рис. 14.6 представлен один из вариантов проек- та покрытия стадиона «Динамо» в виде эллиптического в плане купола, образуемого системой радиальных трех- гранные рёбер, опирающихся на нижнее предварительно напряженное железобетонное распорное кольцо шири- ной 8 м ,и упирающихся в верхнее пространственное кольцо эллиптической в плане формы. Алюминиевые щиты кровли опираются на тросы, прикрепленные к ра- диальным ребрам. Расход стали—45 кг/ж2. В Лондоне в 1951 г. построен сетчатый купол диа- метром 111 м (рис. 14.7). Нижнее опорное кольцо ку- ,_пола расположено на высоте 15 м и поддерживается 48 наклонно расположенными решетчатыми ,, стойками из трубчатых профилей. Сетка ребер купола образует тре- угольные грани. Покрытие купола выполнено в виде алюминиевой оболочки: толщиной 2,5 мм. Материал опорных ног и распорного сварного крльца — сталь,, рёбер купола — алюминий. В. СКЛАДЧАТЫЕ ПОКРЫТИЯ Складчатыми называются конструкции, составлен- ные из тонкостенных плит или ферм, соединенных под углом между собой и опирающихся по концам на диафрагмы. Плиты, составляющие складку; называются гранями складки, а линии , пересечения -—«ребрами складки. Схемы складчатых покрытий показаны на рйс. 14.8. Складчатые конструкции по статической схе- ме могут 'быть, балочными, рамными или арочными. Нагрузки вызывают местный изгиб в гранях склад- ки, заставляя работать ее как разрезную или нераз- резную плиту, опорами которой являются, ребра складе ки. Опорные реакции от плит, передающиеся на ребра, раскладываются на направления ,плоскостей граней и вызывают изгиб их в плоскости максимальной жестко- , ста. Вследствие взаимной связности граней в ребрах (в продольном направлении) все. грани работают сов- местно, и напряжения в кромках граней, прилегающих к одному ребру, должны быть одинаковыми. При пространственной работе складки поперечное сечение ее из-за тонкостенности граней несколько де-. формируется, чём Они и отличаются от,балок, имеющих неизменное поперечное сечение. Постановкой промежу- точных диафрагм "складка превращается в балку коры- тообразного сечения.' Средние части складок, изобра- женных на рис. 14.8, и без дополнительных диафрагм Могут быть рассчитаны как балки шрьгтоойразибго се- чения. При отсутствии промежуточных; диафрагм кон- тур складки в пролете искажается, поэтому в случае, жесткого сопряжения, граней появляются поперечные изгибающие моменты, которые влияют на усилия в складке. Однако для складчатых металлических покры- тий поперечная жесткость относительно невелика, и усилия в складке с достаточной степенью точности мо- гут быть определены по безмоментной теории, основан- ной на определении величины сдвигающих усилий, воз- никающих между отдельными гранями., Г. СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ Складки, вписанные в цилиндрическую поверхность, называются сводами-оболочками (рис. 14:9).Пролетом . свода-оболочки называется расстояние между торцовы- ми опорными диафрагмами, а шириной — расстояние между нижними бортовыми элементами. Сооружения могут перекрываться рядом сводов-оболочек, имеющих Рис. 14.8. Схемы Рис, 14.9. Схема сво- складчатых покрытий ,' да-рболочки общие бортовые элементы. Возможны случаи опирания сводов-оболочек не только в торцах, но и вдоль борто- вых элементов. Если продольные опоры способны воспри- нять возникающий распор, а также при частом располо- жении затяжек перекрытие превращается в обычное сводчатое перекрытие, работающее только в поперечном направлении. Конструктивно, такие своды чаще всего выполняются сетчатыми из отдельных стандартных эле- ментов. :, Если продольные опоры могут работать только на вертикальные нагрузки, распределение усилий в про- дольном и поперечном направлениях может быть най^ денр по методу проф.. В- 3. Власова для оболочек с учетом изгибающих поперечных моментов.
282 Раздел IU. Стальные конструкции покрытий больших пролетов '....¦¦;¦ Для повышения жесткости и несущей способности свода-оболочки - необходимо его усилить постановкой поперечных промежуточных, диафрагм и вести, расчет как для балки корытообразного сеЧения; опертой на торцовые .диафрагмы.: Поперечные, диафрагмы можно приближенно рассчитать кдк консоли, закрепленные в ключевом сечении от нагрузок, приходящихся на пат нель между диафрагмами. Своды-оболочки с опорами на торцовых диафрагмах чаще всего выполняются' .с прбдольными ребрами* которые в верхней зоне рабо» тают на сжатие. Растяжение от изгиба обычно воспри- нимается нижним, бортовым элементом.; ?силия от бор- товых растянутых элементов передаются сжатым про-; дольным, ребрам через оболочку усилиями сдвига или раскосами, заменяющими оболочку./ 14.2. ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ /Висячие, покрытия по Схеме, восприятия нагрузок и;передачи их к опорам аналогичны арочным. Основные несущие элементы висячих'конструкций в отличие от арочных работают на |раетяжен;ие я йредставляют со-: бой, гибкие/нити. Работа нитей на растяжение позволя- ет эффективно использовать, свойства высокопрочной; стали, вследствие чего, висячие покрытия получаются наиболее легкими и, как правило, более экономичными .1Щ: сравнению с другими. Недостатком висячих покры- тий является hv крайне малая жесткость!и, следов а-; Распор в. висячих конструкциях: воспринимается ли- бо оттяжками .(рис. 14.10, а—г), либо специальными жесткими конструкциями, располагаемыми как по кон- туру сооружения; так и в пределах сооружений (рис. 14.10, е—м). ." ' ,._..'. Формы висячих конструкций могут быть в виде подвесных систем с балками жесткости или Байтовыми фермами или в виде-криволинейных поверхностей с на- тяжением в; двух направлениях.. Обычно нити одного направления являются несущими, а другого нсправле- Рис. il4.ll.: Узлы пересечения тросов и !, опирания плит покрытия ;. а — прижим; б — крюк; ,1 — трос' ния; натягиваются для придания жесткости и неизменя- емости покрытию при несимметричных нагрузках; вто- рая система; нитей; препятствует также- выпучиванию покрытий в случае отсосу. В местах пересечения тросы соединяются между собой прижимами (рис. 14.iU,a). Предварительное натяжение, второй системы нитей, обе- спечивая жёсткость покрытия, \не должно :быть. чрез- мерным,, так?как оно повлечет за собой увеличение се- чения несущих: нитей и перерасход стали. Величина на- тяжения, несущих, /нитей (тросов).'зависит от сооткоше- ния между йостоянной и временной нагрузками, и при легких" покрытиях процент предварительного натяжения должен быть' выщё.; Величин а предварительного, натя* жения несущих нитей '(тросов) в процентах от полного натяжения ьв,зависимости от общей нагрузки,, дейст- вующей на покрытие, .может быть принята по табл. 114.1. ¦ •¦'•; ,:'!¦.'".¦ '¦¦¦.':¦;'¦:.'¦' '¦;,.¦'¦;'.'¦''.':..¦ ../Та' б.л и ца 14.1 .'/\. ^;.'.:|''Пр'ё^в.арит^ьвбе-цатяженйе~ тросов. ' Рис. 14.10.; Принципиальные схемы покрытий вися- ''¦¦"' ¦;'¦¦•¦¦ чих/конструкцйй Нагрузка на покрытие (собствен- ный вес+снёг + вес конструкции) '..'"' q в кг/м?: . ¦ .;:"•,<' ://о<100: , , ¦ .Ш<0<1БО v . :150<?<:200 <7>200' 'Предварительное натяжение' ¦ тросов в % от полного натяжения : '' _ 10—40..-, ¦ ¦-¦; • 7—15" ,5—10 ¦ ¦ ¦•¦- 5—7 ¦¦' ¦¦¦¦ ,' тёльно, большая деформативнОсть, особенно: при не- симметричных нагрузках. Для,.придания висячим кон- струкциям жесткости и неизменяемости прибегают к различным мерам, как, например: подвешивают, к ним . жесткие конструкции,'; расчаливают вспомогательными оттяжками, распирают'жесткими распорками, произво- дят натяжку по специальным поверхностям и пр. Вися- чие конструкции наиболее целесообразны в случаях, когда временные нагрузки сравнительно невелики по сравнению с постоянными. г ;. Опирааие плит покрытия выполняется при помощи, кляммер или. крюков, заделанных в плиты (рис. 14.11,6). Расчет: пологих Нитей при. равномерно распределен- ной нагрузке 'Производится в предположении провисания нити по: параболе. Величина распора " ql* \ ' ¦¦'¦'. ', ¦¦ где I — расстояние между точками подвеса; f — стрела прогиба (рис. 14.12). # = -
Гл. 14. Пространственные и висячие: покрытия 283 ¦¦''.¦:-¦ Максимальное усилие в .тросе,находится в точках 'подвеса и может быть принято по формуле ,! ¦>. N -яМ1+: 16/2 р. *('. 8/2 (14.8) Примеры. Примером может служить /Советский павильон на Брюссельской выставке (рис. 14.14) раз- мером в плане 72X150 м, со средним, пролетом 48 ж и шагом колонн 18 ж. Поперечная конструкция состоит ¦из двух главных колонн, к которым подвешены на тро-' В расчете тросов, кроме постоянной и временной нагрузок, должны быть также;учтены усилия от пред-: верительного натяжения. ' : . и Рис. 14.12. Расчетная схема : У'." нити ¦¦¦'¦¦ Наиболее экономичное по расходу стали отноше- ние стрелы провеса к пролету «' подвесных системах близко к:, 0,2—0,3 (рис. 14.13). ¦':.''•'¦¦ В случае, если отношение,— >0,2, .более точные значения усилий следует.определять из уравнения цеп- ной линии (см. гл..22):'¦.,.¦.- /Для висячих; конструкций, применяются тросы и пучки высокопрочной проволоки (см. 31.1),, которые должны быть тщательно защищены от коррозии. I5 в 6 '¦"в- • О; ч 7 \. <». ' -° t 6 I 1' —\——— ~ «/ 0.2 0,3 0Л 9,5 Рис. 14:13. График относительного,расхода стали на нить при различных отношениях: стрелы про-': '[¦'¦"¦". веса к пролету. : V .', ч сах по" две, фермы, каждая из них длиной 12 ж; осталь-: "цая часть пролета между'колоннами '(24 м) перекрыва-v ется фермами световых фонарей, вес 'которых .'почти уравновешивается весом наружных стен с небольшим растяжением стеновых панелей до. 2 г, В "продольном направлении, подстропильная ферма пролетом 18 ж, на которую опираются вспомогательные, колонны, также подвешена, к главным колоннам. Конструкций перекры- 1500М Рис, 14.14. Схема Советского павильона на Всемирной выставке 1958 г. в Брюсселе а — поперечный разрез; б — продольный разрез
284 ' Раздел III. Стальные конструкции покрытий больших пролетов тия выполнены сварными из алюминиевого сплава; по- перечные ванты — из стальных" тросов диаметром 40 мм, состоящих из проволок диаметром 6 мм с пределом прочности 15 000 кг/см2. Другим примером может служить покрытие па- вильона США на той же выставке, имеющее в плане круглую форму и напоминающее велосипедное колесо с наружным диаметром 104 м, расположенное гори- —JH pi*1'''"' В ^^^а==51^^'Р:" 1,1,1 ' te= , Рис. 14.15. Схема павильона США на Всемирной выставке 1958 г. в Брюсселе дом, что придает жесткость всему покрытию. Одинако- вость окончательного натяжения тросов контролирова- лась показаниями манометров в домкратах и частотой колебания тросов. Покрытие оперто по наружному сжатому кольцу на два концентрических ряда колонн, расположенных па Рис. 14.17. Схема покрытия и здания стадиона в Мон- тевидео P,HCs 14.16. Схема павильона «Европа» на Всемирной вы- ставке 1958 г., в Брюсселе а —общий вид конструкций павильона; б —план конструкций зонтально. Конструкция образована системой радиаль- ных тросов, натянутых по двум коническим поверхностям (рис. 14.15), при этом 36 тросов нижнего конуса и 72 троса верхнего крепятся к сжатому наружному сталь- ному кольцу и к внутреннему растянутому барабану диаметром 20 м. Барабан высотой 8,5 м состоит из двух растянутых поясов, соединенных решеткой, рас- считанной на вертикальную составляющую от усилий в тросах. Предварительное напряжение в тросах созда- ется натяжением верхних тросов усилием 22 т в каж- кругам диаметром 104 и 92 м. Сжатое кольцо пред- ставляет собой кольцевую горизонтальную ферму ши- риной 6 м. Покрытие рассчитано на нагрузки; от кров- ли 7 кг/ж2; от снега 35 кг/ж2 и ветра +40 —80 кг/ж2. В покрытии применена сталь для конструкций, близкая по прочности к стали «арии Ст.З, для тросов —стальная проволока с временным сопротивлением 15 000 к'г/см2. Общий вес стали в конструкциях павильона — 167 кг/ж2, в том числе вес наружного кольца — 38; внутреннего— 10; тросов — 5 кг/м2. Интересно также висячее покрытие павильона «Европа» на Брюссельской выставке (рис. 14.16), пред- ставляющее собой систему тросов, натянутых на изог- нутый в пространстве жесткий контур с жесткими рас- порками. Конструкции жесткого контура опираются на колонны, причем все горизонтальные нагрузки воспри- нимаются двумя решетчатыми устоями, " а остальные промежуточные колонны исключительно легки, так как работают только на вертикальную нагрузку. Общий вес стали на павильон составляет 172 г, или 63 кг/м2, в том числе: стали" марки А37—90 т и,А52—82 т. На рис. 14:17 изображена схема круглого покры- тия стадиона в Монтевидео диаметрам 94 ж. Покрытие из радиальных и кольцевых тросов поддерживает цент- ральный фонарь и опирается на стойки и горизонталь- ное жесткое кольцо. В шве. кровли с фонарем сделан отвод воды с покрытия. На рис. 14.18 показан проект висячего покрытия здания летнего театра ЦДСА диаметром в плане 76 м, в котором система пересекающихся тросов подвешена также к жесткому контуру. Подвесная система предусмотрена также в проек- те раздвигающегося покрытия над зрительным залом «Зеленого театра» ВДНХ размером в плане 60X60 м. В течение 3 мин., покрытие сдвигается в сторону вести- бюля (рис. 14.19)". Покрытие решено из вантовых ферм, перекрываемых складчатой тентовой конструкцией из прозрачного материала. Здание выставочного и' спортивного павильонов, по- строенное ,в Карлсруэ (1953 г.), имеет в плане овальную форму размером 46X71 м, покрытие состоит из тон- кой бетонной плиты толщиной 6 см, которая висит на продольных тросах, проходящих в тонкостенных труб- ках внутри тела плиты. Натяжением продольных и по- перечных тросов создается предварительное напряжение в плите, устраняющее возможность появления трещин. Железобетонная плита имеет по наружному контуру утолщение, которое служит сжатым поясом (рис. 14.20).
Ряс. 14.18. Схема покрытия летнего театра ЦДСА в Москве 76.2*0- Г^М 14 ^ Рис. 14.19. Схема раздвижного покрытия Зеленого теат- Рис. 14.20. Общий вид выставочного и спортивного ра'яа ВДНХ. вильонов в Карлсруэ /
ПРИЛОЖЕНИЕ Перечень госуДАРСтвЕнньр стандартов (гост) к разделу hi 380—60. Сталь углеродистая'обыкновенного качества. для предварительно напряженных, железобе- 5058^57. Сталь низколегированная конструкционная. тонных'конструкций. "7348-Т-55. Проволока стальная круглая углеродистая '.. '¦.. ¦ [:-¦¦¦'".. БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ: III ; 1. ЖУДйя Н. Д., Стальные конструкций.; Гос- стройиздат, 1966." ¦ , .2. Йевайрв Н. ;М., Металлические кояструкции. Тосстройиздат, 1958. ¦"".,'¦¦ 3. Мельников Н. П., Проблема экономии стали в стальных коасггру'нциях промышленвых зданий, сооружений и... ростов. Сб., материалов по . стальным конструкциям ,'•№,'2,: .Проектстальконструкция, 1958. / ,- 4. Мельников Н. П., Итоги IV Чехословацкой конференции по. стальным конструкциям.. Техническая информация' Проектстальконструкция, вып. 5466.. 5. Мельников 'H...TL, Нцко л а ев Й.С, Брюс- сельская выставка, экса 58, Госстроййздат, 1962. 6. Полянский А. Т., Р ацкев ич Ю; В., Па- вильон, СССР ,яа Всемирной выставке 1958 г..в Брюс-: селе. Гоостройиздат, 1960., >7.. Р ац кевич Ю. !В., Конструкция павильона СССР .на Всемирной выставке; 11958 г. в Брюсселе. «Новая техника и, передовой опыт в строительстве» №4,1958; / ' 8./Стр ел ец'ки и Н. С-, Гениев А. Н, и^ др.,. Металлические конструкции. Гоостройиздат, 1961. 9. Ст.р елецкий Н. С., Курс, металлических, кон- струкций.Часть III. Стройиздат, 1944. 10. Ф рёй; О тто, Висячие покрытия, их формы » конструкции, Грсстройиздат, I960.
РАЗДЕЛ IV СТАЛЬНЫЕ ЛИСТОВЫЕ КОНСТРУШИИ • .; ¦,':'-:. •'•':•¦¦ v7-:.v.'.¦-'.•¦ главам/-'. '¦;;.',-:[.'¦¦¦;¦;• ДОМЕННЫЕ ЦЕХИ И ГАЗООЧИСТКИ ¦¦.-¦•¦'¦,' ¦'¦' л ¦¦ 15.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ А^ состав конструкций На рис. 1:5.1; даны-схемы, расположения я общий 'вид объектов, входящих в комплекс сооружений доменного цеха и газоочистки. К листовым конструкциям/в нем, от- носятся кожухи доменной, печи, воздухонагревателей, пылеуловителей, скрубберов, электрофильтров и„ газО- и : воздухопроводы. В настоящей главе рассмотрены также а некоторые другие специфические конструкции ком- плекса доменной печи, тесно Связанные слистовыми конструкциями! /' Здания доменного цеха и газоочистки пррек'тируютт; .'¦ ея в основном в соответствий с общими,. Долржёниямй проектирования конструкций промышленных зданий, из-' ложенными в разделе II. Б. ОСОБЫЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ КОНСТРУКЦИИ При проектировании конструкций комплекса домен- ной печи! необходимо учитывать':^ ,,' .'¦. 1) ^Образование; коррозииот воздействия агрессив- ной среды как внутри сосудов и трубопроводов,' так; и снаружи. Коррозия наиболее интенсивно происходит, в местах: отопления колошниковой пыли, ¦ в . местах; под- ¦; верженных1 попаданию брызг доменного -шлака и.¦¦' при воздействии доменного газа; < , 2) абразивное .воздействие взвешенных в газовом ¦¦'_: потоке частиц пыли; , , " ¦ .''.'; 3) возможность образования опасных как Для;кон-/ струкций, Так и,..для Обслуживающего персонала зон при увеличенной концентрации газа, прорыве чугуна, взры- „вах в сосудах и газопроводах, аварии оборудования и т. п.;-. . ,,';::;:; ¦;; - 4) возможность резкого увеличения статической на- грузки! при нарушении нормального режима работы (не- : удаление, пыли из пылеуловителей, конденсата, из газр-,', '.проводов'и т. д.); 5) воздействие высоких температур, приводящее к большим и неравномерным деформациям конструкций, в особенности сложных конструкций; - 6) изменение'силовых, и температурных воздействий на кожух печи и его ^состояния в течение кампании До- менной печи; 7) различный характер работы отдельных зон ко- / жуха, а также зависимость работы каждой зоны кОЖуха от технологических конструкций (системы охлаждения;. , типов холодильников*:кладки и пр.); :\ 8) поведение технологических конструкций в про-( цессе'эксплуатации . агрегатов комплекса,\'т.! е. .темпера- : турный рост чугунных холодильников, при их недоста- точном, охлаждений, расширение фудеровки шахты при ;¦ цинкосодержаЩих рудах; под.влиянием ОтлОжения 'в ее;. швах и порах паров цйн^а^ приводящее к выпучиванию' кожуха и образованию в ;не.м;трещин,: разрушение клад- ки лещади* печи и образование' в ней чугунного «козла» у и др-; ""¦, • "•» > -,.":'' '¦'}- V ""'.'¦,¦¦'• . 9) необходимость Сведения'к минимуму времени.*' простоя всех технологических агрегатов при. Их ремонте и в случае аварии. ;,' :^ ,:¦ ;';:,; '-\ В. ГАБАРИТЫ ПРИБЛИЖЕНИЯ СТРОЕНИЙ * НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЯХ ДОМЕННОГО ЦЕХА ,Габариты приближения:строений на железноДОрож-: . ных путях доменного цеха приведены, на рис. 15.2. Рас- стояние .; от оси железнодорожного пути до низа опоры , : контактной сети электрифицированных /участков желез- ных дорог принимается равным: >2,'45 м. >:. .¦ 15 2. КОНСТРЩТЙВНЫЕ РЕШЕНИЯ А. СООРУЖЕНИЯ КОМПЛЕКСА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ; Доменная печь. Схематический разрез по доменной ' печи показан на рис. 15.3,- а варианты схем возможных конструктивных решений—- на рис. 15.4., "¦ В доменной печи с1 колоннами, доведенными. только;, до уровня мораторного кольца (рис. 15.4>а), нагрузка от надколощникового устройства, площадок и вертим кальных газоотврдрв передается непосредственно на ко- жух доменной печи. На, некоторых печах этбго типа ко- лошниковый копер отсутствует, и площадки засыпного» устройства опираются на /вертикальные газортврды. Открытый ср всех сторон доступ к, кОжуху печи облег- чает,ее обслуживание, но передача, нагрузки от колош- никового./устройства/на! кожух лахты ухудшает работу засыпного. аппарата, а при перегреве металла кожуха! может вызвать аварию печи. Кроме того, при ремонте КРжуха требуется демонтаж колошникового, устройства. '',;' В доменной печи с колоннами,как в зоне горна, так, и в зоне шахты (рис. 15.4; б) колонны шахты опирают- ся непосредственно на колонны горна, и вступают в ра-
288 Раздел IV. Стальные листовые конструкции а и б—схемы; 1 — бункерная эстакада; 2 — вагон-весы; 3— грохот для отсева коксовой' мелочи из кокса; 4 — скиповая яма; 5 — скип колошникового подъемника; в — колошниковый подъемник (наклонный мост); 7 — машиннЬе здание; 8— доменная печь; 9— колошниковый копер; 10— лифт; 11 — газоотводы; 12 — воздухопровод холодного дутья; 13—воздухонагреватели; 14 —дымовая труба; 15 — воздухопровод горячего дутья; 16 — чугунная летка и желоба; . 17 — шлаковые, летки и желоба;18 — ковши дляшлака; 19 — ковшидля чугуна; 20 — здание доменной печи; 21 — кран литейного двора; 22 — пылеуловители; 23 — газопровод грязного газа; 24 — скруббер; 25 — электрофлльтры; 26 — газопро- вод чистого газа;.27 — здание газоочистки; 28 — газопровод получистого газа; 29 — здание воздухонагревателей; 30 — подъг 1/: емник коксовой мелочи; 31—кольцевой воздухопровод горячего дутья; 32 — газопровод получистого газа. боту только после, перегрева кожуха шахты или при ре- лоннами и куполом печи имеется зазор. При этой схеме монтах печи, так как при нормальной работе между ко- • возможен перекос колошникового'устройства от нерав- ' ¦ ¦ ' ¦ у
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 289 Рис. 15.1. Комплекс доменной печи и газоочистки (перспектива -и план) • i е — общий вид номерного нагрева кожуха, что уменьшает производи- В доменной печи с листовым компенсатором тельность печи. Кроме того, колонны шахты из-за на- (рис. il5,4,e), отделяющим купол от кожуха шахты, на- личия связей затрудняют доступ к кожуху, смену холо- грузка от купола, газоотводов и колошникового устрой- яильникоа, ремонт конструкций и т. п. ства передается непосредственно на колонны шахты, ко. Уровень гопойкц оепьСь 19—915 Рис. 15.2. Габариты приближения строений на железнодорожных путях доменного цеха а — на постановочных железнодорожных путях: б — на ходовых железнодорожных путях; / — на ходовых элек- трифицированных участках железнодорожных путей; 2 — на электрифицированных участках железнодорожных путей при проходе подвижного состава высотой не более 4650 мм; 3 — на постановочных путях существующих и реконструируемых доменных цехов при проходе подвиж- ного состава-высотой не более 4300 мм от головки рельса Обозначения _. _ . _ линия лица отдельно стоящей колонны на хо- довых участках, железнодорожных путей до- менного цеха и на погрузочных участках; — X — X— предел приближения выдвижных и откидных транспортеров, лотков и других загрузочных устройств в нерабочем положении для бунке- ров коксика; >¦_*.>—>линия приближения приемных сливных жело- бов в здании разливочных машин; , _ || _ || — линия лица транспортерной галереи на. бун- керной эстакаде; —>—>— линия приближения к строениям на пути по- дачи чаши и конуса А=0,5 D+250 мм, где D — диаметр чаши в мм
90 Раздел IV. Стальные листовые конструкции торые являются продолжением колонн горна. В этом случае, засыпной аппарат не подвергается перекосу, а кожух шахты разгружен, что удлиняет срок его работы. Однако существующие конструкции компенсаторов не могут гарантировать успешную работу печи при повы- предназначенных для передачи нагрузки от шахты не колонны1 печи в стадии разрушения футеровки; размеры же конструкции необходимой прочности затрудняли бы доступ-к кожуху заплечиков по всей высоте. Применение такой системы за рубежом объясняется менее интенсив- Рис. 15;3. Схематический;; разрез доменной лечи'.'- (с Толстостенным распа- ,i. ¦;.¦: ::p6bi)' ;"'-, '¦'¦ :,;о. ..: а — горн;:;6^ заплечики;, в,— ,' . шахтаграспар; 4—'шахта — . коническая. часть: ¦>)'#',—'.:шах- >та'— кол&шникрвая часть; . В'+ купол; / а -г кожух'леща- ди; %/')^ кожух горна;. fB.— кожух заплечиков; '.. / ,r-:kq-" жух шихты; '2'—.моратбрное кольцй;. 3:h- кожух:.", купол а; ; 4—днище низ;а лещадй;;.5:^' колоний горна;: ,5 —"кольце- вая балка; 7—колонныгшах- ты; 8 —.горизонтальные ;свя- ¦; зй; 9 ,т- колошниковая): пло?' ; щадка; 10 — копер;../¦/'-'4f мон; . тажная ; балка; J.2.-~- кольце- : : вая труба горячего дутья . ,>щенныХ.дачйёниях *газа,: что. ограничивает¦ 'область при:: менейия печей; такой: конструкции/ - f; .':• !. Йа ряде доменных лёчей этого типа свяЗюдо колон- нам .iiiaxTbi: заменены рамным каркасам, состоящим из ',.элементов площадок шахты,г'а >конструкции мораторного; кольца, нижней кольцевой!площадки и первых поясов шахты, создающих вместе кольцевую) балку, швеллерно- го' сечения, . использовайы для передачи нагрузки от; Ко- лонны шахты на: соседние колонны горна, в случае вы-' хода из работы одной из колонн.,,: ¦' '.'.'¦•¦ '¦¦:,!;: В доменной, печи с крлощниковым устройством, опи- рающим'сй :на кблонны. печй. !(рис. . 15.4,г), получившей 'наиболее: широкое распространение и принятой -в типо- вых: проектах: "доменных: печей объемам 'от/ 1.Q33 до 1719 ж3, копер и колошниковая площадка опираются не- .посредствённо.на колонны1 шахты печи, но куйол: печи, не отделен от шахты, что ухудшает условия работы ее кожуха. Колонны шахты не имеют связей и Опираются* как и в предыдущем решении, на кольцевую/балку. швел- лерного сечения, не совпадая при этом в'плане с распо- ложением колонн горна. Это позволяет располагать верхнюю: (выше моратора) часть' конструкций 'независи- мо от: нижней части* т. ё.вне связи с-планом цеха, что дает возможность унифицировать конструкции доменных печей, а их верхние части выполнять одинаковыми для печей, разных объемов/ :В доменных печах этого типа г предусмотрена возможность.передачи нагрузки, от газо-, отводов на колошниковуюдпл'ощадку в сйучае значитель- :; ного перегрева узлов-.их бпирания'.на купол дрменцой печи. ¦"•¦.•': ' :,. .;..;• "'•¦'.¦'••>..'.¦. ;.•.¦¦'¦"' ^ ¦-'.''''.-''¦ ¦ '.;• :,. В. доменйой печи' с четырьмя колоннами, удаленны- ми от торна, несущими шахту и колошниковое устррйстл во (рис. 15.4,5), получившей: широкое распространение за рубежом, облегчено обслуживание торна и шахты, но; зона заплечиков оказывается 'загроможденной конструкт циями, передающими; нагрузку от веса шахты на колон- ны. Главным недостатком этой печи являетря неудовлетг : верительная прочность балок и других" конструкций; Рис. '15.4, Схемы конструктивные решений др- ''¦':.':\ :,..:...* '..-.''. меннык печей' У ; :. :?,:- " .',,¦. а>-^ печь без колонн.-вокруг 'шахты; б — печь .с колонна- >мй шахты, работающими При потере несущей способно-, сти кожуха; в— печь с листовым компенсатором, отде- . Ляющим купол и j. колошниковое устройство; г — печь с колошниковым устройством,' ¦> опирающимся только на. колонны печи; ;..,<Э~ пе^ь с. четырьмя;:колоннами, несущи* ми шахту и. колошниковое устройство; е.—речь с кожу,; хом, не: несущим нагрузку ;6т колонн шахты.; яе — печь: без колонн 'и моратррного кольца; з — печь с колоннами щахты, опирающимися ; . непосредственно на колонны .'¦;,-'¦ горна; /^ зазор; 2 '— компенсатор
Гл. 15- ДЩенще цехи, и газоочистки.:. ? -/{"¦;/2&*: ной: эксплуатацией доменных печей, что сохраняет на ' Ярйёе длительное время футеровку шахты. ¦///.{// , В доменной1 печи, предназначенной для работы на : цинкосодержаших рудах (рис. 15;4,e)i {недопустимо ис- ь пользование кожухов для восприятия нагрузки от ко- лонн шахты; так как'при появлении трещин,:в части ко- жуха, входящей в состав кольцевой балки швеллерного сёчеция, последняя выходит из работы. Это вынуждает ,-:. опирать колонны,.щахты непосредственно на. колонны горна,, а; ноги крлошнйковогсi копра вследствие нёсовпа- Ащмя их в плане с колоннами, шахты --на ?т0рообраз- ную/балКу,' Опирающуюся на колонны шахты. Торорбраз- ная. балка при,этом работает;на изгиб икручение. При ; : этой[схемелёобходимы: утолщение кожуха шахты и учет '¦' возможного увеличения; размеров кожуха' в результате . Г его выпучивания. ¦¦s{ , д, /В доменной/лечи без колонн и /мораторного кольца (рис. 15.4,:ж) значительно упрощена конфигурация- ко- жуха, облегчена;конструкция печи и.розданы удобства, при обслуживании горна.•'¦^П^Шциц''-разгрузки; ^.кожуха печи от!веса^колошнйковогр устройства'реализован пол-:, .носдью,, так как нагрузки от Копра' и площадок пёреда- 'ЮтсяЧтрль'ко 'на четыре ближайшие колонны поддомён- ¦„ ника. Нагрузки от шахты/печи- вбслринймаются Кожухом горна, что принципиально отличает эту печь от предыду- щих. {Схема поддоменнйка .'решается"- с учетом, восприя- тия вертикальных и горизонтальных нагрузок, возникаю^ 1 /ч щйх при работе колошникового: устройства:{ - :. {''{ ,{-//:. ] Щ доменной печй-сколоннами шахты,: опирающими- " ^/:ся: непосредственно на колонны горна (рис. 15.4,з),; от—{ '{:; ражены решёни!яу>/принятые/для типовой печи объёмом ¦' 2000!м?; здесь колоний горца и .щахты/^расположены / /gopc/Hp. Такая; схема .отличается {.от' приведенной/ /да .. {рйс. {15.4, ётем, что число "колонн в нем /сокращёнр/, до { четырех-, что стало возможным/иа-за 'исключения; пред-{ -положения о возможности пережога .одной из.'колонн {прорвавшимся; чугуном. Эта схема является унйфицйрр-: "{{ванным решением как для случаев; работы: на обычных { рудах, так и для работй на {рудах, содержащих'{.цинк. < {¦. Возможность {поворот.а: в: плане Колошникового .устрой- ¦ства на любой угол относительно -печи создает^большое .удобство при /планировке цеха по ..'этой- схеме. Однако -/наличие мораторного. кольца; и двух ярусов, колонн/'(гор-- Ту на и/щахть!),: Связанньжс, кожухом; пёчй,-не позволяет { {/считать эту'схему»болеё{рптимальной; чем схема, 'прйве-; Удённая ;на{-рйС.{15.4,»(Х;'{'{ :--'-;{{, ' КожухТдомев-цой печи. Его следует рассматрива-т-ь ' как часть конструкции, состоящей Из {самого кожуха, кладки^ набойки,, холодильников и примыкающих: кон- '¦¦' струкций, / с которымцон связан в одну статическую си- стемуч:Это{подтверждается: ¦многочисленными исследова- ниями, показавшими очень,сложный, характер напряжен- . його,состояния Кожухов дрменных'печей,{когда наряду ;¦/¦ с обычным{двухосным растяжением кожуха встречают- ся;, участки, с двухреным.сжатием; ,а{ также участки с {больщимй. перенапряжениями.^: _ ;-;,;., : В результате /проведенных- институтом Проёктсталь- ¦{.': конструкция; экспериментальных И теоретическихf иссле- довании работыкокуха/ появилась возможность, перейти от: пользования -эмпирическими: формулами для опреде- ¦'; ления толщины кожухов доменных печей и /воздухоаа-'/ -..''.:.греватёлей к {ра'счёту.-отр.ажающему действительное на- ¦¦'. пряженное состояние (см. .15,3). Одними требованиями ; при,конструирования всех, элементов /кожуха доменной/, /печи/являются:, 'обеспечение /его полной: гф'мётичностй,- - ," ¦¦ доступность для Осмотр а и' ремонта, . возможность с/Во* : : бодйой- темпер атуриои д еф орм ации э л ем ентов, исключаю - ./' Щейг;.1пс»явл^нйё{-мйс^ы!х.-;аалряжвв;йй,.,'а >такжё воаМюж* - .19* -ч-:'.--;. :У^'"Т- ¦:;¦:'¦':-:':.¦-.?¦ : -Т ' - 1--Л\:': ¦..{{{ :¦'" ность полива кожуха, водой ,в .случае: прогара .хрлвдиль- /ников,* -.{{/{{.'{.{/{: ¦;/{/. '/-.,..-..-{¦'¦ ,/¦;{"-:'х-{' ]¦":¦.. V:,/"'-:-/¦/-,'¦-)¦¦;,-¦¦' Кожух лещади. В начале кампании доменной пёчи тёмпературнбё/'расщирение футеровки в большей степе- ни компенсируется;;улру.пи^у.деф^рмапй'я'1!щ.{%аб^йки?\{ f при 'этом ;рат,ет:нЬ}е кольцевые напряжения в «ежухё -на , '' уровне; :верхне^|/ ютвдткй лещади значительно лревосхр- дят налряженияШо&нжающие/В ееиижней.зоне: Одна- . ко по ;мфё{/разрушён,йя^ /тур{ньгйкрасп^/,в{ этой зоне/уменьшается;! ?а на/пряжения: . ; -в,нижяЩ{участках {возрастают. Трёбоваздя к.обеспече- ,- нию:необ;Ши^рй{^ррчности и герметичности кожуха лещади дрдажйы- {соблюдаться особенно; тщательно, Так как/любая :*рещица в нём, помимо пропуска газа, может . в - дальнейшем {пРслужить:: причиной прорыва^дугуна. V; . 'Для- выпуёка"щкозла» при капитальных ремонтах печей ' в кожуХе{ лещади устраиваются специальные козловые летки{ ;На 'прЬчнрёть кожуха лещади/ брльтиоёвлй > оказывают упругие свойства набойки и ее- Толщина' (за-: зор, мёжду/козкухом- и; плитов'ыМи/холодильниками). Не- { /дооценка этих,факторов в-ранних..конструкциях домен-:, ных, печей, ч^стр; приводила к, появлению,/трещин кожу- { ,xobn(b 40^50% построенных: печей): ,Бс^Бшое{влияние; {.-' - на прочность- кржуха также оказывает материал запол- '' нения вертикальных/зазоров. между: плитовыми холо-/ \ '. дильникамй; т^кие зазоры, предйазначенные: для ,крмлен- : , . сации; темп.ературногр. расЩйрения холодильников, долж-; , йы; заполняться чугунной, замазкой без всяких мвталлй- {-, '.;ческих:-пр,окладок;{ "-. :'~{,.i. {{:,-' . '¦'"¦•.. *''/.- Кобкух горна: Одним из наиболее ответственных эле- , мейтов конструкции печи, работающим в очень тяжел'ых {условиях),-является Кржухггорна; Величина температур*'¦¦'. ".' ного распора в{ нем определяется- не' только горизонталь* ны,М;расшйренИём'/кладки,{нр.и ее,вертикальным ростом; : ; (при конической форме -кржуха) .До прслёднегб «ремСрй i { 'кожух горна/устраивалёй/{конической'формй; /в срвре- ¦{¦ менных/ доменных печах он : рхлаждаётСя ' сплошными. : вертикальными./; плитовыми{{холодильниками.;; Наличие большого количества отверстий (чугуннаё и шлаковые летки, фурмы): и) усфойСтво/йладкй у леток "впритык К "¦ кожуху, а также прямоугОльнай форма; ртвёрстия чугун. ных- леТоК;И:'тяжелый.температурный режим околрлеточ-, нойзоны/кожуха приводят к/чаётрму Ьбр'азбванию трё- ; ;щйн в: /этой зоне1; 'Что. угрожает -прорывом чугуна/из {пё-',// чи. Наиболее рйдирякльнымй мероприятиями, улучшаю-j ,'.'. |1,имй работу кожуха;гр|рна;' являются: устрбйство /кожу- ха, цялиндричёскрй формы', .устройство ;'двухслойньй . холодильнйкОв,{замена прямоугрльйогр вкреза чугунной л-..' летки;рвальнйм,;зип^лнейие)зазорау .летки упругой на- • бойкой, обеспечение интенсивного охлаждения/ окололе- ¦ точной зоны без:наружного прлйва. ¦{'.-; ¦.':<;¦¦'¦[ х / 'Кожух [заплечиков.. Он /выполняется,1 как правила, в:' виде /расширяющегося кверху: конуса1,' Охлаждение ко- . , жу^а -осуществляется сплошными холодильниками: Этот ; .участок i кржуха иотытывает Сравнительно - небольшие, на-- пряжения,- нр.: его работа усложняется из-за большого ' количества/фурменных отверстий, /расположенных .в, не- . прсредственной: близости от его /нижней зоны. ', ¦, Кожух 'распара., До последнего'времени этот ко- Т: жух '¦конструктивно' решался аналогично кожуху -запле- : чиков:'; Охлаждение /осуществляется.' .сплошными верти- , кал'ьцым-и плитовыми холодильниками (тонкостенный распар); В последнее щемя в .большинстве доменных: пе; чей. устраивается';так /называемый толстостенный paci; пар,, в котором/вертикальные/ плитовые; холодильники-! ': 1 Из .общего^^; к&личества трещин," возникающих,/в ;кожухё печи,^^^, около, половины/ приходится на /кожух:горна,тпрйчей;:по- давляющее их большинство возникает вблизи чугунной лётки.
292 Раздел IV. Стальные листовые конструкции за-мейены футеровкой, с охлаждением: таким же, как в шахте печи, При таком решении кожух распара фак- тически не отделим от шахты: печи и рассматривается как одно целое.—-; '../"' ' ' Л • /Мораторное кольцо. В месте изменения системы фу- теровки и охлаждения устанавливается мораторное коль-- "цоу предназначенное для поддержания.нависающей части,- кладки шахты печи и погашения возникающей разности распоров от •горизонтального температурного расшире- ния конструкции. Широкое плоское кольцо .по внут- ренней Окружности опирается на кожух заплечиков «ли (распара (при тонкостенном рёшевии).^ 'а по^ наружной л окружности подвейено к кожуху <шахты, при помощи, которого, как'ранее считалось, оно опирается на: колон- ны горна. Фактически это опирание Ьтсутствуёт! так как расширяющиеся под влиянием температуры конструкции низа печи (кладка и холодильники) поднимают шахту . и отрывают мораторное кольцо от колонны.; Моратор- ное кольцо используется,' кроме того, как/нижняя пол- ка^ кольцевой - балки швеллерного сечения, через кото- > рую возможно передать"-нагрузку от колонн шахты на, колонны- горна. '-"-" *:-:', Кожух шахты, Кожух состоит из нижней коничег , ской частя (повторяя -наружное очертание кладки, он состоит обычно из нескольких конусов) и верхней цилиндрической (колошниковая зона).. Охлаждение /шахты осуществляется- холодильниками,, охватываю- щими обычно около 2/з : высоты шахты. снизу. В - ряде печей последних конструкций нижняя часть шахты ох- лаждается сплошными холодильниками. В зоне колош- . ника к кожуху прикреплены защитные сегменты,, пре- дохраняющие кладку от: разрушения загружаемыми в печь1 материалами^ Прочность и герметичность кожуха в значительной степени зависят от конструкций холоу дильников. В частности, применение сменяемых холо-. дильников требует устройства вырезов, ослабляющих кожух; холодильники-кронштейны жестко связывают кожух с кладкой и при росте последней./вызывают в' кожухе местные, повреждения; . так называемые «пла- вающие» холодильники соединяются с кожухом только . трубками небольшого Диа1метра и не рслаблянэт кожух, однако в связи с невозможностью замены (после про- гара 1 таких- Холодильников) прекращается охлаждение близлежащего участка кладки, и он быстро разрушается. Кожух'шахты воспринимает, распор кладкиучерез слой упругой набойки; но. вследствие ступенчатого очер- тания-кладки давление на кожух передается неравно- мерно. Наибольшая; концентрация- давления возникает в местах сплошных, колец кладки, упирающихся в: кожух и предохраяяющих: .набойку от просыпания. ; - Особые условия работы кожуха шахты при исполь- зовании руд, (содержащих цинк, вызывают следующие конструктивные требования.: увеличение толщины ко- жуха /против обычной приблизительно на 20—25%; уве- личение толщины слоя, набойки на 50.%; замена жест- ких, холодильников на плавающие, как не препятст- вующие -свободной деформации кладки!; создание конструкция защитных сегментов, обеспечивающих их свободное перемещение под воздействием -растущей кладки шахты. /Кроме отверстий от холодильников, в шахте пре- - ^усматриваются отверстия для забора проб газа и для других исследований, -а также ' люки для прохода -в пблостьпечи при ее ремонтах. Все отверстия во время Эксплуатации печи должны быть герметически закрыты. '..' Купол печи. Нагрузку от засыпного устройства, опи- 1 Применение иногда под холодильниками слоя упругой на- бойки, создающей условия - для' . некоторого свободного роста • , кладки^ мейее целесообразно. , рающегося/ через литой колошниковый фланец, и От вертикальных газоотводрв несет купол печи. Кфомё того, в куполе возникают большие напряжения, выз- ванные внутренним давлением, особенно вблизи меета примыкания купола к шахте печи. Присоединение к куполу газоотводов создает в нем сложное напряженное состояние, трудно- поддающееся расчету, что застав- ляет назначить толщину купола конструктивно с опрв' ..деленным',,запасом.. Купол /печи защищается ' неохлаж- даемыми литыми чугунными плитами. Днище и конструкция охлаждения низа лещади. .До-; применения воздушного /охлаждения „низа лещад» сплошное днище устраивалось только в отдельных .до-- менных печах. Хотя сплошное днище повышает герме- [а] i \'\ ,-У Ж ' н—— Н" ffe / ¦ г~\-- г' . ¦ ЧН-- fei .¦ .i ¦, i rf-r-- * II ¦¦ *• ' •' Щ •14'1 '3 ' 1 '\ УуЛ ft ¦ i i in ¦i-l'li/. 1 1 -.1 \\ i - i Л ! 1 '. \\ ii i i -« ' ! ! ii i n ! i i 11 i. Пояса 1л в LJL 1-ю4 Лоя'са 1,2 иЗ ' ЗШЕ ESk- Ч ' "'*'•' ¦¦•?И Л>\ '.. 4-м°- Рис. 15.5. Разбивка листов кожуха доменной печи а —при" автоматической сварке кожуха с предварительным уи рупненйем марок из горизонтальных листов; б,—при автома- тической^ сварке кожуха с применением вертикальных листов (пунктирными линиями- обозначена автоматическая электроду- говая или э'лектрошлаковая. сварка, а. сплошными линиями ^ ручная /сварка); в -*- при- ручной сварке кожуха; г —развертка кожуха горна При ручной сварке . ' тйчность лещади, Но в период значительного разгаре кладки лещади металл днища коробится, способствуя • более интенсивному разрушению оставшейся .части /фу- теровки. Принятая в типовых доменных печах система.
Гл. 15. 'Доменные цехи и газоочистки 293 охлаждения состоит из чугунных плит с запрессован- ными в них трубами, через которые подается воздух охлаждения. По верху плит устраивается сплошное листовое донышко. Возможно и другое решение, при котором воздух проходит по системе параллельных труб, а сплошное донышко отсутствует. Рис. 15.6. Общий вид печи в процессе монтажа Конструктивные особенности сварных кожухов. Кожух доменных печей следует выполнять только свар- ным, так как применение сварки повышает герметич- ность и прочность оболочки. Листы кожуха свариваются в стык." В целях уменьшения протяженности сварных швов размеры листов следует назначать максимально возможными с учетом требований монтажа, транспор- тирования и т. д. Применению сварки в кожухах доменных печей предшествовала экспериментальная работа, проведен- ная в институте Проектстальконструкция и получившая в дальнейшем подтверждение во время эксплуатации сварных доменных печей. Результаты исследований доз- воляют дать следующие рекомендации по сварке ко- жухов: 1) укрупнение отправочных' марок на заводе вы- полнять автоматом (рис. 15.5,а и б); 2) пр» монтаже предпочтительно применение элек- трошлаковой сварки, которой могут свариваться только вертикальные швы. Для сварки .горизонтальных швов рекомендуется применение полуавтоматической сварки порошковыми электродами или сварка в струе углекис- лого газа. При ручной электродуговой сварке должны применяться электроды с индексом «А», обеспечивающие необходимую пластичность соединений. Основными ти- пами монтажных швов при ручной сварке являются: X-образный симметричный — для вертикальных швов, К-образный симметричный — для кольцевых швов. По- толочные швы следует выполнять несимметричными, а швы днища печи — в стык на подкладках; 3) при ручной *электродуговой монтажной сварке листы ко'жуха располагают длинной стороной по длине окружности', причем вертикальные швы отдельных поя- ,сов устраивают вразбежку (рис. 15.5,в и г); 4) при электрошлаковой сварке вертикальные швы смежных поясов совпадают (рис. 15.5,а). Такое распо- ложение листов позволяет осуществить почти всю мон- тажную сварку электрошлаковым способом '(горизон- тальные стыковые швы внутри монтажного блока свари- ваются в вертикальном положении на монтаже). При таком решении полуавтоматической или ручной сваркой -выполняют-только кольцевые швы в местах передома кожуха и на границах укрупненных монтажных единиц, вес которых зависит только от грузоподъемности крана. Возможны и другие решения, зависящие в основном от мощности листогибочных вальцов и грузоподъемности монтажных механизмов, как, например, вертикальное расположение листов кожуха (рис. 15.5,6). Минималь- ная толщина листов, свариваемых электрошлаковым способам, 16 мм. Общий вид кожуха печи в процессе монтажа изображен на рис. 15.6. Колонны печи состоят из колонн шахты и колонн горна. Конструктивное решение доменной печи без колонн и без мораторного кольца показано на рис. 15.7. Колонны шахты. До последнего времени эти колон- ны выполнялись двутаврового сечения; их торцы обыч- но строгались или предусматривалась К-образная раз- делка кромок. В доменной печи, изображенной на рис. 15.4..3, колонны выполнены из двух ветвей, что позволяет монтировать площадки шахты крупными блоками, зара- нее .прикрепив их к соответствующим ветвям колонн. Положение и размеры колонн должны обеспечивать возможность замены перегоревших холодильников шах- ты. В современных доменных печах колонны шахты совместно с опирающимися на них площадками образуют пространственный каркас, который в своей верхней час- ти прикреплен горизонтальными связями к кожуху ку- пола печи. Эти связи передают все горизонтальные силы колошникового устройства на кожух и обеспечивают неизменяемость конструкции в период эксплуатации печи. Крепление площадок к колоннам обычно делает- ся жестким, что уменьшает свободную длину колонны,. Кроме того, жесткий пространственный каркас обеспе- чивает неизменяемость конструкции при ремонтах печи (демонтаж кожуха). В печах, выполненных по старым
294 Раздел IV. Стальные листовые конструкции проектам, неизменяемость конструкции обеспечивалась постановкой связей, которые затрудняли обслуживание кожуха шахты. Колонны шахты, кроме вертикальных нагрузок, воспринимают и горизонтальные усилия от ветровой нагрузки, передаваемой на них элементами кровли, а также от радиальных площадок, консольно опирающих- ся на колонны. Колонны шахты шарнирно опираются непосредст- i венно на колонны горна или на кольцевую балку швел- лерного сечения (при несовпадении в плане .колонны шахты и колонн горна, как показано на рис. 15.8). Верхним поясом такого швеллера является нижняя кольцевая площадка с настилом толщиной 12 мм, стен- ной швеллера — часть кожуха печи, а нижним поясом — мораторное кольцо. Настил крепится к кожуху сплош- ным швом с прорезями (около 30%' длины), обеспечи- вающими сток воды при наружном поливе кожуха. Ис- пользуемые как стенка нижние царги кожуха имеют ребра, расположенные в местах опирания колинн шах- ты и горна. Балка работает одновременно на изгиб и кручение. На рис. 15.9 изображено решение колонн, принятое для типовой доменной печи объемом 2000 ж3. Нагрузк» от колошникового устройства передаются через коль- цевую балку колошниковой площадки. В местах при - ложения сосредоточенных нагрузок на балке устанав- ливаются кольца жесткости. Кольцевые площадки шах- ты запроектированы двух типов: верхние, располагаю,- щиеся между колоннами и шахтой, крепятся к кожуху шахты и ' монтируются целиком с срответствующими- царгами, а нижние, совпадающие в плане с колоннами шахты, опираются только на колонны. Крепление ниж- них кольцевых площадок к колоннам жесткое, что обес- печивает возможность работы балок площадок на кру- чение и одновременно повышает устойчивость колонн. Свободная длина колонн уменьшена за счет закреп- ления к верхним кольцевым площадкам печи.-Это за- крепление, обеспечивает независимое температурное пе- ремещение конструкции. Рис. 15.7. Доменная печь без колонн и мораторного. кольца а — вариант с цилиндрическим кожухом горна; б — вариант с коническим кожухом горна; 1 — ось леток для шлака; 2 — то же, для чугуна; 3 — колошниковая площадка; 4 — площадка шахты; 5 — исследовательская площадка; 6 — ось литейного двора; 7 — ось и сторона наклонного моста
flo 2-2 По "M У i -,; ;г тг ' -г-760- ИМ 1- —760--d - Рис, 15.8. Узлы типовых доменных печей объемом до/1749 л3 '"'¦;' < < а — развертка кольцевой"балки; б — план печи; в — верхний узел, колонн шахты; е-нижний узел колонн шахты; д — ..верхний узел колонн горна; «i— нижний узел колонн х гор- на; / ^ колонны шахты; 2 — колонны го1на; 3— кольцевая балка швеллерного сечения; 4 — Нижняя кольцевая площадка шахты; 5 — мораторное .кольцо; 6 — кожух печи; 7 — ко- лошниковая площадка; 8 —стойка копра; р—отверстия для подвески кольцеврй трубы горячего; дутья; /0 —отверстия для затяжки болтов; // — защитный кожух колонны
296 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Колонны горна. Эти колонны [могут быть вертикаль- ными» или наклонными. Для обеспечения доступа к ко- жуху и проведения ремонтов расстояния между гранью колонны и ближайшей точкой кожуха должно быть не ;менее 600 мм. Ширина колонны не Должна затруднять смену фурменного прибора. Большое значение для оп- ределения: сечения' колонны имеет место приложения основной нагрузки, передаваемой через кожух шахты. Узел опирания кожуха на колонну является одним из наиболее сложных в доменной печи,-а наличие больших щие от наклона колонны, воспринимаются трением о фундамент. ' Колошниковое устройство. Копер,^колошниковая площадка, вертикальные газоотводы и участок газопро- \ вода получистого газа (для доменных печей, работаю- ч щих на повышенном давлении) составляют колошнико- вое устройство. Колошниковый копер. Конструкция копра представ- ляет собой пространственную систему, две плоскоети которой образованы рамами, а две другие — вертикаль- -.' v- _ Рис. 15.9. Узлы типовой доменной печи объемом 2000 ж3 а — разрез печи; б — узел, опирания колошниковой площадки на колонну шахты; в ™ план рас- положения связей; г— деталь колонны шахты; д —^ узел крепления колонны шахты к кольцевым площадкам печи, опирающимся на кожух шахты; iв—,узел крепления кольцевых площадок печи к колоннам шахты; гж ^ узел опирания колонн и кожуха щахты яа" колонну горна; 1 — кольцевая балка, колошниковой площадки; 2 — связи; 3 — верхние кольцевые площадки, печи; 4 — нижние кольцевые площадки печи; 5 ^- колонна шахты; 6 — кожух шахты; 7« колонны горна; 8 — глав- ные балки колошниковой площадки; 9 — отверстие для подвески кольцевой трубы горячего дутья ребер закрывает; значительный участок кожуха и за- трудняет уход,за ним. . - : , Опирание (колонны горна на фундамент должно обеспечить распределение нагрузки (доходящей до 1500 т) на бетоне Наиболее простым и рациональным решением является устройство башмака цз сляба (вме- сто ранее применявшегося сложного башмака)., Анкер- /ные болты колонны могут/йметь только монтажное^ на- значение, так как все горизонтальные силы, возникаю- ными фермами (рис. 15.10). К рамам крепится монтаж- ная балка (выступающая за переднюю раму) с перёд» вижнйм механизмом, при помощи которого устанавли- вается и , сменяется, укрупненный узел засыпного устройства; .задняя рама охватывает оголовок наклон- ного скипового подъемника. В ряде цехов со старой- , планировкой,, где наклонный моет подходит к доменной печи сбоку,.рамы установлены во взаимно-яёрпендику- лярных плоскостях, что уменьшает общую жесткость
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 297 копра и усложняет его конструкцию. Жесткость копра влияет на производительность печи, так как при недоста- точной его жесткости конусы засыпного устройства не плотно закрывают печь. Для увеличения жесткости на задней раме копра вне габаритов скипового подъемника устанавливаются постоянные связи. На передней' раме для обеспечения смены засыпного аппарата предусмат- ривается съемные связи. В двух других вертикальных плоскостях копра устанавливается решетка, создающая вертикальные фермы и обеспечивающая неизменяе- мость сооружения, но не закрывающая проходы на площадки копра. Балки площадок копра используются как элементы этих ферм. Габариты копра и очертание решетки выбираются с учетом' расположения вертикаль- ных газоотводов. На балочную клетку площадки балан- сиров опираются массивные пьедесталы балансиров, для корректировки положения которых предусматриваются специальные передвижные упоры. В площадке баланси- ров приходится оставлять прорези для пропуска тросов управления балансирами и головных скиповых швов. При замене канатного балансирного привода на другой механизм над площадкой балансиров предусмат- ривается устройство специальной кран-балки, обеспе- чивающей быстрый ремонт механизма (рис. 15.11). На некоторых старых печах головные скиповые шкивы располагаются непосредственно на площадке балансиров, что упрощает конструкцию самого моста, но вызывает расстройство работы засыпного устройст- ва печи из-за периодически действующих на скиповые шкивы горизонтальных сил, препятствующих плотному примыканию конусов засыпного аппарата. В зависимости от конфигурации копра в плане и конструкции балансиров расположение главных балок площадки может быть различным. Следует учитывать, что. нагрузки, действующие на эти балки, велики (в том числе и динамические), а высоты балок из;за не- обходимости пропуска элементов оборудования очень ограничены. Площадка монтажной балки служит для размеще- ния и обслуживания механизма монтажной тележки, при помощи которой осуществляется замена укрупнен- ного узла засыпного аппарата. Основным элементом кон- струкции являются две продольные подрельсовые балки, по которым передвигается тележка. Вынос монтажной балки определяется возможностью подъема с железно- дорожной платформы и опускания на нее укрупненного узла засыпного аппарата (чаша, конусы и т. д.). Для уменьшения выноса обычно прибегают к оттяжке груза специальным устройством, закрепленным к корпусу пы- леуловителя. На выступающем конце монтажной балки устраивается площадка, на которой устанавливается блок, при помощи которого передвигается монтажная тележка; сам движущий механизм (лебедка) установ- лен на колошниковой площадке. Особое внимание долж- но быть обращено на обеспечение устойчивости высо- ких подрельсовых балок, для чего концы их связыва- ются диафрагмой, а сами они соединяются с ходовой площадкой в пространственные трехгранные фермы. ¦ На главных балках площадки приемной воронки устанавливается воронка, снабженная в нижней части круглым отверстием, через которое материал попадает в засыпной аппарат. В передней и задней стенках во- ронки предусматриваются съемные элементы, позволя- ющие сменять засыпной аппарат без демонтажа самой воронки (а также воронку без демонтажа засыпного аппарата). Для предохранения от истирания внутренняя поверхность воронки защищается специальными броне- выми листами, закрепляемыми на болтах. Балки пло- 20—915 щадки, находящиеся со стороны монтажной балки, вы- полняются съемными. Остальные площадки предназначены для наблюде- ния и ремонта механизмов; это обычные переходные площадки и только часть из них, затрудняющая ремонт механизмов печи, должна предусматриваться' съемной.. Все основные площадки копра следует стремиться пре- вратить при помощи связей в жесткие диафрагмы, уве- личивающие общую устойчивость сооружения и развя- зывающие отдельные стойки копра по высоте. К пло- щадкам копра примыкают переходные площадки лифта, которые во избежание ухудшения работы механизмов копра не следует использовать как горизонтальные опо- ры верхней части лифта, для чего предусматриваются скользящие (с овальными дырами) опирания площадок.' К конструкциям копра, примыкают постамент и по- мещение механизма распределителя шихты, которое вы- полняется холодным и без оконных проемов; в ряде случаев постамент не перекрывается. Для удобства смены оборудования в помещении механизма обычно устанавливается монорельс, по которому через специаль^ иый проем элементы оборудования подаются наружу здания. Обычным решением постамента является исполь- зование для его опирания одной из площадок копра; с другой стороны постамента устанавливаются две стой- ки. Установка постамента на четырех стойках усложня- ет конструкцию и загромождает колошниковую пло- щадку. Колошниковая площадка. Основной рабочей и ре- монтной площадкой верхней части печи является колош- никовая площадка. Кроме действующего оборудования, на ней располагаются запасные детали, материалы для ремонта и т. п. Она должна быть максимально свобод- на от всяких надстроек, опор, лестниц и пр. На пло- щадку укладывается сплошной листовой настил тол- щиной 10 мм, благодаря чему вся площадка представ- ляет собой жесткий диск. Для удаления пыли к от- верстию в площадке подводится пылеспускная труба, а в настиле, если он не является одновременно кровлей поддоменника, устраиваются отверстия диаметром около 25 мм, через которые пыль просыпается вниз.. Ограждение площадки обшивают сплошным листом, под монтажной балкой участок ограждения выполняется съемным. При опираний площадки на кожух печи она крепится на кронштейнах (рис. 15.12, а). В печах с ком- пенсатором колошниковая площадка опирается на ку- пол печи (рис. 15.12, б); в современных решениях она отделена от кожуха и опирается только на колонны печи. До последнего времени колошниковая площадка обычно проектировалась в виде пространственной конст- рукции, представляющей в плане шестигранную ферму (рис. 15.12,в), к которой крепятся выступающие консоля- ми балки площадки. При этом ноги копра непосредствен- но опираются на верхнюю часть колонн шахты, которые уже не могут совпасть в плане с колоннами горна. Та- кое решение применяется только для доменных печей сравнительно больших объемов (от 700 м3 и более). На рис. 15.12, г показана конструкция колошниковой площадки для прчей малого объема, представляющая, собой установленную на колоннах шахты балочную клетку. На главные балки этой клетки опираются ноги копра. Благодаря большой жесткости этих балок и бли- зости расположения ног копра к опорному узлу балки жесткость копра практически не отличается от случая непосредственного его опирания на колонны шахты. На рис. 15.12, д показана конструкция колошниковой пло- щадки с кольцевой балкой (для доменной печи объе- мом 2000 jh3), при которой возможен любой поворот
298 Раздел IVI Стальные листовые конструкции —' Ж- -6100 ';-Tr\j f Рис. 15.10. Колод* а — типовой доменной ,печи; б— доменной пёчй с монтажной балкой, расположенной под прямым углом к наклонному мосту площадки монтажной^ балки; ,4^-4 -а 4'-^4' — план площадки приемной воронки;, / —.газоотводы;; :2Ш^- подбалансирные балки;. лепра относительно колонн шахты, установленных нё- яоёрёдственно на колонны торна. Настил площадки «ре-: иится к консольным балкам, опирающимся йа кольцевую валку и, в случае необходимости; на специальные под- косы.Такая конструкция площадки позволяет^^ осущест- вить монтаж крупными блоками. , \''''V;:^Q6i^y.}K'HB^№wi!ie;''njioiiiiaA'kH.''ii' лестницы: Все коль- вевыё площаДки печи # основные площадки копра должныГ ийёть дв'а выхода, расположенные с противо- нолрйсных сторон печи. По условиям техники безопас- ности" плОщадки соединяются между, собой лестницей; имеющей выход на рабочую площадку печи. Уклон лестниц должен быть не более 45° Минимальная шири- на кольцевых площадок печи должна быть не менее ЮОО "мм-, а'переходных , площадок и лестниц — 800 мм; в отдельных случаях допускается сужение переходных площадок, и лестниц до 700 мм. Ограждение следует де- лать высотой 1100'мм. Настил площадок, находящихся в помещении, выполняется сплошным, вне, помещений (кроме мест расположения; оборудования) —ребристым из полос или : просечно-вытяжным Расстояние между кольцевыми площадками "и кожухом. пёчи; для пропуска системы охлаждения должно быть не менее 350 мм: Об- служивающие площадки и лестницы по возможности с©-
Гл. IS. Домекныедехи и газоочистка 29? По з-з Пс4-<* наклонного моста ПоЗ'-5' /7о6'-4' «иковыи копер (в заводах со старой планировкой); /—/ и V—V— вид сбоку:2—2 и 2'—2' — план площадки балансиров; 3—3 и З'—З' —план ?—монтажная балка; 4 — приемная ворокка; 5 — съемные элементы; 6 — переходные площадки с лифта бираются на заводе в габаритные шахты и монтиру- ются целым блоком. Все лестницы, по которым можно пройти в газоопасную зону (площадки печи, колошни- ковая площадка и т. д.), оборудуются снизу запираю- щимися дверями. Типовое решение настила и огражде- ний площадок к лестниц приведено на рис. 15.13. Кольцевая труба горячего дутья. В связи с высо- кой температурой дутья возможны значительные из- менения длины и диаметра трубопровода, что требует крепления его на гибких подвесках. Во избежание одно- стороннего смещения кольцевой трубы от температур- ных деформаций воздухопровода на участке от воздухо- 20* нагревателей до кольцевой трубы рекомендуется уст- ройство специальных ограничителей смещений, так как одностороннее смещение кольцевой трубы вызывает не- обходимость устройства фурменных рукавов разной длины. Участки кольцевой трубы над желобами для разливки чугуна и шлака защищаются специальными экранами из листовой стали толщиной 8 мм. К кольце- вой трубе крепятся кольцевой и радиальные монорель- сы, служащие для смены фурм. Блок воздухонагревателей (рис. 15.14 и 15.15). Воздухонагреватели делают обычно с плоским днищем и сферическим куполом; в некоторых случаях, когда
Рис. 15jl; Колошниковый копер для бесканатного привода конусов а —вид со стороны монтажной балки; бт—вид'сбоку; 7 — консольно-поворотный кран; 2 — путикран-балки; 3 — бесканатный привод; 4 — монтажная балка; 5 — приемная воронка; 6 —газоотводы; 7 —площадка привода распределителя шихты; 5-^съем- ные элементы; 9 —диафрагма монтажной балки; 10' — скиповой шкив, устанавливаемый на наклонном мосту
Рис. 15.12. Колошниковая площадка доменных печей о —на кронштейнах, прикрепленных к кожуху печи; б —печей с комненсаторами; в —типовых печей объемом до 1719 лР;
302 Раздел IV. Стальные листовые конструкции U' -9000 «и По 4-4 По 5 5-~- Рйс 15.12. Колошниковая площадка доменных печей е — пгчей малых объемов; д — при независимом от колонн шахты положении копра; / — стойки копра; 2 — газоотводы; 3 кольцевые ребра; 4 — компенсатор; о — колонны шахты; б — пространственная ферма; 7 т- вырез для наклонного моста; g — кольцевая^балка яельзя заанкерить корпус воздухонагревателя в фун- .даменте, например при реконструкции, днище устраива- ется также сферическим или усиливается конструкцией, способной работать на изгиб. Листы кожуха сварива- ются между собой в стык с соответствующей разделкой кромок листов при "ручной сварке. При применении сталей повышенной прочности (что уменьшает толщи- ну листов) рекомендуется изготовление кожуха из от- дельных полотен (методом рулонирования). В днище воздухонагревателя предусматриваются отверстия для подливки цементного раствора под него; стыки днища свариваются на подкладка'х. Для осмотра ш ремонта в кожухе предусматриваются герметически закрывающиеся люки. Для погашения подъемной силы от внутреннего давления воздухонагреватель заанкеривается в фунда- менте мощными плоскими анкерами, которые привари- ¦ааются после выверки кожуха и установки его в про- ектное положение. В месте сопряжения купола со стенкой приварива- ются кронштейны, на которые свободно опирается коль- цо, воспринимающее распор кладки купола воздухона- гревателя. Для обеспечения свободного роста кладки примы- кающие к кожуху штуцера не должны иметь внутрен- них выкупов, превосходящих по ширине заполненный набойкой зазор. Газовоздухопроводы, располагаемые в пределах блока воздухонагревателей, как правило, являются не- расчетными, и толщина их стенок определяется кон- структивно (обычно 8 мм). Отдельные монтажные мар- ки соединяются между собой только на полубандажах. В связи с большими температурными- деформациями газовоздухопроводов их опирания рекомендуется осу- ществлять подвижными (например, на гибких подвес- ках). В местах больших опорных реакций (например, для футерованного воздухопровода горячего дутья) . устанавливаются опорные кольца жесткости. Для за-
¦>Гя. ^}5::''Д<^еш^./(|е^'.:и''^зо()я^^в.'< Ш Й \50*50*5- о - •:¦;' С* -а- . Й—-4 :J 1000*1250 юоо+то- ,,¦? 50*50*5 ^>r. -чо*ч -180*'* 1000-1250 . li ш |,;.;- '¦' '."¦'"¦"¦'¦• ЫШЛ'Л \ :- 1 ¦" "¦ , ' ¦¦' А ¦"¦' ' :" ¦ : A." i'¦'.' Йг-г—w——-*——-——•* '¦¦ ''¦¦¦ ' J ==l 'tis ' ,> « ¦500*1060'¦ —<¦¦¦': »- 500*1000 ¦« :—:— ' т»- 1 ^""' :• » ' ¦¦" 1 500*1000 ^^^^:-; Р^ печи ; i 7 я — Ограждение^плбщадок; б ^ огракдениё лестниц; в— деталь ребристого настила; гл—деталь росёчйо-вытяжного настила крепления газовоздухопроврдрврекомендуется' исполь- зовать : возможность их, ;Олирания на-кожух врздухр? нагревателя (например, ;для: закрепления баЛки.йёсу- дёй врздухрпрбвод горячего дутья). Все сопряжения и церёсечения трубопроводов в. целях уменьшения потери давления рекомендуется ; делать .плавными. Для : за мёны (Оборудования предусматривается устройствохпёциаль- •»Ых: разжимных упоров! Фланцы трубопроводрв /диа- Метром более'1000 Ям« делаются литые. ' .'.¦¦¦'.'''; , ¦Обслуживающие площадки и лестницы Шока возду? хонагревателей /принимаются\ три же конструкции, чтр 'и.длядоменной! печи., ¦¦;'• Газоотводы. На рис. 15.16, V показана применяемая в настоящее время, конструкция газбртвбдов. "В зависи- мости от Планировки комплекса возможны и другие схемы газрртвбдов, как, например;, схема, изображен- ная на рис. 15П6, б. Указанные газоотводы' не'трёбукус • постанрвки крмпенсаторрв; погашение тёмпературногА ,, распора происходит, .за счёт, податливости самих газо» . проводов ;и опор :пылеуло"виТеЛей. Для' .доступа:, к рё*. f монтным лазам предусматрива.кЗтся специальные; лёст-. ницы, в том числе, вдоль всего нисходящего газРотвода. I В; случае' работы ^п'ечи на, повышенном давлении1 к ни- сходящему и вертикальным газоотводам крепится газо- провод получистого газа и ; отводы от уравнительны? ¦' : клапанов.; ;•¦''/^¦V. '' " ¦ .';:¦; Для предохранения от истирания частицами пыли, ,: г,а.$оотводьг на прямых участках футеруются шамотным кирпичом,, а в местах перегибов—литыми плитами. Для крепления : шамотного кирпича устанавливаются .'кольцевые ребра из листовой стали 'Толщиной 10 лш. (см. рис. 19.6): При монтаже газботводрв. с; *' заранее , уйржённой . ..футеровкой,- в торцах' монта;жных- марок. предусматриваются специальные ребрам гпрёдбхраняк)"
Рис. 15.17. Пылеуловитель / в —общий вид (слева показан раскрой кожуха при ручной сварке, справа — при предварительном укрупнении на заводе или при ipyлокирований); б — план блока с одним пылеуловителем; в — то. же, с двумя пылеуловителями; г ^ то же, с тремя пы- леуловителями;д — пла^н*рабочей площадки; ^—.деталь крепления монтажного приспособления; ж — узел опирания кожуха пылеуловителя; з —узлы' сопряжения конуса с цилиндром для ручной сварки из стали марки, Ст, 3; 1 — пылевой затвор; 2^—рабочая площадка;.? -^ опора пылеуловителя; 4—центральная труба; 5 —крепление монтажного приспособления для: оттяжки засыпного: аппарата' при его пЬдъеме;б — рёбра:. для крепления> футеровки; 7-^ газоотвод; 8 — кожух отсекающего клапана;, 9— конус отсекающего клапана (крайние положения); 10 —копер отсекающего: клапана; 7/ —кольца, жесткости крепления монтажного приспособления для оттяжки;,/2 — соединительный, газопровод . между Пылеуловителями; 13 — газб-; «провод грязного.газа между пылеуловителем, и газоочисткой; 14 —колонны пылеуловителя; 15 — колонны рабочей площадку .',"'-''":.•''" ':'•'; ~-'У'Л- " ¦ ¦¦' (пылеуловителя/ ;': : ::'', .-¦ v ,•.'—..'' "„.¦;
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 307 В нижнем конусе для отвода пыли, кроме цент- рального отверстия, предусмотрено боковое резервное, усиленное как и остальные специальным обрамлением, компенсирующим ослабление кожуха. К кожуху первичного пылеуловителя крепится обой- ма блока для оттяжки груза, поднимаемого на верх до-. мезлой печи. В местах опирания кожуха на колонны ставятся специальные опорные ребра, обеспечивающие Рис. 15.18. Газопроводы гряз- ного и получистого газа между пылеуловителем и газоочист- кой / — газопровод получистого газа; 2 — газопровод грязного газа; 3 — опора газопровода грязного газа; 4 — то же. получистого газа; 5 — скруббер; 6 — пылеуловитель; 7 — нисходящий газоотвод; 5 — опорные -; кольца передачу опорной реакции на некотором участке кожу- ха (рис. 15.17, ж) Высота ребра для обеспечения устой- чивости оболочки лолжна быть не менее 0,15 диаметра сосуда. Опоры iioj пылеуловители могут быть как метал- лическими, гак и железобетонными. Металлические опо- ры состоят из четырех сварных колонн двутаврового сечения, соединенных связями. На них, кроме кожуха пылеуловителей, опирается рабочая площадка с уста- новленным оборудованием для удаления пыли. Связи на опорах с двух сторон устанавливаются выше уровня рабочей площадки для возможности пропуска железно- дорожных составов. Кроме того, эти связи должны поз- волять установку и обслуживание оборудования, рас- положенного на площадке. Сама площадка представ- ляет собой жесткий диск, что достигается постановкой горизонтальных связей при решетчатом настиле или устройством сплошного листового настила толщиной 8—10 мм. Опорные башмаки колонн заглубляются в землю и обетонируются, а связи (по двум другим сто- ронам) примыкают к колоннам несколько выше уровня земли. Стойки опор пылеуловителей должны обладать достаточной податливостью для погашения части гори- зонтального распора от температурного расширения нисходящего газоотвода. При пневматическом транспорте пыли ниже рабо- чей площадки устанавливается специальное здание с бункером для хранения пыли, откуда она и удаляется через специально подведенный трубопровод. Газопроводы между пылеуловителем и газоочист- кой. Газопровод грязного газа. Этот газопровод, как правило, футеруется аналогично нисходящему газоот- воду. В отдельных случаях при низкой температуре колошниковых газов возможна замена шамотной клад- ки газопроводов стальной броней. Проектирование про- изводится в соответствии с изложенным в главе 19 указанием по проектированию других газопроводов. Пример газопровода грязного газа показан на рис. 15.18, Газопровод получистого или чистого газа. Газо- провод выполняется из прокатных и вальцованных труб толщиной 8 мм и прокладывается по трассе газопро- вода грязного газа и нисходящего газоотвода. Специ- альных опор этот газопровод не имеет, а крепится к указанным газопроводам, корпусу пылеуловителя, а также к колошниковому устройству так, чтобы его тем- пературные деформации не вызывали значительных на- пряжений в смежных конструкциях. Монтажные звенья соединяются между собой на полубандажах, а отдель- ные элементы—сваркой в стык. Прочие сооружения комплекса доменной печи. Бункерная эстакада. Стальными в ней выполняются только подрельсовые балки, решетки, горловины бун- керов и частично броня для защиты железобетонных поверхностей бункеров от истирания (рис. 15.19). Под- рельсовые балки имеют двутавровое сечение с уширен- ным верхним поясом для закрепления рельсов. Нижний пояс защищается от истирания и ударов ссыпаемых в бункер материалов наклонным стальным листом, вхо- дящим в состав сечения нижнего пояса. Решетки над бункерами с размерами ячеек 300x300' мм и сечением полос, равным 200x20 мм, устанавливаются в одной плоскости с подошвой рельса. Горловины бункеров де- лаются стальные толщиной 10 мм (с учетом защиты от истирания). Защита железобетонных поверхностей осуществля- ется для бункеров: рудных и холодного агломерата — стальным листом толщиной 8 мм или расположенными через 300 мм половинками J № 16 с заполнением про- странства между ними железобетоном; скрапных — уз- коколейными рельсами, расположенными через 170 мм с заполнением пространства между ними железобето- ном; коксовых — половинками J № 16 с заполнением между ними клинкерным кирпичом. При стальных стен- ках бункеров в рудных бункерах и в бункерах для хо- лодного агломерата толщины листов увеличиваются на 6 мм; в бункерах другого назначения защита осуществ- ляется аналогично железобетонным поверхностям. Скиповая яма. Стальные конструкции применяют- ся: для проезжей части вагон-весов, для коксо- вых грохотов, воронок с опорами коксовых весов, лестниц и площадок, частично для опор технологиче- ского оборудования (рис. 15.20); кроме того, при уст- ройстве скиповой ямы ниже уровня грунтовых вод
308 Раздел IV. Стальные, листовые конструкций Рис.' 15;19. Бункернач эстакада — ось железнодорожного пути;-..2 —. ось пути крана перегружателя; 3 —- стальная решетка; 4 — сплошной, стальной настил; 6 — бункера для руды; б — бункера для кокса; 7 — ось транспортера; 8 — ось вагон-весов; 9^ скиповая яма; 10 — железобе- тонная рама; //—затвор рудного бункера \/Jj - . •
> Рл: 15. Доменные цехи и газоочистки о \ 309 устраивается стальная гидроизоляция; из листа тоящй> ной 8^-Ш МЖ- ¦' ¦¦'''¦;'::; ^r;^o'd«e^iK^K''(COKcoeo;u":jife*o'te.;v-np>u*ei*H«K,XQCTOHT- из опоры; бункера", помещения грохота, проезжей части, скипа, обслуживающих площадок и лестниц. При обыч-" ном решении (рис. 15.21) основная конструкция подъ- ёмника представляет плоский пилон с опертыми на него балками, закрепленными другим концом на бункерной эстакаде. На балках устанавливаются бункера из листо- вой стали толщиной ГО мм. ВышеЧбункеров раСположе-, но помещение грохота для сортировки коксика на фракции. Помещение каркасное, обшитое волнистой листовой сталью ,и утепленное шлаковой ватой, а ;над крышей установлена приемная воронка, в которую ссы- пается .материал из опрокидывающего скипа.; Проезжая; часть-скипа, состоящая из двух вертикальных ферм, соединенных решеткой, привязана в вертикальной пло- скости к конструкциям бункерной эстакады, опорам бункеров, самим бункерам и помещению грохота. ; Скиповый подъемник (наклонный мост). Подъем- ник бывает; закрытый и открытый (рис. 15.22). Вместо скиповых подъемников возможно применение транспор- теров, для которых имеется пока только проектное ре- шение. Подъёмник закрытого сечения (рис. 15.22, а) со- стоит из -двух главных ферм, связанных понизу про- езжей частью и связями, а поверху-^ связями. Попе- речные балки1 проезжей части являются одновременно распорками нижних связей, г Главные фермы такого подъемника обычно реша- ются; по схеме однопролетной балки с консолью в сто- рону печи и с опорами на стене скиповой ямы и-на качающемся плоском пилоне. Пилон может опираться на фундамент или на конструкции литейного двора. На верхних поясах главных ферм располагаются опоры скиповых и конусных шкивов в виде балок или специ- альных площадок. В/верхней части подъемника распо- лагается устройство.'для опрокидывания скипа. По низу продольных балок устраивается сплошной листовой' настил, не доходящий до скиповой ямы, чтобы влага и выпавшие из скипа материалы, не попадали в яму. .;. ¦¦¦¦'., Для смены; скипа небольшой участок.верхних'свя- зей предусматривается, съемным или заменяется ра- ¦¦. мой. ¦ .Замена^ скипов производится Трудным краном, а в случае его отсутствия или недостаточной мощности на мосту устанавливается специальная надстройка с мон- тажной балкой. Для закрепления скипов на наклонном мосту (при смене тросов) предусматриваются специаль- ные стопорные устройства. Вдоль всего моста устанав- ливаются направляющие, идущие с обеих 'сторон скипа и препятствующие отрыву его скатов от- рельс. Для прохода по мосту по всей его' дл'ине между рельсам» привариваются скобы и устраиваются лестницы,- имею-
ж у^здей /V; ^ щйе; выход ;на подшкивные и колошникрвую площадки., Внутренние габариты Подъёмника;: определяются; размерами скипов и зазорами, а наружные ^ условием прохождения конструкции подъемника внутри рамы копра. Зазор между габаритами скипа - и элементами наклонного моста должен быть не менее: сбоку 150 мм перевозить их п0{ Железной гДрроге без горизонтально!!?;: членения. Открытые мосты проще в монтаже, но обладавл ют. меньшей жесткостью по сравнению с,закрытыми;. Рри- мейение их рационально при уменьшении пролетов за счет установки дополнительной опоры :на; колошнике » смещения i промежуточной опоры в сторону I скиповойi ,{38 W0: до Шеи доменнай ле?и ''.'¦¦ ; ' Рис- 15.21. Подъемник коксовой мелочи .* М а — общий вид; б — узел опрокидывающего" устройства; « — поперечный разрез проезжей части; -/11— опорные конструкций; 2 — бункера; 3 — здание грохота; 4-т- проезжая часть; ,5 — опрокидывающее устройство;; .6.^-скиповая яма; I — конструкции ¦'¦¦,¦ бункерной эстакады;- '..::<S.'— желоб; возврата кокса;; 9 —„ось .подъёмника коксовой мелочи; 10 — тросы управления ' (кроме опрокидывающего устройства, где допускается 50 Мм) и. сверху 250 мм. Зазор 'между;тросами;, (скипо- выми и конусными) и элементами моста должен быть ; не менее: при угле наклона троса^к горизонту от 20 До 60° — снизу 250 мл; сбоку и сверху; I5C\-'мм;> при угле наклона 90° зазор равен 150 мм. "При промежуточных •значениях величина зазора определяется интерполяци- ей. Зазор'.подсчитываётся'. по., расстоянию между конст-г .рукцией и 'осью нитки троса' с учетом его прогиба. Подъемник открытого сечения (рис; 15.22; б) состо- ит из более низких главных ферм и жестких попереч- ных прлурам,.укрепленныхI;связями в уровне проезжей ^асти. Уменьшенная 'высота главных балок позволяет; ямы, если ;это возможно по условиям планировки, цехе (как этодоказанона рис. 15.22, б для типовой домеш-; ной печи ,:рбъеЦ6мч,2000. м*)./'': :'•> •.-. Транспортерная галерея./На рис, 15.23 показана, .'¦ галерея наодвау транСпрртера^ (один резервный). Несут:; щими конструкциями являются4;'Две фермы, соединенные;; понизу :и поверху горизонтальными; системами, связей. Фермы;опираются;;1на-подвижные качающиеся; пилоны; и одну, неподвижную опору на бункерной ;эстакаде. Такая схема опиранйя;;. исключает температурные .напряжения. в .несущих, конструкциях: Для 'Предотвращения смёрза- : ния/транспортйруёйых материалов: стены й перекрытий выполняются утепленными..'..'На конце галереи у пёчй Ъ'"'!
д«щ /^15. Дщменные щхи и гйзоочистки 311 /2600: ШЛО О ; , Рис. 15.22. Колошниковый' подъемник (наклонный мйст) : г а гт закрытого сечения; б —открытого сечения; / — главные фермы; 2 — проезжая часть; 3 — ветровая ферма равляющие;У 51— конструкции поддомённика;' б — здание колошникового подъемника (машинное здание); 7 . вая яма; 8'— рычаги балансиров (расположёны на копре); 9 — скиповые шкивы; '10 — конусные шкивы;.ill —' лебёдка; 12 —^ конусная лебёдка; 13— скип; 14 — защитное ограждение из сетки; 15—- путь вагон-весов; 16 - , желоб; 77 — опрокидывающее устройство; 18:— пилон; 19'— скиповыетросы; 20 — конусные тросы ; 4 —нап- г- СКЙПОт скиповая - рудный .. 'гЗЩ _65,900 _, 'К-' 2500: «) .!-¦.-: 'Укда L- -7QQ0 ¦ даог^ I—.¦»- ?SW# ¦ 6'OTAS" '¦¦: " '' -\- ' ¦ 'V. ."¦¦'.'"'¦¦.¦¦ ^^^^-Гг-4~~^ ¦¦¦¦ . ; '-Л- '.'¦ j/' 4 24Я '¦¦'¦¦ '" ' ч-ionnn -¦'-'"- V t'U ^вво тт +Т fe; в» А. Г ^Щ7 ЙГ200 0 ТЗЙ Ш0 Рис. 15.23.. Транспортерная';- галерея'доменной печи а — железнодорожный' путь проходит между ветвями опоры; б — опора галереи попадает в междупутье;, в галерей; / —копер; 2 — здание /дойенной печи; 3 ~---' -"' " ""' ¦ --¦—¦ — ¦ поперечный4 разре» натяжная станция; 4— сборные утеплительные щиты
312 Раздел IV. Стальные листовые: конструкции i С: с: виэшрдэцгюно* Щ ьиэшюдМЩнох) •я о в . и <а S о « .-е- -S к о 3 S <и . ч о Р е( Я о иЭЗ 1 о 2 о ¦ .- с ^ в яй к J В n go 1§!° о* Э 3 о о '«¦ к( ffl. ч Л oajoo В Й и н ¦ - д 7 о Яо ' Й :|ё N ^ «Ы ПЬЭЦ ПОННЭШр Q3Q ' Я о. *з- S п "-'4S ~ о. .3 о . S « Cf ^ "¦¦Si I «Я'»" ¦йчч Iе I•¦« ¦Я «Йя So я ' ф . - ч Q> Д Р*
Гл. 15..Доменные цехи и-газбочисткй 313 Т| ЗЯ700,П°?-2 зз,ш 2,760 Рис. 15.25, Газоочистка "доменной печи (на две печи) / —скруббер; 2 — электрофильтр; 3 — газопровод., получистого газа;. 4 — газопровод чистого газа; 5 —здание газоочистки; . . . ч.' / -. .': $~ распылитель Вентури предусмотрено уширение для затяжной станции 'с под- собным оборудованием,:, ¦ " Лифт. Лифт вместе с х- ...примыкающей лестницей располагается в общем каркасе и, имеет ^ыходы на пло- щадки печи и воздухонагревателей. Над шахтой лифта размещается .утепленное . машинное ; отделение;, а на уровне земли к шахте подходит монорельс для подачи грузов. Обычная схема каркаса приведена на ;рис.; 15.24. Каркас имеет вертикальную опЬру на фундаменте и две. или более основные горизонтальные опоры (одну в уровне'земли), При.,небольшом превышении каркаса над Соседним воздухонагревателем; верхняя горизонт ' тайьная опора устраивается на отметке, близкой к вер- шине "его купола, а при значительном превышении ^ на вершине башни или треноги, установленной на воз^ духонагревателе. При этом для ограничения деформа- ции консоли' в плоскости' наибольшей гибкости лифта : устанавливаются параллельно' две" горизонтальные опоры, создающие его защемление у основания консоли. Конструкция опор должна обеспечить возможность не- зависимого температурного перемещения Каркаса .лиф-, та и воздухонагревателя. Сторона каркаса лифта, об-4 ращенная к доменной печи, и стены, шахты лифта об- шиваются волнистой листовой сталью, а' хтены лестничной 'клетки во избежание получения загазован- ного пространства — стальной сеткой.' Настил .лестниц и. площадок, лифта делается сквозным. ; Возможно также устройство отдельно стоящего круглого лифта .из. листовой, стали. Во избежание создания в- нем загазованного пространства такой лифт должен располагаться в • стороне от доменной ' печи.'-'.
:-¦")".¦ 314 Раздел IV. Стальные листовые конструкции -6300—Л«-5Ш Рис. 15-26. Скруббер газоочистки доменной печи а— общий вид; б —продольный.разрез оболочки с; коническим переходом к днищам;! в — то,же, с переходом к днищам1 поверхностью тора; / — скруббера 2-^.газопровод грязного газа; 3}— водо- отделители; 4— труба Вентурй; 6 — газопровод пблучистогохаза; б —газопровод чистого, газа; 7 —опоры скруббера; * —опоры водоотделителя; Я — опоры гaзoпpoвoдoв,; 10 — лестничная клетка; 1 И — кольцевые площадки;', 12 — люки и штуцера. ¦¦¦•;"• Б. СООРУЖЕНИЯ ЦЕХА ГАЗООЧИСТКИ (рис. 15. 25) г Скруббер. Корпус скруббера (рис. 15.26) опирается на железобетонный постамент в четырех точках, причем в местах опирания кожух укрепляется вертикальными ребрами. Сопряжения листов корпуса выполняются сваркой в стык. При ручной сварке швы располагаются вразбежку с разделкой кромок с наружной стороны, при автоматической сварке вертикальные швы несколь- ких листов располагаются в одну линию или листы располагаются длинной стороной вертикально. Все вы- резы для вводов и люков усиливаются воротниками. Внутри скрубберов предусмотрены уголки жесткости, а также балки для крепления брызгальных устройств и обслуживающих площадок. Газопровод получистого газа. Этот газопровод имеет общие опоры с газопроводом чистого газа, кото- рые могут быть использованы и для опирания других газопроводов (например, межцеховых). В поперечном направлении (перпендикулярно оси газопровода) опоры связаны с корпусами скрубберов и электрофильтров. На выводах получистого газа расположены водоотделите-
\ Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 315 ли, опирающиеся на общую неподвижную пространст- венную опору; ее неизменяемость обеспечивается сис- темой связей. Газопровод выполняется сварным, мон- тажные стыки осуществляются на полубандажах. Для -стока конденсата газопровод устанавливается с укло- ном 0,5%. Смена оборудования предусмотрена специ- альными разжимными домкратами. Рис. 15.27. Электрофильтр газоочистки домен- ной печи .' — газопровод чистого газа; 2 — лестничная клетка; 3 — кольцевые площадки; 4 — опоры электрофильтра; 5 — разделительная стенка; б — площадка для креп- ления труб осадительных электродов В случае установки распылителя Вентури должен быть предусмотрен специальный соединительный под- вод к газопроводу чистого газа, так как при этом мож- но отказаться от пропуска, газа через электрофильтры. "Электрофильтр. Конструкция оболочки электро- фильтра (рис. 15.27) принципиально не отличается от конструкции скруббера. В верхней части сосуда уста- навливается разделительная стенка к которой крепится главная балка площадки для установки труб осади- тельных электродов. В проекте должно быть обращено внимание на необходимость обеспечения строгой гори- зонтальности этой площадки для создания на ней ров- ного слоя воды. В нижней части электрофильтра рас- положена обслуживающая площадка. Газопровод чистого газа. Этот газопровод по сво- ей конструкции не отличается от ^газопровода получи- стого газа. В конце газопровода предусматривается листовая задвижка, отделяющая этот газопровод от за- водского коллектора чистого газа. Площадки и лестницы. Упрощение конструкции многочисленных площадок и лестниц цеха газоочистки возможно в основном путем их максимальной типиза- ции. Обычно несущей конструкцией площадок являются кронштейны, сами площадки решаются в виде щитов. Нетиповые участки закрываются рифленой листовой сталью. Лестницы собираются в габаритные шахты, це- ликом изготавливаемые на заводе. Детали площадок и лестниц цеха такие же, как и для доменных печей. В. ВЕСОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СООРУЖЕНИЙ КОМПЛЕКСА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ И ГАЗООЧИСТКИ Расход металла на сооружения комплекса типовых доменных печей различного объема и газоочисток при- ведены в табл. 15.1—15.3 и на рис. 15.28. Веса конст- рукций приняты по рабочим чертежам стадии КМ. Г. МАТЕРИАЛЫ В стальных конструкциях комплекса доменных пе- чей и газоочисток рекомендуется применять стали сле- дующих .марок. В кожухах доменных печей — низколегированные стали марок 15ХСНД по ГОСТ 5058—57*, 09Г2ДТ (М) по ЧМТУ/ЦНИИЧМ 157—59, для сварных конструкций и другие, близкие к ним по характеристикам марки. В кожухах пылеуловителей и воздухонагревателей, колоннах горна и пылеуловителей — низколегирован- ные стали марки 14Г2 по ГОСТ 5058—57* и по ЧМТУ/ЦНИИЧМ 54—58 и другие, близкие к ней по характеристикам марки. В кожухах доменных печей, воздухонагревателей и пылеуловителей возможно также применение стали марки В Ст.З, причем в районах строительства с рас- четной зимней температурой наружного воздуха ниже минус 30е — сталь марки В Ст.З для сварных конструк- ций с дополнительным требованием по ударной вязко- сти при нормальной температуре согласно п. 19 «ж» и испытанная на загиб в холодном состоянии согласно п. 19 «д» по ГОСТ 380—60, в районах с расчетной зим- ней температурой наружного воздуха до минус 30е — сталь марки В Ст.З для сварных конструкций с допол- нительным требованием испытания на загиб в холод- ном состоянии согласно п. 19 «д» по ГОСТ 380—60. В кожухах скрубберов и электрофильтров, газопро- водах грязного, получистого и чистого газа, воздухопро- водах холодного и горячего дутья, рамах и балках копра, несущих нагрузку от балансиров и приемной воронки, и в главных фермах наклонного моста — сталь марки В Ст.З в соответствии с условиями и требования- ми, изложенными в предыдущем пункте. Во всех остальных несущих конструкциях: в рай- онах строительства с расчетной зимней температурой. наружного воздуха ниже минус 30° — сталь марки В Ст. 3 для сварных конструкций с дополнительным тре- бованием испытания на загиб в холодном состоянии
316 Раздел IV. Стальные ластовые конструкции Т. а блица 15.1. Расход стали на сооружения комплекса типовых доменных печей Наименование конструкций Вес стальных конструкций, доменных печей объемом в м3 (№ типового проекта, год,выпуска) 1033 (4—03-03;у1954) в % ,1386 . .(4—03—02; 1954) в %; 1513 (4—03—01; 1955) в% 1719 (4—03—101; 1957) 2000 (1960) в% Кожух доменной печи (включая ко- зырьки и желоба) ......... . Колонны горна . . . .-". . . . ... . • , шахты, . . . . ...... . Лестницы и /площадки шахты печи Колошниковая площадка и копер с площадками и лестницами .: . . ..., Поддомённик,, литейный двор и зда- ние колошникового подъемника Лифт с лестницей и переходными площадками ...... . . , . Кожухи воздухонагревателей . . . Газовоздухопроводы блока возду- хонагревателей ............. Площадки й лестницы блока воз- духонагревателей . . . .... ... ¦ Здание воздухонагревателей . . '. . ',' Кожухи пылеуловителей . . ... . Площадки, лестницы и здание ле- бедок пылеуловителей ........ Опоры пылеуловителей . , . . . . . Вертикальные и нисходящие газо- отводы (включая соединительный под- вод между пылеуловителями при двух пылеуловителях)' . . . , ... . Газопровод получистого газа . . . . Скиповая яма и подъемник коксо- вой мелочи . . . .... . .'¦ ..... Скиповый подъемник (наклрнный мост) с лестницами и площадками . . При применении только , стали марки Ст. 3 . И w.ot о: в случае применения .низколегированной стали . . . . . . . . 268,5 108,3 54 77,8 210,4 740,6 104,6 420,3' 104,7 104,7 .116,5 160,3 73,3 75 137,3 14,4 152,3 ,165,6 3088,6 8,7- : 3,5 1.7 2,5 6,8 23,9 3,4 13,6 ¦^3,4 3,4 3,8 5,2 2,4 2,4 4,4 0,5 5 5,4 100 335,4 129,2 65, 92,2 270 991,6 "1-02. '¦'¦ 487,4' 107 ,105 124,5 234,2 "79,7 108 160,1 15 157 208,1 3772,i 8,9 3,4 1,7 2,5 7,2 26,3 2,7 12,9 2?8: 2,8 3,3 6,2 2,1 2,9 4,3 0,4, 4,2 5,4 350 .л 132,8 '65 92,2. 270 991,6 103,5 514,5 11'" '.'¦ 105 124,5 239,2 79,7 108 160,1 15, 157 210 9,1 3,6 - 1|7 ¦'. ;2,4 ¦¦,7 :'¦¦" 25;9 2,7 Т3,4 ч2/9 2,7 3,2 6,2 2,1 2,8 4,2 •5,5 .400,8 (312), 114 (96) 51 ' 134 290 .1010 140. 544 ,(375) 186 140 160' 185 (153) 70 ,80 (67) 120 .15 170 240; 5 100 100; 4049;8 37:29,8 ,2,8 1,3- 3,3 7 - ¦25 ": 3,5' 13,5 4;6 3,5 4 : 4,6 1,7 2. . 3 0,4 4,2 5,8 100 100 Примечай не. Показатели, указанные в скобках, относятся к низколегированным сталям, (364,2) (100,9) ^34,4 . 143,7 294,5 1056 130,6 (458,2) 226,3 128,1 260 (110,5) 89,4: (48,5) 152,7 ' 24 170 240 : 4032 9 2,5, ,0,9 3,6 7,3 26,2 3,2 11,3 5,6 .3,2 6,5 2,7 2,2 1,2 3,8 0,6 4,2 .6 100 Та б л и ца 15.2 Расход стали на Наименование конструкций Скрубберы . <: . -..¦;-. . . ." . ... . • • • Электрофильтры . .". .... . . . . Газопроводы с водоотделителями . Опоры газопроводов . . . . . ¦."*¦. '.;-. ' Лестницы и площадки .-¦,"'.. . . . . . .,,".,''' И тот о . .'. . . типовые газоочистки ¦' ''¦¦¦' ""Y доменных печей Расход стали;на типовые газоочистки для доменных печей объемом е 1033 (1955) 1386, 1,513 и 1719 (1955) ..':.' м3 (год выпуска) 2000 (1960)- ' , ; На количество доменных печей - Л ¦!,' в m . 69,62 95,34 90,8 19,57 107,39 382,72: ¦.',в-%' 18,1 24,9 23,7 5,1 28,2 100 - 2" 'в/п 139,24 190,68 ' . 181,6 39,14 214,79 765,45 в% ' 18", 1 24,9 23,7 5,1 28,2 100 ¦"-'. Л ':,"''¦ в. m \ в,% 84,06. 143,01 120,09 19,45 128,4 .505,01 16,6 28,3, ' ?3,9 ¦ ,3,8' 27,4;. Щ' 2 в m 168,12 238,35 234,08 44, Ы 248,44 938,1 : в % 18 25,6 25,1 .4,7 . : 26,6 то- 1 . в m 106,5 154,74 123,51 15,04 131,38 531,17 в% 20,1 29,1 23,2 2,8 24,8 100 2 в m 213 258 230,29 30,31 237,7 969,3 в % 22 - 26,6 28,8 •3,1 24,5 100
-Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 317 Ш0 е ос ы о е ¦ со о "Сз. 3000 2Ш J000- согласно Ж ,19. «д» по ГОСТ 380—60; в районах с расчетной , зимней температурой наружно-- го воздуха до минус 30°: а) для всех. конструкций; 'этой группы, кроме перечис- ленных в п. «б», -усталь марки В Ст. Зпс для сварных кон-, етруицйй с дополнительным рр вбиванием испытания на за- гиб в: холодном состоянии со- гласно ,п,'1в «д» ГОСТ 380—60; б) для сварных ¦ колонн, ¦ прогонов кровель и элементов фахверка зданий, опор трубо- проводов, расчетных элементов площадок для обслуживания оборудования и т. д.—сталь марки В Ст. Зкп для сварных конструкций по ГОСТ 3>80—60. В настилах кровли — сталь марки Ст. 0 по ГОСТ 380—60 толщиной 4 мм (целесообразно применение ', коррозиеуетойчи- еой стали толщиной 2,5 мм). В конструктивных элемен- тах .(листовой и .ребристый; на- стилы площадок, конструктив- ные, связи, прогоны и балки, ограждения и т. д.)—сталь по группе Б ГОСТ 380—«0, кроме нерассчйтываемых косынок, на- кладок и ребер жесткости свар- ных Конструкций, для которых; надлежит применять сталь, тех же марок, что и для основных элементов. i - , Для футеровочных листов (брони)'—сталь, 30Г2. по ГОСТ или _ Сталь ЗОХГС по ГОСТ ванной брони листы должны предварительно подвер- гаться термической обработке. Допускается также ;при- . менение литой брони, поставляемой по особым техни- ческим условиям на" "изготовление доменного,, обору/до-, вания и вальцованной брони стали марки Ст. 4 по ГОСТ 380—60; при этом толщина брони принимается увели- ченной по сравнению с листами" из указанных выше марок стали. Таблица 15.3 Расход .стали на газопроводы грязного и получистого (чистого) газа между пылеуловителем и скруббером ЩЩЪ;' 1HQ0: Рис.. 15.28. Весовые показатели стальных конструкций Доменной печи и комплекса ее объектов.: Сплошными линиями: даны показатели для случая . применения стали-, марки Ст. 3, пунктирными — для 'низколегированных '.•'-' -сталей ' ,- / — расход стали по. комплексу доменной печи (в г); 2— расход стали по комплексу на 1 м3 полезного объема доменной печи (в т1м?)\ 3 — расход стали на конструкции собственно доменной печи (в г); ^"расход стали-на 1 м3 полезного объёма домен- - ной печи,(в т/ж3) 1577—53, сталь 35ХГ2 4543—57. Для вальцо- А., ОСНОВНЫЕ 15.3. РАСЧЕТ РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ Наименование конструкций Газопроводы ...... Опоры газопроводов . Итого ... '+т. ¦ — Расход стали на газопроводы грязного таза для доменных печей объемом в м3 (год выпуска) 1033 (1956) в, m 46 4,9 50,9 .» 9,6 100 1386 (1956) в m 52,7 5,9 58,6 в.% 89,9 10,1 100 1513 И 1719 (1956) в Гот 42,3 5,6 47,9 в % 88,3 11,7 100 [ 2000 (ориен- тировочные данные) в m 57;6 6,4 64 в % ¦90' 10 100 Расчёт конструкций производится по предельным со- ' стояниям в соответствии с действующими нормами про- ектирования стальных конструкций (основные данные которых изложены в главе 2) и дополнительными требо- ваниями, учитывающими специфические особенности ра- боты сооружений комплекса доменных печей и газоочит сток, изложенными в «Инструкции, по проектированию', стальных• конструкций доменных,цехов и газоочисток». . Сочетания нагрузок. Сочетания нагрузок, принимае- мые для расчета конструкций, состоят из основных; до- полнительных и особых. ' К основным нагрузкам, (О) относятся: постоянные (собственный вес) и временные, действующие регулярно,. т. е. полезная нагрузка нормальной интенсивности, включая обычное динамическое воздействие и торможе- ние подвижных грузов, нагрузка от всякого рода осад- ков и отложений (снег, пыль, конденсат и т. д.), давле- ние обычной интенсивности от разного рода сыпучих ма- териалов, жидкостей и газов и влияния 'эксплуатацион- ной температуры при нормальной работе сооружения с. учетом температуры возможной при замыкании конст- рукции на монтаже.; : v ' . К дополнительным сочетаниям нагрузок (Д) отно- сятся: основные нагрузки; нерегулярно возникающие временные нагрузки (повышение воздействия полезных; . нагрузок, возможные кратковременно увеличенные ди- намические нагрузки, возникающие при нормальной ,ра-
ш Раздел IV. '€щЛьще\ листовые ¦ конструкции ¦боте; оборудования,; динамические, нагрузки, возникаю- щие при пуске '-оборудования с длительным циклом дей- ствия) ; ; отклонения в давлений сыпучих материалов, жидкостей, газов и "т. д.:; длительно действующие на- грузки (возникающие при1'постройке или ремонте со-i рружения и при;испытании сооружений).;^'нерегулярные ¦отклонения эксплуатационной температуры; влияние се- зонных колебаний температуры; ветровые, нагрузки. , К особым сочетаниям нагрузок1 (Ос) относятся: на- грузки основного и дбпрлнительного сочетаний и нерегу- лярно возникающие, нагрузки, -имеющие аварийный' .ха- рактер или возникающие при нарушении режимов рабо- ты (застревание и обрыв скипов, аварийное динамичес; кое воздействие конусов и' балансиров и другие аварии ',' обррудования),;'. кратковременные случайные" нагрузки, . возникающие при Монтаже; давления сыпучих ,материа-: лов,' жидкостей , и газов, возникающие при нарушении нормального режима эксплуатации (прекращение; удале- ния пыли из. пылеуловителей, значительное ,:6тложение конденсата. в ].газопроводах; засорение вОдортводчиков, обвалы,^взрывы); температурные" нагрузки, возникаю-; щие в результате разрушения,футеровки, холодильников и т. д.;; сейсмические нагрузки. :,:: Коэффициенты сочетания нагрузок приведены в гла- ве 2. ',. г . .¦¦¦ ..¦;!¦¦.."."'-г ¦ .,- При, определении расчетных напряжений нельзя учи- : тывать; одновременно воздействие всех (или многих) осо- бых нагрузок; следует .учитывать только реальную воз- можность их одновременного .воздействия. Так, напри- мер, одновременно не' учитываются максимальное, отло- жение пыли й взрыв .при расчете .кожуха пылёуловите-.. ля, аварийное,динамическое воздействие контргрузов .за- сыпного', устройства и застревание, скипа; при расчете наклонного; мосТа;- максимальные ртлОжения: пЫли;:или 'конденсата в нескольких трубопроводах при расчете'их ¦общих опор я т. д'. .-•>•¦ ¦¦'¦.'¦ ¦¦:¦:'"'¦¦ ¦¦' " , Величины, нагрузок.с,Вел.«чины нагрузок, кроме слу* чаев, специально Оговоренных в заданий на йроектиро- ¦вЩЩ следует определять ¦'rib.1-'.следующим данным:, !. ¦-¦" .1 ;t,,ai6 лица 15.4 Нормативные веса! материалов и конденсата; , Материал (вид конденсата) ; ;' Глина".. .,'. .' .•;-.. ¦. >¦ .-;. ':¦-.'¦'.'.;¦":' .!¦•.• ¦•, ¦ '.-.'. 'Древесный уголь .'. . . ...:. , . :.;. . '• -'. .... Известняк . . -.-'.'•'. :.'•>,= • • ,• .-.• ¦;•'¦ • /¦::•-¦""• •, • • • То же, сложенный . ¦. у-. : .'¦¦; . . ..-»' . ... ¦;¦ Кирпич огнеупорный глиноземистый насыпью ,-, , Кокс. . -. \ .' . . '.',. .<¦¦'.. ., .'¦,.. .. • • : С? ¦ ¦ .'¦¦ Коксовая мелочь ./.... .у . . ¦•¦'¦•'... . . Песок.;. .-".; . ....,/. . ..,¦•¦ •'/(>,• ¦ • .,¦..... . . Пыль колошниковая , . . . .ч- ... < • •;• • • ... ,\Руда железная, сырая . '. . .;. •. . . -.'•',,. ..... ..:.'.- Тоже, агломерат/. ..'..:... .... ... » , ,: стружка , . .'._.-'. . ....:".,:. . . .. - Чугун жидкий . . . .-.-..'. .,; ......' ... Шлак доменный жидкий . . . ¦•' . . . ... . . . ; То ,же,, насыпью -, 1. . . ...... .•¦'.' ".' Шлак сварочный . *1 . . ."..'. . ." . . . .-'.-.. ."'. . ': Отложения конденсата в: газопроводах . . ... . Нормативные веса в; т/л3 ' г',-6 ' ,' ¦ 0,15 • ¦:: .1,6 1,2 1 1,9 '., ,,ii*': '¦'-:. .2,3 - ',0,5' ,0,7 :"' li6 '2\ . ,¦:¦ v 2,5—3,5: '-'¦ 1,6 '¦ 1,8' - & , 3 , ' 7,2 : и > 1,1 . ' l',8—2' 1,6 /2 1,7 :.-' 2'"-;'- / I-''-" 1) вес оборудования-— согласно заданиям техноло- гической проектной организации; .'-.2)' нормативные нагрузки для газовоздухопроврдов:— приведены в-главе 19;- .3) (нормативный вес материалов и заполнений— по табл. 15.4; '; / . *¦:'', .74) .нормативные полезнее нагрузкийа площадки » лестницы — по табл. 15.5; j '•-.';.'.-' . ' ,:'¦. . .Та б лица 15,* ! [Нормативные полезные нагрузки на площадки и лестницы (вне мест непосредственного расположения- оборудования) ^ '.- • :. „Конструкции Рабочие площадки доменных печей и¦ литейных дворов; площадка в уро'вт не подошвы воздухонагревателей . , . Рабочие 'площадки (чистый пол) зданий .колошникового подъемника, воздухонагревателей, пылеуловителя; рабочая площадка самого пылеуло- вителя; колошниковая площадка; пло-,. щадка: балансиров и площадки возду- хонагревателей, на которых возможно складирование кирпича при ремонтах . Переходные площадки и лестницы .: Площадки обслуживания оборудо-' вания и. пешеходные мостики ; . ¦'. . . Нормативные нагрузки в.кЦм'*. для расчетных ¦¦¦¦¦ - . .сочетаний " • ';,:0-,;- 1000 ': 400 2Q0 "200 -; Д; 6 3000.: г шоо - .¦•'.¦ 300 -у/;- 1 400; Та блица 15.&, Расчётные внутренние избыточные давления ;,, при испытании^нД прочность '.¦'-: ¦':•'./'¦:¦.. КОНСТРУКЦИИ "''".:''¦;-¦'" .':.•''.-: .воздухопровод хрл,одного дутья от воздухо- дувной станции, до клапанов холодного дутья;; .воздухонагреватели; воздухопровод горячего '' дутья ;;.;.. . ..."'.¦¦'.'••;.. >';':¦« ;'"'.¦;,. v v /•-¦«?; . i' Пылеуловитель;.',, газопровод грязного га-; за, от пылеуловителя до скрубберов; скруб- У беры;,газопроврд получйстого газа в преде- ¦ лах газоочистки; газопровод получистого или чистого газа от газоочистки до ввода в меж- конуснре пространство; электрофильтры; га- зопровод чистого газа в пределах газоочистки- (до дроссельной группы);; . .--. .. ¦¦;'. . . . . i Газопровод чистого газа от дроссель- ной группы .; до листовой задвижки, от-' ключающейблЬк: доменная печь;—пылеулови-. тели—газоочистка . ...,.; '.'.'...'.,... ¦. .,.¦'. Общезаводский, коллектор чистого газа (от листовой задвижки, отключающей блок) и га- зопровод от коллектора до дроссельного.кла- пана на отводе к воздухонагревателям. ... Газопровод чистого газа от дроссельного клапана на/отводе к воздухонагревателям до горелок..,-.,. .'..,.'.. . . ... ....... :'.'¦.; - v... .:¦' ' Расчетные: внут-: ! ренниё/давления :"при испытании : .-;'i,25iV.'";V;:-; -:.¦ ii25P.'-;,- 1.5Р, ', '.,: Црймеч.анЛ. 1. Нормативное избыточное внутреннее дав»: ление принимается: Pt т-в воздушном тракте, Р, — под колошником-, - i3,— перед листовой задвижкой и Р, — в межцеховых газопро- водах. . ' ..-.' ¦......'-. ..¦>. ., У' '¦',:¦¦ 2, Доменная печь и газопровод-грязного газа от лечи до лыле-. уловителя на прочность внутренним давлением не испытыв'аются. Оно заменяется контролем качества швов/просвечиванием, ультрас звуко'вым методом и т. д. ,.-,.:-V .-¦, • ,: "'..'.''..;¦>; ,.'
¦¦¦FAt 15\ рДоМнные'цехи и газоочистки зш ).•';' '*.';ч': ... ¦•'• ¦':.'• :;.-^ '¦[''¦'¦ '-"! Т. W'6'.'Й и Да .15.7 Нормативные нагрузки от отложений йыли на внешние сплошные покрытия (при углах наклона к горизонту '.'•'¦'"^ ¦'-:/'"- ¦¦/ от 0 до 2Й°) -";;¦'.'.:.''' .. ..-'¦' ¦'.*.. ,\. ':'¦;¦''•:: Таб лица 15.10 Нормативная нагрузка от подвижного составам Конструкции Колощниковая площадка . Прочие площадки, колошника . Все покрытия и п'лбшадки в ¦ радиусе• 100 м от доменной ПечИ . ¦; .... . ;.¦ . '; . . Нормативные Нагрузки в Хг/м* для расчетных сочетаний -' ¦'¦¦¦-:'¦¦:"о ¦.•,¦¦ -:v;j. -,..:.. - :' . * °с 500 "' 200 : , Таблица 15.8 Нормативные нагрузки от отложений пыли \ впылеуловителях /; j. ' . .Конструкции Т Первичный пылеуло- витель . . .. . . . . '. . Вторичный пылеуло- витель . . ... '. • : Нормативные нагрузки в % заполнения пылью объема, показанного на рис. 15.29, . для расчетных сочетаний О V50 ." 25 < д - 75 ,; 38 : ¦ °с.-, .100 50; Рис. 15.2?. Схема мак- симального ¦;.'¦¦•''. ¦'¦/'""' отложения. . пыли в п'ы- г.-'гУ леуловйте- ¦¦¦,¦... Л,/- :' . . :. ЛЯХ '¦ '. .Ь, '.'•v.'-..-. •'¦ ."- TV а.б л ица 15.9 v Нормативные температуры металла трубопроводов ' и оболочек .../.. Конструкции Газопровод грязного; газа да пылеуловителя,, футерованный То же, от пылеуловителей : до 'скрубберов, футерованный То же, нефутерованный . . • Воздухопровод .. холодного - дутья, нефутерованньгй • . . Воздухопровод горячего дутья,1 футерованный . , . . .. Газопроводы чистого и по- лучистого газа, нефутерован- ные Доменная печь " Пылеуловители ..*.... Воздухонагреватели . ; ,. , Нормативные температуры мё- талла^для^сочетанийГ'нагрузок ;- :"¦' ° 80 50 200 • '¦'¦ 140 80 . - . л ¦ '' ¦' \ д- t- '¦' МО ' 75' ,250 .'...- 155, 100 >:-;?с:,;. 5 150 ''¦;-.¦ ю6 !, -ЗО'О,-,- ' •;.- "'"'' 170'Т . 120 :"ч "Г ¦' В'зависимости от климатических УСЛОВИЙ :.'•¦ .60 80 100 80 ,100 " ..'120.. 100 120 150 5)' нормативное внутреннее избыточное давление для сочетаний нагрузок О и Ос (Ос —только для, комплек- са доменной печи)—пО заданию на проектирование, при- мем для доменной печи давление .между фурмами'и^ко- лошником принимается меняющимся по прямолинейно- му закону. ~ г[ Расчетные давления принимаются: при. испытании на плотность равными нормативному ,для сочетания- О (кроме доменной печи и газопровода грязного газа от печи до пылеуловителя, для которых величина,давления Подвижной состав Чугуновоз i 100 m (140 щ) ШлакОвоз объ- емом 16,5 ju* Трансферкар рудный 60 от .. Трансферкар коксовый 30 m Вагон-весы 30 m ' Вагонгвесы ;;40 /ft ' Тележка для вывода вагон- весов : , Паровоз 9п типа 0-3-0 То же, типа 1-5-0 Нормативные нагрузки в m . ю , :'»§g к ^ о HR.S ¦Вес тары '.. Расчетные схемы и нормативные! нагрузки (давления на оси) для ' сочетания.нагрузки^О 158 (210,4) 106 125 105 105 120 140 55,2 104,5 58 (70,4) 73 65 75 ¦ 75' 20 №a(tw)m '* - ¦.¦¦; ЛЩ-4Щ лр *f> 'р ¦ V , Р =39,5 (52J6) :";' )Ч ?-31; Р,=25 У=18,4;^Рг=12,3
320 Раздел IV. Стильные листовые конструкции устанавливается особо), а при испытании на прочность по табл. 15.6; ' .- 6) нормативные нагрузи» от отложения пыли -- по табл. 15.7 и 15.8, при этом нагрузка от пыли, на ребри- стый настил не учитывается. Нагрузка от пыли на наруж- ной поверхности трубопроводов,- расположенных в ра- диусе 100 м вокруг доменной печи, исчисляется исходя из угла естественного откоса пыли, равного 35°, но не бо-^ лее 50 кг/м2 (оредняя). и только для сочетаний Д и О Для наклонных (более 25") поверхностей нагрузка при- нимается по, интерполяции, считая, что при,угле накло- на 45°:к горизонту нагрузка от пыли будет равна'нулю; 7") 'нормативные температуры конструкций— по табл. 15,9; ' , 8) ветровая нагрузка — согласно СНиП- При расче- те отдельных сооружений, имеющих малые поперечные размеры по сравнению с высотой, для которых ветровая, нагрузка имеет решающее значение (каркас лифта, свечи и т. д.), полученная.по СНиП величина скоростного на- пора. ветра; умножается на динамический коэффициент, приведенный в табл. 15.12; 9);нагрузки от подвижного состава — по табл. 15.10;¦* 10) нормативные нагрузки от шихты — по табл.15.1.1;., Таблица 15.11 Нормативные нагрузки от шихты на колонны горна « другие конструкции, непосредственно воспринимающие эту нагрузку ; Сочетания нагрузок О (при нормальной работе) . . . Д (при зависании),. . '. Обозначения: V — объем ш на рассматриваемую конструкцию; 1 — объемный вес шихты; k= 2г- динамический коэффициент Нормативные нагрузки , 0,5 Wy k-fV=2tV ¦ - ихты, вес^которой передается по табл. 15.12. 11) нагрузка от скипа на наклонный мост и подъ- емник коксовой мелочи,— определяется геометрическим .разложением равнодействующей оил тяжести, дейст- вующих на скип,.по направлению тягового троса (вдоль •рельс при обрыве и застревании) и направлению, нор- мальному к рельсу или верхней направляющей: для сочетания нагрузок О (подъем груженого ски- па) s . ¦ , я + 0,7уК = Г + Р! + Р2 для сочетания •скипа) для сочетания ¦подъеме нагрузок Д (подъем ; (15.1) перегруженного g + yV = T + P1 + P2; нагрузок Ос застревание g + yV = TH+P1+Pi+H «ли обрыв перегруженного . скипа jj + Y ? = ?!+'?!+?. 'Кроме того, для каждого сочетания нагрузок учиты- вается нагрузка от.опускающегося порожнего скипа (15.2) скипа'' при • (15.3); (15.4). В формулах (15.1) — (15.5) приняты обозначения: g — собственный вес скипа; , ' 0,7 — коэффициент нормального заполнения скипа; V — полезней объем скипа, равный 0,9 его гео- метрического объема; f — насыпной вес руды,: равный 2,5 г/ж8; Т — усилие ' в скиповом :тросе, , возникающее при подъеме1 скипа; '¦'.'¦ Т —усилие в скиповом jpoce, развиваемое лебед- кой при максимально возможной перегрузке .ее электродвигателя; :, Р] и Р2 — давление соответственно на переднюю и зад- : : нюю оси скипа; ;* •, Я —сила сопротивления', приложенная на уровне головки рельса; ;-. •'.' Е.— неуравновешенная составляющая, параллель- .'¦"¦¦ ная рельсу. ',;. Б) I/ Тнакс уГ _¦' v ТО У,т.г0 Ъ-ЪЯЯЛ v^ %2^f Prc. 15.30. Схема нагрузок для балансира ¦ при свободном опускании конусов; б — при принудительной v . опускании конусов , При расчете вертикальных участков путей подъемни- ка коксовой мелочи горизонтальную нагрузку от скипа (в любом направлении) следует принимать равной 0,2 от веса загруженного скипа (черточки над величинами сил в формулах обозначают векторы); - 12) нагрузка от балансиров — опорная реакция ба- лансиров равна равнодействующей весов 'балансира, штанги, конуса, веса . шихты на конусе и натяжению тросов. , а) При свободном опускании конусов'(рис. 15.30,a)i дл я сочетаниянагрузокО иД конус закрыт g = r + P!+Pa (15.5) . ¦¦ R6 = Pi + Q;+r; ) Н=\ТХ; J конус полузакрыт (начало' открывания) конус открыт '¦)¦' i?6=A:+'Q + ry; \ (15.6) (15.7) (15.8)
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 321 для сочетания нагрузок'О с ликвидация слабины троса после отставания конуса от работы лебедки 'Таблица 15.Д2 Коэффициент динамичности k 7?6 = p2fei + Q+naKc; п ~ Л макс » (15.9) где Rq —вертикальная реакция оси балансиров; Н—', горизонтальная реакция оси баяансиров-Д Iх и ТУ—проекции натяжения в тросе Г соответст- венно на горизонтальную и вертикальную оси; Q — вес дополнительного груза на рычаге; Pi — усилие в штанге, уравновешивающее контргрузы; Рг — усилие в штанге от веса конуса, шихты и штанги; />з — усилие в штанге от веса конуса и штанги; Тмакс — натяжение в тросе, возникающее в момент остановки падающего конуса с шихтой, равное весу контргруза, умноженному на k\\ k, — коэффициент, учитывающий динамическое воздействие падающего конуса с шихтой н определяемый по .формуле (15.23). б) При принудительном опускании конусов (рис. 15.30,6): конус закрыт для сочетания нагрузок ОиД R6 = Q + P1+Tl; Н=Т%; (15,10) конус полузакрыт (начало открывания) Н=ТХ; ) конус открыт R6 = Q + Ps+Ty; У Н=ТХ; ) для сочетания нагрузок Ос R6 = Q + po + TyH; | конус застрял (15.11) (15.12) (15.13) ликвидация слабины троса после отставания конуса от работы лебедки при ударе конуса о чашу fl6 = Qfe2 + />4fe2; Y-V- ¦ j (15.14) где Я = 0 , Яб — вертикальная реакция оси балансиров; Н — горизонтальная реакция оси балансиров; Q — собственный вес (рычага и контргруза ба- лансира; Р0 — максимальная несущая способность штанги при ее работе на сжатие; Pi — усилие в штанге конуса, уравновешиваю- щее балансир с контргрузом (с учетом ' натяжения троса); , Вид нагрузки Сочета- ние нагрузок Значе- ние k Конструкции, на которые распрост- раняется коэффи- циент k Воздействие шихты при осадках (учитывается вес только шихты, располо- женной выше уровня рас- сматриваемой конструкции) Воздействие шихты при разгрузке в,; скип или из скипа (учитывается вес шихты в объеме скипа) . . Неуравновешенная часть веса контргруза конусных балансиров: а)|в момент закрыва- ния конуса ....', б) при ликвидации"сла- бины конусных тро- сов . . Усилие в тросе конус- ных шкивов (кроме случая ликвидации слабины — см. выше): а при принудитель- ном опускании ко- нуса б) при свободном опу- скании конуса . . . Нагрузка от лебедки для маневрирования кону- сами (кроме случая лик- видации слабины — см. выше) < Нагрузка от цилиндров для маневрирования кону- сами (кроме случая ликви- дации слабины — см. вы- ше) Нагрузка от скиповой лебедки . . * * Вертикальная нагрузка от электрических кранов и подвижного состава (в том числе от скипов), кро- ме тележки монтажной балкн ' Нагрузка от газовых го- релок Ветер 1 О О; Д Г О; д 1 Д;.ос 1,8 Опреде- ляется расчетом согласно 15.3-Д 1.1 1,5 1,5 1.1 1,1 1,1 1,3 Колонны - горна и кожух печи Балки, поддер- живающие спуск- ные желоба и приемную ворон- ку, а также пути скипа Подбалансириые балки (непосред- ственно несущие нагрузки) Конструкции колошникового устройства (под- балансириые бал- ки, рамы и связи копра), балки несу щие конусные ле- бедки или- пнев- матические ци- линдры, и другие конструкции, вос- принимающие на- грузку, а также тросы, испытыва- ющие эти усилия Подшкивные балки То же Балки, непос- редственно несу- щие нагрузку от лебедки То же, от ци- линдров То же, от лебед- ки Балки, непо- средственно несу - ^щие нагрузку То" же Только для со- оружений, имею- щих малые попе- речные размеры сравнительно с высотой 21—915
322 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Ц- Pi — усилие, в штанге от веса шихты, конуса и штанги; Рз — усилие в штанге от веса конуса я штанги; Pi — усилие в штанге, уравновешивающее контргруз без учета натяжения троса; -проекции первоначального натяжения конусного троса Г=0-^1,5 т соответст- венно на горизонтальную и вертикальную оси; Тх и ТУ —: проекции натяжения конусного троса Т при' работе лебедки на оси х и у; Г* и Т*—проекции усилия»конусном тросе, раз- виваемое лебедкой при максимально воз- можной перегрузке ее электродвигателя, на оси х и у, причем величина ТИ не должна превосходить величины натяже- : ния троса, соответствующей усилию Ро в штанге; kr> — коэффициент, учитывающий динамичес- кое воздействие падения балансира с контргрузом, определяемый по формуле (15.25). Опорные конструкции, воспринимающие усилия от направляющего устройства (узлы закрепления штанги), рассчитываются на действующую в любом направлении в плоскости направляющего устройства силу, равную 4% от усилия в штанге; 13) заполнение скрубберов и электрофильтров во- дой до аварийного уровня (сочетание нагрузок Ос —по заданию на проектирование). Коэффициент динамичности. Значения динамическо- го коэффициента для различных конструкций доменной печи и видов нагрузки приведены в табл. 15.12. Коэффициент перегрузки. Значения коэффициента перегрузки для различных видов нагрузки даны в табл. 15.13. Коэффициент условия работы. Значения коэффици- ентов условий работы для различных элементов кон- струкций доменной печи приведены в табл. 15.14. Таблица 15.14 Коэффициент условия работы m Элементы конструкций Для кожухов доменных печей, воздухонагрева- телей, пылеуловителей. Скрубберов, электрофиль- тров, а также трубопроводов: а) при расчете на прочность: с учетом концентрации местных напряже- без учета концентрации местных напряже- ний Для сжатых элементов ферм наклонного моста - Для элементов, рассчитанных на аварийные нагрузки: а) удар большого конуса при его отставании б) предельное заполнение пылеуловителя Для плоских анкеров воздухонагревателей . . . Значения m 1,25 0,85 0,65 1 0.9 1 ' 1 0,9 По действую- щим нормам 1 проектирова- ния стальных конструкций Предельные деформации (прогибы). Величина про- гибов, как правило, подсчитывается от сочетания нагру- зок О, кроме строк 1 и 3 табл. 15.15, для которых про- гиб тюЩ'Очитывается от сочетания напрузок Д, лричем для п. 1 прогиб определяется в точке крайнего положе- ния монтажной тележки (прогиб определяется от нор- мативной нагрузки без коэффициента динамичности). Т а б лица 15.13 Коэффициент перегрузки п Вид нагрузки Значения л Постоянные нагрузки (кроме веса термоизоляци- онных плит, и засыпок) Постоянные нагрузки от веса термоизоляционных плнт и засыпок . . • Постоянные нагрузки при расчёте анкеров и дру- гих элементов, где постоянная нагрузка уменьшает силовое воздействие Давление и собственный вес сыпучих мат ериалов (в том числе и пыли на покрытиях) Внутреннее давление газов (включая вакуум), кроме случаев испытания на прочность То же, при испытании на прочность (табл. 15.6) . . Нагрузка от веса оборудования и полезные наг- рузки на площадках ... Нагрузки, возникающие в результате работы обо- рудования (усилия в тросах лебедки и т. д.) Гидростатическое давление Нагрузка от подвижного состава Ветровые нагрузки Нагрузки от снега „ в трубах от отложений пыли, конденсата и т. д. Температурный распор кладки и холодильников . . Воздействие температурного расширения металло- конструкций Нагрузки на колонны горна (учет неравномерно- сти распределения нагрузки между колоннами) . . . 1,1 1.2 0,9 1.2 1,1 1,2 1,2 1.1 1,2 1,2 1,4 1.1 1.3 1,2 1,1 Таблица 15.15 Предельные деформации (прогибы) от временных нормативных нагрузок без учета коэффициента • динамичности Элементы конструкций Балка монтажной тележки Главиые^фермы наклонного моста скипового подъемника . Переходные площадки и Величина прогиба в долях пролета или удвоенного вы- лета консоли 1 500 1 800 1 400 1 . 200 Б. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ Расчет кожухов. Общие положения. Расчет проч- ности кожухов доменных печей и воздухонагревателей производится с учетом совместного действия давлений газа, шихты и чугуна, а также усилий, вызванных тем- пературным распаром, возникающим в системе; сталь- ная оболочка —¦ футеровка — набойка — холодильники.
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 323 При этом собственный вес конструкций, футеровки и оборудования из-за незначительности вызываемых им напряжений не учитывается. Расчетная температура внутренней поверхности кладки печи приведена на рис. 15.31, а кладки воздухо-" нагревателя — на рис. 15.32. Рис. 15.31, Схематический разрез доменной печи и гра- фик расчетной температуры а — расчетная температура внутренней поверхности; б — схематический разрез; в —деталь кладки; 1 — верх кожуха шахты; 2 — ннз кожуха шахты; 3 — низ кожуха распара; 4 — то же, заплечиков: 5 — то же; горна (уровень чугунной летки); 6 —верх кожуха лещади; 7 — уровень низа лещади или охлаждения днища; точка А7 на глубине 1 м от верха лещади Напряжения в кожухах печи и воздухонагревателя зависят от ширины зазоров между кладкой и кожухом, между кладкой и сплошными вертикальными плитовьши холодильниками и от вертикальных зазоров между эти- ми холодильниками, а также от деформативности мате- риалов, заполняющих зазоры. Поэтому учитываемые в расчетах характеристики зазоров и засыпок должны вы- держиваться прн проектировании конструкций футеров- ки и холодильников.- Ниже приведены предложенные канд. техн. наук Сорокиным формулы для определения напряжений, возникающих в кожухах доменных печей и воздухонагревателей, за исключением напряжений от краевого эффекта и местных напряжений, которые при коэффициенте условия работ 0,85 (табл. 15.14) могут не проверяться; исключение составляют купола печи и воз- духонагревателя, для которых проверка этих напряже- 21* \ ний обязательна. Расчетные формулы выведены для ко- нической формы кожуха горна, но применяются и для цилиндрической ( в запас прочности). При установлении коэффициентов расчетных формул футеровки доменных печей и воздухонагревателей приняты из шамотного или высокоглиноземисто- го кирпича, а также из л/ й) углеродистых блоков ~ жароупорного бетона. t=HB0 Рис. 15.32. Схематиче- ский разрез воздухона- гревателя и график рас- четной температуры а — расчетная температура кладки; б — схематический разрез; / — кладка из кир- пича а=345 мм; 2 — засыпка диатомовой : крошкой; Ь= =60 мм; 3 — кладка из тре- пельного кирпича 6i=65 мм &Ш° Для заполнения зазоров приняты материалы: между сплошными плитовыми вертикальными холодильниками и кожухом лещади или горна — углеродистая набой- ка; между сплошными плитовыми вертикальными холо- дильниками и кожухом толстостенного распара и шахты, а также между кладкой толстостенного распара и шах- ты и кожухом шахты — шлако- или шамотно-асбесто- вая засыпка; между сплошными вертикальными плито- выми холодильниками — чугунная замазка; между клад- кой и кожухом воздухонагревателей — трепельный кир- пич. (65 мм) и диатомовая крошка (60 мм), При материалах заполнения, с отличающимися механиче- скими и физическими характеристиками значения коэф- фициентов, приведенных в табл. 15.16 и 15.17, меняются согласно приложению к «Инструкции по проектированию стальных конструкций доменных цехов и газоочисток». Кожух доменной печи. В формулах для расчета ко- жуха доменной печи приняты следующие обозначения: чХр—расчетные кольцевые напряжения в кожухе от внутреннего давления газа, шихты и чугуна; axt— то же, от температурного распора футеровки и холодильников; Оур— расчетные меридиональные напряжения в ко- жухе от внутреннего давления газа; k-rp—коэффициент трения, учитывающий свойства материала заполнения зазоров; г — радиус кожуха в см; 8 — расчетная толщина кожуха в см; рн—нормативное давление газовой среды в кг/см?; Ь -г- зазор между кладкой и сплошными вертикаль- ными плитовыми холодильниками или между кладкой и кожухом в см; m — коэффициент условия работы; ku — коэффициент, учитывающий двухосное напря- женное состояние [формула (17.32) и табл. 17.16]; ' а — толщина кладки в расчетном сечении в см; I — выоота соответственно лещади, стенок горна, распара и шахты в см, принимаемая^ по рис. 15.31;
"324 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 15.16 Значения величин <sxP, ах(, чур и feTp для первого состояния кладки доменной печи Сечения• по рис. 15.31,6.. II III IV , V ; VI '' ' - °хр = °хг1-1+°хш1-2 + °хч1-1* ,°*г=аРн f- о : Р» ~ °'5 н 8 Рн —0,5 . . 8 Р«Т °'5 . • Рн;7 0 0 8- o,:i dlr 0i5 : . 8 0 hr 0 0,75ftzr 6 0 0 V 0 ^t==(A + BbS + Cb + F&)r + Q A В 12 0,036 8,4- 0,051 He расчетный 10,05 0,11 8,9 0,097 . 8,64 0,121 С —0,36 —0,34 случай —0,556 —0,493 —0,608 F —1,47 —1,2 —2,24 —1,985 . —1.995 О 0 (а—170)5 (а—100)3,6 (а—100)3,6 . (а—100)5 j 28 '' Рн г 2_ 1,1 28 '• *тр 0,5 0,5 0,3 0,3 ¦0,3 Таблица 15.17 Значения величин яхр, ах(, аур и kTp для второго состояния кладки доменной печи ' 1 § 1 / III IV, V VI 'г. =«/>— н 8 г н8 0 о' 6.3Б*С 8 0,1 — 0 0 , 0,75(1^ +h,)r 8 0,75 ft,r 8 0 0 0 V По гра- фикам на рис. 15.33 То же 0 0 ' V 28 ' ' *тр 0,5 0,5/ 0,5 0 0 "хг— кольцевые напряжения в кожухе только от нор- мативного давления газа; алгш—то: же, от нормативного распора шихты; "хч — то же, от нормативного давления чугуна; «I -~ расстояние от низа кладки лещади до оси чугун- ной летки в ж; А2 — расстояние1 между осями фурм и чугунной летки . в м; ' rfi —диаметр горна по внутренней грани кладки в м; d2 — диаметр распара по внутренней грани кладки в М; kc — коэффициент сочетаний. Расчетные кольцевые ' ах и меридиональные fy ра- стягивающие напряжения в кожухе горна и шахты до- менной печи определяются по формулам (15.15) и (15.16) для двух состояний кладки: первого — при целой клад- ке, второго — при выгоревшей кладке: сх = (V + cxt) -Jg < R ¦ (15.15) 0y=[ayn + & <>xp + axt I 'тр Кс_ Г I mkM <R: (15.16) * 1,1 и 1,2 — коэффициенты перегрузки л, принятые по табл. 15.13. Значения величин, входящих в эти формулы для различных сечений кожуха доменной печи, даны в табл. 15Л6 и 15.17, а также на графике (рис. 15.33), со- ставленных для случая расположения сплошных верти- кальных плитовых холодильников ниже мораторного кольца и охлаждения шахты отдельными горизонталь- ными холодильниками. При охлаждении участка шахты выше мораторного кольца сплошными вертикальными плитовыми холодильниками напряжения чх( ^а этом участке для второго, состояния кладки определяются как для (сечения Я (остальной расчет не отличается от обычного). Значения 9xt для первого состояния кладки принимаются равными 300/ кг/см2 в случае, если их зна- чение, определенное по табл. 15.1,6, получается меньше (в том числе и отрицательным). Толщина отдельных участков кожуха определяется по следующим сечениям (см. рис 15.31,6): л е щ а д и — по ее верхнему сечению (сечение /); горна — по его нижнему сечению (сечение II), за исключением участка кожуха горна высотой, равной 0,1 диаметра лещади (считая от точки перегиба кожуха), толщина которого принимается равной толщине кожуха лещади. Ослабление кожуха горна отверстиями фурм и близлежащими летками учитывается местным увеличени- ем расчетной толщины кожуха фурменной зоны на 20 /о (принимается во внимание уменьшение радиуса кожуха примерно на 15% сравнительно с сечением II—II). Ши- • рина усиленной-зоны должна быть не .менее 2 диаметров Отверстий для фурм и располагается симметрично отно- сительно осей этих отверстий (допускается смещение на величину, меньшую 20% диаметра отверстия); заплечиков — по их нижнему сечению (сечение III), причем . ослабление расположенными вблизи рас- сматриваемой зоны фурменными отверстиями, а также увеличение диаметра в верхней части конуса и возмож- ность интенсивного роста ребристых холодильников.
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 325 (сравнительно с плоскими) из-за неравномерного нагрет ва учитываются коэффициентом 1,4, на который умножа- ются полученные по таблице напряжения; распар а — по его нижнему сечению (сечение IV). При ослаблении отверстиями для холодильников толщи- на кожуха увеличивается по сравнению с расчетной про- порционально проценту ослабления площади сечения ко- Рис. 15.33. Графи- ки напряжений в кожухе лещади и горна щоменной печи в зависимости от величины отно- шения суммы вер- тикальных" зазо- ров между холо- дильниками к длине окружности ' / — для холодильни ков толщиной 160-мм; 2 — то же, 235 мм; 3 — то же, 345 мм. Толщина холодильни- ка .принимается по его наружному раз- меру, включая зону с залитым кирпичом. При толщинах холо; днльников, отличных от приведенных на графиках,, значение "xf определяется ин- ' герполяцней нли эк- страполяцией. Значе- ния "х( даны для во- дяного охлаждения; прн испарительном охлаждении они уве- личиваются в 1,5 раза 2000 1800 1600 , 1*00 ^ /200 ztooo •о 800 еоо ?00 200 1 • 1 V , -,? ~2 ./ 1. , ! к .ж 2л г 100 д °/о жуха; при этом толщина кожуха распара должна при- ниматься не меньше толщины примыкающего кожуха шахты; шахты — по- нижнему и верхнему сечениям (сече-, низ V и.VI) с определением толщин в промежуточных1 ¦сечениях шахты по линейной интерполяции; учет степе-, ни ослабления кожуха шахты отверстиями производится подобно расчету кожуха распара. Величина зазора (6) принимается: между вертикаль- ными плитовыми холодильниками и кладкой —средней в пределах одного уступа (пояса кладки); между ко* жухом и кладкой в местах, где последняя имеет высту пы, примыкающие вплотную к кожуху (рис. 15.31, в),-* по формуле ¦ ' ; Ь = 0,5(Ьв + Ьв)^——0,8, 1(15.17) п ¦ • ¦ где Ьв и Ьн— соответственно верхний -и : нижний, мини- мальные зазоры, принимаемые по дейст- • - вующей инструкции по футеровке; домен- ных печей; : п — число рядов кирпича в, поясе кладки, включая выступ из двух рядов кирпича; 0,8 — коэффициент, учитывающий неравномер- ную ширину зазора. \ Мораторное кольцо рассчитывается как элемент кольцевой балки швеллерного сечения, передающей на-' грузки от колонн шахты на колонны горна в случае не- совпадения их в плане. Кроме того, в радиальном на- правлении оно рассчитывается на треугольную нагрузку от веса кладки (пролет принимается равным разности радиусов примыкающих участков шахты и горна). Тол-: щина стенки мораторного кольца должна быть не мень- ше толщины более тонкого из примыкающих к нему уча- стков кожуха. Толщина кожуха купола (на всей его длине); и при-; мыкающего к нему участка кожуха шахты определяется расчетом только на внутреннее давление газовой, среды с учетом краевого эффекта согласно указаниям,, -приве-' денным в главе 20. Толщина кожуха в зоне крепления Щ нему защитных сегментов должна быть не менее полу-j суммы толщин кожуха купола и верхнего пояса 'шахтьц Пример. Расчет кожуха типовой доменной печи объ-1 емом 2000 м3. Исходные данные: . ; , 1) давление газовой среды Для сочетания нагрузок О —у фурм 3,5 ати, под колошником 2,5 ати; для cosfc тания нагрузок Ос — 4 ати по всей высоте печи; , 2) размеры кожуха приведены' на- рис. 15.34,а; , : 3) кожух на высоту до отметки 26 380 охлаждается; сплошными плитовыми '"холодильниками ¦,;, т.олщииой; 235 мм, вертикальные зазоры между ними составляют: 3,5%; от длины окружности кожуха; '. ! ' , : 4) холодильники шахты не ослабляют кожух; 5) расчетное сопротивление стали #=28QQ кг/смК Значения отдельных величин в формулах (15.15) щ (15.16), принимаемые,по табл. 15.16 и 15.17, сведены в табл.-15.18 и 15.19. Толщиной кожуХа в разных сечениях ' ; TJa б л и li; а 15.18., о . а> И -' at **< i- п m nr ¦ v - v/. 3 я 660 641 564 662 645 465 4 CO ' 3,9 2;5 2,5 l.S 2,1 1 r ¦ a 169,5 257- 226 349 308 465 4 ' CQ ' 559 531 766 2270 2100 270 3 10 10 — 8,75 5,5 8 bb 39 25 ¦ — 16,6 11,55 8 В 0,036 0,051 — 0,11 0,097 0,1215 К примеру расчета кожуха доменной печи .Первое состояние кладки • С -0,36 -0,34, — -0,556 —0,493 —0,608 F —1,47 —1,2 -— —2,24 —1,985 1,995 А 12 8,4 — 10,05 8,9 8,64 ВЬЬ 1,402 1,275 — 1,825 1,12 0,972 СЬ . —з;б —3,4 — —4,86 —2,705 —4,86 FS —5,74 —3 — —4,26 —4,16 —1,995 + - ¦ g? сот 4,062 3,275 — 2,755 3,155 2,757 S "(О СО '¦&:¦ 2665 2100 1822 2035 1280 со _ 140 80,5 69 92 ' - - .( О Of —150 — -70,1 -112 —40 О -ь II. 2665 1950 : 175? 191! 124С Второе > со- . лояние клад^ ки s^ : § 1 to К 3,5: 3,5 3,5 3,5 ,3,5, —; к •& -, . о -д „«5-2: 80 , 80 ,'80 г Г80 - 80 /JS ; *? 'со V ¦ ¦ х ¦ ¦к ¦ i О } fti-f-ft2=i =9,85 ''¦ ft2=3,'21 ¦ » i в • Ф *S*sr m 5 1 di—9 ,'75 di~ 10,9 d2=10,9
326 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 15.19 К примеру расчета кохужа доменной печи в о - со - й> Л* / ' ." III IV V VI s я я У та 1 ' 2 1 2 1 2 1 -. 2 2 , 1 J 2 />н и сочета- ние нагрузок (в скобках) 3,5 (О) 3,5 (О) 3,5. (О) 3,5 (О) 3,46 (О) 3,46 (О) 3,37 (О) 3,37 (О) 3,305 (О) 3,305 (О) 2,6 . (О) 4 (°с) 4 (Ос) | Коэффициенты а Р т (табл. 15. 16 и 15.17) 0 1 0,5 0 0 0 0 0 0,75 0,75 0,75 •~| «о II * 3 II ¦ 654 494 990 II Ц" 1 а- 3 II — - 11*1 " -" II 1390 399 678 о. н b 2 044 883 1666 2 665 80 1 950 80 + о. II 2 665 2 124 2 783 1746 + о. CN 1333 ' 1 062 1 392 873 -h 0,86 0,86 0,829 0,829 + О. н to 1 150 914 1 155 - 724, О. н 0,5 0,5 0,5 ' 0,5 Не расчетный случай 1 0,5 1 0,5 1 1 1 - 1 0,35 0,05 0,1 0,05 0,1 0. о 1 0 0 0 0 0 О 0 860 648 1290 560 1 120 1330 2 045 2 045 925 228 456 202 403 - — - — — - — 1785 873 1745 762 1523 1330 2 045 2 045 80 1752 80 1918 80 1 240. 0 1 865 2 625 1 825 2 680 1603 2 570 3 285 2 045 933 1312 913 . 1340 802 1285 1 643 1023 1,36 3,43 3,43 ¦ 3,26 3,26 0,581 0,581 0,581 1270 4 500 3 135 4 370. 2 615 746 955 586 .0,5 0,3 0 0,3 0 0,3 0 ¦Is* й> " й . а> Я «в, / II III IV V VI о) а . я « я , ох t* « Л* О и - 1 . 2 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 Рн и сочета-» ние нагрузок (в скобках) 3,5 (О) 3,5 (О) 3,5 (О) 3,5 (О) 3,46 (О) 3,46 (О) 3,37 3,37 (О) 3,305 ¦ (О) 3,305 (О) 2,6 (О) 4 (°с) V-.*rp 7х ч exP+"xt 2 575 457 578 362 ¦ч 1 КУ I CN Я О. 1 о. to* , 326 326 494 494 II 901 783 1072 856 S bS ( о « ьа 0,338 0,368 0,385 0,49 *а 1,14 1,14 1,146 1,155 < S S 1 1,03 1,03 1,027 1,019 о. о* II — • Н " ° II 2 75-0 2 190 2 860 1 780 b в II. 930 '805 1 100 872 и о } ' } ' а* w S « ; So а ь н а: , 2 750 2 190 2 860 1780 Не расчетный случай 635 1350 0 1310 0 224 286 430 645. 645 560 560 665 1023 4(Oc)J.. _ | 1023 1065 1 995 645. 1 870 560 ' 889 1309 0,67 0,76 0,35 0,698 0,349 0.346 0,398 1,13.5 1,11 1,14 1,128 1,139 1,137 1,15 1,035 ' 1,07 1,03 1,044 1,035 1,035 0,819 1930 2 810 188Q 2 800 1 660 2 660 2 690 1 100 2 140 665 1 950 . 580 • 890 1 070 1,4 },' }¦¦ !'¦ 1023 1 0,5 | 1,155 | 0,815 | 1670 | 835 | 1 2 700 2 810 1 880 2800 1660 2 660 2 690 ¦•¦ 1670
Гл. 15: Доменные цехи и газоочистки 327 Таблица 15.20 Значения величин ахР, axt и ауР для воздухонагревателя в формулах (15.15) и (15.18) Сечения по рис. 15.32, а I II Hi Формула (15.15) и (15.18) (15.15) (15.18) (15.15) (15.18) °хр . ; 1 ,„ ' ' """ 28в ' 1 Id Г '""" SB 1 Id Г ' "'"" 28„ " 8н у (7,4 — 0,53_ftfc— l,99SB)r (7,2 + 0,346 8Е k — 0,83 bk — — ЗЛБб^г-ЦО.ОП —26,7) 7,5 (14,6-^ 0,346 8В й — 1,3664— 5,148Е)г + + (0,01Г —26,7) 7,5 ' " 8 Г 8н - (14,6 + 0,3468Ь— 1,366ft — 5.14 8 4 г — в в' 8 н V 1 Id Г "'""" 28в \ 1,1Р —Л— Н *\ 1 " 28в задаются предварительно. Окончательные толщины ко- жуха указаны на рис. 15.34, б, причем для них были приняты: компенсация ослабления кожуха шахты фур- менными отверстиями равной 20% толщины; толщина кожуха распара равной толщине примыкающего к нему кожуха шахты; минимальная толщина кожуха шахты 16 мм; толщина кожуха в зоне краевого эффекта на от- метке 38 200 (согласно изложенному в главе 20) 30 мм. Кожух воздухонагревателя. Расчетные кольцевые °х и меридиональные оу растягивающие напряжения в цилиндрической части кожуха воздухонагревателя соответственно определяются по формулам (15.15) и (15.18): -(¦ °ур+ 0,7йтр »хр + axt х- mkM 2 т) X (15.18) Значения величин, входящих в формулы (15.15) и (15.18) для разных сечений (рис. 15.32) кожуха'воздухо- нагревателя, приведены в табл. 15.20. Коэффициенты формул в табл. 15.20 определены ис- ходя из приведенных на рис. 15.32 распределения темпе- ратуры внутренней поверхности кладки, толщин клад- ки и заполнения зазора. При других данных значения напряжения aXf, определенные по табл. 15.20, коррек- тируются, причем изменению температуры на каждые ±100° соответствует изменение °xt иа ±2,5%, а увели- чению толщины кладки на каждые 100 мм — увеличение axt на.5%. Толщина кожуха между сечениями I я II принима- ется постоянной. Кольцевые напряжения на этом участ- ке меняются по прямолинейному закону, а меридиональ- ные — остаются постоянными от сечения // до сечения, расположенного на 0,3 расстояния до сечения /; далее их величина изменяется по прямолинейному закону. Тол- щина кожуха по всей высоте зоны непосредственного примыкания кладки к металлу (участок без засыпки) принимается постоянной с учетом увеличения, компен- сирующего ослабления кожуха отверстиями; расчет ком- пенсации отверстий производится согласно указаниям в ¦ главе 20, причем значение 8 (требуемое по расчету на внутреннее давление) принимается равным фактической а толщине оболочки, умноженной на отношение —, где R . о является напряжением, определенным по формулам (15.15) и (15.18). В формулах (15.15) и (15.18) и в табл. 15.20 приня- ты обозначения: I — расстояние от верха цилиндрической части ¦ воздухонагревателя до рассматриваемого се- чения в см; krp — коэффициент трения (учитывающий свойст- ва материалов заполнения зазоров), равный 0,125; 6В и 8Н — толщина кожуха соответственно в сечениях / и // н сечении III в см; Ъ — зазор между кладкой и кожухом, заполнен- ный диатомовой крошкой, в см; Ь\ — толщина изоляционного слоя трепельного кирпича в см; k — величина, равная l4-0,016i. Остальные обозначения соответствуют принятым для расчета кожуха доменной печи. Толщина днища воздухонагревателя принимается равной 0,75 толщины примыкающего к нему кожуха. Толщина купола воздухонагревателя принимается из расчета работы его на внутреннее давление газовой сре- ды с учетом местных напряжений, возникающих в ме- сте примыкания стенки. Части кожухов всех сосудов над опорами (в местах передачи сосредоточенных нагрузок) следует укреплять
328 ' Раздел IV. Стальные листовые конструкции К примеру расчета кожуха воздухонагревателя Таблица 15.21 Сече- ние Формула 8 вел "хр V I в см "xt хр ^ xt 1 = мин макс k. II III (15.15) (15.18) (15.15) (15.18) (15.15) (15.18) 1,6 1730 865 1730 541 1082 865 541 0 3719 - 4010 791 412 1210 788 717 2521 1277 1329 865 2521 1277 1930 1241 1329 = 0,343 = 0,663 = 0,93 1,14 1,1 1,035 При рн = 3,5 кг/см?; г = 450си; m = 0,85; *с = 1; *тр = 0,125; й = 1+0,0Ь6,5 = 1,065 2600 1365 1500 895 2060 1410 ребрами жесткости на высоту 0.15.D (где D — диаметр кожуха), рассчитывая их на продольный изгиб из пло- скости кожуха как стойку, нагруженную опорной реак- цией. В расчетное сечение, помимо самих элементов же- сткости, вводится часть кожуха шириной до 15 6 с каж- дой стороны от крайнего элемента ребра. Расчетная дли- на стойки принимается равной 0,32). Расчет анкеров воздухонагревателя: При располо- жении на равных расстояниях по окружности и при пло- ском днище анкеры воздухонагревателя рассчитываются на внутреннее давление и ветер по формуле /V0 = 2Ni%r (Pi -h Pi) 0,9 <FoRm, (15.19) где M0— расчетное усилие анкера; F0 — расчетная площадь сечения анкера (с учетом ослабления коррозией); г — радиус цилиндрической оболочки воздухона- гревателя; ' Pi — нормативный вес стальной цилиндрической оболочки и купола воздухонагревателя, а так- же опирающихся на них конструкций (лестниц и т. д.); Рг — нормативный вес периферийной кольцевой фу- теровки воздухонагревателя, а также заполне- ния зазора между кожухом и кладкой, учиты- ваемый только в случае примыкания кладки внизу воздухонагревателя к кожуху вплотную (зазор не более 10 мм);' 1 Л^ — продольное расчетное усилие на единицу дли- ны окружности оболочки от внутреннего дав- ления и ветровой нагрузки; ' k — число анкеров; 0,9 — коэффициент перегрузки, принимаемый по табл. 15.13. Величина AY принимается наибольшая из. вычислен- ных по формулам ' .. Рэгп МБ Ni = —-—Н —г"; рИгп мк 2 тс г2 (15.20) где ps. Ри— соответственно нормативное внутреннее давление газовой среды при эксплуатации ¦ > . и испытании; Мв —изгибающий момент от расчетной ветровой нагрузки у основания воздухонагревателя как стержня, защемленного в фундаменте; п — коэффициент перегрузки, принимаемый пй табл. 15.13. Расчетное усилие на анкер в лериод мбнтажа метал- локонструкций определяется по формуле iwMoht _. 2™в Pi0,9 kr -<F0Rm. (15.21) Пример. Расчет кожуха воздухонагревателя типовой доменной ттечи объемом 2000 м3. ч Исходные данные 1. Давление газовой среды: рн = 3,5 ати для сочета- ния нагрузки О; Рн=4 ати для сочетания нагрузки Ос 3,5 •¦¦• ¦ Учитывая, что отношение—=0,875 больше, чем коэф- фициент сочетания для О, равный 0,8, а :при испытатель- ном давлении, равном 1,25 • 3,5=4,375, коэффициент пе- регрузки принимается равным единице и коэффициент сочетаний равен 0,9, расчет ведется только по сочетанию нагрузки О (4,375 • 1 • 0,9 « 3,5 • 1,1). .2. Геометрические параметры г =450 см; I, =3719 см и /ц_ш =291 см. 3. Расчетная температура внутренней поверхности кладки,' ее толщина и толщина зазора , указаны на рис. 45.32. 4. Кожух проектируется из стали с расчетным со- противлением #=2800 кг/см?. 5. Кожух ослаблен в нижней части отверстием d= = 178 см для дымового клапана. Расчет сведен в табл. 15.21. Проверка толщины кожуха в месте ослабления от- верстием производится с учетом нёдонапряжения стен- ки при работе ее на внутреннее давление и температуру. Необходимая для этого толщина стенки В'= Вн — = Ч-и = 1,6 1500 2800 :0,86 см.
Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 329 Требуемая толщина стенки с учетом усиления 8Н и „,,d—10 п Л 0„ 178—10 ~2о —-— = 2-0,86 ———=1,6 см, что соответст- u 178 вует принятой толщине. Расчет копра. Учет динамического воздействия па- дения конуса или контргруза балансиров (вследствие об- разования слабины конусных тросов, вызванной несин- а) 38,200. дольного изгиба внецентренно сжатых элементов [ <р1В не учитываются. , Нагрузка на копер при свободном опускании кону* сов. Расчетное усилие на ось балансира большого кону- са (рио. 15.35, а) определяется по формулам Rb = (i+-^-)mK + Q);' Н = kiQKsina , (15.22) где QK—вес контргруза в т; Q — вес дополнительного груза на рычаге в т; а — угол между направлением троса и вертикалью . в град.; ...;.- а —плечо конуса в м; Ь — плечо контргруза в4 л»; ki—i коэффициент динамики, определяемый по фор- муле где :1==1 + |/ 1 .+ : (15.23). равное Рис. 15.34. Схематический чертеж ко- жуха типовой доменной печи объе- мом 2000 ж3 ¦. 1 а =а геометрические . параметры, кожуха; б — минимальные толщины кожуха g/ст g— ускорение силы тяжести, 9,81 м/сек2; . fer—' статическая деформация траса под действием подвешенного к нему контргруза (/ — по рис. 15.35), равная QK I / ст = _ „ В Ж, Стр *"тр [Етр и FTp — модуль упругости в т/м2 и площадь се- чения в м2 троса); vb — послеударная скорость контргруза в м/сек, равная 2Р4 Р + - при Здесь Рг a2P2+b2Q + Jg abQK va = V2gnh0 Рис. 15.35. Расчетные схемы балансира о — при свободном опускании конусов; б — при принудительном опускании конусов хронной работой механизмов) на конструкцию колош- никового копра производится по способу, разработанно- му в институте Проактстальконструкция. Методика'рас- чета не учитывает амортизаторов, при установке кото- рых расчетные формулы должны быть соответственно изменены. При определении напряжений в колоннах рат мы копра от динамической нагрузки коэффициенты про^- 22—916 усилие в штанге от веса конуса, штанги в шихты в т\ ёп — ускорение силы тяжести при несвободном падении, равное sg, где е — коэффициент замедления системы, равный _a2Pi—abQ — acQc Е= a^+b'Q+Jg '' Qc—вес рычага балансиров в т; с — плечо центра тяжести рычага балансиров в л«; J—момент инерции массы рычага балансиров относительно оси его вращения в тмсек?, под- считываемый приближенно как для бруса по- стоянного сечения; А* — высота замедленного падения, определяемая в зависимости от скорости срабатывания вы- > ключателя слабины троса в м (при отсутст- вии специального - задания слабина троса принимается равной 0,5 м).
330 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Нагрузка на копер при принудительном опускании конусов. Падение останавливается при ударе конуса о чашу (рис. 15.35,6). Расчетное усилие на ось балансира большого конуса |(в т) равно R&-. Ь+а Я = 0 (15.24) где Q — вес контргруза в rj fct— коэффициент динамики, определяемый по фор- муле ) = i+y 1 + 2А, •ьч 2 /С; ""(15.25) Здесь ei—коэффициент замедления системы, равный Ь20—аЬРз 4 = 62Q + а2Р3 ' Pa — усилие в штанге от веса конуса и штанги в г; '" ' Ьь — высота замедленного падения контргруза '-t в л», определяемая расстоянием между ко- ! нусом и чашей в момент остановки кону- са при закрывании (если отсутствует спе- циальное задание, принимается равной 0,12 ж); 2 /ст — суммарное статическое вертикальное пере- мещение контргруза (под действием собст- венного веса) за счет деформации штанги * и опорных конструкций (балок) копра в м. Остальные обозначения приведены выше. 15.4. НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ Для уменьшения воздействия коррозии следует предпочитать сплошно-стенчат ые конструкции сквозным и сплошные швы — шпоночным. Минимальная толщина листовых конструкций, вы- полняемых-из стали марки Ст. 3, должна быть: для ко- жуха горна 20 мм, кожуха шахты 16 мм, кожуха пыле- уловителей 8 мм, кожуха воздухонагревателей 8 мм и газовоздухбпроводов (кроме вентиляционных воздухо- проводов) 6 мм. . ' ¦ Несовпадение колонн шахты и горна в плане разре- шается только в доменных печах, которые не работают на рудах, имеющих примесь цинка. Основные требования к технологическим конструк- циям, обеспечивающие рациональную работу стальных конструкций, следующие: 1) несущие стальные конструкции должны быть за- щищены от воздействия температуры более 250°; 2) кладка^ воздухонагревателей в нижней части (на высоту не менее 1,5 м) должна быть выполнена с зазо- ром между кожухом и кладкой не более 10 мм, а по всей остальной высоте больший зазор заполняется уп- ругой набойкой; кладка куполов воздухонагревателей должна давать возможность вертикального температур- ного роста периферийной кладки; 3) кладка шахты во избежание изгиба мораторного кольца при температурном росте кладки должна укла- дываться по кольцу без набойки; 4) высота ребер в чугунных холодильниках должна назначаться такой, чтобы было обеспечено их охлажде- ние во избежание температурного роста чугуна; 5) под холодильниками, имеющими жесткую связь с кожухом печи, должны быть устроены зазоры, запол- ненные упругой набойкой; такие же зазоры должны быть устроены выше или ниже защитных сегментов ко- лошника (в зависимости от их конструкции); 6) вертикальные зазоры между плитовыми холо- дильниками должны составлять не менее 3,5% от про- тяженности холодильников, а горизонтальные ¦*- не ме- нее 2%; установка металлических прокладок между ни- ми запрещается; 7) чугунную летку рекомендуется, делать овальной формы, уменьшающей возможность образования трещин в кожухе горна; 8) для футеровки печи и огнеупорного пня не допу- скается применение материалов, обладающих большим коэффициентом температурного расширения или способ- ностью температурного роста (например, динасовой щебенки). 15.5. СОВРЕМЕННЫЕ ДОМЕННЫЕ ПЕЧИ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВОПРОСЫ ДОМНОСТРОИТЕЛЬСТВА А, ТИПОВЫЕ ДОМЕННЫЕ ПЕЧИ ОБЪЕМОМ 2000 и 2700 м' Доменная печь объемом 2000 м3 (рис. 15.36). В 1960 г. был разработан типовой проект крупнейшей в мире доменной печи объемом 2000 л3 и в том же году первая такая печь была возведена и пущена в" эксплуа- тацию. Эта печь осуществлена'по схеме, изображенной на рис. 15.4,з. Характерные особенности решения сталь- ных конструкций этой доменной печи следующие: 1) рабочее нормативное давление под колошником доведено, до 2,6 ати, у фурм — до 4,2 ати; 2) количество колонн уменьшено до 4 вместо име- ющихся в других схемах 6—8. Колонны шахты опира- ются непосредственно на колонны горна; такая схема улучшает условия эксплуатации печи и позволяет ис- пользовать ее на заводах, работающих на рудах, со- держащих цинк, Колонны\ шахты состоят из двух вет- вей, что дает возможность монтировать опирающиеся на них кольцевые площадки целыми плоскостями. Осталь- ные кольцевые площадки монтируются совместно с поя- сами шахты печи. Устойчивость колонн шахты достига- ется ях закреплением кольцевыми площадками. Для обеспечения -закрепления верха колонн горна после подъема мораторного кольца (вследствие разогрева пе- чи) предусмртрено защемление, выдвижных болтов в оголовках колонн. Кроме того, предусмотрены связи, крепящие колонны горна к кожуху и позволяющие про- изводить независимое вертикальное перемещение конст- рукций; 3) кожух печи выполнен из низколегированной ста- ли. Раскрой листов позволяет широко применить авто- матическую электродуговую и электрошлаковую свар- ки так, что количество швов, завариваемых; этими спо- собами, составляет около 65% от общего количества швов; 4) колошниковое устройство опирается на кольце- вую балку трубчатого сечения, лежащую на колоннах шахты; при этом изменение положения копра и на- клонного моста пр отношению к оси чугунной летки осу- ществляется в. уровне колошниковой площадки, что обеспечивает более широкое применение типового про- екта независимо от планировочной схемы цеха; 5) наклонный мост опирается на скиповую яму и два плоских пилона вместо одного по прежним проек- там; получившееся при, этом уменьшение величины про-
. Гл. 15. Доменные цехи и газоочистки 331 летоз позволило выполнить мост открытого сечения с габаритными фермами; 6) кожухи воздухонагревателей выполнены из го- товых ^рулонов листовой стали, что стало возможно бла- годаря уменьшению толщины листов из-за применения сталей повышенной прочности; 7) кожухи пылеуловителя, электрофильтров и скрубберов выполнены из вертикальных листов с укруп- нением их автоматической сваркой в скорлупы на за- воде; : , ¦ , 8) расширена область применения низколегирован; ных сталей и доведена до 38% общего расхода стали на так'называемые специальные конструкции доменного цеха (доменная печь, воздухонагреватели, наклонный мост, пылеуловитель, лифт); 9) реализовано дальнейшее укрупнение конструк^ цийв заводские и монтажные блоки: собраны в габа- ритные шахты переходные площадки и лестницы ко- лошникового копра, пылеуловителя, электрофильтров и скрубберов; все второстепенные балки и настилы колош- никовой площадки монтируются четырьмя единицами и т.~ д.. _ Применение указанных мероприятий позволило снизить расход стали на единицу объема печи на 11,6% и сократить срок возведения доменной печи на 15—20 дней. Доменная печь объемом 2700 м3. В 19Q1 г. в инсти- туте Проектстальконструкция был разработан проект стальных конструкций доменной печи объемом 2700 м3, причем здесь были использованы не только ранее осу- ществленные решения, но также разработаны и новые варианты конструкции: 1) бесколонная и безмораторная конструкция до- менной печи применительно к схеме, изображенной на рис. 15А,ж и 15.7; при этом дано было несколько ре- шений, позволяющих вписать сооружение в габариты поддоменника с различным шагом колонн . здания (12X12; 12X18; 18x18)'; ,- 2) лифт с облегченным опиранием на ближайший воздухонагреватель, позволяющий отказаться от слож- ной и громоздкой башни, устанавливаемой на его ку- поле согласно прежним проектам. ' Достигнута унификация диаметров сосудов возду- хонагревателей, электрофильтров и скрубберов, позво- ляющих возводить их методом рулонирования при по- мощи одних и тех же приспособлений; высота рулонов увеличена до 9 м. Сделано предложение о возможном месте сборки доменной печи при применении метода надвижки печи на фундамент. Разработано решение, -- позволяющее производить замену кожуха печи методом надвижки, не затрагивая других лучше сохраняющихся элементов конструкции (колошниковое устройство,- ку- пол и т. д.), Предлагаемые решения улучшают условия эксплу- атации печи, позволяют уменьшить расход стали на единицу объема на 6% по сравнению с доменной печью объемом 2000 м3 и сокращают сроки возведения- и ре- монта ее. j; «** Б, ВОПРОСЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В настоящее время имеется ряд предложений по дальнейшему совершенствованию решений доменных печей, улучшению и упрощению стальных конструкций комплекса, а также рационализации способов (возведе- ния и реконструкции сооружений.* "Часть этих предло- жений реализуется в опытном порядке, часть еще нуждается в обсуждении и доработке. Ниже приводит- ся краткая характеристика основных предложений. Увеличение объема печи. Очередным вопросом до- мностроительства является дальнейшее увеличение объ- емов доменных печей и повышение в них давления. Так, в настоящее время разрабатывается проект до- менной печи объемом 2700 м3 с доведением величины давления под колошником до 3,7 ати и у фурм до 5 ати. При этом на решения стальных конструкций, Рис. 15.36. Общий вид строящейся типовой доменной пе- чи объемом 2000 м3 кроме.большого объема печи и увеличенного давления, оказывает влияние новое, более мощное технологиче- ское оборудование. • Изменение конструктивной схемы печи. По услови- ям изготовления и монтажа, а также по характеру на^ пряженного состояния наиболее целесообразной формой кожуха является цилиндрическая по всей высоте печи, но рациональна также форма с цилиндрическими ле- щадью и горном при конической шахте. При этом внут- реннее очертание кладки может быть различным. Мно- гочисленные переломы кожуха печи современной формы являются местами концентрации напряжений и в них чаще всего появляются трещины, особенно в районе металлощриемяика и прилежащих зонах. Первой попыткой упрощения кожуха печи было со- здание горна цилиндрической формы в одной из пу- щенных в 1960 г, доменных печей, однако остальные конструкции доменной печи в основном не были изме- нены (колонны горна и шахты; мораторное кольцо). Следует уделить особое внимание бесколонной и бёз- 22* '
332 Раздел IV. Стальные листовые конструкции мораторной схеме доменной печи. Основанием для этого предложения служит наблюдаемое в ряде случаев явление выключения колонн горна из предполагаемой по расчету работы на сжатие или даже работы их на растяжение под влиянием роста шахты; при этом мора- торное кольцо перемещается вверх, что сопровождается его изгибом и разрывом болтов у моратора или отры- вом колонн от фундаментов. Системы регулирования охлаждения печи. Пра- вильное охлаждение доменных печей повышает их про- изводительность, удлиняет кампании, снижает расход топлива и обеспечивает большое постоянство качества чугуна. Поскольку температурный режим работы отдельных зон доменной печи непостоянен, то возникает необхо- димость создания системы с регулированием охлажде- ния, так как' существующие системы охлаждения не разрешают этого вопроса. Одна из возможных систем охлаждения g регулированием принята в конструкции доменной печи с водяной рубашкой и без огнеупорной кладки, предложенной Н. И. Лукашкиным и Н. П. Мельниковым. В этой конструкции для предохранения кожуха шахты от истирания применены защитные стальные плиты. Водяная рубашка создается путем заполнения проточной водой пространства между ко- жухом и наружной обшивкой; это пространство раз- бивается на отдельные отсеки с патрубками для под- вода и отвода воды. Интенсивность охлаждения печи регулируется изменением скорости движения воды на отдельных участках. После некоторого периода нор- мальной эксплуатации такой печи на внутренней по- верхности кожуха должен образоваться гарниссаж, уменьшающий тепловые потери и стабилизирующий ра- боту печи. Преимуществом доменной печи описанной конструкции является также постоянство профиля шах- ты вследствие отсутствия у нее огнеупорной кладки. Возможно такжтг комбинированное охлаждение пе- чи: в нижней зоне при помощи водяной рубашки, а в верхней — обычными методами. Различные варианты рассматриваемой конструкции разработаны институтом Проектстальконструкция. Изменение типов оборудования комплекса. Внедре- ние механизированной разливки чугуна при помощи ка- чающихся или поворотных желобов позволяет резко со- кратить площадь литейного двора, причем уменьшение расхода стали на здание за счет такого сокращения будет составлять около 20—30%. Изменение принятой системы загрузочного устройст- ва путем установки бесканатного привода на колошни- ковом устройстве или устройства специальных аморти- зирующих приспособлений для контргрузов балансиров позволяет не только значительно облегчить и удеше- вить колошниковое устройство, но и ликвидировать уг- розу аварии копра, могущую возникнуть в результате несинхронной работы механизма засыпного аппарата. Внедрение низколегированных сталей. В последнее время все большее применение для кожухов печи, возду- хонагревателей, пылеуловителей и других конструкций находят низколегированные стали марок 14Г2, 15ХСНД, 09Г2ДТ (Mi) и пр. Получаемая экономия стали по весу (сравнительно со сталью марки Ст. 3) приведена в табл. 15.22. Специфическим для 'Доменных цехов условием, до- полнительно подтверждающим рациональность лриме- Таблица 15.22 Уменьшение веса стальных конструкций при применении низколегированных сталей Конструкции » воздухонагревателей • ¦. Уменьшение веса в % 20 30 17 21 28 нения таких сталей, является .их повышенная противокор- розионная стойкость сравнительно со сталью марки Ст.З. Внедрение передовых способов сварки. Как показал опыт строительства, наиболее эффективными способами • сварки являются автоматическая электролуговая сварка под слоем флюса и электрошлаковая сварка. Для завод- ского изготовления рекомендуется применение автомати- , ческой сварки, а для сварки на монтаже (при толщинах более 16 мм) вертикальных швов и швов, наклонных под углом менее 45° к вертикали, — электрошлаковой сварки. Ручная электродуговая сварка горизонтальных кольце- вых швов на монтаже в настоящее время заменяется по- луавтоматической сваркой в струе углекислого га'за или сваркой порошковой проволокой. Опыты применения та- кой сварки дали положительные результаты. Крупноблочный и комплексный монтаж. Решающим фактором в сокращении сроков строительства является дальнейшее уменьшение количества монтажных марок. Это достигается как за счет укрупнения ряда элементов в один блок (например, в доменной печи объемом 2000 м3 площадки шахты печи монтируются совместно с ветвями колонн), так и проектно-планировочными реше- ниями комплекса, позволяющими, например, объединять. переходные площадии и лестницы в одну шахту', изго- тавливаемую целиком на заводе; Дальнейшее решение этойзадачи должно осуществляться применением более радикальных конструктивных мероприятий, так,' напри- мер, заменой мелких обслуживающих площадок и пе- реходных лестниц стационарйы.м'й подвижными конст- рукциями типа подвесных кабин или телескопических, вы- шек, комплексным: монтажом элементов различных конст- рукций (газоотводы с футеровкой, площадки с ранее ус- тановленным оборудованием и т. д.). Печи для низкокачественных руд и топлива. Недо- статочная прочность указанных материалов не позволяет использовать их в нормальных доменных печах, а полу-, чаемый при. низкой шахте ограниченный объем вызывает необходимость создания сооружения эллиптической фор- мы в плане. Такая, форма печи из-за наличия плоских элементов затрудняет решение стальных конструкций, предназначенных для работы при повышенном давлении газа. Первая попытка- созданий стальных 'конструкций низкошахтной доменной печи нашла отражение в про- екте института Проектстальконструкция выпуска 1954 г. Рулонирование листовых конструкций. Расширение области рулонирования листовых конструкций может быть достигнуто созданием унифицированного шаблона для разворачивания сосудов разного диаметра и увели- чением мощности оборудования на заводе-изготовителе.
Гл. 16. Газгольдерр1 333 ГЛАВА 16 ГАЗГОЛЬДЕРЫ 16.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Газгольдеры предназначаются для хранения газов и регулирования давления в примыкающих к ним газовых еетях. Газгольдеры разделяются на два класса: постоян- ного и переменного объемов. Частным случаем газголь- дера первого класса является ресивер для хранения сжатого воздуха. В табл. 16.1 приведены основные ха- рактеристики наиболее употребительных в промышлен- ности газов, обычно хранимых в газгольдерах. Основные характеристики наиболее употребительных газов Таблица 16.li Название газа Химическая формула Молекулярный вес Удельный вес в кг/м3 Относительный вес по воздуху при нор- мальных условиях Азот . . i '.¦'.'. • Аммиак . .,,. . .: . Аргон ...:.... Ацетилен . . . .1 Бензольные пары . Бутан (нормальный) Изобутан ..... Бутилен • Водород Водяной пар . . Воздух (без С02) . Гелий ....... Двуокись серы . . „ углерода . Закись азота ... Кислород Метан ........ Неон i Окись азота .... углерода Пропан Пропилен ..... Сероводород . . . Этан Этилен N, . NH, Аг С2Н2 С„На С.Нн CiH10 Hf Н20 Не SO, СО. N20 О* СН, Ne - N0 СО С3Н8 С3Н6 H2S C2Hv с2н, 28,016 17,032 39,944 26,036 78,108 •58,12 58,12 56,104 2;016 18,016 ; 18,96 4,003 64,066 44,01 44,016 32 16,042 20,183 30,008 28,01 , 44,094т 42,078 34,082 30,068 28,052 1,2505 0,77.14- 1,7839 1,1707 3,49 2,703 2,668 2,50 0,08987 0,804 , 1,2928 0,1785 2,9263 1,9768 1,978 1,42895 0,7168 0,8999 , 1,3402 1,25 2,019 1,915 1,5392 1,356 1,2605 0.9673 0,5967 1,3799 0,9055 2,7 2,091 2,064 1,93 0,06952 0,622 1 0,1381 2,2635 1,5291 1,53 1,1053 0,5545 0,6961 1,0367 0,9669 1,562 1,481 1,1906 1,049 \ 0,975 В табл. 16.2 приведены основные характеристики не- которых природных и искусственных горючих газов. Таблица 16.2. Основные характеристики некоторых природных и искусственных горючих газов Название газа и его месторождение Природный газ чистогазо- вых месторождений: Елшанка (Саратов- ская обл.) ....... Шадава (Зап. Украина) . Природный , газ нефтяных скважин: Майкоп .... .-.¦•¦; . . . . . . - Ишимбаев.0 . ...'.... ИскусственнйГе: горючие . газы; ¦?; '¦'!"."¦.( водяной газv..,:,':. . • генераторный газ U;,*... у '¦•¦'. лдоменный та'з . '¦'.: ¦;-¦¦.'/ .'i'. Характеристика удельный вес в, кг/м3 0,783 0,892 0,737 . 0,71—1,14 ,1,06—0,46 0,84—1,23 1.384 0,6897 1,12-1,18 .1,277 относительный . вес по воздуху при нормальных условиях ' 0,605 .-. ,0,689 0,57 0,55—0,88 0,82—1,13 0,65—0,95 1,07 . 0,533 0,86—0,92 " 0,99- 1 16.2. ГАЗГОЛЬДЕРЫ ПОСТОЯННОГО ОБЪЕМА А; основные определения Газгольдер постоянного объема (повышенного дав^ ления) представляет собой герметический сосуд, в кото- ром увеличение количества хранимого газа происходит за счет возрастания давления при неизменном объеме сосуда. Наиболее употребительны газгольдеры постоян- ного объема: шаровые, цилиндрические вертикальные и цилиндрические горизонтальные. Теоретически наиболее выгодной формой газгольдера постоянного объема явля- ется шар,'имеющий минимальную поверхность при дан- ном объеме. В табл. 16.3 приведены основные характери- стики газгольдеров прстоянного объема. Форма днища цилиндрических газгольдеров может быть сферическая, эллиптическая и коробовая. На- рис 16.1 показана батарея вертикальных цилиндрических газгольдеров со (сферическими днищами. Газгольдеры- постоянного объема обычно предназе начаются для эксплуатации при давлении,. превосходя- щем 0,7 ати, и поэтому должны проектироваться с уче- том требований специальных «Правил устройства и бе- зопасной эксплуатации сосудов, работающих под давле- нием», утвержденных Госгортехнадзором СССР и обяза- тельных для всех министерств и ведомств1. ' См. «Руководящие материалы по Котлонадзору», Метял- лургиздат, 1959. . '
334 Раздел IV. Стальные листовые конструкции ( Таблица 16.3 Основные характеристики газгольдеров постоянного объема Геометрическая форма Схема Характеристики объем V поверхность S радиус равного по объему шара отношение поверх- ности к поверхно- сти равного по объему шара Удельный вес оболочки (см. при- мечание к таблице, Шар / 4яг> 2 И» Цилиндр с ша- ровым днищем ¦+1 2гсг (2r + l) = = 27!/-» (л + 2) 'У^Т- Примечание. Удельный вес оболочки определяется как частное от деления веса оболочки на объем газа в сосуде. Обозначения: р — избыточное внутреннее .давление, в кг/см'; / 7 -г- вес стали в кг/см'; . l + 0,75л [а] — допускаемое напряжение на растяжение в, кг/см'; <Р — коэффициент прочности сварного шва; gc — удельный вес сферической оболочки в кг/см'. V ' Таблица 16.4 Емкость и предельное давление газгольдеров постоянного объема (ГОСТ 5172—49) Тип газголь- . деров Горизон- тальные (ГГ) Верти- кальные (ГВ) Шаро- вые (ГШ) ическая емкость газголь- деров в м? при давлении в кг/см? 4 | 7 | 10 100 210 500 iooa 2 000 2 500 100 210 500 1000 100 230 , 450 600 1000 2 000 2 500 100 210 500, 100 210 500 100 230 450 , 600 1 000 2 000 100 100 100 18 30 40' 50 , юо 30 40 50 100 100 Габаритные размеры газгольдеров в мм внутренний диаметр при давлении в кг/смя- / 4 3 250 3 250 5 700 '5 700 7 600 7 600 3 250 ? 5 700 5 700 . 7 600 5 700 7 600 9 500 10 500 12 400 15 640 16 840 7 | 10 3 250 3 250 5 700 3 250 ¦¦ 5 700 5 700 5 700 7 600 9 500 10 500 12 400 15 640 3 250 3 250 5 700 " 18 3 250 3 250 3250 3 250 3 250 3 250 3 250 3 250 5 700 длина цилиндра при давлении в кг/см* 4 13 610 26 900 • 21 980 41 220 47 560 56 440 - 13 610 10 140 . 21 980 25 360 - 7 13610 26 900 21 980 13 610 10 140 21980 - ,10 |, 18 13 610 13 610 — 4 730 6 210 7 690 13 610 4 780 6 210 7 690 , 13610 - Емкость газгольдеров постоянного объема и пре- дельное в них давление регламентируются ГОСТ 5172— 49, основные данные которого приведены в табл. 16.4. Помимо газгольдеров по ГОСТ 5172—49, широкое распространение получили габаритные газгольдеры». размеры которых соответствуют габаритам железнодо- рожного транспорта при максимально возможном объе- ме газгольдера. Эти газгольдеры представляют собой цилиндрические сосуды с шаровыми днищами, устанав- ливаемые вертикальйо или горизонтально (табл. 16.5).
Гл. 16. Газгольдеры 335 Таблица 16.S Основные характеристики габаритных газгольдеров Наименование характеристик Единица измерения Схемы газгольдеров fin 3250 ^ !S -2275Ш 777777777. WOO* U-/700/7-1 320 ( Давление: в газгольдере ', сети Диаметр ... • . . . . . . Длина > . . . . , . . Толщина стенки: цилиндра сферы . ••-... . • • Геометрический Объем V,. Наружная поверхность S„. S. v. '' ' ' ¦",' Марка стали . . . . . . . . кг/смй мм м3 м* 1 м Коэффициент запаса прочности оболочки: цилиндра сферы Коэффициент прочности сварного шва tp Объем газа V=puaKC V». .... . i . . Расход стали:, на оболочку— . , прочие элементы •. 7 1 3 250 16 750 12 . 8 128 155 . 1,21 ' Ст.'13 3,5* 0,85 15,9 1,2 Всего Расход стали на единицу объема газа- V: на оболочку . , ..' „ прочие элементы ......... кг/м* 17,1 17,8 1,34 7 1 3 250 22 750 12 8 177 ' 210 1,19 Ст.З 3,5* 0,85 1239 21,2 1,5 1 3 250 22 750 12 .8 177 210 1,19 Ст. 3 1 1416 21,62 1,39 22,7 17,1 1,21 23,01 15,2 12 1 3 250 22 750 15 10 177 210 1,19 15ХСНД (НЛ2) 4 3,5 1 2124 27,6 0,32 27,92 13 0,2 18 1 3250 4750 24 20 30 15ХСНД (НЛ2) 1 540 8,43 1,32 9,75 15,6 0,25 Всего 19,14 18,31 16,2 13,2 18 * В формулах Котлонадзора с 1950 г. принимается коэффициент, равный 1,15, учитывающий двухосное напряжение оболочки,' откуда 4 ' общий коэффициент запаса прочности оболочки составляет Г~ГГ = 3,5. Рис. 16.1. Общий вид батареи'вертикальных цилиндрических газгольдеров - со сферическими днищами
338 Раздел IV. Стальные листовые конструкции скости опорного круга. Расчетные комбинации нагру- зок для опор вертикального газгольдера те же, что для шарового. Горизонтальный цилиндрический газгольдер совре- менного типа (рис. 16.6)- имеет две опоры, расположен- -2**0 'Lf20*i20*IO ±0,0 Уровень ? земли По}-} /220 Рис 16.5.-Узел описания вертикального газголь- дера ные на некотором расстоянии от конца по схеме двух- консольной балки. В оболочке на опорах устраиваются специальные кольца жесткости. Кроме определения толщины обо- лочки по формулам, (16.3) — (16.5), производится конт- рольная проверка оболочки с учетом изгиба, вызывае- мого собственным весом: ¦¦(-.--J-—;)'+(•,-»)'+ ¦+(^-+<-^«*(-йг)'-.' <16-61 где 01 = аа = ЕЕ.. 28 ' ,рр* ~45(D + 8) ' Р (16.7) (16.8) (16.9) (16.10) Здесь М — изгибающий момент в оболочке, рас- сматриваемой как балка; Wai — момент сопротивления нетто поперечного сечения оболочки (кольца). Так как гибкая оболочка передает лишь касатель- ные усилия, расчет опорного кольца производится г© схеме, приведенной на рис. 16.7. Сечение кольца жест- кости" газгольдера, предназначенного для эксплуатации при давлении 12 ати, показано на рис. 16.8,а, конструк- ция сопряжения опорного кольца и стойки — на рис. 16,8,6. Наибольший диаметр неукрепленных отверстий, до- пускаемый в подверженных внутреннему давлению ци- линдрических сосудах, определяется по формуле dok = 8,iVDb(l-k), но неболее 0,6 D и 200 мм, где k = : PD 2,3 [ар] 8 (16.11) (16.12) но не более 0,99; D и 8 даны в мм. Укрепление отверстия (рис. 16.8,в) диаметром d>dou будет удовлетворять требованиям прочности, если площадь сечения металла в пределах прямоуголь- ника АБГВ (с учетом сечения сварных швов) за вы- JL кг <м г •1 с 1 1 i 1 шЛ сет S</ / J m 1 to «SI •> '- , ИЦ.ТЛУЛ^У1 22', 000 ^JAf.Ti*.\\U 1 I | Ъугт> — э< Е m V ¦) —»¦ U «*» Г ( Рис. 16.6. Горизонтальный цилиндрический газгольдер постоянного объема
Гл. 16. Газгольдеры 339 четом сечения металла на коррозию (обведено пункти- ром) и за вычетом сечения стенки штуцера (штрихов- ка крестиком), соответствующего, толщине, необходи- мой для восприятия внутреннего давления, будет не менее площади 2d 5 минус площадь МНРО, равная 4ШЪ, г*--1 -0.00SW Рис. ;16.7. Эпюра моментов опорно- го кольца горизонтального газ- •гольдера а —схема усилий; б —эпюра моментов при е=0; в — эпюра моментов при е=0,00342 30W50 3i 0=11 I -Jfifll— ^ Рис. 16.8. Детали конструкции горизонтального газголь- дера и схема укрепления отверстия а —сечение кольца жесткости; б —опорный столик; в — рас- четная схема укрепления отверстия; / — оболочка газгольдера) 2 — съемный монтажный столик; 3 — штырь d=20 мм; й — по- лоса сечением 280X20 мм; 5 — полоса сечением 300x20 мм; 6— уголок 120X120X12 мм; 7 —• контрольное отверстие Д, ВЕСОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Обозначения, принятые в формулах: Vo —геомет- рический объем газгольдера в ж3; Vt -^ полезный "объ- ем газгольдера (отдача газа в сеть при давлении pi) в м3; ра — давление газа в газгольдере е ата; р\ — давление газа после редукционного вентиля в ата; 1= = а D — длина цилиндрической части газгольдера в ем; Q — абсолютный вес газгольдера в кг; q — расход металла на 1 м3 хранимого, газа в кг/м3 (удельный рас- ход металла); f — объемный вес стали в кг/см3. Ос- тальные обозначения те же, что и в 16.2-Г. Полезная емкость газгольдера Vl=V„ Ро — -Pi Pi Откуда для сферического газгольдера Q = itDny; (16.13) (16.14) Q Vr ay ~~D~ P(po-l) 4bp] f }—¦¦ IPo—Pi (16.15) для цилиндрического газгольдера Q = uD2(«8u + 8c)y; (16.16) %D3 /a I \ Do— 0t <?=¦ 2Y " d(t+t) Г pD У a _1_\ 1 \ L['p]?\2,3+ 4/ + + ac+ e 1 — J Pa—Pi (16,18) Удельный расход металла не зависит от емкости газгольдера, как это видно из формул (16.15) и (16.18)
340 Раздел IV. Стальные листовые конструкции при с=0 и е =0. Абсолютный вес газгольдера Q в функции от диаметра D и геометрического объема газ- гольдера Ко равен Q = Ук{^ ~\*Dl ) + *D4°У = /4V0 2 Л > I D 3 Г = Y 2,3[apJ ¦j- y%D2 - 4[ap] ? (16.19) 16.3. ГАЗГОЛЬДЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ОБЪЕМА А. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Газгольдеры переменного объема (постоянного дав- ления), подразделяются на газгольдеры с водяным бас- сейном (мокрые газгольдеры) и газгольдеры цилинд- рические .поршневые (сухие газгольдеры). Изменение объема мокрого газгольдера, наполняемого газом, осу- ществляется путем телескопического выдвижения звень- Рис. 16.9. Схема двухзденнЬя) ..мокрого / газгольдера , / — колокол; 2 — телескоп; 3 — резервуар; в ^ внешние направляющие; 5 — внутренние направляющие; 6 — водяной затвор; 7 — при- грузка;""в—верхний ролик колокола; 9 i* верхний ролик телескопа; 10 — нижний ролик колокола; 11 — нижний ролик телескопа ев сосуда и вдвижки их обратно, по мере расходования таза. Нижняя неподвижная часть газгольдера с днищем образует резервуар. Давление в газгольдере поддер- живается на уровне 400—500 мм вод. ст. пригрузкой и весом выдвигаемых звеньев оболочки. Необходимая герметичность соединения соседних звеньев газгольдера достигается устройством специальных водяных затво- ров между ними (рис. 16.9). Объем сухих газгольдеров изменяется при помощи поршня> перемещающегося в газгольдере. ' , Проектирование газгольдеров переменного объема производится в соответствии с указаниями специаль- ных технических условий; расчет таких газгольдеров выполняется по методу предельных состояний. Б, МАТЕРИАЛ В соответствии с требованиями «Технических усло- вий проектирования стальных конструкций мокрых газ- гольдеров» применяются следующие марки стали: 1) для оболочки резервуара и поцвижных звеньев в районах с расчетной температурой ниже минус 30° —» В Ст. 3 по ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантия-, ми загиба в холодном состоянии, согласно п. 19,3, в ограничениями отклонений по химическому составу, ео- гласно п. 16; в районах с расчетной температурой до минус 30° —*В Ст. Зпс по ГОСТ 380—60 с дополнитель- ными гарантиями загиба в холодном состоянии, со- гласно п. 19, д, и ограничениями отклонений по хими- ческому составу, согласно п. 16; 2) для прочих расчетных элементов — В Ст. Зкп по ГОСТ 380—60 с дополнительными гарантиями загиба в холодном состоянии, согласно п. 19,6, и ограничениям» отклонений по химическому составу, согласно .п. 16; 3) для конструктивных нерасчетных элементов — М Ст. 0 по ГОСТ 380-60. Для нижних поясов резервуаров газгольдеров ем костью 3000 мг и более рекомендуется применять сталь повышенного качества (15ХСНД, 14Г2 и др. по ГОСТ 5058—57)*. Для стыковых швов, работающих toa растяжение в конструкциях из Ст. 3 (при электродах типа Э-42А) и из сталей повышенной прочности (15ХСНД, 14Г2 и др. при электродах типа Э-50А), желательно примене- ние повышенных методов контроля сварки, что Дозво- ляет принять коэффициент сварного шва <р=1. В табл. 16.7 приведены значения коэффициента прочности сварных швов <р в зависимости от марки свариваемой стали и характера работы сварных швов. Таблица 10.7 Коэффициент прочности сварных швов, f Вид сварных швов и характер их работы Сварные швы в стык при работе их: на сжатие на растяжение, при автоматической сварке, а также: при ручной сварке с повышенными методами контроля качества швов ........... на растяжение при ручной сварке нормального качества,. ....... на срез . . .... .... .... Сварные швы внахлестку (при сварке непрерывными швами обеих кромок при высоте швов равной [полной,-толщине стальных листов). ? . . . . ..;..¦.... Значения <р при марке свариваемой стали Ст. 3 15ХСНД (14Г2) 0,856 0,619 • (1) 1 (1) 0,861 0,608 (0,86) (О, — 607) 0,965(0.965) П р и м е ч а ни е. В скобках даны значения для стали 14Г2. Ролики изготовляются из чугуна марки не ниже СЧ-15-32 по ГОСТ 1412—54 с последующей обработкой плоскостей качения и осевого отверстия или из М Ст. 3 по ГОСТ 380-г-бО. Оси роликов должны быть выполне- ны из В Ст. 5 по ГОСТ 380—60.
Гл. 16. Газгольдеры 341 В. НАГРУЗКИ Приводятся нормативные нагрузки газгольдеров о коэффициентами перегрузки п: 1) собственный вес конструкции (по чертежам J 2) давление газа под колоколом от 150 до 500 мм вод. ст. п =1,2; 3) давление воды в резервуаре «=1,1; 4) полезная (временная) нагрузка на обслуживаю- щие площадки и лестницы 200 кг/м2 и=1;2; , 5) снег на колоколе: на всей крыше или на поло- вине крыши колокола интенсивностью, соответствующей данному району строительства, согласно СНиП, но не меньше 100 кг/м3 (III район) «=1,4. Нагрузка от снега на всей крыше, несмотря на сфе- рическую поверхность, не уменьшается; при расчете на односторонний снег величина снеговой нагрузки умно- жается на дополнительный коэффициент «=0,8; 6) ветровая нагрузка определяется по формуле (16.1) с аэродинамическим коэффициентом, равным 0,7 и «= 1,2. При этом различают две величины ветровой нагруз- ки: дополнительная I, для которой скоростной напор ветра принимается по .СНиП, в соответствии о районом строительства, но не менее 70 кг/мг для ти- повых проектов и д о п ол н и те л ь н а я II, для ко- торой скоростной напор ветра принимается по табл. 16.8j Таблица . 16.8 Скоростной напор ветра Высота сооружения Для географических районов I и II \ III 100 150 150 200 7) сейсмические силы бпределянэтся согласно ука- заниям действующих,«Норм ли правил строительства в сейсмических районах» (СН ,8—57); величину сейсми- ческой нагрузки разрешается определять по упрощен- ной формуле: S — Qt k(.a , (16.20) уде - сейсмическая нагрузка, которая принимается действующей: для расчета корпуса и направ- ляющих — горизонтально, для кольцевых -площадок — вертикально, для болтов креп- ления и анкерных —< на срез или на отрыв; Q<-~Bec конструкций или отдельных ее частей и пригрузок и вес временных вертикальных на- грузок (снег) принимаются то нормативным ' значениям без коэффициентов перегрузки, а значения временных нагрузок берутся, кроме того, со специальным коэффициентом сочета- ния 0,8; 4с — сейсмический коэффициент для данной мест- ности строительства, принимаемый по табл. 2 (СН 8—57); а — коэффициент, зависящий от динамических свойств сооружения или его частей, принима- емый условно равным: ¦ * I) для корпуса и направляющих газгольдера при отношении высоты к диаметру 4 и менее а=1; при от- ношении высоты к диаметру более 4: у верха сооруже- ния а=1,5, ay обреза фундамента а—1 на промежу- , точных уровнях по линейной интерполяции; 2) для жестких соединений отдельных частей со- оружений (креплений стропил к корпусу колокола, креплений площадок и т, п, при расчете без учета вре- менных нагрузок) а=5. Дополнительная сейсмическая нагрузка от воды 5Д на расстоянии у от рассматриваемого уровня опре- деляется по формуле , 5д = йс7уе, (16.21) где йс —1 сейсмический коэффициент для данной местно- сти, принимаемый по табл. 2 СН 8—57; Y—'Объемный вес воды ( Y=l т/ж3); е —i коэффициент, зависящий от отношения диа- метра резервуара (D) к его высоте (Л), при- нимаемый соответственно; D При—=0.-5 1 6=0,4 1 0,7 1,5 0,8 2 0,9 3 и более Г При расчетах следует применять сочетания нагру- зок: основные — собственный вес, давление газа и во- ды, полный или односторонний снег, временные нагруз- ки на площадки; дополнительные: а) нагрузки основные с односто- ронней снеговой нагрузкой, ветровая нагрузка (допол- нительная I), температурные воздействия, монтажные воздействия; б) нагрузки основные без учета снеговой нагрузки, ветровая нагрузка (дополнительная II); особые — нагрузки от собственного веса, веса воды и снега, сейсмические инерционные силы. Коэффициенты сочетания нагрузок даны в п. I гла- вы 2. При расчете газгольдеров учитывается коэффици- ент условий работы т=1, за исключением случаев, ког- да принимаются иные значения: для корпуса водяного резервуара газгольдера /п=0,8 * внешних вертикальных направляющих . т=0,9 » сжатых основных элементов купола колокола (ноги стропил, пояс жесткости), /п=0,9 При расчете на прочность и деформативность о учетом сейсмических сил, помимо обычных коэффици- ентов условий работы, принимается специальный коэф- фициент условий работы: для стальных конструкций т=Т,4 » бетонных и железобетонных конструкций ш=1.,2 для предварительно напряженных железобетон- ных конструкций . m=» I ' ¦ , ( Г, МОКРЫЕ ГАЗГОЛЬДЕРЫ С ВНЕШНИМИ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ Мокрый газгольдер (рис. 16,9) состоит из водяного бассейна (резервуара); подвижного колокола, имеюще- го герметически плотные крышу и стенки; телескопа ч* одного или нескольких подвижных цилиндров без днищ, выдвигающихся из ;резервуара после полного подъема колокола; направляющих, служащих для перемещения (йа роликах) подвижных частей гачгольдера; лестниц и площадок. В зависимости от количества подвижны»
342 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 16.3 Основные размеры и вес типовых мокрых газгольдеров емкостью 100—50 000 ж3 с вертикальными направляющими Основные параметры ?>„ DP ........... °Л- ¦ ¦ ¦ D „ Dv. ..... "Т2 ¦••>¦• ' \ ••••¦¦: / . . . ft, . . ...... /la Количество направля- ющих: 1 / °к - Угол наклона стропил , . Общий вес: Ш Примечание. Пр I тип — М Ст. Зс II , — материал 1 III , — стенки р( Единица измере- ния м? шт. мм мм шт. г иведенные п, качество тот же, к зервуара и • 100 109 1 7 400 6 600 12 500 6 210 1,19 3 450 3 240 443 50 6 6 1 14,9 15°18' 13,98 типы I, швов н )чество i з стали 300 321 " 1 9 300 8 500 12 500 11 150 0,83 5 920 5 710 ! 745 50 6 6 1 11,4 19°53' 25,32 II, III о ормальнс пвов пов НЛ-2, о( 600 635 1 И 480 10 680 20 500 14 030 0,82 7 390 7 140 708 50 8 8 1 15,1 15°06' 38,65 гличаютс >е (<р=0, ышеино* .тальные 1000 | 1045 1 ,14 500 13 700 20 500 14 030 1,03 7 390 7 140 1 178 50 ,8 1б 1 . 11,6 19°31' 54,6 я марка 55); (<Р=1); констру Емкость газгольдеров 3000 3 060 1 *2l'050 20 250 39 000 18 850 1,12 9 800 9 550 1 337' 50 12 24 1 15,2 15°03' 117,44 116,93 113,59 ли стали кции по 6000 6 072 1 26 900 26 100 39 000 22 600 .1.19 11 750 11450 2 248 100 12' 24 1 11,6 19»33' 205,68 •200,53 190,52 (по ГО< типу I. 10000 10 078 2 , 28 140 27 120 26 100 39 000 27 440 1,02 9 800 9 400 9 400 2 248 ^ 100 560 12 24 1 11,6 19*33' 271,41 266,87 260,28 ^Т 380-50 в м3 15000 20000 30000 15 144 20 280 30 360 2 2 2 .31770 35 860 43 600 30 110 34 780 42 500 29 050 33 700 41 400 56 000 56 000" 75 000 33 290 33 290 33 210 0.93 1,08 - • 1,31 11750 11 750 11750 11350 , И 350 11330 11 350 П 350 11 330 1 916 2 595 2 913 100 100 120 560 . '560 ,560 12 12 16 24 24 • 32 -1- _!_ l 15,2 13.0, 14,2 15°02' 17°ЗГ 16»0Г 356,91, 429,69 620,49 349,97 419,12 603,34 338,29 401,67 574,07 и качествами сварных швов: \ 5000 50 604 3 44 700 43 600 42 500 41 400 75 000 47 900 0,93 12 730 12 310 12 310 2 9131 120 560 16 32 1 14,2 16°0Г звеньев, включая колокол, газгольдер называют одно- авенным, двухзвенным и т. д. В табл. 16.9 приведены основные параметры мокрых газгольдеров емкостью от. 100 до 50 тыс ж3 (типовые проекты, шифр Госстроя СССР от 7-07-01 до 7-07-10). Общий вид двухзвенного газгольдера емкостью 20 тыс. ж3 показан на рис. .16.10; схемы стропил купола типовых газгольдеров даны на рис. 1,6.11. Марка газгольдера со- ответствует номинальной емкости его, т. е. полезной емкости, которая может быть использована при экс- плуатации. Полезная емкость газгольдера может быть опре- делена по формулам: для однозвенных газгольдеров V! = — (Нк-Кг); (16.22) для двухзвенных газгольдеров „ ^к «Я? ^ = —~hK+~{K-h-h%); (16.23) 4 4 для трехзвенных газгольдеров . V3 = —— hK + — (Лт, — h ¦ 4 4 ы+ h) (16.24) Обозначения даны на рис. 16.9. Эксплуатационная емкость газгольдера равна объ- ему газа, который может быть получен в сеть при нор> мальных эксплуатационных условиях: Vi экспл = Vi пол — Vag , (16.25) где V 1„ол V№ ¦ полезная емкость газгольдера в, ж3 при за- данном уровне (i) подъема колокола; аварийный запас газа в м3 при соответ- ствующем положении колокола. Давление, газа. Максимальное давление газов под колоколом бывает при наивысшем его положении в определяется в зависимости от собсгвенного веса по«
Гл. 16. Газгольдеры. 343 '332901т 22500] -г-18030 11750 Рис. 16.10- Общий вид двухзвенного мокрого газголь- дера емкостью 20 тыс. ж3 I — несущая конструкция кровли; 2 <— настил кровли 8 =3 мм; f — крайние листы 8=10 мм; й — рифленая сталь 8=6 мм Рис. 16.11, Схема стропил кровли колокола типовых газгольдеров о,бъемом в ж3' а н 100; б — 300; в — 600; г - 1000; д — 3000; е — 10 000; ж - 15 000; 3-30 000 н 50 000 Рмакс= TtZ)2 . «"Де Рыакс • D- движных звеньев, веса воды затворов, веса пригрузки, объемного веса воздуха и газа ¦[Q-^'-V{y-^]- (16-26) наибольшее избыточное (заданное) давле- ние газа в газгольдере в т/мг;. диаметр колокола в однозвенном газголь- дере и диаметр нижнего звена телескопа в многозвенном газгольдере в м\ Q 5—1 общий вес , колокола, телескопа, пригруз- ки, роликов, воды в затворах, оборудова- ния на подвижных звеньях в г; Q" — вес погруженных в воду частей колокола и телескопа в г; 7,85 — объемный вес стали в т/ж3; V —< объем газа внутри газгольдера в ж3; Y и Т* -^ соответственно объемные веса воздуха и газа в т/ж3 при иормальных условиях (0° и 760 мм рт. ст.). Ролики. Особенностью мокрого газгольдера (рис. 16.12) является наличие в конструкции ряда роли- ков, передающих горизонтальные'усилия и усилия от эксцентрично расположённой временной нагрузки с од- ной части газгольдера на другую.: Усилия в роликах зависят от положения подвижных,частей. Ветровое усилие на кровлю купола (приближенно, Ьринимая наклон ветра под углом 10° к горизонту в аэродинамический коэффициент А=0,7) определяется по формуле . . ¦ ~ W0 = 0,1 d?Q. (16.27) Ветровое усилие на цилиндрические части колокола и звенья телескопа определяется по формуле W=cQdh, . (16.28) где d — наружный диаметр звена; . h— высота звена, подверженная действию ветра; Q — скоростной напор ветра; с —1 аэродинамический коэффициент. Усилия на верхние и нижние' ролики звеньев опре- деляются по схеме однопроле'гной балки, начиная свер- ху. Момент от односторонней снеговой нагрузки интен- сивностью q определяется по формуле *4 Qe = — q0,2l2d1 = 0,0832^? (16.29)
344 Раздел IV. Стальные листовые конструкции . Давления на верхний и нижний ролики определя- ются без учета работы промежуточных роликов Qe Pq = (16.30) где е и L — см. рис. 16.12. Наибольшее усилие на верхние ролики возникает при полном выдвижении подвижной части и при одно- временном действии расчетного ветра и односторонней снеговой нагрузки. Наибольшие усилия на лромежу- б) j е*Ц!У{ Рис, 16.12. Схема приложения сил ветра'и одно- стороннего снега к мокрому газгольдеру а — колокол выдвинут на произвольную величину; б — колокол н телескоп выдвинуты на произвольную величи- ну; в— распределение суммарного усилия между отдель- ными роликами точные ролики получаются при том же положении вы- движных частей от нагрузки ветром, Наибольшее уси- лие на нижние ролики возникает или от нагрузки вет- ром при полном выдвижении по схеме рис. 16.12,6 при ¦л=-*:минили от односторонней нагрузки снегом гао схеме, рис. 16.12,а при х=Аь Суммарное усилие на ролики, расположенные в одном уровне, распределяется между .инми для наибо- лее-частого случая радиальных роликов по схеме, при- веденной иа рис. 16.12,в. Максимально нагруженный ролик испытывает по этой схеме усилие Рмякс = —ЕР„. (16.31) 'макс = 2 Рп > П где 2Рп— суммарное усилие на ролики; л —< число роликов, расположённых в одном ¦ уровне; Колокол. Толщина стенки колокола В при радиусе •г проверяется по величине внутреннего давления р: • 8= JL.2L. <-де у — принимается по табл. 16.7; п — коэффициент перегрузки; ш— коэффициент условий работы. (16.32) Толщина стенки независимо от результатов расче- та, принимается для самого верхнего и нижнего листов не менее 5 мм и для прочих листов не менее 3 мм, ¦ Рис. 16.13. Расчетная схема верхнего кольца колокола и стропил а — схема сжимающих уси- лий в кольце; б — схема ка- сательных усилий в кольце от ветровой нагрузки Верхнее кольцо жесткости колокола. Кольцо обра- зуется пересечением листов кровли и гтенки, и усили- вается уторным уголком. Стенка и кровля включаются при расчете в сечение кольца жесткости по ширине (16.33) 6 = 0,б/гЬ но не свыше 40 8, где г и 8 — соответственно радиус в толщина оболочки, включаемой в сечение. Верхнее коль- цо рассчитывается на растяжение и сжатие. Сжатие кольца получается при действии направлен» ного внутрь кольца распора (qr=q cos <* ) оболочки купола, испытывающей растягивающее усилие q от внутреннего давления газа с учетом уменьшения его ве- сом кровли (рис. 16.13,0) г\ где р — разность внутреннего, давления газа венного веса оболочки; р — радиус шаровой оболочки купола. (16.34) и собст-
Гл. 16. Газгольдеры 345* Реакция стропил определяется из равенства дефор- маций" кольца и стропил по [формуле Х=- jPp /-'COS а - ,+ 2EFAix (16.35) где а —I угол наклона стропил у кольца; п —' число стропил; ¦ г —' радиус цилиндрической оболочки колокола; F—|'площадь поперечного сечения кольца; Дце — радиальная горизонтальная деформация стропил от й=1. Изгибающие моменты кольца принимаются: • на опорах п MQ Г п IV 2л (16.36) м„ в середине пролета —*[Т-Т2-ЧГ('-Т)]:' < (16.37 Значения моментов верхнего кольца колокола при- ведены в табл. 16.10 [71]. Таблица 16.10 Моменты верхнего кольца колокола (рис. 16.13); п Хг Мпр Хг 1 2 -0,318 0,182 —0,137 0,07 3 -0,089 0,045 4 —0,066 0,034 6 —0,044 0,023 8 —0,032 0,016 12 -0,022 0,011 Л6. —0,016 . 0,008 Сжимающее усилие в кольце ' хп 2% (16.38) Растяжение кольца происходит от распора арочных i стропил под действием собственного веса кровли и пол- ной нагрузки снегом при отсутствии внутреннего дав- ления. Растягивающее усилие в кольце хп (16.39) Нижнее кольцо жесткости колокола образуется конструкцией гидравлического затвора (или нижним'го- ризонтальным листом при наличии одного подвижного звена) с введением в расчетное сечение ширины 6 со- гласно предыдущему. . Ветровая нагрузка, действующая на колокол, пе- редается в виде касательных усилий (рис. 16.13,6), рас- пределенных по задону (16.40> Q — , (16.41> где Q- Т9 =r0sin< Т0 = - ветровая нагрузка, передающаяся с колокола! на кольцо. Отпор роликов является реакциями для этой на- грузки. Практически принимают отпор роликов дей- ствующим в пределах полуокружности и распределяю- щимся по закону Р р =p0cosf= cos и , (16.42). у а где а — расстояние между роликами. Усилия в кольце могут быть определены при помо- щи таблиц для расчета колец, путем суммирования уси- лий от ветра (табл. 19.18, случай д) и отпора роликов (табл. 19.Д8, суммирование усилий по случаям г, е). Кровля колокола. Кровля состоит из тонколистовой1 оболочки и стропил, поддерживающих оболочку. Наи- более часто применяется «дышащая кровля», при кото- рой оболочка не скрепляется со стропилами, а привари- лается только к утррному уголку по опорному кольцу. Вследствие этого усилия от внутреннего давления вос- принимаются оболочкой как мембраной, не передаваясь, стропилам. Толщина оболочки определяется расчетом на раз- ность (р)' между внутренним дэьлением в газгольдере (обычно 0,04 кг/см?) и собственным весом оболочки 2R п m (16.43) где р — радиус сферической оболочки; R — расчетное сопротивление стали; п — коэффициент перегрузки; m -н коэффициент условий работы. Стропила воспринимают усилия от собственного' веса кровли и снега и могут быть приняты следующих типов: 1) системой радиально расположенных ферм, под- держив'ающих кровлю; * - 2) .системой радиальных, работающих на изгиб '.в вертикальной плоскости арок, связанных кольцевыми элементами и диагоналями (ребристо-кольцевой купол), Первую из этих систем при наиболее невыгодном осесимметричном загружении купола разделяют на от- дельные плоские .фермы, рассчитываемые обычными приемами. Система неудобна сложностью конструкции пересечения ферм и загромождением внутреннего про- странства купола. Ниже рассматривается наиболее ча- сто применяемая вторая система, в которой кольцевые элементы и диагонали считаются шарнирно присоеди- ненными к аркам. Эта система может 'быть завязана диагоналями во всех панелях по классической схеме- сетчатой оболочки или только по некоторым направле- ниям, как в последних типах мокрых газгольдеров- (рис. 16.1,1)-. Помимо системы с «дышащей кровлей», иногда, применяется кровля в виде ребристой оболочки, ради- альные и кольцевые ребра которой приварены на всем протяжении к оболочке. Эта кровля рассчитывается пу- тем замены ребер оболочкой приведенной переменной/ толщины, расчет которой предотавляет собой сложную-
346 Раздел IV. Стальные листовые конструкции а) Р \^ Н р 'S w }Л*п . На п + 1 п „ #л*2 i ¦с: ¦с: * ¦с: п+г Рис. 16.14. Расчетные схемы купола а — арки стропил; б — кровли купола; в — стропильных связей при одностороннем за- груженнн кровли снегом задачу теории оболочек. Приближенно кровля может быть рассчитана, принимая ее разрезанной на отдельные арочные и кольцевые элементы, как ребристо-кольцевой сквозной купол. При расчете на осесимметричную нагрузку (рис. 16.14, а) каждая отдельная арка стропил рассмат- ривается как арка на упругих опорах — горизонталь- ных кольцах в местах их пересечения с арками. Ко- эффициент упругости такой опоры с номером п опре- деляется по формуле и„ = Дго = Snrn EFn 1 2 sin 6 EF„ (16.44) где if 6—-'Половина центрального угла между стро- пилами; гп и Fn—радиус и площадь поперечного сечения кольца. Коэффициент упругости опорного кольца опреде- ляют по формуле _ fS ( 2 U = 4EJ \ 6 COS I sin2( (16.45) Принимая основной системой арку с шарнирами над опорами, а за лишние неизвестные — опорные момен- ты, находят опррные моменты из уравнений пяти мо- ментов, написанных последовательно для каждого узла: 8я,п-2"^л-2 + 8я,п-Л-1 + К,пХп + 8я,я+А+1 + + 8П.П+2^+2+8П>Р=°- <16-46) Входящие сюда единичные перемещения: и„ *п-\ sin^a„ ип,п—2 ¦ л,я—1 6EJn л—1 1 *«-l h 1 (16.47) "л-i hn Г|2 Sinaa„ _J^^+s!^±l]. (16.48) К \ hn hn,, I 3EJr + ln+l u, n-1 Sinxa„ 3EJ Л+1 + Un hn л-fcl/V h" An+1 / + «+1 u, „+1 Sin2 an+l hn+i Ы+1 ln+l "'"+' 6EJ, n+l un+l 1 1 ;— + T- (16.49) X "n+2 r'n+l /
Гл. 16. Газгольдеры 347 Sin" а, X ¦n+1 г'п+1 *п+1 sin ап+\ , sin2a„ °п,п+2 = "n+1 ия+1 Sin'' а п+1 (16.50) (16.51) «п+2 пп+1 Свободный член от сосредоточенной нагрузки в уз- лах равен п—1 \,р -~«пctSan-i S Pi + (a'n+ an + a'n+l) X о n—1 ' n X ctg an S P - ( a„ + a;+] + a„+1) ctg a„+1 S Pi + о 0 n+1 +a«+lctgVb2 S Pi> где йп SUV* «я a«+l _ ft, •sin2 a ^fl- , n+1 "n+1 0 'n+1 (16.52) : Sin2 a : Sin-1 a. ¦n+1 n+1 • Свободный член от местной нагрузки (по треуголь- ной эпюре) равен "¦' 2J„ V 24 1 . \Чп\п 9п+1 _'л+1 24 (16.53) При составлении уравнения пяти моментов для опорного сечения учитывается упругое защемление ар- ки на опоре, а в нагрузочном члене — влияние момента от внешних сил, приложенного к опорному кольцу. Продольные усилия в арках Rt для случая равно- мерного загружения силами собственного веса (Р*) и еиегом (Gt) наибольшей интенсивностл определяются ио формуле Я, = 4^7. , (16-54) Sin otj где Qi=Pt+ G{. Усилия в кольцевых элементах стропил определя- ются без учета опорных моментов арки для двух случа- ев загружения: il) когда снегом загружена внутренняя часть данного кольца (максимальное растяжение в коль- це) и 2) когда снегом загружена наружная часть коль- ца (максимальное сжатие в кольце), т. е. ctga/s 0-ctg «|+,'( EQ + P,) ' /макс = — ¦ 71 2 sin — п ctg а Б P-ctga,+,-(EP+Q,) l. l __ 2 sin — n •l мин = (16.55) (16.56) В приведенных формулах 2 Р и 2 Q взяты в преде- лах рассматриваемой арки. Кроме расчета на продольные усилия, элементы ко- лец (рис. 16.14,6), так же как и арок, рассчитывают на местный изгиб от нагрузки собственным весом и снегом по эпюре моментов треугольного очертания с максимальной ординатой Sy по формуле С/2 М= , (16.57) 6 где / — длина панели арки или кольца. Диагонали работают только при несимметричном загружении. При загрузке половины кровли снегом усилия в одной (загруженной) половине кольца не уравновеши- ваются усилиями во второй половине кольца, как при осесимметричной нагрузке, и должны быть переданы связями на опорное кольцо колокола. Перерезая, гори- зонтальной плоскостью какую-нибудь зону связей с но- мером k, можно написать следующее выражение для поперечной силы в какой-нибудь панели связей (рис. 16.14.S): sin? 2 Ггмакс - о 2 2 sin? (16.58) где Т — неуравновешенное усилие в кольце, рав- ное усилию от осесимметричной на- грузки; <р —¦ центральный угол, образуемый с на- чальным диаметром перпендикуляром из центра кругового сечения на грань связей; 2 sin <р — распространена на связи полуокруж- ности. Наибольшее значение Qv имеет при;р=-т-: Фмакс = Е 1 I макс 0 22sintp а усилие в диагонали D = QMaKc sin рг. (16.59) (16.60) Количество связей может быть умрньшено за счет учета участия оболочки в передаче неуравновешенной силы колец опорному кольцу путем вычета из этой силы срезывающего усилия, воспринимаемого оболочкой и равного Т0 = 2кгЪ1 , (16.61) где 5 — толщина оболочки кровли; т — расчетное предельное напряжение оболочки на срез. Телескоп. Высота стенки телескопа принимается равной высоте колокола от его опорной плоскости до обушка уторного уголка. Стенки телескопа и кольца же- сткости рассчитываются по тем же формулам, что и стенка нижнего кольца колокола. Толщина стенки те-
Рис. 16.15, Детали конструкции направляющих и роликов для перемещения подвижных звеньев газгольдера а — внутренняя направляющая резервуара; б— конструкция внешних роликов радиального типа; в —то же, тангенциального типа; г — то же, радиально-тангенциального типа; д — внутренние ролики и внутренние направляющие! газгольдера (схема расположения роликов); е — конструкция . нижцего ролика " телескопа; 1 — верхний ролик колокола; 2— вевхний ро- лик телескопа
Гл. 16. Газгольдеры 349 •лескоиа Принимается обычно 4 мм, а. верхнего и нижне- го пояса — 5—10 мм. Внутренние направляющие для нижних роликов колокола "опираются на верхнее и нижнее кольца жест- кости телескопа, не нагружая стенку, и -имеют поэтому ¦больший пролет, равный высоте телескопа. Сечение внут- ренних направляющих обычно двутавровое. Число их вдвое больше, чем наружных направляющих. Сечение внутренних направляющих телескопа проверяется на изгибающий вдомент от ветра и односторонней снеговой нагрузки раздельно, причем нижний ролик колокола помещают посередине пролета направляющей при теле- скопе, опущенном в резервуар. Резервуар.- Рекомендуется устройство железобетон- ных резервуаров, особенно при заглублении их в грунт. При необходимости же устройства стальных ' резервуа- ров толщина стенки их определяется расчетом по фор- муле S = (р'+ ту)'" , JL R<f т. (16.62) где р — давление в газгольдере в кг/ом2; Y —вес воды, равный 0,001 кг/см3; у —i расстояние от поверхности воды до центра тяжести площади эпюры давления воды на "участке данного пояса; т. — коэффициент условий работы, равный 0,8; « — коэффициент перегрузки; R — расчетное сопротивление стали; 9 *— коэффициент прочности сварного шва, прини- маемый по табл. 16.7. Дополнительные усилия от заделки внешних направ- ляющих в стенке резервуара обцчно не учитываются, так же как и изгибающие моменты от жесткости' при-, соединения днища. Последние могут быть определены по методике, изложенной в 20.1-Б. ' Верхнее кольцо жесткости образуется из окаймля- ющего уголка жесткости и опирающейся на него гори- зонтальной площадки, крытой листовым настилом и .имеющей ширину 800 мм. Отверстия .в оболочке ре- зервуара диаметром более 200 мм должны быть уси- лены кольцевыми накладками. Усиление рассчитывается по методике, изложенной при описании газгольдеров по- ¦ стоянного объема. Внутренние направляющие резервуара служат для перемещения нижнего ролика подвижной части (рис. 16.15,а) и рассчитываются на давление ролика Гот нагрузки ветром или от односторонней нагрузки снегом в нижнем положении ролика. Образование днища и стенок резервуара из ли- стов — см. «Вертикальные цилиндрические резервуа- ры» в главе- 17. На днище резервуара устанавливаются подкладки для опирания в нижнем положении подвиж- ных звеньев. Подкладки эти представляют собой от- резки прокатных двутавров высотой 200—300 мм. Внешние ролики. Эти ролики могуч быть радиаль- ные (рис. ,16.15,6), тангенциальные (рис. 16.15, в) и ра-^. диально-тангенциальные (рис. 16.15, г). Радиальные ро- лики проще тангенциальных по конструкции и монта- жу и допускают большие неточности в установке , направляющих. Вертикальные болты и упорные винты ра- диальных роликов служат для регулировки и закрепле- ния роликов при установке. Тангенциальные ролики пе- редают усилия по касательным, заставляя работать все направляющие; такие ролики сложнее и дороже ради- циальные ролики наиболее совершенны, но наиболее Однако при их применении на каждую направляющую передаются вдвое меньшие усилия. Радиально-танген- циальные ролики наиболее совершенны, но наиболее дороги в изготовлении и монтаже. Тангенциальные и радиально-тангенциальные ролики применяются только при больших емкостях (свыше 50 тыс. м3).- Внутренние ролики. Эти ролики бывают только ра- диального типа (рве. 16.15,6 и е). Внешние направляющие. = Путями передвижения внешних роликов служат внешние направляющие, ко- торые выполняются неразрезными и соединяются гори- зонтальными кольцами и диагоналями в неизменяемую пространственную, призматическую систему (рис. Мб. 16), прикрепляемую своими нижними элементами к обо- лочке резервуара. Такая пространственная-система на- правляющих может быть приближенно рассчитана пу- тем распределения суммарного горизонтального усилия (Я), передающегося через каждое кольцо роликов меж- ду плоскими фермами, образующими грани призмы: Н COS Ф; Qt= „ ___* ; (16.63) Ума 2 cos у _ н 2 cos 9 \ (16.64) где <ti —i угол между нормалью к рассматрива- емой грани и направлением силы И; 2 cos у — сумма,, распространяющаяся на все- грани призмы. ^макс \ц jJ.-Jit!Jd j: №<? I Рис. 16.16. Схема пространственной системы наружных направляющих и плоской фермы по грани. Внизу — сечение поясов наружной направляю- щей сквозного сечения Продольное усилие в направляющей определяется как' алгебраическая сумма усилий поясов двух смежных плоских ферм.-Более точно система направляющих мо- жет быть рассчитана как система из многоугольных ко- лец, опирающихся на упругие опоры — направляющие.
350 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Сечение направляющей может быть сплошное в фор- ме двутавра или сквозное. Направляющие сплошного се- чения рассчитываются на внецентренное сжатие с учетом действия нормальных сил и изгибающих моментов. Зна- чения М от сосредоточенного груза следует принимать с учетом частичного защемления на опорах или нераз- резности . Р1 М = —. (16.65) 5 Решетчатые направляющие рассчитываются как фер- мы с.определением.нормальных сил в поясах по моменту и с учетом местного изгиба пояса, по которому •непо- средственно передвигается ролик, вследствие чего этот пояс получает жесткое сечение на изгиб в плоскости ролика (рис. 16.16). Изгибающий момент принимается с учетом частич- ного защемления пояса на опорах по формуле Ра Mmr=-j- , (16.66) где а—' панель решетки; Р — давление ролика. Горизонтальные кольца, кроме осевого растягиваю- щего усилия, должны быть 'Проверены на изгиб в вер- тикальной плоскости от собственного веса и полезной нагрузки 200 кг/м2. Нижнее кольцо, расположенное вдоль верхнего края резервуара, несет нагрузку от сум- мы давлений всех внешних и внутренних роликов ниж- него телескопа и должно рассчитываться на эту^суммар- ную нагрузку. Предельная гибкость направляющих из плоскости действия изгибающего момента не . должна превышать 150; предельная гибкость горизонтальных распорок связей не должна превышать 200, а растяну- тых раскосов вертикальных связей — 350. Пригрузка. Припрузжу составляют бетонные грузы (7з всего веса пригрузки), располагаемые на крыше ко- локола по ее наружному краю на специальной кольце- вой площадке; и чугунные грузы .(2/з всего веса ири- грузки), .располагаемые на нижнем кольце жесткости у гидрозатвора, на специальном уширении! Для опреде- ления веса пригрузки давление газов под колоколом можно определять по упрощенной формуле 4QK Рмак'с =-pj ¦ (16.67) v Вес пригрузки определяется как разность между фактическим весом подвижных звеньев и требуемым ве- сом для создания заданного давления. Вес одного груза пригрузки не должен превышать: бетонного 80 кг, чу- гунного1100 кг. Затворы. Конструкция водяных затворов подвиж- ных звеньев (см. рис. 16.9) должна обеспечивать необ- ходимые габариты для сварки, осмотра и ремонта. Ми- нимальное расстояние в свету между стенками затвора должно быть: верхнее защемление — 370 мм, нижнее защемление — 220 мм. Минимальная толщина стенок затвора: наружных — 8 мм, внутренних и горизонталь- - ного листа затвора — 10 мм. Размеры гидрозатвора по высоте (глубине) опре- деляются перемещением уровня заполняющей затвор воды в зависимости от заданного внутреннего давле- ния газа с добавлением запаса (не менее 100 мм) на перекосы. Д. МОКРЫЕ ГАЗГОЛЬДЕРЫ С ВИНТОВЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ Газгольдеры этого типа не имеют внешних верти- кальных направляющих. Выдвижение каждого Подвиж- ного звена из ближайшего наружного звена происходит путем скольжения рельсовых направляющих по непо- движно установленным на наружном звене парным ро- ликам. Рельсовые направляющие прикреплены к внут- реннему звену под углом 45° и образуют в пространст- ве отрезок винтовой линии. Эти газгольдеры имеют пре- имущество перед газгольдерами , с внешними верти- кальными направляющими в весовых показателях (эко- номия металла, составляет около 10—12%) и внешнем виде (отсутствует наружная обстройка), но изготовле- ние и монтаж винтовых направляющих двоякой кри- визны более сложны. Общий вид четырехзвенного. вин- тового газгольдера приведен на рис. 16.17,а, а схема на- правляющих устройств — на рис. 15.17,6 и 16Д7,в. Вертикальные силы, действующие на винтовой газ- гольдер (собственный вес газгольдера, пригрузка, вес- воды в затворах и вес снега на кровле), уравновеши- ваются внутренним, давлением газа на кровлю. Гори- зонтальные силы (ветер) воспринимаются радиальны- ми усилиями (вдоль осей роликов) посредством воздей- ствия направляющих на реборды роликов и равны Rv =-|-cos9, (16.68> где Q — равнодействующая поперечных нагрузок; п — общее число направляющих; 9—угол, образуемый осью роликов с направлени- ем силы Q. Момент горизонтальной нагрузки относительно рас- сматриваемого ряда роликов, а также момент от экс- центрицитета равнодействующей односторонней времен- ной вертикальной нагрузки (снега) воспринимается вер- тикальными реакциями роликов, равными М V9 =—— cosy Г~2 (16.69) с максимальным значением М Vv=0 = ——; (16.70) горизонтальные усилия роликов при этом взаимно урав- новешиваются (схема на рис. 16.17,г). Давление ролика на направляющую равно М P = VV sin45° = 1,414 cos? (16.71) г — 2 с максимальным значением при 9 =0 М ЯМакс = 2,828 . (16.72) гп Для уменьшения давления ролика на направляю- щую целесообразно увеличение диаметра газгольдера.
Гл. 16. Газгольдеры 351 уШй&Р&хьшя*. Рис. 16.17. Мокрые газгольдеры с винтовыми на- правляющими а — общий вид чётырехзвениого винтового мокрого газ- гольдера; б — общий вид роликов; в — схема сопряже- ния роликов и направляющей; г — схема усилий звеня винтового газгольдера при действии горизонтальной силы Схемы винтовых газгольдеров различных емкостей показаны на рис. 16.18. Для экономии стали и умень- шения объема фундамента целесообразно заглублять ре- зервуар в землю с выполнением заглубленной части в железобетоне, как это показано на рис. 16Л8. Винтовая направляю- |щая. Выполняется она в виде рельса специально- го профиля с двумя мощ- ными полками, воспри- нимающего крутящие мо- менты от бокового дав- ления ролика р на верх- нюю полку рельса (16.71) и (il6.72). Для усиления тонкой оболочки, иод на- правляющую подклады- вается сплошной тол- стый лист. Направляю- щие на поверхности зве- на образуют отрезки винтовой линии, причем в двух смежных под- вижных звеньях этим от- резкам придают обычно уклоны в разные сторо- ны. Число направляю- щих уменьшается от нижнего звена к верхне- му сообразно с уменьше- нием передаваемых уси- лий. Направляющие пар- ные ролики. Ролики устанавливаются на пло- щадке верхнего кольца 10000 м3 №6700 - Рис. 16.18. Схемы винто- вых газгольдеров раз- личных емкостей каждого телескопа я ре- зервуара в подшипниках, закрепленных на об- щей для каждой пары опорной плите. Опорная плита за- крепляется на площадке при помощи болтов и имеет овальные отверстия для регулировки в тангенциальном направлении при установке. Подшипник ролика должен допускать перемещение валика до 50 мм в радиальном направлении. Кольцевой паз ролика, образуемый ребор- дами по окружности, соответствует сечению направля- ющей, наружную полку которой он обхватывает. При- мерная конструкция таких роликов показана на рис. 16.19. Подвижные звенья и резервуар. Эти конструкции, в том числе кровля и гидрозатворы, не отличаются в основном от тех же конструкций для газгольдеров с внешними направляющими. С внутренней стороны стен- ки подвижных звеньев и резервуара устанавливаются жесткие стойки, образующие' вместе с нижними и верх- ними кольцами жесткости каждого звена каркас, к ко- торому крепится оболочка. .Толщины стенок звеньев на- значаются с учетом изгиба оболочки, возникающего от кручения направляющих. '' . Лестницы. Лестницы для подъема на подвижные звенья могут- быть выполнены.в виде стремянок, рас- положенных по вертикальной стенке подвижного звена,, или треугольных лестниц, расположенных по цилинд- рической поверхности. Стремянка укладывается в габарит направляющей и при пересечении с направляющей прерывается. Не- достатком такой конструкции являются погружение стремянки в воду резервуара и возможное ее обмерза- ние в зимнее время. Треугольная лестница, имеющая в плане форму дуги, устанавливается неподвижно на пло- щадке звена и остается вне резервуара при опускании
352 Раздел IV. Стальные листовые конструкции подвижной части в нижнее положение; угол подъема лестницы 45°, ширина ступени 300 мм, глубина — 200 мм. Лестница имеет подвижное закрепление к вин- тговой направляющей, обеспечивающее ее устойчивость. Oct) симметрии' Рис. 16.19. Конструкция направляющих роликов / — рельс типа Р-24 Е. МОКРЫЕ ГАЗГОЛЬДЕРЫ СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В ряде производств (атомные, станции, химические заводы, специальные хранилища и др.) давление гааа под колоколом по условиям технологии не может быть Рис. 16.20. Мокрый газгольдер пониженного давле- " ния л — с контргрузами; б — с понтоном и внешними направля- ющими; в — с понтоном и винтовыми направляющими; / — понтои допущено выше 0—50 мм вод. ст. вместо обычно зада- ваемых 150—500 мм. Такое низкое давление не может уравновесить вес колокола е его оборудованием. В этом случае применяются .'системы с уравновешенным коло- колом с контргрузами, висящими на тросах, перекину- тых через, блоки, установленные на внешних прямоли- нейных направляющих (рис. йб.ГО.а), и системы с ко- локолом на понтоне, плавающем в резервуаре, по пред- ложению инженеров В. А. Корчагина и В. Я. Миллера (рис. J6.20, ?,;в). ;,."•¦;-, Понтон представляет кольцевую камеру, располо- женную у низа cfeiiKH .колокола. Система с понтоном предпочтительнее системы:. С' контргрузами, так как в ней отсутствуют сложные механические детали и устра- няется опасность обрыва и застревания'тросов, что осо- бенно ,:.ваЯшо: при .дистанционном управлении. Система с: •контргрузами не применима к газгольдерам с вин- товыми направляющими.: ;,;,, ¦¦-., '¦:¦..'''¦-„ Ж. СУХИЕ ГАЗГОЛЬДЕРЫ Сухие (поршневые) газгольдеры переменного объе- ма представляют собой цилиндрический или призмати- ческий сосуд, снабженный поршнем (шайба), от поло- жения которого зависит величина находящегося под ним объема, заполненного газом. Сухие газгольдеры могут . применяться для емкостей от 10 до 100 тыс. м? (рис. 16.21). В этих газгольдерах давление газа непо- средственно под шайбой пропорционально ее весу и, пренебрегая по малости силами трения, в уплотнении, может считаться постоянным., У газовыпускного штуце- ра давление газа в зависимости от положения шайбы .и удельного веса изменяется,на величину Ap = hg(l-y), (16.73) где h —.высота низа шайбы над днищем в м; g—вес воздуха при данных температуре и давле- нии в кг/м3; у — удельный вес газа по ' воздуху при тех же условиях. Корпус сухого газгольдера состоит из стенки, дни- ща и кровли. Стенка имеет каркас из вертикальных стоек, заделанных в кольцевой фундамент, и горизон- тальных' колец прокатного профиля (рис. 16.22, а). Кро- ме того, для увеличения^ жесткости на некотором рас- стоянии по высоте устраиваются горизонтальные пло- щадки. В большинстве осуществленных конструкций сухих газгольдеров соединения выполнены на заклеп- ках с потайными головками внутрь резервуара. Все швы клепаются на льняной прокладке, пропитанной су- риком. Применение сварки началось только в последнее время. Возможна конструкция стенки из штампованных листов с отогнутыми краями (рис. 16.22, б), которыми они герметически склепываются и служат в то же вре- мя горизонтальными элементами жесткости. . Крыша газгольдера состоит из листовой обшивки толщиной 3—4 мм и из радиальных стропильных ферм, опирающихся на вертикальные стойки стенки, или из перекрытия купольного типа с устройством кольца жест- кости, воспринимающего распор, по типу кровли мок- рых газгольдеров. Устройство днища сухого газголь- дера также существенно не отличается от днища мок- рого газгольдера: Шайба сухого газгольдера представляет собой про- странственную систему из радиальных ферм-кронштей- нов, имеющих- по два ролика, скользящих по верти- кальным стойкам стенки, и обшивки из листов толщиной 3—4 мм (рис. 16.22,в). Для увеличения веса шайба не-
Гл. 16. Газгольдеры 353 сет пригрузку бетонными плитами. Шайба может быть плоская или сферическая с подъемом около-'/и диамет- ра в зависимости от вида поверхности, которую обра- зуют нижние пояса ферм с обшивкой по ним. Важной деталью конструкции -сухих газгольдеров является затвор, закрывающий зазор между шайбой и : Кроме лестницы обычного стационарного типа меж- ду наружными площадками, в сухом газгольдере имеет- ся, внутренняя лестница для сообщения поршня с 3 , ft_jjs^jg -1 с и- / <э СП ..to- V V 1 еагк к J\N ----- -—if-^ BOO \ •?¦' .; *'¦¦ ^^^'±'-&*У^1 |!к^^й 1 -§-3 U s*'" К to И fsJ 1 '' ^ 1 5 а a -J 1 ^ ¦ Л "с. i i,i Р' uj- ( f п —1 г It 1 "«'^^-У* Рис. 16.21. Общий вид сухого газ- гольдера емкостью 100 тыс. ж3 / — площадка фонаря первая; 2 — тс. же, вторая; 3 — то же, третья; 4 — цепная- лестница' 5 — подъемная лест- ница; 6 — стропила поршня; 7 — на- стил поршня; 8 — подъемник; 9 — стро- пила крыши; 10 — направляющие для цепной лестницы; // — настил крыши; 12 — отверстие в верхней площадке для выдувных труб; 13 — днище; 14 — фун- дамент Рис. 16.22. Конструктивные элементы сухого газ- гольдера а — стенка (соединения иа заклепках); б — схема соеди- нения оболочки из штампованных листов; в — деталь конструкции и затвора с сухой смазкой; / — горизонталь- ные кольца из швеллеров; 2 — вертикальная стойка из двутавров; 3 — листы 6—5 ММ; 4 — купол поршня; 5 — ролик; 6 — стенка газгольдера;^ 7 — несущее кольцо за- твора; 8 — подвеска; 9 — масленка; 10 — консоль рычага;, //—•уплотнение; 12 — эластичное соединение; 13 — при- жимной механизм корпусом, так как от его надежности зависят потеря газа и обеспечение безопасности работы для обслужи- вающего, персонала. В жидкостном затворе уплотнение между стенкой газгольдера и шайбой достигается эла- стичной полосой стали, прижимаемой к стенке рычаж- ным механизмом, и специальной смоляной смесью, по- ступающей из затвора и заполняющей образующиеся щели: В сухом затворе (с консистентной смазкой) уплот-. нение затвора достигается прижатием, к стенке посред- ством рычажного устройства специального упругого кольца. 23—915 крышей газгольдера. Внутренняя лестница делается цеп- ной, изменяющей свою длину по мере движения порш- ня, и натягиваемой контргрузом, подвешенным снару- жи корпуса. v Несмотря на большую экономичность сухих газ- гольдеров по сравнению с другими типами газгольдеров постоянного давления, трудность обеспечения надежной работы затвора при перекосах шайбы и возможность утечки газа при нарушении плотности прилегания шай- бы к стенке ограничивают их применение, особенно в суровых климатических условиях СССР. Однако приме-
354 Раздел IV. Стальные листовые .конструкции вгтт ;Г^? 7 3 15 Рис. 16.23. Схема сухого газгольдера с гибкой связью поршня с корпусом а — поршень в нижнем Положении; б — поршень в среднем положении; в — поршень в верхнем по- ложении; / — стенка; 2 — кровля; 3 — днище; 4 — каркас поршня; 5 — днище поршня; 6 — защитная стеика поршня; 7 — при грузка; 8 — резиновая секция;, 9 — газоввод; 10 — стояк газосброса; // — кла- пан газосброса; 12 — шток газосброса; IS —.выравнивающие ролики; 14 — выравнивающая система из тросов иение их неизбежно, когда не может быть допущено засорение хранимого газа парами воды, как в мокрых газгольдерах. Сухие газгольдеры с гибкой связью шайбы с кор- пусом, в которых просвет между стенкой резервуара и краем шайбы перекрывается эластичной оболочкой из специальной газонепроницаемой ткачи, лишены недо-' статаов сухих газгольдеров с жестким контактным за- твором. Эластичная оболочка одним концом прикреп- лена к стенке корпуса на высоте, раз юй пол.овине хода шайбы над дном резервуара, другим концом—к низу шайбы так, что при наибольшем подъеме ее (рис. 16.23, s) и при низшем положении (рис. 16,23, а) она распрямляется; при промежуточном же положении (рис. 16.23,6) оболочка складывается в зазоре между стенкой корпуса и стенкой шайбы. ГЛАВА 17 РЕЗЕРВУАРЫ 17.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ А. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Резервуарами называются сосуды емкостью от 3 ж3 в выше, предназначенные для приема, хранения, от- пуска и технологической переработки различных жидких и полужидких материалов. По объему резервуары под-, разделяются на малые (от'З до 100 м3), средние (от 100 до 5000 ж3) й большие (свыше 5000 ж3). Цистернами называются сосуды небольшого объема (обычно от 3 до 100 ж3), предназначенные для транс- портировки жидких и полужидких материалов. Наряду со стальными резервуарами, в целях эко- номии стали, широко применяются резервуары с несу- щими элементами из железобетона, бетона, камня, кир- пича, дерева, грунта и т. д., с соответствующей изоли- рующей облицовкой изнутри (тонколистовая сталь или, другие металлы). Области применения различных мате- риалов в резервуаростроении приведены в «Указаниях по применению железобетонных., и металлических резер- вуаров для хранения нефти (и нефтепродуктов»- (СН 90—-60). Стальные резервуары .изготовляются сварными. В зависимости от степени заглубления в грунт резер- вуары бывают: / наземные, днища которых находятся над поверхно- стью грунта или заглублены менее чем на половину~вы- соты резервуаров; полуподземные, днища которых заглублены не ме- нее чем на половину их высоты, а наивысший уровень жидкости в них может подниматься не более чем на 2 ж над планировочной отметкой прилегающей терри- тории в пределах 6. м от стенки резервуара; подземные, расположенные непосредственно в грун- те (или в специальных камерах-казематях), когда наи- высший уровень жидкости находится ниже чем на 0,2 ж от наиболее низкой планировочной отметки прилегающей территории в пределах 6 ж от стенки резервуара. k Б: ФОРМЫ РЕЗЕРВУАРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Вертикальные цилиндрические. Резервуары такой 'формы-применяются для хранения жидкостей под давле- нием до 5000 мм вод. ст., при этом указанное давление не является предельным. Тип, резервуара весьма распро- странен, прост в изготовлении и сравнительно эквноми-
Гл. 17. Резервуары 355 \ чен; он способен сохранять свою геометрическую форму под нагрузкой от гидростатического и газового давле- ния и работает в основном на растяжение без изгибных напряжений (за исключением- отдельных ограниченных зон). Недостатком резервуаров является неполное ис- пользование несущей способности стали в верхних поя- сах, где толщина назначается из конструктивных сооб- ражений (порядка 4 мм). Горизонтальные цилиндрические. Эти резервуары значительно менее экономичны, так как почти не спо- собны самостоятельно, без усиления кольцами жестко- сти, сохранять свою геометрическую форму под дей- ствием веса жидкости и собственного веса. Их целесо- образно применять только для сравнительно высоких давлений (от 0,4 до 20 кг/см2) и небольших объемов (до 180 м3 при габаритных размерах). Шаровые. Такие резервуары целесообразно . приме- нять для хранения жидкостей и сжиженных газов под большим давлением, превышающим в 2 и более раза гидростатическое (обычно давление в шаровых резер- вуарах не менее 2 кг/см2). Наиболее ходовые объёмы шаровых резервуаров встречаются в пределах 400—¦ ' 1000 м3 с давлением около 6 Кг/см2, однако строятся и больших объемов. При меньших давлениях (приближа- ющихся по величине к гидростатическим) целесообразно применять другие равнопрочные оболочки (например, в форме капли). Криволинейные других форм. Резервуары капле- видные — двоякой и одинарной кривизны, торообразные, многоторовые и др. применяются для хранения жидко- стей под давлением 0,4—2 кг/см2. Объемы таких резер- вуаров могут быть от 2000 до 25 000 м3 и более. Прямоугольного и трапецеидального поперечного сечения. Резервуары таких форм применяются главным образом при подземном хранении (траншейного типа и др.) и чаще всего строятся большого объема (от 5000 м3 и выше) комбинированными г несущими эле- ментами как из металла, так и из неметаллических материалов (железобетон, бетон, камень, грунт и др.) с металлической облицовкой. Облицовки из неметалли- ческих материалов имеют пока еще опытное примене- ние. ч В. ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ При проектировании резервуаров должны преду1 сматриваться сохранность содержимого в них, удоб- ство и безопасность эксплуатации, а также экономич- ность конструктивного решения. Потери содержимого резервуаров подразделяются на основные группы! а) количественные—утечки через неплотности и поры} б) качественные — от загрязнения, смешения и пр.) в) количественно-качественные — от испарения наибо- лее ценных летучих фракций нефтепродуктов. При проектировании резервуаров борьбах количест- венными и качественными потерями в чистом виде сво- дится главным образом к обеспечению плотности и гер- метичности резервуаров. Количественно-качественные потери происходят при так называемом «дыхании» резервуаров, при этом различают: «большие дыхания», представляющие, собой явления выталкивания в атмос- феру паров горючего и обратное засасывание атмос- ферного воздуха при операциях заполнения и опорож- нения резервуаров, и «малые дыхания», происходящие' при изменении давления в резервуаре в результате температурных и барометрических колебаний при по- стоянном уровне горючего. Особенно большие потери происходят при «кипении» нефтепродуктов в случаях, когда парциальное давление паров нефтепродуктов прв данной температуре становится выше предельного избыточного давления в газовом пространстве, на ко- торое рассчитаны конструкции резервуара и отрегули- .рована его дыхательная аппаратура. В табл. 17.1 при- ведены значения парциальных давлений паров раз- личных нефтепродуктов при температуре от 0 до 50°С. Одним из наиболее эффективных средств борьбы с потерями от испарения является хранение продукта под! давлением в сочетании с уравниванием давления в газовом пространстве -путем устройства- газовой обвяз- ки, т. е. соединения трубопроводами газовых про- странств нескольких резервуаров в одну систему. Менее эффективны, , но получили некоторое распространение конструкции резервуаров с переменным объемом газо* вого пространства (с «дышащей» баллонной или подъ-' емной крышей и др.). Потери от испарения снижаются при уменьшении объема газового пространства, что де- лает целесообразным применение пологой, плоской в вогнутой вниз мембранной кровли, опертой по контуру. Потеря От испарения, при прочих равных условиях, про- порциональны абсолютной величине зеркала свободной поверхности горючего. v Существует отдельная группа резервуаров с «пла- вающей» , крышей (в виде понтона или поплавка), у которых почти полностью отсутствует открытое зеркало Таблица 17.1 Удельные веса и избыточные парциальные давления паров некоторых видов нефтепродуктов Продукт Пусковой и газовый бензин Газовый бензин грозненский Автомобильный беизин ........ Авиационный бензин Авиационный бензин грозненский . . Авиационный бензин бакинский . ... Крекинг-бензин Лигроин Сырая нефть То же Керосин тракторный . , . . Керосин осветительный . . .^ Дизельное топливо Авиационные масла ..... Дизельное масло Автотракторное масло . . . . - . . 4 • . • . • . • • * Удельный вес . 0,66—0,68 0,66 . 0,75—0,77 . 0,7 г-0,76 0,71 0,73 0,75 . 0,77—0,83 '. 0,83—1,04 0,88 . . 0,82—0,89 0,85 . 0,86—0,87 . 0,89—0,9 . 0,9-0,92 . 0.91—0,93 Температур замерзания в град, по С не выше —60 —60 —60 —60 —60 —60 —60 -60 — i — —60 —60 От —60 до — От —30 до — От —20 до — От —30 до — 10 и 10 0 0° о,гв — — 0,12 0,12 0,12 — — 0,03 — 0,01 — — — — Давление в +10° 0,49 ч — — 0,2 0,18 0,17 — — 0,05 — .0,02 —. — — — +20» 0,68 — — 0,26 0,24 0,23 — — 0,08 — 0,07 — ¦ — — - — кг/см' при температ по Рейду при +20" (не более) 1.97 -— ' 0,66 0,47 — — — 0,18 — 0,07 — — — т +30* 0,92 — ' — 0,37 0,33 0,31 — — 0,11 — 0,09 ) — ' — урах +40° 1,45' — — 0.5 0,43 0,4 — — 0,14 — 0,15 —~ +50* ! 2 — — 0.69 0.58 0,53 — — ' 0,26 — 0,29 — — , — —. 23*
" 356 Раздел IV. Стальные листовые конструкции горючего и потери от испарения происходят только за счет неплотностей по- контуру. При- наличии «плаваю- щих» крыш весьма эффективно сокращаются потери от «больших дыханий». Уменьшение.площади зеркала жид- кости происходит также у резервуаров, суженных квер- ху (каплевидных и других криволинейного очер- тания). 17.2. КОНСТРУКЦИИ РЕЗЕРВУАРОВ И ИХ .'; ХАРАКТЕРИСТИКИ А. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ Характеристики резервуаров и их применение. Вертикальные цилиндрические резервуары в настоя- щее время широко применяются для наземного и под- земного хранения нефти, нефтепродуктов, воды и дру- , гих жидких и полужидких материалов. Конструкции этих резервуаров достаточно разнообразны и охваты- вают резервуары с различными видами покрытий, в том числе и с «плавающей», крышей, а также с «ды- шащей» или подъемной крышей. Они экономичны по расходу металла и сравнительно просты в изготовлении и монтаже.. Вертикальные цилиндрические резервуары наиболее часто применяются объемами 100, 200, 300, 400, 700, 1000, 2000, 3000 и 5000 ж3, реже — объемами 10 000, -15 000, 20 000 ж3 и более. В настоящее время имеют распространение, «атмосферные» резервуары со стационарным покрытием, рассчитанные на хранение продуктов под низким давлением (от 20 до 200 мм вод. ст. при вакууме 25 мм вод. ст.). При хранении в таких резервуарах нефтепродук- тов со значительной упругостью паров должны быть созданы газовые обвязки, а также специальные уст- ройства для улавливания паров. Эффективного сни- жения потерь от испарений возможно достигнуть пу- тем-повышения в резервуарах расчетных давлений. Конструкции резервуаров с плавающей крышей несколько сложнее и более металлоемки по сравнению с резервуарами со стационарным покрытием. Реже применяются конструкции резервуаров е резервным и с переменным объемом газового пространства (в том числе резервуары с подъемной, «дышащей» кры- шей и др.). Основными конструктивными элементами резер- вуаров являются, цилиндрический корпус, покрытие и днище. Оптимальные размеры. Ниже приводятся форму- лы для определения оптимальных по затрате металла основных размеров резервуаров. Приняты следующие условные обозначения и соотношения: V— объем цилиндрической части резервуара; НW.D— высота и.диаметр цилиндрической части ре- зервуара; Y — объемный «ее жидкости в резервуаре; р -¦-_ давление в газовом пространстве; Вс —.приведенная толщина стенки резервуара для резервуаров с постоянной толщиной стенок; Вд — приведенная толщина днища резервуара; Вп — приведенная толщина покрытия резервуара; [а] — расчетное напряжение, принимаемое прибли- женно с одним (обобщенным) коэффициен- том перегрузки п, равное ат km *r —. предел текучести стали; k — коэффициент однородности стали; m — коэффициент условий работы; ) - Я п — коэффициент перегрузки, принимаемый при определении оптимальных размеров п.= 1,1; суммарная высота верхних поясов цилиндри- ческого корпуса резервуара, имеющих оди- наковую толщину; высота одного из нижних поясов резервуара (все нижние пояса приняты одинаковой вы-' соты при разных толщинах); разность толщин двух смежных поясов (при- нимается постоянной для всех нижних по- ясов) ; Рис. 17.1. Эпюры толщины стенок вертикальных цилиндрических ре? зервуаров о — стенка постоянной толщины; б — стенка переменной толщины 80 — минимальная постоянная- толщина стенки вверху резервуара на части высоты Н\. Для «атмосферных» резервуаров В0=В°; для ре- зервуаров под давлением 80=8р-т-5°; 8Р — расчетная часть толщины стенки/необходимая для восприятия давления в газовом про- pD странстве, равная 8р = . Вг — расчетная часть толщины стенки на уровне днища при одном гидростатическом давлении, HyD равная В, 2[о] 8°— то-же, на глубине Н\, 8° = 2W На рис. 17.1 даны эпюры толщины стенки, причем необходимая по расчету часть толщины стенки заштри- хована. > Резервуары с цилиндрической стенкой постоян- ной толщины. Теоретический объем стали А\, затра- чиваемой на конструкции такого резервуара (рис. 17.1, а), определяется по формуле Ах = кИНЪс + ~ (8Д + 8П) = 28с V%VH + У(8д + 8П) Я (17.1) а оптимальные размеры резервуара Я0пт и Д>пт при данном объеме—по формулам Я0 |/-h№ .<"•"
Гл. 17. резервуары 357 D°«=2j/"Н Вд + Sn (17.3) Затрата металла будет минимальной при условии, ес- ли сумма весов металла днища и покрытия равна поло- вине веса металла - цилиндрической стенки. Наимень- ший объем металла Ашш равен , ¦ з ^1 мин : У М8д+8п)^2 • 07.4) Толщина стенки равна: для «атмосферного» ре- зервуара 8С=БГ , а для резервуара под давлением йс = Максимальный объем резервуара V, соответству- ющий наименьшей затрате металла, получается из сле- дующих равенств: -для атмосферного резервуара ' :ТС5' V Т»(»д+»п) (17.5). для резервуара под давлением з |/^ + Р Vbc ¦ (Вд+8..) = 1 . (17.6) «Атмосферные» резервуары с цилиндрической стен- кой переменной толщины. Объем стали А2, затрачива- емой на конструкции такого резервуара с переменной толщиной стенки (рис. 17.1, б), равен «М»о Yhy A2 = V Оптимальная высота резервуара равна Яопт = (К + »п) [о] (17.7) (17.8) В этом случае оптимальная высота непосредст- венно не зависит от объема резервуара и связана с ним лишь в той степени, в какой диаметр резервуара влияет на величину приведенных толщин днища1 и по- крытия. Влияние это не существенно, так как толщи- на днища назначается конструктивно, а вес покрытия на единицу площади мало меняется с изменением ди- аметра, особенно у бескаркасных покрытий. Проектирование резервуара следует начинать с выбора оптимальных размеров по известным [ч] и у и заданным предварительно 8Д 6П . После выбора раз- меров в первом приближении сначала следует, проек- тировать покрытие и уточнить толщину днища. Имея эти уточненные данные, надо откорректировать гене- ¦ ральные размеры резервуара и далее проектировать уже окончательно все остальные конструктивные его элементы. В зависимости от заданных параметров мак- симальные рациональные объемы резервуаров со стен- кой постоянной толщины согласно формуле (17.6) могут доходить до 750—100Ц м3. Для резервуаров объ- емом 1000 м3 и более толщина стенки, как- правило, должна быть переменной. Из формулы (17 8) следует, что для . «атмосфер^ ных» резервуаров с переменной толщиной стенок объг емом 1000 м3 и .более оптимальные по расходу метал- ла высоты равны; ЯОПт = 12-н14 м при сварных швах, неравнопрочных основному металлу, и Яопт=13,5-т- -н 14,5 ж при сварных швах, равнопрочных основному металлу. Указанные оптимальные высоты относятся к случаям применения углеродистой стали обыкновен- ного качества; при применении стали повышенной прочности • высота Я 0цТ повышается. С уменьшением приведенных толщин днища и покрытия ( Ьд+5П) высо- та #опт уменьшается Для резервуаров со сложными покрытиями и с «плавающей» крышей в связи с уве- личением 8П величина #bnT больше, чем у обычных резервуаров. Отступление от #опт в пределах до 15% приводит к сравнительно небольшому перерасходу стали порядка 1—2%. Резервуары nod давлением с цилиндрической стен- кой переменной толщины. Объем стали, затрачивае- мой на конструкции такого резервуара (рис. 17.1, б), равен, Л3 = У- VHy 2Vp Я W + *М«? о P2V у[о]Н ¦ у V - [а] ' - - у Vk Vh,y н ~4~ м Оптимальная высота Я, уравнения ' . ЧМ V Я (17.9) dA3 № X 1/71 я — — V ГСд+U я2 hx может быть найдена из Vy V.V_ р»о я2 о] [а]уН* уН 0. (17.10) 2Я V Н Оборудование. На рис. 17.2 показана схема раз- мещения наиболее распространенного оборудования на. земных резервуаров этого типа для светлых нефтепро- дуктов, сырой нефти и дизельного топлива. Конструктивные и технико-экономические данные. Типовые «атмосферные» наземные вертикальные ци- линдрические резервуары. Характеристики таких ре- зервуаров с внутренним давлением в газовом прост- ранстве до 200 мм и вакуумом 25 мм god. ст., разработанных Рипроспецпромстроем, приведены в табл. 17.2. Корпуса и днища резервуаров изготовля- . ются методом сворачивания. Кровля сборная стальная в виде транспортабельных щитов, состоящих из листо- вой стали толщиной 2,5 мм на каркасе. В резервуа- рах объемом 300 м3 и более щиты покрытия опирают- ся в центре на трубчатую или решетчатую колонну с зонтом вверху. Колонна не имеет фундамента и уста- навливаггся заранее на днище до монтажа рулонного цилиндрического корпуса. Кровля упомянутых резер- вуаров пологая коническая. Схема конструкции и мон- тажа резервуара показана на рис. 17.3. В соответствии с «Указаниями по применению же- лезобетонных и металлических резервуаров для' хра- нения нефти и нефтепродуктов» (СН 90—60) в от- дельных случаях может быть допущено строительство
358 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 17.2 Основные характеристики сварных вертикальных цилиндрических резервуаров со щитовой кровлей Показатель Единица измере- ния Показатели по типовым проектам 7-02-103 7-02-102 /-02-101 7-02-100 7-02-99 7-02-! 7-02-97 7-02-96 7-02-95 Номинальный объем .... Конструкция стойки Геометрическая емкость . „ Диаметр резервуара ;. . , . Высота резервуара Толщина листов корпуса , . Толщина листов днища . . . Толщина настила кровли . , Общий вес металла в деле . В том числе: . корпус , . . : днище кровля Расход металла в деле на 1 м геометрической емкости' . Соотношения сметных стоимо- стей (на 1/Ш—1959 г.) . . 100 |. 200 Стойки нет 300 400 мм 104 4 730 5 920 4 4 2,5- ' 4,897 2,86 0,662 0,685 47,08 I 204 6 630 5 920 4 4 2,5 7.344 4,003 1,26 1,391 36,0 1.23 700 I Трубчатая 332 7 580- 7 375 4. 4 2,5 11.311 5,71 1,759 1,733 34,06 1,58 421 8 530 7 375 4 4 2,5 12,655 6,423 1,82 2,283 30,05 1,69 757 10 430 8 845 4 4 2,5 18,199 9.427 2,881 3,603 24,04 2,08 1000 1 056 12 330 8 845 4 н 5, 4 2,5 24,212 11,606 4,019 5,578 22,92 3,22 2 000 Трубчатая |Решетчатая . 2 135 15 180 11 805 , 4, 5, 6 и 7 4 и 6 2 5 42,736 '| 41,501 (42,989) I (41,754) 21,705 6,856 8,403 (8,656) 20,01 (20,13) 19,43 (19,65) 4,24 3000 Труб 3 340 18 980 11825 4, 5, 6, 7 и 8 4 и 7 2.5 , 63,238 (63,958) 31,364 11.67 14,34 (15,06) 18,93 (19.14) .5,89 . 5000 чатая 4 832 22 790 11845 5. 6, 7, 8 и 10 5 и 8 2,5 90,422 (91,373) 43,56 19.33 21,203 (22,154) 18,71 (18,91) 7,34 Примечания. 1. Вес металла днищ дан по варианту с прямыми окрайками. 2. Вес металла для емкости до 1000 м? (включительно) дан для снеговой нагрузки до 150 кг/м* (включительно); для емкости 2000, 500 мг — для снеговой нагрузки 100 кг/м*, в скобках — для снеговой нагрузки 150 кг/м1. 3000, Рис. 17.3. Схема конст- рукции и монтажа «ат- мосферного» резервуара, со стальным щитовым сборным покрытием , и центральной стойкой / — корпус; 2 — диище; 3 •=» стойка; 4 — щит покрытия; 5 — шахта лестницы, исполь- зуемая в качестве катушки рулона; 6 — направляющие косынки; 7 — подъемная стрела; 8 —> лебедка резервуаров с внутренним давлением в газовом про- странстве до 200 мм и вакуумом 25 мм вод. ст., из- готовляемых методом полистовой сборки, емкостью 100-=-5000 м3 по типовым проектам от'N7-02-11 до N" 7-02-19, разработанным ГПИ Промстройпроект [20]. Институтом ПроектсТальконструкция разработаны типовые проекты наземных стальных сварных' верти- кальных цилиндрических резервуаров с внутренним дав- лением в газовом пространстве до 200 мм и вакуумом 25 мм вод. ст., объемом 10 000; 15 000 и 20 000 ж3, а также проект, резервуара объемом 10 000 ж3 с внут- ренним давлением 500 мм вод. ст. для жидких удобре- ний ,в сельском хозяйстве. Рис, 17.2. Схема размещения оборудования -верти- кального .резервуара для светлых нефтепродуктов, сырой нефти и дизельного топлива / — световой люк; 2 — люк-лаз; 3 — замерный люк; 4 " при- бор для замера уровня жидкости; 5 — вентиляционный пат- рубок; 6 — предохранительный клапан; 7 — дыхательный, клапан; 8 — сифоииый край; 9 — перепускное устройство; 10 — приемно-раздаточный патрубок; Л — хлопушка; 12 — уп- равление хлопушкой; 13 — огневой предохранитель (
Гл. 17. Резервуары 359 Таблица 17Д Основные характеристики сварных вертикальных цилиндрических заанкеренных резервуаров типа РПД •Показатели Геометрический объем Vr . Диаметр внутренний внизу О Высота цилиндрической стенки Н Радиус сферической кров- ли R Стрела подъема сфериче- D Количество анкеров по ок- Толщины листов стенки Толщина листов днища . . . Толщина листов кровли . . Объем железобетонных плитных анкеров на один Общий вес стали В том числе: цилиндрический корпус . . днище каркас перекрытия .... Вес етали на единицу гео- метрического объема (без лестниц и площадок) . . . ii II м> мм • 9 , шт. мм w я м3 кг № " „ кг\м* 200 216 - 7 066 5 525 9 150 705 10 7 4; 4; 4; 4 4 2,5 0,5 10 480 5 261 1266 884 871 38,3 48,5 300 314 8 530 5 525 11 190 840 : 10,15 9 4; 4; 4; 4 4 2,5 0,65 13 176 6 518 1854- 1330 1207 34,8 41,9 Показатели для резервуаров 500 492 8 860 8 350 11460 980 9,05 9 4; 4; 4; 4; М 4 4 2,5 0,65 16 881 9 473 2 001 1466 1265 28,8 34,2 580 591 10 472 6 895 13 600 1042 10 11 4; 4; 4; 4; 4 4 2,5 1,59 19 200 9 880 2832 ' I 916 2010 28,1 32,4 700. 717 10 480 8 350 13 600 1042 10 11 4: 4; 4; 4; 4; 4 4 2,5 1,59 20 917 11456 2 832 1916 2 010 25,4 29,2 номинального объема в 1000,. 1 021 12 500 8 350 16 200 1 146 10.9 14 5; 4; 4; 4; 4; 4 - 4 ^2,5 2,02 26 295 14 888 3 986 2 492 2 147 23,0 J25,8 1500 1512 15 200 8 350 19 700 1700 9 \ ¦ 16 6; 5; 4; 4; 4; 4 4 2,5 2,31 36 138 20 340 5 848 3 736 3206 21,9 23,9 «» 2000 2 042 15 260 11275 19 709 1700 9 * 16 6; 5; 5; 4; 4; 4; 4; 4 5 2,5 2,31 44 401 26112 7 338 3 736 3 206 19,8 21,7 3200 3 195 19 000 11260 24 700 1850 10,25 18 8; 7; 6; 5; 5; 4; 4; 4; 4 4 (6) 2,5 2,6 64 000 36 500 10 000 5 850 7 550 18,8 20,0 «Атмосферные» наземные вертикальные цилинд- рические резервуары С бескаркасной висячей кровлей и центральной стойкой. Схема такого резервуара по- казана на рис. 17.4,а. Корпус и днище резервуара такие же, как и в резервуаре, описанном выше. Кров- ля толщиной 2,5 мм не имеет каркаса и состоит из секторов одинарной кривизны (по цепной линий). Го- ризонтальные сечения кровли имеют форму много- угольника. В местах пересечения секторов кровли име- ется зона (вдоЛь-линии пересечения), обладающая не- которой жесткостью, при этом от внутреннего давле- ния в зонах пересечения в продольном направлении (вдоль ската) возникает сжатие, а в. горизонтальном, направлении (поперек ската) — растяжение. Все про- странственное перекрытие в целом работает по доста- точно сложной статической схеме. Секторы кровли в центре крепятся к зонту, распо- ложенному в верхней части центральной стойки. По пе- риферии кровля крепится к коробчатому кольцу жест- кости цилиндрической стенки, воспринимающему рас-; пор кровли и заполняемому балластом. Высота подъ- ема кровли в центре принимается равной '/в диаметра. Резервуары построены для объемов 2G00, 3000 и 5000 м3: Как показали ' экспериментальные исследова- . ния ВНИИСтройнефти, проведенные в 1955—1958 гг., висячая кровля выдерживает внутреннее давление 300 мм вод. ст. и вертикальную нагрузку 260 кё/м2. Нижняя (опорная) часть центральной стойки выполня- ется с телескопическим устройством (рис. 17.4, б). Вес покрытия (при 5 = 2,5 мм) с учетом веса стойки и других элементов равен 30 кг/м2, или всего 12,4 г для резервуара объемом 5000 ж3, т. е. в два ра- за меньше, чем щитовое покрытие описанных вцше Рис. 17.4. Схема «атмосферного» резервуа- ра с бескаркасной висячей кровлей и цент- ральной стойкой а — общий вид; б —- детали телескопического уст- ; ройства низа центральной стойки; / — днище; 2 —. корпус; 3 — коробчатое кольце жесткости; 4 — опорная влита стойки; .5 —. стоика; 6 — зоит; 7 — листовая кровля толщиной 2,5 мм
360 Раздел IV. Стальные листовые конструкции типовых, резервуаров; при этом общая экономия ста- ли на весь резервуар достигает 11—14%. Вертикальные цилиндрические резервуары повы- шенного давления с плоским гибким днищем на сплош- ном грунтовом основании -с 1 '¦D I 1. Конструкция заанкеренного резервуара повы- шенного давления (РПД) с пологой сферической кров- лей на каркасе показана на рис. 17.5. Основные харак- теристики .резервуаров серии РПД объемом от 200 до 3200 м3, запроектированных институтом Проектсталь- конструкция в 1950—1951 гг. для нефтепродуктов под давлением 400—1000 мм вод. ст. при вакууме 100 мм вод. ст., приведены в табл. 17.3. Эти резервуа- ры запроектированы с учетом полистовой сборки, од- нако конструкция их допускает также изготовление методом сворачивания. Кровля выполняется сферической из листов тол- щиной 2,5 мм, уложенных по каркасу из радиальных швеллеров, изогнутых по радиусу сферы (рис. 17.5, а, б, д, е) и образующих стержневой пространственный ку- пол. Гибкие листы кровли укладываются на каркас и принимают форму очертания каркаса. Кольцо жест- кости, расположенное в верхней части резервуара, вос- принимает совместно со стержневым куполом отрица- тельный распор сферы (сжатие) при внутреннем дав- лении. Вертикальные нагрузки и вакуум воспринима- ются сферой, подпертой стержневым каркасом с рас- порным кольцом, работающим в этом случае на растя- жение и изгиб. Сферическая кровля на стержневом каркасе легче конической кровли по фермам на 12 — 33%, причем экономия возрастает с увеличением объе- ма и диаметра резервуара. Цилиндрический корпус резервуара усилен .коль- цами жесткости, обеспечивающими устойчивость его при вакууме 100 мм вод. ст. При повышенном давле- нии в качестве противовеса используется собственный вес грунта под резервуаром. путем заанкери- вания корпуса специальными плитными железобетон- ными анкерами с вертикальными стальными тяжа- ми (рис. 17.5), которым дается предварительное натяжение. Момент от эксцентрицитета тяжа воспри- нимается .днищем и кольцом, приваренным на уровне столика под гайку анкерного тяжа. По сравнению со сплошными кольцевыми фундаментами анкерное уст- ройство дает экономию бетона 90—95%. Предельная нагрузка на, выдергивание одного анкера (рис. 17.5, в, г) при квадратной плите со стороной а, глубине зало- жения h, о'бъемном весе грунта 7 и Угле внутреннего трения грунта <р равна />„p = G. + GP + 7\ (17.11) где Ga—собственный вес анкера; Сг — вес грунта над плитой анкера, равный Ст= а2Ьу; Т — трение граней параллелепипеда грунта, рас- положенного над анкером, об окружающий грунт, равное Т = 2ayh2 tg <р tg2 (45° — —- Коэффициент запаса анкера на выдергивание по сравнению с расчетной нагрузкой следует принимать Рис. 17.5. Вертикальные цилиндрические сварные за- анкеренные резервуары повышенного давления (РПД) с пологой сферической кровлей на каркасе и плоским днищем на сплошном основании а —листы кровли; б — каркас кровли: в — днище, вариант со сваркой листов внахлестку в обоих направлениях; г — днище, вариант со сваркой листов внахлестку только по длинной стороне; д— узел опирания покрытия на ци- линдрический корпус; е — коньковый узел покрытия; / — анкеры; 2 — кольца жесткости; 3 — монтажные швы; 4 — заводские швы; 5 — болты
Гл. 17. Резервуары 361 не менее 1,5. Резервуары типа РПД имеют многократ- ное применение 2. Схема заанкеренного резервуара повышенного давления с полотой сфероцилиндр-йческой кровлей без каркаса объемом около 2000 м3, построенного в 1957 г., показана на рис. 17.6. Корпус резервуара запроектирован с учетом применения метода сворачивания. Резервуар заанкерен по типу, описанному выше для резервуаров РПД, но с увеличением размера анкеров и добавлением балласта в виде бутобетона, имеющего больший объем- ный вес, чем грунт. Отличительной особенностью ре- зервуара является бескаркасная по общей форме сфе- рическая пологая отбортованная , кровля, состоящая из секторов, име- ющих кривизну только в направле- нии ската, что упрощает их заготов- ку (вальцовка в одном направлении). В центре покрытия имеется круглый лист диаметром 3 м, к которому при- ч. мыкают сектора кровли, что дает возможность избежать концентра- ции сварных швов в верхней точке резервуара. Радиус кривизны сек- торов покрытия в местах, удаленных от цилиндрического' корпуса, равен диаметру цилиндрической части ре? зервуара (R=*D); радиус отборто- ванной части покрытия у апирания R на цилиндрический корпус г= — = ческим/корпусом, что позволяет избежать дополнитель- ных изгибных напряжений. Сравнение весов различных типов кровли резерву- аров на 1 ыг площади днища (приведено в табл. 17.5. Вертикальные цилиндрические резервуары повы- шенного давления с выпуклыки днищами (без заанке- ривания). Резервуары рассматриваемого типа не тре- буют заанкеривания при повышенном давлении, так как выпуклое днище и покрытие способны работать на внутреннее давление и своей пространственной же- сткостью уравновешивать внутреннее давление в ре- зервуаре с весьма малыми упругими деформациями = -=— ; стрела подъема кровли /= 5 7,5 Сопряжение покрытия о ци- Р" линдричеоким корпусом запроектиро- вано через горизонтальное кольцо жесткости в виде швеллера № 12 (рис! 17.6,'узел А). Резервуар предназначен для экс- плуатации при давлении до 3000 мм вод. ст. и вакууме 100 мм вод. ст. Цилиндрический корпус по высоте имеет кольца жесткости, ана- логичные принятым для резервуаров типа РПД. Толщина листов покры- тия равна 4 мм; толщины листов стенок — от 4 до 7 мм. Технико-эко- номические показатели опытных вер^ тикалйных заанкеренных резервуаров повышенного давления (3000 мм вод. ст.) со сфероцилиндрическим покры- тием приведены в табл. 17.4. 3. Резервуар повышенного дав- ления со сфероидальной кровлей (рис. 17.7) отличается от резервуа- . ра, показанного на рис. 17.6, тем, что кривизна кровли двоякая. Кровля со- стоит из листов, штампованных или вальцованных в двух направлениях, что в известной мере осложняет ее изготовление. Преимуществом сфе- роидальной кровли по ^сравнению со сфероцилиндрической является луч- шая и более четкая статическая ра- бота вследствие отсутствия перело- мов в сопряжениях секторов, кровли и в местах сопряжения с цилиндри- 24—915 Ъ.Б- Z0pp.no R7i 27 Рис. 17.6. Схема вертикального цилиндрического заанкеренного резерву- ара повышенного давления с пологой сфероцилиндрической кровлей без каркаса (конструкция ДИСИ) ' — уровень налива; 2 — песчаная подготовка; 3 — бутобетонная прнгрузка- « — железобетонный плнтный анкер с вертикальным стальным тяжем
362 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Т а*б л и ц а 17.4 Технико-экономические показатели вертикальных заанкеренных резервуаров со сфероцилиндрическим покрытием Номи- нальный объем в ма 700 ,2000 Геометри- ческий объем в м' 857 2 027 Вес с учетом лестниц в кг 21400 41300 Расход стали в кг на 1 jks геометриче- ского объема .25 20,4 Объем бутобетона железобетона в ма 35 14 105 25 Таблица 17.5 Расход металла на кровлю резервуаров различных типов Номинальный объем 'резерву- ара в м' 700 2 000 Сферическая кров- ля по стержневому каркасу (РПД ин- ститута Проект- стальконструкция) Сфероцилин- дрическая бес- каркасная кровля (ДИСИ) Щитовая кровля типовых резерву- аров Гипроспец- промстроя Вес в кг/л3 | в % 45,5 38,3 100 100 в кг/м' 36 36 в % 79 04 в кг/м1 42,4 54,7 в % 93 143 Рис. 17.7. Вертикальный цилиндриче- ский резервуар повышенного давле- ния со сфероидальной кровлей и плоским днищем конструкции. Резервуары с ми в райорах с сильными ют против опрокидывания, ют обычно объемы до 5000 зовом пространстве от 0,15 кие давления принимаются объемов. пространственными днища- ветрами иногда расчалива- Подобные резервуары име- м3 и давление паров в га- до 0,7 кг/см2. Более высо- для резервуаров меньших ГПИ Гипроспецнефть была запроектирована серия резервуаров повышенного давления для объемов от 300 до 4500 At3 с пологими сфероидальными. кровлей и днищем для давления соответственно от 0,45 до 0,175 кг/см2 и вакуума 0,015 кг/см2. Покрытие рассчи- тано на нагрузку 3№'кг/м2. На "рис. 17.8 показан один из таких резервуаров объемом 2300 м3 для давления 0,3 кг/см2 с соотношением размеров R=D и г='0,Ш. *ч»а»ввв«»я»ви»«яя«ввшваявв«вавви»8Я^^ Рис. 17.8. Схема вертикального цилиндрического ре- зервуара с выпуклым днищем объемом 2300 ж3 для горючего с давлением в газовом пространстве 0,3 кг/см* (кровля и днище отбортованы) В табл. 17.6 даны весовые показатели в сравнении с показателями резервуаров других типов, близких по объемам. Т а б л н ц а 17.8 Весовые показатели резервуаров повышенного давления Типы днищ Сфероидаль- ные ¦ • J Типы разервуаров ^ Повышенного давления по рис. 17.8 (проект Гипроспец- „Атмосферный" с полисто- вой сборкой с кровлей по фер- мам (Типовой проект № 7-02- 17 Промстройпроекта, 1955— Повышенного давления РПД (проект № 3481р Проектсталь- Повышенного давления со сфероцилиндрической кров- лей ДИСИ (проект 1956- 1957 гг.) Со щитовым покрытием (проект Гипроспецпромстроя, 1957 г.) о А- и>о •?* и 3 ?Е« Н*"° ? " в •& я 5 2 300 2 145 2 042 2 027 2 135 Si ХО «3 У н9 §К "В 2. " 0Э ч 40 150 39 355 ч 40 392 39 800 40 000 щи. g^w н s в О х S " о А " 01 о Q.5IO 17,4 18,3 19,8 19,6 18,8 На рис. 17.9 показан узел примыкания пологой сферы к цилиндру без плавного перехода (отбортов- ки), но с конической переходной вставкой для умень- шения угла перелома образующих и создания прост- ранственного кольца жесткости в месте примыкания
т -х Гл. 17. Резервуары 363 сферы к цилиндру. Подобное решение в ряде слу- чаев применяется для сферических бескаркасных по- крытий и выпуклых днищ резервуаров относительно небольшого объема (до 1500 -и3). Институтом. Проектсталькон- струкция разработаны типовые проекты наземных стальных свар- ных вертикальных цилиндрических резервуаров с повышенным давле- нием в газовом пространстве объ- емом 100, 200, 400, 700, 1000, 2000, 3000 и 5000 м\ Вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей.- В резервуарах данного типа 'Ве- личина газового пространства и свободного зеркала поверхности горючего резко уменьшена путем устройства понтона, плавающего на поверхности горючего (плава- ющей крыши). На рис. 17.10 пока- зана схема резервуара с плаваю- щей крышей конструкции Гипро- спецпромстроя (1957 г.). Между плавающей крышей и цилиндриче- ским корпусом резервуара неизбе- жен зазор от 100 до 300 мм, пе- рекрываемый уплотнением. Ста- ционарное покрытие (кроме плавающей крыши) устраи- вается не всегда, особенно в условиях теплого климата. 10 Рис. 17.9. Узел примыкания поло- гой бескаркасной сферической кров- ли (или выпуклого днища) к цилинд- рическому корпусу через промежуточ- ную коническую вставку I — кровля; 1 — ци- линдрический кор- пус; 3 — коническая вставка _fccjt—— — • 100*300 Рис. 17.10. Схема резервуаров с плавающей крышей о — с кольцевым периферийным понтоном; б — с ящичным пон- тоном; / — цилиндрический корпус; 2 —- кольцевой понтон; S,— центральная часть плавающей крыши; 4 — петлеобразный аатвор из обрезиненного бельтинга; 5 — плавающая крыша в крайнем нижнем положении; 6 — опоры под плавающую кры- шу; 7 — центральная стойка; 8 — замерный люк; 9 — световой люк; 10 — дыхательиая аппаратура; // — сборное стальное щито- вое покрытие; 12 —- ящичные понтоны в форме усеченной пи- рамиды 24» *) На рис. 17.10, а показана конструкция с кольце- вым понтоном, разделенным по периферии на отсеки, что обеспечивает его непотопляемость. Плавающа» крыша может иметь понтоны из отдельных низких про- долговатых камер в форме ¦- усеченной пирамиды (рис. 17.10,6). На рис. 17.11, а показана двудечная пла- вающая крыша-поплавок с двумя сплошными поверхт ностями''(верхней и нижней деками), разделенная на отсеки, применяемая для резервуаров небольших емкостей при* повышен- ной упругости паров, а ' на рис. 17.11,6 — плава- ющая крыша в виде плоского гибкого диска с бортами по периферия (без понтонов), наиболее простая по своей кон- струкции и дешевая, в изготовлении, но легко тонущая при наличии трещин. Плавающие крыши в крайнем нижнем поло- жении садятся на опоры, прикрепленные к непод- вижным конструкциям резервуара или к днищу пла- вающей крыши.- Опоры могут иметь постоянную или изменяющуюся высоту. При убирающихся опорах (раз- работка института Проектстальконструкция) плаваю- щая крыша после опорожнения резервуара без ремонта может близко (на 500—800 мм) подходить к днищу, что позволяет лучше использовать резервуар и снизит» потери от «больших дыханий». Рис. 17.11. Варианты ков* струкции плавающих крыш - одиодеч- о •*' двудечная; б ная Рис. 17.12. Петлеобразный ;затвор из обрезиненного бельтинга для плавающей крыши Затворы плавающих крыш подразделяются на две основных типа. 1. Щелевые (шторные) затворы представляют собой достаточно сложные конструкции, состоящие из системы пружин и рычагов, прижимающих к цилин- дрическому корпусу уплотняющие ленты из цветного металла и бензостойкой резины. Такие затворы весь- ма хорошо работают при гладкой и правильной по- верхности цилиндрического корпуса, что в ват-урё встре- чается относительно редко. 2. Линейные (контактные) затворы представ- ляют собой достаточно простые конструкции, уплотня- ющим устройством у которых служат гибкие шланги (затвор Гипроспецнефть), сложенная вдвое листовая резина с прослойкой ткани (затвор ВНИИНП)—пока- зано на рис. ,17.12, «ли щетки из синтетического мат?-
W"^-* / 864 Раздел IV. Стальные листовые конструкции. Таблиц С' Основные характеристики наземных стальных сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефтепродуктов с понтоном и кровлей по проекту ГПИ Гипроспецпромстрой (корпус и днище из рулонных заготовок; кровля щитовая) Показатель Общий вес металла в деле '..... В том числе: ' 1 Расход металла в деле на 1 мг геометрической ' Единица измерения мм я • ш ? m ш ш в w к» Показатели по типовым проектам Т-1103 400 364 7 750 8 530 4 4 2,5 3* 17,093 6,423 1,82 2.283 4,528 46,95 Т-1106 2 000 1 920 11 805 15 180 4; 5; 6; 7 - 4; 6 2,5 3* 56.736 (56.989) 21.705 6,856** 8.434 (8,687) 14,625 29,55 (29,67) Т-1107 3 000 3 000 11 825 18 980 4; 5; 6; 7 и 8 4; 7 2,5 3* 82,253 (82,973) 31,364 11,67** 14,373 (15.099) 19,724 27,41 (27,65) Т-1108 3 000 . 4 320 11845 22 790 Б; 6; 7; 8 и 10 5: 8 2,5 3* 115,27 (116,197) 43,56 19,38** 21,235 (22,162) 26,064 22,68 (26,89) * В центральной части около стойки днище усилено вваркой круглого листа диаметром около 2850 мм н толщиной 4 мм. ** Конструкция днища разработана в трех вариантах: с прямым раскроем окрай ков, с окрайками в виде сегментов и с конструкцией для сварки на магнитном стенде. Расход металла подсчитан по варианту с прямыми окрайками. ГГр имечания. 1. Конструкция щитов дана в двух вариантах: для районов со снеговой нагрузкой 100 кг/ла (без скобок) и 150 «в/л8 (в скобках). 2. Затвор осуществлен в двух вариантах: петлеобразный и дисковый. Для подсчетов расхода металла взят петлеобразный затвор. риала (затвор МНИ) и другие подобные устройства. Применение резервуаров с плавающими крышами позволяет значительно,, снизить потери от испарения нефтепродуктов по сравнению с потерями из «атмос- ферных» резервуаров. Стоимость и вес таких резервуа- ров выше примерно на 40% стоимости и весач«атмос-' ферных» резервуаров и на 25% выше по сравнению с резервуарами типа РПД. - Основные характеристики некоторых типовых резервуаров с плавающими кры-' шами, разработанных Гипроспецпромстроем, приведе- ны в табл. 17.7. Типовые резервуары данной серии (кроме приведенных в этой таблице) . имеются также для объемов 200, 700 и 1000 ма (№ типовых проектов соответственно Х-1101, Т-1104 и Т-1105). Кро- ме этого, Среди действующих типовых проектов имеет- ся серия аналогичных разрабртанных Гипроспецпром- строем проектов открытых резервуаров объемом 200, 400, 700, 1000, 2000, 3000 и 5000 м3 с плавающим пон- тоном, но без стационарной кровли, предназначенных для южных районов страны (№ типовых проектов со- ответственно Т-1172, Т-1174, Т-1175, Т-1176, Т-1177, Т-1178 и'Т-1179). Предусмотрена дальнейшая разра- ботка типовых резервуаров объемом 10 000, 15 000 и1 20 000 ж3 отдельно с плавающим понтоном без стаци- онарной юрыши и с плавающим понтоном со стационар- ной крышей. Вертикальные цилиндрические резервуары с газо- вым пространством переменного объема. 1. Резервуары с «дышащей» крышей (рис. 17.13, а) имеют крышу из листов толщиной 3—5 мм, которая в аижнем положении-покоится на колоннах, а при повы- шении давления газов поднимается на 0,25—0,5 м и 8 5 7 /11. ?f&S^ Рис. 17.13. Резервуары с «дышчщей» крышей а — с крышей диаметром, равным диаметру корпуса; б -"• с баллонной крышей; / — крыша в поднятом положении; 2 — крыша в опущенном положении; 3 — опорные стойки; 4 — дыхательный клапан; 5 — водоотводная труба с гид- равлическими затворами / и //; 6 — замерная труба; 7 — люк; 8 —- манометр; 9 — лестница
Гл. 17. Резервуары , [365i увеличивает объем резервуара на 3—5%. Этот допол- нительный объем достаточен только для устранения потерь от «малых дыханий» горючего с невысокой уп- ругостью паров. Расход стали на резервуары с «дыша-' щей» крышей примерно на 10—15% меньше, чем на резервуары с плавающей крышей, но больше, чём на обычные со стационарной крышей на 20—30%. Внут- реннее давление и вакуум у резервуаров с «дышащей» Рнс. 17.14. Резерву*» с подъемной крышей а — вертикальный разрез; Й — схема расположения стабилиза- ционных устройств без показа стропил; / — закрывающееся отверстие для заполнения ги- дравлического затвора; 2 — крыша; 3 — цепь; 4 — закры- тый козырек для предохране- ния затвора;' 5 — обечайка же- лоба; 6— гидравлический за» твор; 7 — стяжная муфта; В •»• тяга-. 9 — верхние направляю- щие ролики; 10 — нижние роли- ки; // — направляющие трубы; 12 — прогоны кровли. 13 - КО- ЛОННЫ; 14 — направляющие тру- бы; 15 — крепление цепей к крыше; 16 — корпус' резервуара; 17 — тяговые стержни и цепи крышей того же порядка, что и v типовых «атмосфер- ных» резервуаров, описанных выше. 2. Резервуары с «дышащей» баллонной крышей (рис. 17.13, б) -имеют большую амплитуду колебаний крыши по сравнению с крышей резервуара, изобра- женного на рис. 17.13, а, вследствие того, что ее диа- метр обычно на 2,5—3,5 м больше диаметра цилиндри- ческого корпуса резервуара. Соответственно этому га- зовое пространство может увеличиваться в объеме на 8—12%. Резервуары с баллонной крышей строятся объемом до 5000 м3 при давлении, порядка 65—100 мм вод. ст. Они могут рационально1 эксплуатироваться при редкой оборачиваемости горючего, а также при длительном неполном заполнении. 3. Резервуары с подъемной крышей применяются « случаях, когда возможна эксплуатация при низких степенях заполнения. Резервуары с подъемной крышей (рис. 17.14) устраиваются по типу колокола мокрого газгольдера. К верхней части резервуара приварива- ется глубокий желоб, наполняемый машинным маслом, в котором помещается вертикальный обод крыши, об- разующий гидравлический затвор между газовым про- странством и атмосферным воздухом.. По окружности затвора делается козырек для предохранения его от осадков и засорения. , Правильное положение крыши при подъеме и опускании обеспечивается стабилизато- ром, имеющим направляющие трубы, ролики, цепные шкивы, цепи и тяги. Верхние н нижние ролики, при- варенные к кронштейнам корпуса резервуара, позво* ляют сохранять строго вертикальное движение напра- вляющих труб. В, крайнем нижнем положении подъемная крыша опирается на стропила. При повышении давления во время нагрева или , заполнения резервуара она от- деляется от стропил и поднимается вплоть до крайнего верхнего положения. Резервуары с подъемной крышей обычно рассчитываются на внутреннее давление 150 мм вод. ст. и вакуум 25 мм вод. ст. Дыхательный или ва- куумный клапан открывается только после того, как подъемная крыша достигает крайних положений, а дав- ление продолжает соответственно подниматься или падать. Сборно-разборные резервуары. Резервуары такого типа применяются на временных и переносных базах наряду с габаритными резервуарами, соединенными в батареи. 1. Каркашо-шитовые сборно-разборные резервуа- ры без болтов объемам 87 и 200 ж3, разработанные Проектстальконструкцией в 1957—1958 гг., рассчита- ны для наземной и подземной установки под низким давлением' примеряв того' же порядка, как у «атмос^ ферных» резервуаров. Резервуар такой конструкции (рис. 17.15) состоит из радиально расположенных по- лурам трубчатого сечения, образующих каркас, и щитов оболочки из листовой стали с горизонтальными рёбрами жесткости, окаймленных полутрубами для лучшего примыкания к полурамам. Полурамы крепятся к верх- нему и нижнему кольцам, укрепленным на стойке, и присоединяются к стойке спицами, расположенными в> несколько ярусов по высоте. После - установки щитов (на резиновых прокладках) между полурамами послед- ние стягиваются стяжными муфтами, расположенными, на стойках полурам по высоте, и спицами (тоже имею-' щими стяжные муфты) —« радиальном направлении. В результате натяжения все щиты зажимаются между полурамами, а для большей герметичности стыков пос- ледние покрываются изнутри полиамитовым лаком. Од- нотипные элементы конструкции взаимозаменяемы в. все элементы рассчитаны на перевозку автотранспор- том. Весовые показатели резервуаров без болтов, со. стяжными спицами и муфтами приведены в табл. 17.8, 2. Бескаркасный щитовой сборно-разборный резер- вуар на болтах со стяжными спицами имеет болтовые (рис 17.16) соединения щитов с обжатыми резиновым® уплотнениями между ними. Предварительное сжатие всей конструкции в целом производится спицами с на- тяжными муфтами. Стыки после сборки н предвари- тельного напряжения конструкций, как и в предыдущем случае, покрываются слоем полиамитового лака. Щиты ограждения выполняются из тонколистовой стали е. отогнутыми краями, образующими систему ребер жест- кости. Форма щитов днища и кровли—секторная; сте- новые щиты — прямоугольные из листов, свальцован- ных по радиусу резервуара. Стеновые щиты имеют до- полнительные ребра жесткости (кроме контурных от
366 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 17.8 Весовые показатели каркасно-щитовых сборно-разбориых резервуаров без болтов I Й 87 200 Веса отдельных элементов в кг о Л ч « X 490 490 и Сй о X S Сй н о 2746 4098 Сй о о. М Сй о н 1405 2865 «9 а S РЭ О a 1320 2520 1 256 474 X с 35 ^_ « s 600 1140 i в- и н ° И 43 43 РЭ и а »н X 3 О 6 860 11 630 i Ё 79 58.15 По 2-2 ¦<1*5Н;$>Э Рис. 17.15. Каркасно-щитовой сборно-разборный резер- вуар объемом 200 м3 без болтов со стяжными спицами и муфтами 1 — центральная стойка; 3 — щиты дннща; 3 — щиты покрытия; # г- стеновые щнты; 5 — полурама из трех отправочных эле ментов; 6 — спицы; 7 — стяжные муфты; 8 — окаймление щита из полутрубы d=76 мм н =8 мм; 9 — резиновый шлаиг, наде- тый иа трубу; /9 — уплотняющий резиновый шнур отгиба) из вваренных полос. Все однотипные элементы конструкций взаимозаменяемы и приспособлены для пе- ревозки на грузовых автомашинах. Конструкция беока(ркасного щитового резервуара в изготовлении проста и весовые показатели таких ре- зервуаров, приведенные в табл. 17.9, свидетельствуют о ряде преимуществ перед каркасными (рис. 17.15). Не- достатком бескаркасных щитовых резервуаров, является большое количество болтов. Опытный вариант резервуа- ра разработан институтом Проектстальконструкция в 1957—1958 гг. Таблица 17.9 Весовые показатели бескаркасных сборно-разборных й а а, h и 83,1 187 519 L it 270 ,270 350 ре: Веса отдель 3 и 3 я н о 1910 2850 6360 ервуаров ных элемен! я о о. к я a 590 1300 4640 3 В 03 X 3 560 1260 4600 51 * га г ™ 3-е- 380 '720 1760 иа болтах ов в кг о о 105 185 350 а» е- и as 40 40 40 « у я и Я о 3 855 6 625 18 100 я* 'х - go а,— 46,4 35,5 35,0 ш_ н ч о «Э О 6 а> 3* ч о 985 1730 3980 3. Бескаркасный щитовой сборно-разборный резер- вуар на болтах со стяжными спицами и стяжными обручами из стальных канатов, разработанный Проект- стальконструкциен в 1957-^1958 гг. отличается от рас- смотренных выше тем, что предварительное сжатие ре- зервуара осуществляется также и обручами из сталь- ных канатов, снабженных натяжными устройствами. Опорная центральная стойка здесь несколько конструк- тивно видоизменена в своей верхней части. Весовые показатели сборных резервуаров приведе- ны в табл. 17.10. Таблица, 17.10 Весовые показатели бескаркасных сборно-разборных резервуаров со стяжными обручами я >> о а <у m at. о, a* fi * ¦? <° _ а. 83.1 187 519 Веса отдельных элементов в кг В л га S а. а f « S'O 3 и 330 331 410 5 а и 3 ей О § ей н о 1940 2890 6389 X ч я о а к Сй о н X 560 1260 4580 к я о Ё 5 560 1260 4580 о о а 03 О га?. и а. 70 100 164 с* С и 290 540 1320 Сй о Е- О 105 187 423 40 40 40 Сй и Ф со • >я X я о 3 895 6 608 17 906 n V И CD X * 2 в S я ^ 46.8 35.4 34.5 я о н ч о о о Сй е 3* X ч о 980 1750 3950 Подземные вертикальные цилиндрические резервуа- ры. При подземном хранении нефтепродуктов величина заглубления днища от поверхности земли обычно огра- ничивается 5—8 м, что для резервуаров объемом до 700—1000 м* позволяет сохранить наиболее рациональ- ные основные размеры их. При объемах, превышающих 1000 м3, высота вертикальных цилиндрических резер- вуаров обычно бывает несколько ниже оптимальной. Преимущества подземных резервуаров заключаются в резком снижении потерь нефтепродуктов от испарения, большей безопасности хранения и пр. Покрытие таких резервуаров обычно поддержива- ется в пролете — стальными стойками (одна стойка у резервуаров объемом до 1000 м3 и система стоек у ре- зервуаров больших объемов). Наиболее типичные схемы показаны на рис. 17.17.
Гл. 17. Резервуары 367 По l-.t ' 3 Рис. 17.16. Бескаркасный щитовой сборно-разборный резервуар объемом 519 м3 на болтах со стяжаыми спи- цами / — центральная стойка; 2 — щиты днища; 3 — щиты покрытия; % 4—стеновые щиты: .5 — спицы; 5 — стяжные муфгы; 7 — борты ч щитов; 8 - ребра жесткости; 9 —уплотнение ¦ из беизостойкой резины; 10 — стальные упоры; 11 — покрытие полиамитовым лаком
370 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 17.11 Основные характеристики типовых сварных горизонтальных цилиндрических габаритных резервуаров с плоскими днищами Объем резервуаров В M3 номи- наль- ный геометриче- ский № типово- го проекта Индексы типоразмеров Максималь- ный наруж- ный диаметр в мм Длина! (габарит) в мм Вес в кг без лестницы с лестницей Расход стали в кг/м3 ое'з лестницы с лестницей 3 10 25 SO 75 100 3,08—3^18 5,43—5,48 10,59—11,56 25.43—27.42 7—02—231 7—02—232 7—02—233 7—02—234 50.28—54,45 7—02—235 7S.45-S3.45 97,59—100,06 7—02—235 7—02—237 <**..*) лЦ.^,Ж.*Ь. 100 140 1 100 ШОР _шо_ 10 ' 10 ' 20 100 100Р 10013 10 ' 10 ' 20 !'5 100 100Р ШОР _100 10 ' I ; 10 ' 20 140 HOP 140Р 140 10 ' 1 "' 10 ! 20 100 100 100Р ШОР 100 140 1 ' 10 ' 1 ' 10 * 20 ' 10 HOP 140Р 140 200 200 1 ' 10 ' 20 ' 1 ' 10 ' 200Р 200Р 200 1 ' 10 ' 10 100 , 100 100Р 100Р 100 1 ; 10 ; 1 ' 10 ; 20 ' 140 HOP 140Р 140 2Q0 10 ' 1 ;' 10 ! 20 ' 1 ' 200 200Р 200Р_ 200' 10 ' 1 ' 10 * 20 100 100Р 100 150 150Р 1 '¦ 1 ' 2 ' 1 ; 1 ; 150 200 200Р 200 2 ' 1 ' 1 ' 2 . 100 ШОР 100, 150 150Р 1 ' ~Т~' 2 ' 1 ' 1 ; 150 200 200Р 200 2 ! 1 * I ' 2 1404 1846 2200 2862—2870 2862—2870 3242—3250 3242-3250 2036—2057 2036—2057 2823—3072 3985—4274 7885—8480 8958—10126 11888—12140 325—326 372—373 44 G—449 500—503 955—991 1013—1049 1700—1826 1772—1898 3076—3267 3148—3339 4099—4417 4151—4499 5177-5291 5259—5373 102,5—105,5 117,3- 81,6- 91,5- 85,2- -120,7 -82,6 -92,5 -90,2 90.2-95.7 64,3—69,5 66,9—72,4 59.4—g3.6 60,7—65,0 52,9—55,9 53,9—57,0 51,9—54,0 52.7—54,9 Для характеристики обозначения каждого типо- размера резервуара после номера типового проекта ста- вится индекс, имеющий вид: числитель числитель Р ¦ . _, или , где буквой Р знаменатель знаменатель обозначается, рулонное изготовление с соединением Ли- стов рулона автоматической сваркой по длинной сто- роне листа внахлестку, а по короткой — в стык с сое- динением продольного замыкающего шва внахлестку со сплошными швами с обеих сторон. Цифра в числителе индекса обозначает применяемую ширину листов (в см); цифра 1 в знаменателе индекса обозначает сое- динение листов корпуса по длинной стороне внахлестку, а по короткой—в стык с присоединением днища к корпусу через окаймляющий уголок (рис. 17.19, н); цифра 10 в знаменателе индекса обозначает соедине- ние листов, как и при цифре 1, но присоединение днища к корпусу через отбортовку без окаймляющего уголка (по рис. 17.19,о); цифра 2 в знаменателе индекса обоз- начает соединение листов в стык в обоих направлени- ях и присоединение днища без отбортовки через окай- мляющий уголок; цифра"20 в знаменателе индекса обоз- начает такие же ооединения листов, как при цифре 2, • но присоединение днища к корпусу через отбортовку без окаймляющего уголка. Опирание резервуаров объемом 3, 5, 10 и 25 м3 осуществляется по рис. 17.18, а, в, г и д, резервуаров объемом 50, 75 и 100 м3 — по рис. 17.18,6, в, г и д. Ре- зервуары имеют внутренние кольца жесткости из угол- ков, свальцованных на обушок и приваренных пером к корпусу. При наземной установке у резервуаров объе- мом 50, 75 и 100 м3 кольца жесткости против отдельных опор усилены треугольными стержневыми диафрагмами из уголков (рис. 17.18,е). При заглублении подземных резервуаров на глубину до 1200 мм от верхней обра- зующей они устанавливаются на сплошное спрофили- рованное основание, при этом все кольца жесткости должны быть усилены треугольными диафрагмами. За- глубление предусмотрено для резервуаров объемом 10, 25, 50, 75 и 100 м3. Основные характеристики типовых сварных гори- зонтальных цилиндрических габаритных резервуаров с плоскими гибкими днищами (1961 —1962 гг.) приведе- ны в табл. 17.11. Для таких резервуаров объемом от 10 до 100 м3 применяется сталь по ГОСТ 380—60 марки В Ст. Зкп для сварных конструкций по п. 17 и с допол- нительными гарантиями загиба в холодном состоянии по п. 19,д ГОСТ 380—60, Для резервуаров объемами 3 и 5 ^де3 допускается применение стали марки М Ст. Зкп, поставляемой с гарантиями только по химическому со- \
Гл. 17. Резервуары 371 ставу (по группе Б) по ГОСТ 380—60 с дополнитель- ной гарантией свариваемости согласно п. 17 и загиба в холодном состоянии согласно п. 19 д. Механические качества сварных соединений при ручной или автоматической сварке должны быть не ни- же предусмотренных для сварки стали марки Ст. 3 элек- тродами типа Э42 по ГОСТ 9467—60. В 1961 г. выпущена также серия типовых резервуа- ров объемами 25, 50,^75 и 100 мъ с пологими кониче- скими днищами; номера типовых проектов 7—0,2—134 КД; 7—02—135 КД; 7-02-136 КД и 7—02—137 КД (рис. 17.19, л им). Создается новая серия проектов ана- логичных типовых резервуаров с эллиптическими и Ко- робовыми штампованными днищами двоякой кривизны и проекты резервуаров из грфрированных листов умень- шенной толщины (до 2—3 мм). Резервуары больших объемов. В ряде случаев нашли применение горизонтальные цилиндрические ре- зервуары значительных объемов (порядка до 1000 м3), работающие под давлением 2—20 кг/см2 (для хранения сжиженных газов: легких фракций бензина, бутана, пропана, азота и др.). У резервуаров значительных объемов применяются кольца жесткости. На опорах ста- вятся усиленные кольца жесткости, имеющие тавровое, уголковое, швеллерное или коробчатое сечение. В. КАПЛЕВИДНЫЕ Типы. Каплевидные резервуары могут быть трех ос- новных типов: 1) круглые в плане в виде осесимметрич- ных тел вращения; 2) вытянутые цилиндрические капли одинарной кривизны с прямолинейной продольной осью (каплевидные цилиндры); 3) вытянутые капли двоякой кривизны с криволинейной продольной осью. Круглые осесимметричные каплевидные резервуары. Оболочка такого резервуара при одновременном воз- действии гидростатического давления и давления па- ров, для которых установлены ее размеры и форма, имеет постоянное поверхностное натяжение вО всех точ- ках и в любом направлении по поверхности и поэтому для этих нагрузок является теоретически оптимальной геометрической формой резервуара. Однако экономич- ность каплевидных резервуаров снижается дополнитель- ным расходом стали на местные усиления при других загружениях (частичном наливе, отступлении от рас- четного давления в газовом пространстве, нагрузке от ветра, снега, температуры и др.). Недостатком явля- , ется сравнительная сложность изготовления и монтажа. Эти резервуары, рассчитанные с учетом гидростати- ческого и внутреннего давления, несут при равных объемах в два-раза большую нагрузку, чем вертикаль- ные цилиндрические «атмосферные» резервуары. При этом вес их ) больше веса «атмосферных» резервуа- ров примерно на 40%, а стоимость на 130%. Послед- няя практически окупается (за счет сокращения потерь нефтепродуктов) для резервуаров объемом от 2000 до 6000 м3 в течение первых 2—3 лет эксплуатации. Построенные в форме осесимметричной капли ре- зервуары обычно имеют объемы в пределах до 6000 м3, исходя из средней несущей способности грунта при нагрузках от гидростатического давления, внутреннего даиления, постоянных нагрузок и снега. Высота резер- вуара при объеме 6000 м3 достигает 12—15 м. Рацио- нальный верхний предел внутреннего давления в газо- вом пространстве для таких резервуаров примерно равен гидростатическом,у давлению у днища (.1,2—1,4 кг/см2). При более высоких давлениях или соответственно при хранений относительно легких жидкостей рационально переходить на шаровые формы резервуаров, так как в этом случае вертикальное осевое сечение капли плоско- стью приближается к форме круга и капля стремится к форме шара. Вакуум .обычно допускается из условий устойчивости оболочки (0,02.—0,04 кг/см2). Каплевидные осесимметричные резервуары строятся с каркасом или без-пего Исходными данными для определения геометриче- ской формы и основных размеров таких резервуаров служат геометрический объем (V) и исходная расчет- ная нагрузка (расчетное гидростатическое давление при Рис. 17.20. Расчетная схема капле- видной оболочки вращения при за- гружеиии внутренним давлением га- зов и гидростатическим давлением \ предельном заполнении плюс максимальное давление в газовом пространстве). На-первом этапе проектирова- ния другие нагрузки и загружения условно не учиты- ваются, как менее влияющие на выбор основных раз- меров и формы, а учет их производится в дальнейшем при детальном расчете резервуара. Расчетная схема для определения формы и основных размеров капле- видного резервуара при исходных расчетных нагрузках показана на рис. 17.20, на котором приняты обозна- чения: Г\— радиус кривизны поверхности в меридиональном направлении (в плоскости чертежа) на уровне е координатой г; г2—радиус конического сечения, т. е. кривизны по- верхности в кольцевом направлении на уровне с координатой г; г —радиус кольцевого сечения плоскостью нормаль- ной оси Ог на уровне с координатой г, равный r=r2oos Р; Р—угол наклона радиусов Т\ и п к оси Ох; ТI— поверхностное натяжение на единицу длины, равное Т= Ь а , где 5 — толщина оболочки, а— напряжение; р — давление в газовом пространстве; У — объемный вес жидкости; А —давление в газовом пространстве, условно вы- раженное через высоту столба хранимой жид- кости, равное л= ;—;]
..в)Л.л,, 20 сэ Сэ сз Г кг it» 1800 IkOQ Сэ Сз Сз Сз Сэ сэ Сэ Сз «о Сэ Сэ Сэ т Сэ Сэ Сэ см <±э Сэ Сэ Сэ Сэ сз Сэ СЗ Сэ СЭ Сэ Сэ Сэ СЭ Сэ сэ ¦» со ем СЧ1 CN* CM DS V, н • 6) s,*h 6000* 5000 X . too о 3000 сэ сэ сэо Сэ Сэ СэСэ Сэ Сэ Сэеэ Сэ ¦» Со csl *- — — «SJ М <М г-э Рис. 17.21. Номограммы для расчета осесимметричных каплевидных резервуаров о — для определения и, Н и Т: б — для определения D и S
Гл. П. Резервуары 37S Н — высота каплевидной оболочки; D — наибольший диаметр каплевидной оболочки (эк- ваториальный диаметр); d —- диаметр плоского основания каплевидной обо- лочки. Для каплевидной оболочки при исходных расчет- яых нагрузках (рис. 17.20) уравнение равновесия имеет вид Лч-i-. ун+р y(H + hy (17.12). При подстановке в уравнение (17.12) выражений ра- диусов кривизны получается очень сложное дифферен- циальное уравнение поверхности, а поэтому построение контура резервуара и определение основных его разме- ров производят приближенным графоаналитическим ме- тодом с использованием на первом этапе для'определения основных параметров резервуара приближенных номо- грамм, приведенных на рис. 17.21. &7(Ь*г»)\Г Рис. 17.22. Построение очертания оболочки осе- симметричного каплевидного резервуара гра- фоаналитическим способом Проектирование целесообразно вести в следующей последовательное™: 1) задаться объемом резервуара V, объемным ве- сом жидкости V и наибольшим возможным значением р давления в газовом пространстве р или величиной h=—• ' ' . х . Y Расчетную схему при расчетных нагрузках принимать по рис. 17.20; 2) по номограмме рис. 17.21,а, в зависимости от V я h, определить коэффициент формы резервуара h h , i"s="~77 и величину п= —. Далее по той же номограмме п I п определить Т=Ь а и назначить величины напряжения о И ТОЛЩИНу ОбоЛОЧКИ S; 3) по номограмме рис. 17.21,6, в зависимости от V я п, определить наибольший экваториальный диаметр D, поверхность оболочки S и еще раз высоту Н (для проверки)" 4) определить диаметр плоского днища резервуара (рис. 17.20) по формуле V AH + h) ' (17.13) 5) построить очертание оболочки по точкам, начиная сверху от точки О, в следующем порядке, (рис. 17.22): разбить эпюру исходных расчетных нагрузок на ряд участков по высоте (достаточно через 0,5—1 м) и най- ти средние значения нагрузок (<??р =у(й + г^р ); затем по средним" нагрузкам найти для каждого участка ме- ридиональный и кольцевой радиусы кривизны ги и Гц (описываемым ниже способом) и по ним строить геомет- рическое очертание резервуара. Кривые на смежных участках имеют общую каса- тельную, и центр меридиональной кривизны каждого участка с радиусом пг должен быть расположен на линии радиуса, предыдущего участка, т. е. на радиусе Г|{_] ; все центры кольцевой кривизны лежат на оси симметрии оболочки, откуда для первого участка г„-г„=. 1-1-1-1'. Из условия последнего равенства', воспользовавшись уравнением (17.12), можно определить для первого уча- стка значения гц=гг\. Радиусом Гц вычерчиваем дугу 0—1. Для второго участка в точке 1 Г21 = г22 (величина, уже определенная для предыдущего первого участка). Далее определяем по формуле (17.12) величину Гц и от- кладываем ее на радиус ги от точки /; получаем при этом точку 2 на линии /*— /, -которая является центром мери- диональной кривизны" второго участка. Затем радиусом /—2 описываем дугу /—2. Радиус кольцевой кривизны в конце второго участка находим графически путем продления линии 2—2 до пересечения с осью симметрии в точке 2'. Линия 2—2' будет радиусом кольцевой кривизны в конце второго участка и в начале третье- го участка. Хаким способом построение продолжаем до тех 'пор, пока касательная к контурной кривой ста- нет горизонтальной и совпадет с линией плоского дни- ща, а радиус меридиональной кривизны займет верти- кальное положение (по рис. 17.22 он попадает своим концом в точку 7). Последним участком для построения оказался шестой. Между точками 7 (рис. 17.22) располагается плос- кое днище диаметром d, крторое при конструирования следует сделать с небольшим уклоном к центру. Конт- роль правильности построения производим по опреде- ленным ранее основным характерным точкам контур- ной кривой и основным размерам резервуара. Огибаю- щую центров меридиональной кривизны при достаточно большом количестве участков эпюры нагрузки и дуг контурной кривой можно считать эволютой кривой ме- ридионального сечения; у 6) произвести проверку и усиление оболочки, полу- ченной из условия исходны'х расчетных нагрузок на другие возможные случаи загружения и другие перечи- сленные выше нагрузки. Затем рассчитываются и конст- руируются олоры и другие конструктивные элементы ре- зервуара. , - Здесь ограничимся несколькими примерами другого загружения, отличного от исходных расчетных нагру- зок. Пример 1. Резервуар почти опорожнен и действует только нагрузка от внутреннего давления газов. Усилия оболочки Г=Ьо только от внутреннего давления #•
374 Раздел IV. Стальные листовые конструкции определяются по формулам: меридиональные усилия 7\ = 2 кольцевые усилия Т2 = рг% 1 — ¦-Y. 2/" х) (17.14). (17.15) никновение изгибных напряжений. В нижней зоне резервуара поэтому обычно делают опорные кольца (рис. 17.24.а) с местным утолщением оболочки в 1,5— 3 раза по сравнению с величиной, определенной для ис- ходных расчетных нагрузок. Расход металла да опорное кольцо и утолщение оболочки в нижней зоне составля- ют 15—20% от общего веса конструкции резервуара. Экваториальные опоры, показанные на рис. 17.24,6, бо- лее рациональны с точки зрения расхода металла в Эпюра усилий от внутреннего давления показана на рис. 17 23,а. Пример 2. Резервуар загружен до верха одним гид- ростатическим давлением при отсутствии газового дав- ления. Здесь / Ti=-f-(ra-rt); (17.16) (17.17) где лв==гц==Гг1—радиус кривизны в верхней точке. Эпюра усилий для гидростатического давления по- казана на-рис. 17. 23,6. Из эпюр, приведенных на1 рис. 17.23, видно, что при раоомотренных выше загружениях (примеры 1 и 2) возникают большие, стремящиеся к бесконечности уси- лия оболочки в нижней опорной зоне, с переменой зна- ка на сжатие, что показывает на фактическое воз- Рис. 17.23. Эпюры усилий оболочки осесимметричныа каплевидных резервуаров при частных загружениях а — загрузка одним внутренним давлением Р; б — загрузке одним гидростатическим давлением iH ч Рис. 17.24. Осесимметричный каплевидный резервуар объемом 2000 мъ а — с опорным кольцом; б — с экваториальной опорой
Гл. 17. Резервуары 375 условий работы резервуара. Однако они до настояще- го времени не применяются в отечественной практике вследствие значительного удорожания фундаментов и некоторого усложнения монтажа. Критическое напряжение оболочки резервуара при вакууме определяется по формуле для сферической оболочки ра, что вытекает из основных свойств каплеобразной формы. Конструкции достаточно просты в производстве и могут изготовляться рулбнным способом. Торцы ре- зервуара могут быть образованы в результате пересе-, чения под прямым углом двух цилиндрических капле- видных оболочек или в виде конструкции" на каркасе или плоской гибкой мембраны. Рациональное избыточное давление в газовом про- икр = 0,1 (17.18) странстве составляет 0,3—1,4 кг/см2 при вакууме по- гще г в — >радиус кривизны верхней зоны. Внутренний каркас у каплевидных сферических ре- зервуаров делается не всегда. В основной работе обо- лочки он не участвует и может иметь значение только для частных не ис- ходных загружений. Комбинированные осесиммет- ричные каплевидные резервуары. Пригруженные каплевидные резервуа- ры. Схема рассматриваемого резер- вуару показана на рис. 17.25,а. При- грузка . позволяет увеличить объем каплевидного резервуара примерно до 16 000 м% тогда как из условия огра- ничения высоты резервуара порядка 12—15 м у каплевидных резервуаров без пригрузки* объем ограничивался величиной 6000 м3. Высота пригру- женных резервуаров, даже при боль- ших объемах, находится в пределах 10—13 м. Такие резервуары рацио- нально применять при давлениях до 1 кг/см2 и вакууме до 0,03 кг/см2. Пригруженные резервуары эффек- тивны с точки зрения расхода стали на единицу объема за счет того, что .внутреннее давление при расчетных нагрузках уравновешивается частич- , но или полностью пригрузкой. При этом соответственно разгружается оболочка резервуара. Технико-эконо- мические показатели по расходу ста- ли достаточно "хороши. Так, при объ- емах 6000—16 000 м3, внутреннем давлении 0,4 кг/см2, у =1 т/м3 и ва- кууме 0,03 кг/см2 расход стали на единицу объема составляет 13 — 15 кг/ж8. Многоторовые резервуары. При объемах более 6000 м3 в целях сни- жения высоты каплевидного резерву- ара могут также применяться много- торовые резервуары, состоящие из системы пересекающихся каплевид- 'ных оболочек,, усиленных каркасом. Рациональные объемы резервуаров находятся в пределах от 6000 до 25 000 м3, причем внутреннее давле- ние равно 0,3—1 .кг/см2, а вакуум около 0,03 кг/см2. На рис. 17.25,6 по- казана схема многоторового резер- вуара объемом 10 000 м3 конструк- ции ГПИ Гипроспецнефть. Цилиндрические каплевидные ре- зервуары. Оболочки этих резервуаров при исходных расчетных нагрузках имеют вдоль направляющих постоян- ное натяжение во всех точках конту- рядка 0,03 кг/см2. Рациональная высота резервуара до 12—13 м. Объемы могут быть большими (порядка 15 000—25 000 м3), так как в длину капля может быть вытянута до значительных размеров. В пределах ука- Груз 777777Я777777777,777777777777777777. Рис. 17.25. Схемы комбинированных осесимметричных каплевидных резервуаров а — пригружеиные каплевидные резервуары; б — многоторовый резервуар объемом 10 000 л3; / — план стропил; 2 — план нижних колец жесткости 4 — стойки из труб; 5 — фермы и связи каркаса; опорное кольцо; центральная стойка
376 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 17.15 Основные характеристики цилиндрических каплевидных резервуаров Тип резервуара По рис, 17. 2б,а По рис. 17. 26,6" Показатель Поверхность S . , . . , S V ' Вес ребер ^Расход стали на едини- S Ч"Т- • Всего Расход стали на едини- Едииица измерения Чм т кг\и? и? 11м т кг/м? 0 530' 306 , 0,578 7,6 • 4,4 12 22,7 2325 964 0,415 31,8 11,7 43,5 18,7 6,9 890 491 0,552 12,2 . 7,4 19,6 22 3395 1287 0,379 42,5 17 59,5 17,9 При длине цилиндрической части 13,8 | 21,7 1250 676 0.54 16,8 10,4 27,2 21,8 4465 1610 0,361 53,2 22,4 75,6 17 1610 861 0,535 21,3 13,4 34,7 21,6 5535 1933 0,350 63,9 27,7 91,6 16,6 27,6 1970 1046 0,53 25,9 16,3 42,2 21,4 6605 2256 - 0,341 74,6 33 107,6 16,3 35,5 2330 1231 0,528 30,4 19,3 49,7 21,3 7675 2579 0,335 85,3 38,4 123,7 16,15 42,4 — —- - ¦ 8745 2902 0,333 96 43,7 139,7 16 h 49,3 -.- — — - 9815 3225 0,328 106,7 49,1 155,8 15,9 56,2 - — - ' - 10 885 3 548 0,326 117,4 54,4 171,8 15,8 Л 63,1 - — — - 11 955 3 871 0,324 128,1 59,8 187,9 15,7 о) ' 4F Пс S5S о ¦ 0, 1-1 ^^Чч г 9500- ш 3 I 1 ш > 0 h План z1 L„^ < * \ о 7J0 Г / 85 5L 2. План 21 1 <Ч) 6 f 55С ¦ , т *;.-. f\ V -»_ по г ¦ г к гу л^о / ее П100~ ! *^/ »• од занных давлении' такие резервуары должны иметь су- щественные преимущества по весовым показателям в" сравнении с горизонтальными круговыми цилиндриче- скими резервуарами. Некоторые характеристики рассматриваемых резер- вуаров, полученные Проектстальконструкцией на стадии проектного задания, приведены в габл. 17.12; соответст- вующие схемы—.на рис. 17.26. Данные в табл. 17.12 от- нцеятся к резервуарам для жидкости с объемным весом 1 г/ж3 и внутренним давлением 0,4 кг/см2. Допускаемое напряжение принималось в соответствии с действовав- шими нормами по сварным швам 1о]ш =1085 кг/см2. Построение очертания каплевидного цилиндра ана- логично описанному выше для круглой капли со схе- мой на рис. 17.22. Так же задаются исходной расчетной нагрузкой, разбивают ее на участки и усредняют значе- ния нагрузок на каждом участке. Построение ведут последовательно по участкам сверху вниз, начиная от точки О, (рис. 17.22), Центр кривизны первого участка лежит на оси сим- , метрик, а каждого последующего участка — на радиусе предыдущего, что вытекает из того, что на стыке участ- ков кривые имеют общую касательную и, следователь- но, радиусы их лежат на одной оси. Значения радиусов кривизны для каждого участка можно определить по формуле Т Т г, = —-=— — . (17.19) Я? y[h+t?) Для проварки построения можно использовать сле- дующие выражения. Рис. 17.26. Схемы цилиндрических каплевидных резер- вуаров а — резервуары с оболочкой толщиной 3 мм для объемов 530—2330* л3; б—резервуары с оболочкой толщиной 4 мм дл» объемов 2325—11 955 м* X . '
Гл. 17. Резервуары 377 Расстояние от вершины резервуара (трчка О) до наибольшего экваториального диаметра D (где абсцисса х имеет наибольшее зна'чение) ' гх макс — v 7) + ¦ 2Т (17.20) высота резервуара " = 2макс = fY№r ™ радиус плоского днища d ур Цр+YH) ' (17.22) где F — площадь поперечного сечения капли, вычисляе- мая графоаналитическим способом. Расстояние от днища резервуара до центра тя- жести площади поперечного сечения -"-¦И xzdz . (17.23) Периметр s очертания капли может быть опреде- лен из уравнения (s — 2VkF) T=yF /?-) (17.24) Уравнение (17.24) составлено для Цилиндрической капли, лежащей на горизонтальной несмачиваемой пло- скости (S-Sa)T = yV{a0— а) , (17.25) где 5—поверхность капли; S0—минимальная поверх- ность тела, равновеликого капле с учетом гра- ничных условий (например, для осесимметрич- ной капли S0 .будет поверхностью шара); Т — величина поверхностного натяжения; Y—объ- емный вес жидкости; V — объем капли; а—рас- стояние центра тяжести капли от горизонталь- ной плоскости основания; а0 — то же, для тела .минимальной поверхности. Г. ШАРОВЫЕ Эти резервуары применяются для хранения жидко- стей, сжиженных газов и газов под большим давлени- ем. Рациональная величина давления, определяющая область применения шаровых резервуаров, при хране- нии жидких материалов должна значительно (не менее чем в 2 раза) превосходить гидростатическое давление- внизу при полном наливе.- Обычно такие резервуары* применяются для внутренних давлений от 2 кг/см2 и вы- ше. Наиболее распространено применение шаровых ре- i зервуаров объемами 400—1000 жЗ, а при больших дав- лениях— объемом до-2500 м?. Схемы резервуаров для жидкостей объемом 600 и 1000 мЗ при давлении соот- ветственно 2 и 6 кг/см2, разработанных Гипроспец- нефтью, показаны на рис. 17.27. При давлении 2 кг/см2 опирание принято эквато- риальным на колонны двутаврового сечения, располо- женные на. равных расстояниях (рис. 17.27.а), а при давлении 6 кг/см2 (значительно превосходящим гидро- статическое) -г- кольцевое опирание (рис. 17.27,6). ^Оболочка резервуара (рис. 17.27, а )имеет толщи- ну 8—10 мм и весит 35 т (расход стали 58,5 «г/ж3). Наиболее часто применяемые способы раскро'я листов оболочки показаны на рис. 17.27. При меридионально- параллельном раскрое (рис. 17.27, б, ,г) получается большее число разнотипных деталей (по сравнению с раскроем, показанным на рис 17.27, в), но упрощается монтаж сосудов. При раскрое листов оболочки, пока- занном на рис. 17.27, в, за основу рассечений прини- Таблица 17.13; Основные характеристики шаровых резервуаров Проект sg и — Л / н и . н t-. go °s С, 3 = ь Я о о. в " 3 а о с н П р Объем в м3 (в, скобках диаметр в ммЛ 600 (н) (10 500) 1 000 (н) (12 432) Р е 600 (н) 640 (г) (10 704) 1 ОГО (н) 1 016 (г) 600 (н) 640 (г) 1 000 (н) 1 016 (г) имечаиие. Объемный вес жид- кости в TJM3 0,64 0,64 Внутрен- нее давле- ние р в кг/см' 4,5 3 Толщины поясов, считая сверху, в мм 1-й (верх- няя сфера) 14 16 12 14 12 14 14 16 5-й 14 16 6-й( 14 16 7-й (ниж- няя сфера) 14 16 Вес в кг оболочки 35 834 58 500 опоры 9 500 14 937 всего 45 334 73 467 Расход стали в кг1м" на обо- лочку 59,8 58,5 зервуары из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст. 3 0,64,- 0,64 3 3 11 13 11 13 12 14 13 15 13 15 13 15 13 15 35 720 56 780 6 800 12 190 42 520 68 970 55,9 55.8' Р_е зервуары из стали повышенной прочности марки 14Г2 0,64 0,64 3 3 10 11 10 и 10 12 11 13 11 13 11 13 11 13 30 370 48 970 6 800 (Ст. 3) 12 190 (Ст. 3) 37 170 61 160 47,4 48,0 В скобках (н)^-номинальный объем; (г)—геометрический объем. всего 75,5 73,47 .66,7 68,0 58,0 60,2
. _ - -.•¦¦- j ¦ 378 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Рис. 17.27. Схемы конструкций шаровых- сферических резервуаров а — объемом 600 м* для жидкости под давлением 2 кгюм' с меридионально-параллельным раскроем оболочки и с экваториаль- ным опиранием в 10 точках; б — объемом 600 м" для жидкости под давлением 6 кг,см? с меридионально-параллельным раскроем оболочки и со сплошным кольцевым опиранием . внизу; в — раскрой листов оболочки резервуара при помощи больших кругов, проходящих через ребра вписанного куба; г—раскрой листов оболочки резервуара из укрупненных элементов (толщина листов 24 мм); 1 — узел дыхательной арматуры; 2 — поплавковый указатель уровня; 3 — при- бор для замера уровня н температуры продукта, а также для отбора проб; 4 — быстродействующая задвижка; 5 — прием- ный и раздаточный патрубок; 6 — дренажный кран маются большие круги, проходящие через ребра впи- санного куба; при этом получается 6 одинаковых квадрантов, ограниченных оплошными линиями. Дальней- шее членение каждого квадранта зависит от размера стальных листов (показаны пунктиром). Раскрой мож- но считать удовлетворительным, если отходы не превы- шают 5—8% листовой стали, затрачиваемой на конст- рукцию оболочки. i Оболочку' шаровых резервуаров в целях экономии стали рационально изготовлять из стали повышенной прочности. При ручной сварке оболочки применяются V-образные швы, свариваемые в нижнем положении. В настоящее время освоена автоматическая сварка значи- тельной части швов шаровых резервуаров. В 1960 г. Гипроспецпромстроем запроектирован ша- ровой резервуар объемом 600 м3 для хранения легких нефтепродуктов и газов под давлением 6 кз/см2 из- уг- леродистой стали 3 обыкновенного качества, отли- чительной особенностью которого является значительный процент применения автоматической сварки, а также применение раскроя из крупных листов (17.27, г). Основные показатели этого резервуара: диаметр —> 10 548 мм; вес —65 т; количество элементов (лепест- ков) заводского изготовления'— 26 шт.; протяжен-
Гл. 17. Резервуары ( / v 379 ность сварных швов—200 пог. м; автоматическая сварка составляет 40%; длина одного штампованного лепестка — 6500' мм; ширина лепестка минимальная — 960 мм; максимальная — 2760 мм; площадь лепестка — 13,8 мг; вес лепестка — 2542 кг; толщина листов —¦¦ 24 мм, одинаковая для всей оболочки; радиус сферы — 5254 мм. В таил. 17.13 приведены некоторые данные о ша- ровых резервуарах для жидкого , азота по прректу ГИАПа 1956. г. (тип резервуара, аналогичный показан- ному ра рис. 17.27, а) и типовым проектам института Проектстальконструкция 1960 г. для жидкого аммиака Усилия в сечениях шаровых оболочек на единицу длины сечения (Г= <з5) определяются от равномерного внутреннего давления р при радиусе оболочки г Ц = Т\=~ , (17.26) от гидростатического давления при равномерном опи- сании по экваториальному кольцу:: ^=Ит*тН+гтЫ]: (17-27) т^гчЦ^тЬ^-ттЬ,)]' (17-28) где Y—объемный вес жидкости; <р— уГол наклона радиуса рассматриваемой точки к вертикальному диаметру,-отсчитываемый для верхнего полушария от верхнего полюса, а для нижнего — от нижнего полюса. В формулах (17.27) и (17.28) знак (—) перед круг- лыми скобками относится к верхнему полушарию, а знак ( + ) —к нижнему полушарию. Согласно этим фор- мулам имеем: у верхнего полюса при^<р=0 Т\ = Т2 = 0; г r2Y у экватора, сверху экватора при <р=90° Tj = —; Тг . 5г»у. 2 - 6 * . 5r2y r2v то же, снизу экватора при<р=90° Т[=——; Г?= ; у нижнего полюса при <р=0 ^Т = ^2 = r2Y ¦ Д. РЕЗЕРВУАРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Типы резервуаров рассматриваемой группы могут быть весьма разнообразными в зависимости от их на- значения. В качестве примера на^рис. 17.28 показаны построенные в США резервуары объемами 113 м3 для сжиженных газов под давлением 17,5 кг/см3. Резервуары разделены на непроницаемые отсеки для возможности хранения в каждом отсеке различных материаловаМуль- тицилиндрический резервуар (рис. 17.28, а) состоит из четырех цилиндрических оболочек со сферическими дни- щами, объединенных в одну систему. Мультисфериче- ский резервуар (рис. 17.28,6) состоит из соединенных в одну систему сферических оболочек; такой резервуар значительно экономичнее мультицилиндрического, так как оболочка двоякой кривизны' обладает большей не- сущей способностью и жесткостью, чем оболочка оди- нарной кривизны. , • ^ В качестве резервуаров' специального назначения мо-. гут также применяться вертикальные цилиндрические ре- зервуары небольшого диаметра (по сравнению с высо- той), расчлененные криволинейными или плоскими ди- афрагмами на отсеки (этажи). При этом гидростатичес- кое давление нарастает не по всей высоте, а только в пределах каждого отсека, К числу резервуаров специ- ального назначения относятся различные вертикальные Рис. 17.28. Резервуары специаль- ного назначения а — мультицилнндрический; 6 — муль- тисферический и горизонтальные резервуары высокого давления и не- большого объема со сферическими и коробовыми днища- ми типа котлов, рессиверов и др. Е. РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ВОДЫ Вертикальные цилиндрические резервуары на водона- порных башнях строятся с плоскими или выпуклыми днищами. Плоские гибкие днища обычно располагаются на балочных клетках. Однако для резервуаров диамет- ром до 5—6 м можно применять плоскую гибкую мем- брану без балочной клетки с кольцом жесткости по кон- туру примыкания мембраны к цилиндрическому корпу- су. Типы выпуклых днищ, приведенные на рис. 17.19, мо- гут применяться для водонапорных резервуаров на ба- шнях. Рационально также применение сфероцилиндри- ческих днищ в виде части сферы, сваренной из не- скольких секторов одинарной кривизны. Аналогичные конструкции в применении для покрытий резервуаров под давлением'описаны выше и показаны на рис. 17.6. Конструкции наиболее характерных водонапорных бесстоечных резервуаров — башен (гидрорезервуаров) показаны на рис. 17.29. Весовые показатели гидрорезер- вуаров приведены в табл. 17.14. В гидрорезервуарах средних объемов (порядка 5000 ж3), применяемых на промышленных предприятиях, при небольших диаметрах центральной цилиндрической стойки применяют дополнительную систему колонн и связей для поддержания по контуру верхнего уширен- ного цилиндрического резервуара. В специальных случаях по условиям технологическо- го процесса применяются водонапорные башни е двумя и тремя резервуарами.
380 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Т а б л~н ц а 17.14 Весовые показатели гидрорезервуаров *" - Тип по рнс. 17. 29, а по рис. 17. 29, б Объем воды в мя 300 (в том числе напор- ный—50; ПО-, жарный—250) 3 000 Расход стали в кг на покрытие на стенки на кольца жесткости на днище 17 200 17 117 122 066 \ 5 568 7 754 па площад ки награж- дения на лестницы на люки 8 340 1574 1 241 ' 157 всего 25 540 157 473 Расход стали в кг;м3 85,1 52,5 °) Рис. 17.29. Типы гидрорезервуаров (бесстоечных водонапорных башен-резервуаров) а — вертикальная цилиндрическая башня-резервуар; 6 — комбинированная башня-резервуар большого объем»
Гл. 17. Резервуары 381 , Ж. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ФОРМ Улучшение эксплуатационных условий. В настоящее время определились следующие основные типы резервуат ров и вспомогательных устройств, отвечающие целям обеспечения рациональной эксплуатации их и макси- мального сокращения потерь от испарения нефтепро- дуктов: ¦ 1) резервуары с повышенным давлением в газовом пространстве; 2) подземные резервуары; 3) резервуары с плавающей крышей, предназначен- ные для эксплуатации при повышенной оборачиваемости нефтепродуктов; 4) резервуары с переменным объемом газового про- странства (с «дышащей» и подъемной крышей); 5) устройства для улавливания паров горючего и объединение тазовых пространств группы резервуаров в одну систему (газовые обвязки); 6) резервуары низкого давления (до 200 мм вод. ст.), так называемые «атмосферные резервуары» для хране- ния нелетучих мало испаряющихся продуктов. Наиболее эффективными являются резервуары, ука- занные в п. 1 и 2; резервуары, приведенные в п. 3, ог- раничиваются областью оперативного применения с ча- стой оборачиваемостью продукта; резервуары, отмечен- ные в п. 4, при достаточной сложности имеют ограничен- ную область применения и не относятся к числу наиболее эффективных с точки зрения предохранения от потерь (особенно от больших дыханий); устройства, приведен- ные в п. 5, являются весьма рациональными и сущест- венно снижают потери нефтепродуктов из различных типов резервуаров, а применение их в сочетании с ре- зервуарами, названными в п. 1 и 2, дает достаточно эффективное решение задачи борьбы с потерями нефте- продуктов. ¦ ' Снижение стоимости строительства. Направления, способствующие снижению капитальных затрат, эконо- мии материалов и снижению трудоемкости возведения резервуаров за счет создания наиболее эффективных кон- струкций, лучшего использования несущей способности материалов, а также за счет применения новых и вы- сокопрочных материалов, равнопрочных соединений и улучшения методов изготовления и монтажа конст- рукций перечисляются ниже: 1) внедрение высококачественной и в первую оче- редь автоматической сварки при равнопрочных сварных соединениях с основным металлом, что может дать эко- номию стали в размере 5—15%; 2) использование равнопрочных оболочек и в первую очередь оболочек двоякой кривизны, одинаково напря- „женных по основным направлениям (каплеобразные, шарообразные и др.); 3) применение предварительно напряженных конст- рукций и конструкций с регулируемым напряжением;. 4) проектирование ступенчатой передачи усилий (на- пример, двуотупенчатой) с повышенным напряжением первого конструктивного элемента из числа восприни- мающих нагрузку. После того как деформация повышен- но напряженного элемента достигает заданного значе- ния, первый элемент должен опереться на второй (под- держивающий) конструктивный элемент, который вос- принимает оставшуюся часть нагрузки и работает с нор- мальными запасами прочности. Ступенчатая передача сил в сочетании с рациональным подбором качества и профиля применяемой стали позволяет достигнуть зна- чительной ее экономии. Примерами конструкций со сту- пенчатой передачей усилии могут служить: а) двухслой- ные оболочки резервуаров с зазором между ними, при этом внутренняя оболочка повышенно напряжена, а на- ружная работает с обычными запасами прочности; б) каркасно-сетчатые резервуары с повышенно на- пряженной тонкой оболочкой, опирающейся на каркас (или сетку) из высокопрочной проволоки, работающей в качестве поддерживающей конструкции. В этом слу-. чае каркас вертикальных цилиндрических резервуаров может состоять из стоек, выполненных из легких гну- тых или штампованных профилей, и обручей из высоко- прочной проволоки (возможно регулирование напряже- ний) . У каплеобразных и некоторых других подобных резервуаров каркас может быть в виде гибкой сетки из высокопрочной проволоки, что в свою очередь дает экономический эффект за счет расширения области применения высокопрочных материалов; в) стержни и колонны могут проектироваться из двух элементов: повышенно напряженного и поддержи- вающего и др. 5) более широкое применение висячих растянутых конструкций взамен изгибаемых и гибких сжатых эле- ментов; 6) расширение внедрения сталей повышенной проч- ности и высокопрочных сталей; 7) использование резервуаров больших объемов, по- скольку с увеличением объема снижается относительный расход стали на единицу объема; 8) внедрение подземных резервуаров без казематов, особенно траншейных из модульных секций с передачей на грунт гидростатического давления и уравновешива- нием внутреннего давления засыпкой; 9) использование веса грунта для заанкеривания против внутреннего давления и восприятия распора; ,10) более полное применение существующих типов . резервуаров, с использованием до предела всех возмож- ностей, заложенных в их конструктивной форме, напри- мер, многие эффективные типы резервуаров повышен- ного давления, после пр'оверки расчетом и в необходи- мых случаях соответствующего усиления отдельных узлов могут быть применены для более высоких давле- ний по сравнению с теми, для которых они используют- ся в данное время; 11) применение комбинированных конструкций из различных материалов (например, из стали со сборным- железобетоном, пластмассами и др.) с искусственным ре- гулированием напряжений; 12) внедрение алюминиевых сплавов; 13) совершенствование эффективных методов изго- товления и монтажа (метод сворачивания, щитовые по- крытия и др.); 14) типизация и упрощение конструктивных форм; 15) унификация размеров резервуаров и заготовок их элементов; 16) создание типовых деталей щитовых покрытий, стеновых ограждений, рулонных заготовок, анкеров, лестниц площадок и т. п.; 17) внедрение габаритных резервуаров и сборных элементов, изготовляемых на заводе, а в необходимых случаях— сборно-разборных резервуаров; 18) замена стали другими материалами там, где это • возможно и рационально, например, использование сбор- ных железобетонных плит с облицовкой тонколистовой сталью; внедрение алюминиевых сплавов особенно при хранении сернистых нефтепродуктов (хотя бы в верхних поясах и покрытиях, так как стальные покрытия в* этих случаях из-за коррозии выбывают из строя в течение 2 лет); применение различных заменителей стали по ме- ре их освоения промышленностью, главным образом для облицовок;
382 Раздел IV. Стальные листовые конструкции 19) опытное строительство эффективных конструк- ций резервуаров в целях ускорения их освоения и внед- рения в производство. 17.3. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ , Расчет резервуаров производится по методу пре- дельных состояний. А. НОРМАТИВНЫЕ НАГРУЗКИ а) Постоянные нагрузки от собственного веса конст- рукций и изоляции определяются по действительной ве- личине. -- • i , б) Нагрузки от веса хранимого продукта задаются технологами (табл. 17.1). в) Внутреннее давление в газовом* пространстве и вакуум предварительно задаются технологами и согла- совываются с проектировщиками конструкций. Рацио- нальные величины внутреннего давления связаны с уп- ругостью паров нефтепродукта при различных темпера- турах (см. табл. 17.1). Конструкции резервуаров под давлением, как правило, должны воспринимать реально возможное давление паров данного продукта, при этом величина вакуума обычно не превышает 0,03 кг/см2, за исключением специальных случаев. г) Нагрузка от оборудования задается технологами. Обычный вес одного элемента оборудования не превы- шает 1 — 1,5 т, за исключением специальных случаев. д) Нагрузка от ветра принимается в соответствии с . указаниями строительных норм и правил (СНиП) с использованием (до выхода специального нормативно- го документа по проектированию резервуаров) соответ- ствующих данных из других норм. . , ' е) Нагрузка от снега принимается по СНиПу. ж) Температурные воздействия принимаются по тех- нологическому заданию с учетом климатических усло- вий строительной площадки. з) Нагрузки от предварительного напряжения опре- деляются при проектировании в зависимости от тех- нического решения конструкций. и) Сейсмические воздействия принимаются по СНиП, при этом резервуары относятся к сооружениям ЛГ категории. к) Монтажные нагрузки принимаются в соответст- вии с проектом организации работ (ПОР), согласован- ным с, проектировщиками стальных конструкций; при отсутствии ПОР эти нагрузки, согласовываются с мон- тажной организацией. Они не должны быть определяю- щими для назначения сечений основных элементов кон- струкций. Б. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ До выхода специального нормативного документа ио проектированию резервуаров можно пользоваться (коэффициентами перегрузки, приведёнными в табл. 17.15, и соответствующими СНиП. При расчете на опрокидывание и скольжение коэф- фициенты перегрузки принимаются для всех опрокиды- вающих или способствующих скольжению нагрузок по данным табл: 17.15, а для всех удерживающих нагру- 9qk — равными 0,8 (вместо указанных в табл. 17.15). Таблица . 17.15 Коэффициенты перегрузки п Нагрузки и воздействия Постоянные нагрузки: 1) вес конструкций металлических .... 2) то же, неметаллических. .... Значения л 1.1 1,2 1.1 1.2 1.2 1.2 1.4 1.2 I 1.3 1.2 В. РАСЧЕТНЫЕ СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК Вместо полного наименования нагрузок (для крат- кости) приводится лишь название соответствующих • пунктов в 17.3, А; при этом имеются в виду величины расчетных значений нагрузок. Основные сочетания: а+б+в+г+0,5д+ж +з— пер- вая комбинация; а-т-б+г-т-0,5У+е+ж+з — вторая ком- бинация. , . _ Возможны другие комбинации, а также частные и частичные загружения переменными нагрузками. Дополнительные сочетания:а+б+в+г+д+ж+3' — первая комбинация; а+б+г+д+е+ж+з — вторая комбинация; а+г+0,5д+е+ж+з+к — третья комби- нация. Возможны другие комбинации- и частичные загру- жения. Особые сочетания: а+б+в+г+е-^-ж+з+и. Другие специальные случаи могут приниматься в расчете в зависимости от конкретных условий. v Коэффициенты сочетаний принимаются по п. 2,1. Г, РАСЧЕТ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ Расчет может вестись по трем предельным состоя- ниям: 1) по несущей способности (прочность и устбйчи- вость); 2) по деформациям; 3) по предельному со- стоянию, определяемому местными повреждениями. При "расчете по несущей способности расчетными критериями являются следующие величины: а) при рас- чете на прочность, а также общую устойчивость по формулам, определяющим условные напряжения с при-' менением коэффициента продольного изгиба <р — рас- четное сопротивление R (глава 2); б) при расчете на местную или' общую устойчивость, когда в результате статического расчета определяется критическое напря- жение акр или критическое усилие, или критическая нагрузка — упомянутые величины являются расчетными критериями несущей способности. Расчетные формулы для определения критериев несущей способности по предельному состоянию приведены ниже. При расчете по действительным или. условным на- пряжениям для всех зон, кроме зон краевого эффекта . и концентрации напряжений, должно соблюдаться ус- ловие я; m (17.29)
Гл. 18. Бункера и силосы 383 Коэффициент kM Таблица 17.16 1= Значения 7|' = Значения —1 Ю.576 0 1 —0,9 0,608 +0,1 1.05 —0,8 0,642 +0.2 1.092 —0,7 0,678 +0,3 1,128 -0,6 0,714 +0,4 1,15 . —0,5 0.759 +0,5 1.155 —0,4 0,802 +0.6 1,15 —0,3 0.848 +0,7 1,128 —0,2 0,898 +0,8 . 1,092 —0,1. 0,95 . +0,9 1,05 0 1 +1 1 а для зрн краевого эффекта и концентрации напряже- ний mi (17.30) При расчете по критическим напряжениям должно соблюдаться условие ' °кр> /Иа (17.31) где«„—'действительное напряжение в конструкции с учетом коэффициента перегрузки п; т., т, и тг — коэф- фициенты условий работы, принимаемые соответственно: т — по данным 2.1, т1=1,6-ь1,7, т2=0,6н-0,65; акр— нижнее значение критического напряжения при потере устойчивости; R — расчетное сопротивление материала. Двухосное напряженное состояние учитывается ум- ножением расчетного сопротивления R на величину kM, определяемую по формуле 1 У 1- -ч + f (17.32) где т) — отношение главных нормальных напряжений по двум взаимно перпендикулярным сечениям при значениях, меняющихся от +1 до —1 (плюс — растяжение, минус — сжатие). Из всех возможных значений ч] выбирается значе- ние, дающее минимальное значение kM, При расчете" оболочек по безмоментной теории меридиональные и копьцевые напряжения а, и а2 будут соответственно равны главным напряжениям, так, как касательные на- пряжения в этом случае равны нулю. В табл. 17.16 приведены значения коэффициента kM. \ ГЛАВА 18 БУНКЕРА И СИЛОСЫ 18.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ А. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Бункера предназначаются для хранения и "пере- грузки сыпучих материалов и представляют собой ем- кости призматической, цилиндрической или иной формы,' заканчивающиеся книзу суживающейся частью с отвер- стием для выпуска материала. Несмотря на большое разнообразие -форм и размеров, бункера могут быть разделены на три группы: 1) воронкообразные,' высота верхней части которых,, т. е. части, расположенной над воронкой, меньше размеров в плане; 2) силосы, верх- няя часть которых превышает размеры в ллане; 3) про- дольные, представляющие собой корыто с одним отвер- стием в виде щели (щелевой бункер) или с несколь- - кими отверстиями. Плоскость обрушения, проведенная через нижнюю точку вертикальной стенки бункера, пересекает поверх- ность сыпучего материала внутри сосуда (рис. 18.1, а), а в силосе —вне его (рис. 18.1,6). В зависимости от фермы, в плане, бункера и силосы могут быть прямо- угольными (в частном случае—квадратными), круглы- ми и многоугольными. В зависимости от расположения выпускного отверстия бункера имеют две. плоскости (рис. 18,2,а) или одну (рис. 18.2,6) плоскость симметрии либо„могут быть несимметричными (рис. 18.2,в). Стен- ки бункера бывают вертикальными, наклонными, ло- Рис. 18.1. Схемы бункера и; силоса а — буикер; б — силос; / — верхняя часть (стенка); 2 — воронка; 3 — выпускное отверстие
384 Раздел IV. Стальные листовые конструкции маными или криволинейными (лараболичеокой формы). Бункера .и силосы устраиваются одно-, двух-, трех- и многоячейковыми. ' Для предохранения стенок бункеров и силосов от истирания применяется стальная, чугунная, железобетон- ная или деревянная футеровка. При незащищенных °) 6) I) Рис. 18.2. Схемы расположе- ния выпускных отверстий в бункерах о — с двумя плоскостями сим- метрии; б — с одной плоскостью, симметрии; в — не имеющих плоскости симметрии стенках истирание их учитывается увеличением расчет- ной толщины стечки. В случае хранения сыпучих мате- риалов, нуждающихся в искусственном разрыхлении при их выгрузке (например, цемент и др.), применяется Лутеровка из специальных пористых плиток, через по- ры которых, подается сжатый воздух. В зависимости от способа разгрузки различают бункера с гравитационным опорожнением, когда раз- грузка происходит, под действием собственного веса сыпучего» материала, и бункера с механическим сторож-, ненйем, когда опорожнение происходит при помощи скребковых или лопастных выгружателей. В последнем случае выпускное отверстие устраивается сбоку [71]. Проектирование силосов производится в соответст- вии с «Техническими условиями проектирования сило- сов для сыпучих тел» (ТУ 124—56). Б. НАГРУЗКИ Характеристики различных сыпучих материалов да- ны в табл. 18.1. Бункера и силосы рассчитываются на нагрузки от давления сыпучего тела и от собственного веса конструкций, а также на нагрузки от снега, ветра и толпы. - Горизонтальное (рн ) и вертикальное • (qH) норма- тивные давления сыпучего материала в бункерах ¦ kyy; qK = yy. (18.1) (18.2) Горизонтальное (р") и вертикальное (qa) норма- тивные давления сыпучего тела в силосах принимаются согласно ТУ 124—56 по формулам ^af{l-.-i*) ; q* = k (18.3) (18.4) где у — расстояние от поверхности сыпучего тела до рассматриваемого сечения; 1 — объемный вес сыпучего тела; k—отношение горизонтального давления к вер. тикальному, равное :tg: (--f >: (18.5) <р — угол естественного откоса сыпучего тела; f — коэффициент трения сыпучего тела о. стенку; р — гидравлический радиус поперечного сечения силоса, равный отношению площади F к пе- риметру поперечного сечения силоса и (р = F —Г>!. е — основание натуральных, логарифмов; а —поправочный коэффициент в формуле (18.3), учитывающий повышение давления при разгру- жении и обрушении сыпучего, а также другие сопутствующие давления, принимаемый для , расчета днищ и нижних 2/з высоты стенок — а=2, для верхней трети высоты стенок, a также для всей высоты стенки угольных сило- ¦ сов а=1; у. ?. k, / — приведены в табл. 18.1; ип 'для различных значений —fk при- Р ведены в табл. 18.2. Вертикальное нормативное давление, передающееся через трение на стенки силосов, I */=/Р" (18.6) Нормативное нормальное давление qu сыпучего те- ла на наклонную плоскость или поверхность бункера и днища силоса определяется по формуле qH = рн sin2a+<7H cos2 a > (18.7) где ot^-угол наклона плоскости или образующей к го- ' ризонту. При расчетах на сжатие стенок силосов, колонн шодсилосных помещений и фундаментов объемные ве- са сыпучих тел, приведенные в табл. 18.1, принима- ются с коэффициентом 0,9. Расчетные нагрузки от дав- ления и веса сыпучих тел определяются по норматив- ным нагрузкам с коэффициентом перегрузки я=^1,3. Нагрузки от собственного веса конструкций, от снега, ветра и полезную нагрузку, а также коэффициенты пе- регрузки («) к ним принимают по данным «Строи- тельных норм и правил» (СНиП).. Коэффициенты усло- вий работы m при расчете бункеров и силосов прини- маются: для обшивки — 0,8; для колонн — 0,9 и в ос- тальных случаях, не оговоренных специально в тек- сте,— 1. В, ПАРАМЕТРЫ Основными параметрами бункера и силоса являют, ся, кроме его заданной емкости,' угол наклона стенки или образующей к горизонту и размер выпускного от- верстия. Наименьший угол наклона (а))стенки кто-
Гл. 18. Бункера и силосы ; 385 Характеристики Сыпучие тела Гипс кусковой1 с зернами размером: Известь обожженная1 с зёрнами размером: Магнезитовый порошок1 с зернами разме- То же, битуминозный несортированный1 . . То же, мелкий орешковый, примененный То же, мартеновский насыпью . . • . . . 1 Данные взяты по ТУ 124—56. Объемный вес т в miM3 1,7—2 1.9 1,4 1,35 1,2 1,9—2 1.8 1,5—1,7 0,8 0,4—0,7 1.4—1.7 1.1 0,8 0.7 0.8 1,4 0,6 , 1,8 1,5 1,6 1,8 2 2 . 0,7 2,5-3,5 2—2,8 1,6-2 1,8-2 1,8—2,5 3 3,2—5 0,6 0,75 0,65 0,9 0,9 0.7 0,8 1,6 1.6 1,1 1.6 1,7 0,6—1 различных сыпучих тел Угол естествен- ного откоса tp в град. 45 ' 35 30 40 30 25—35 35-45 40 25 40—50 35—45 30 35 35 ' 35 . 33 45 33 35 35 40 25 15 35-37 . 45 45 . 45 50 55 55 40 30 30 30 40 45 40 40 30 35—50 Отношение горизонталь- ного давления к верти- кальному k 0,171 .0,271 0,333 0,217 0,333 . 0,406-0,271 0,271—0,171 0.217 0,406 0,217—0,182 0,271—0,171 . 0,333 0,271 0,271 0,271 0,295 0,172 0,295 . 0,271 0,271 0.271 0,406 0,589 0,171 0,171 0,171 0,171 0.132 ¦ 0,099 0,099 0,217 0,333 0,333 0,333 0,217 0.171 0,217 0,217 0,333 0,271—0,132 Та блица 18.1 Коэффициент трения / по металлу 0,35 0.3 0.35 0.3 0/75 0,37 0,6 0.55 0,3 0,35 0,35 0,3 0.47 0,35 0,3 0,5 0,4 0.35 0.3 0,3 0,3 0,35 0,35 0.3 0.3 0,4 по бетону 0,6 0,45 , 0,55 1 0.5 0,4 0,45 0,4 0,84 0.45 0.55 0.55 0,5 0,84 0.53 6,5 0.7' . 0,65 0,45 0,5 0,5 0,6 0,7 0,65 0,5 0,58 ризонту ие должен быть меньше угла естественного откоса сыпучего тела (<р ) и определяется по формуле а = <р0+с, , (18.8) где с=5—10°. Меньшая сторона а в мм прямоугольного выпуск- ного отверстия с отношением сторон Ь : а=п принима- ется [1] по формуле a = ~:Lk(8O + D)tg90; (18.9) 2гс где D — максимальный размер кусков сыпучего мате- риала в мм; То— угол естественного откоса сыпучего тела; k — опытный коэффициент, равный 2,4—2,6. При круглом выпускном отверстии диаметр отвер- стия d определяется также по формуле (18.9), полагая в ней я=1. 25—915 Установив угол наклона стенки и размер выпуск- ного отверстия, можно определить размеры бункера по заданной его емкости и высоте. А Г. МАТЕРИАЛЫ , Для несущих стальных конструкций бункеров и силосов (стенки, ребра жесткости, бункерные балки, ко- лонны, затвор, перекрытия) следует применять марте- новскую сталь марки В Ст. 3 по ГОСТ 380—60 с до- полнительными гарантиями 'повышенного предела те- кучести и загиба в холодном состоянии по п. 19,5, е. В отдельных случаях для особо тяжелого режима экс- плуатации силосных сооружений к стали предъявляют дополнительные гарантии ударной вязкости по п. 19, ж и ограничения содержания кремния по п. 19, б, а также хрома, никеля и • меди согласно п. 18, в.
386 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Расчетные нагрузки от сыпучих тел Таблица 18.2 У 1 0.01 0,02 0,03 ' 0,04 0,05 0,06 0,07 , 0,08 0,09 .0,1 0.11 0,12 0,13 0,14 0,15 0.16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 . 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 - па fp kf nofp 0,01 0,02 0,03 • 0.039 0.049 0.058 0,068 0.077 0,036 0,095 0,104 , 0.113 ': 0,122 0,131 0.139 0,148 0.156 ¦ 0,165 0,173 0.181 0,189 1 0.197 0.205 0,213 0,221 0,229 0,237 0.244 ! > 1 0,29 0,3 0.31 0,32 0,33 0,34 ¦ 0,35 . 0,36: 0,37 0.38 0.39-, 0,4 0,41 0,42 0.43 0,44 0,45 О 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0.54 0,55 0,56 V " ла-fp kf па 7Р 0,252 0,259 0,267 0,274 0,281 . 0,288 0,295 .0,302 0,309 0,316 0.323 0,33 0,336 0.343 . 0,349 0,356 0,362 . 0;369 0-.375. 0,381 0.387 0,393 • 0,399 0,405 0.411 0,417 0,423 0.429 -7^ р , 0.57 0,58 , 0,59 0,6 0,61 0,62 0,63 0,64 ' 0,65, Л 0,66 \ 0,67 ;¦¦ 0,68' , 0,09 0,7. 0,71 ч 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0.79 0,8 0,81 0,82 0.83 -,0.84 / Р natf kf па 7Р 0.434 0,44 0;446 0,451 0.457 0,462 0,467 0,473 0,478 . , 0,483 0,488 0.493 0,493 0.503 0,508 0,513 ' 0,518 ¦-. 0,523 0,528 0,532 0,537 ' 0,542 0,546 0,551 0,555 0,559 0,564 0,568 '->' 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,9 0,91 v - 0,92 , 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97. 0.98' 0.99 1 . 1,1 1,2 1.3 ., 1.4 ¦1.5 1,6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2,2 / Р "а 7Р , kf п«"т> 0.5/3 0.577 0.581 0,585 0,589 0,593 0,597 0,601 0,605 0,609 0,613 0,617 0,621 i 0.625 ' 0.628 0,632 0,667 0,699 0,727 0,753 , 0,777 0,798 . 0,817, 0,835 0.85 • 0,865 0,878 0,839 У ~7fk 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 - 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 .3,6 3.7 3,8 3,9 4 5 6 7 8 ^ — {- — — — — / р : na-jp kf . * ' "а ТР 0,9 i 0,909 0,918 0,926 . 0,933 0.939 0,945 0,95 0,955 0,959 0,963 0,967 . 0,97 0,973 0,975 0,978 0,98 0,982' ¦ 6,993 0,998 6,999 1 — — ' . — ' — ¦— Конструкции бункеров и оилосов выполняются сварными, с соединением, элементов по возможности в стык,, причем рекомендуется применять автоматическую сварку. „При ручной сварке швы в месте примыкания воронок круглых сйлосов к цилиндрическим, стенкам следует- выполнять электродами типа Э42А, а осталь- ные швы — электродами типа Э42. Внутренняя поверхность оболочки бункеров и сй- лосов не должна < иметь,, выступающих частей, способст- вующих образованию сводов и зависаний сыпучего материала, которые затрудняют опорожнение и вызы- вают дополнительное давление и удары при обрушении. 18.2. ВОРОНКООБРАЗНЫЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ , БУНКЕРА А.. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (рис. 18.3) Размеры бункера по верху — а, Ъ\ размеры выпу- скного отверстия а0, bt; заданные координаты центра выпускного отверстия хв, у0, H—hi+hx, высота боковой грани вороний с номером^' /,=/ h* + cf (18.10) боковая поверхность бункера F - 2 (а + b)h, + у [(а» + a)(lt + U) + + (6.+ 6)(/i + /8)]; (18.11) полный объем бункера V = Vx + V, = abh + ~ X о координаты центра тяжести объема бункера '¦'' ' „ и (а+До)(6,'+А<) + 2ао6о . ,|й ,„. xc = x9h2 ¦. ; (18.13) ус = у0 hi (а + До)(6..+ bg) + 2flo b» . 12V (18.14) X [6(а, + 2в) + 6в(2а0 + а)]; (18.12) Рис. 18.3. Геометрическая схема бункера, не симметричного относительно обеих осей в плане
Гл. 18. Бункера и силосы .<-¦'. Й87 угол грани i воронки с горизонтальной плоскостью hi Чч = - (18.15) Статической схемой бункера является оболочка с прямолинейными гранями и ребрами жесткости, кото- рая -нагружена сыпучим, телом, вызывающим распор, на стенки.' угол ребра воронки, образованного пересечением граней I и i+1 с горизонтальной плоскостью *8а/, 1+1 = Н2 /«?- Li+l ' (18.16) двугранный угол Р, ., ч между гранями i и i+1 I, (-4-1 COS $[¦ гц_] == COS а. cos ог, j Б. СХЕМА КОНСТРУКЦИИ (18.17) Прямоугольный бункер (18.4) состоит из оболочки (обшивки) nq граням бункера, горизонтальных ребер, совпадающих с плоскостью грани, и бункерных несу- щих балок, стенка которых совпадает полностью или частично с. верхней частью бункера. Пв Г-Г •300 "¦ 20^-LSO't aJlO'W -JOB'S ¦Зод'Тб ¦300 <2]IT?^~: 92-0 ¦too Рис. 18.4. Конструкция одноячейкового бункера В. ОБШИВКА Обшивка воронки рассчитывается на поперечный изгиб от нормального давления qn, определяемого по формуле (18.7), как однопролетная пластинка, опираю- щаяся шарнирно на неподвижные опоры (горизонталь- ные ребра) и испытывающая продольное"" усилие от распора. Изгибающий момент в сечении х ¦X-*i;-^i,inf-; (18.18) прогиб в сечении х у = - те SE d- 5 4р/2 SE+S (18.19) где р==<?„; • . / — расстояние между ребрами; М°. ¦ изпибающий момент для простой балки в се- чении х; 6 — толщина обшивки; S — распор, определяемый по формуле ~ 5 у 1—|j.2 24 **?/ г Е /2(1 — у?) ' (18.20) (18.21) Продольными усилиями обшивки,, вызванными тре- нием засыпки о грани, можно пренебречь. , Напряжение в. обшивке: a=as+cM ,- где as и ам— соответственно напряжения от распора и момента. „-..Для расчета стенка разделяется ,на несколько зон, в пределах каждой из которых давление засыпки и пролет пластинки считаются постоянными и равными средним значениям на протяжении зоны. Нижние сек- ции обшивки, имеющие расстояние между горизонталь- ными ребрами больше половины средней ширины грани, рассчитываются как пластинки,-, опертые по четырем граням. При наличии футеровки к нормальному давле- нию сыпучего материала Добавляется' нормальная сла- гающая от веса футеровки. Стенка бункера на участке, совпадающем со стенкой балки, рассчитывается также на нормальное давление, но с учетом ее работы в си- стеме балки. Прогиб обшивки должен быть не более '/so расчетного пролета пластинки. Г, ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ РЕБРА ЖЕСТКОСТИ ВОРОНКИ Для горизонтальных ребер применяются уголки, швеллеры, двутавры й другие жесткие профили. В за- висимости от направления иолки профиля . ребра могут быть нормальными к обшивке (рис. 18;5, а) или гори- зонтальными (рис. 18.5,6). Последнее решение является более совершенным, так как в этом случае ребра обра- зуют1 плоскую раму, воспринимающую в углах момеи- 35*
388 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Ты; решение применяется.в более ответственных случаях и для больших бункеров. Горизонтальные ребра по обеим схемам собирают равномерную поперечную нагрузку от примыкающих частей оболочки по каждой грани, а также продоль- ные усилия от поперечных граней и рассчитываются на совместное действие поперечной и продольной нагрузок. По первой схеме <?6 = <7н г- (18.22) и изгибающий момент Mh. 8 %ьг Аналогично по второй схеме (по стороне аг). ">>- д»~2*ГпГ и изгибающий опорный момент а\(«ьк* + да) М0„ = 12(1+А) где (18.23) (13.24) (18.25) (18.26) Прогиб ребра не должен превышать '/гво его дли- ны. Шаг горизонтальных ребер принимается равным 1,5—2 м. ; Д. ВЫПУСКНЫЕ ОТВЕРСТИЯ И ЗАТВОРЫ Конструктивное оформление выпускных отверстий зависит от устройства затворов.и выгружателей, кото- рые отличаются большим. разнообразием, и принимает-1 ся в зависимости от .назначения бункеров. Конструкции затворов и выгружателей и выбор соответствующего типа см. [1] и [2]. Е. БУНКЕРНЫЕ БАЛКИ Бункерные балки передают нагрузку от бункера на колонны. В большинстве случаев воронка бункера при- варена к низу балок, которые тем самым -становятся вертикальной частью бункера. Балки рассчитываются как разрезные, пренебрегая частичным защемлением на опорах, на постоянные нагрузки (га), вес заполнения (р) и распор от заполнения (Н\ и Я2), приложенные' в виде равномерно распределенной по пролету верти- кальной и горизонтальной' нагрузок. На рис 18.6 о приведена схема приложения нагрузок к бункерной балке, а на рис. 18.6, б, в, г даны расчетные схемы балки с вертикальными и горизонтальными нагрузками, равными ' = Л + Рв P»Lo - cos я ; ',. (18.27) Ях= —pHh; (18.28) Рис. 18.5. Расчетная схема ребер жесткости а — малые и средние бункера: б —'(тяжелые бункера Hi = рв Ctg а - Рн hi Ри L0 ,(18.29) В случае симметричного относи- тельно обеих осей бункера нагрузка рв определяется делением полного веса, заполнения на периметр верхне-' го сечения бункера. При .несимме- тричном бункере нагрузка рв опреде- ляется по следующим формулам: для балок, параллельных оси ч (рис. 18.3), Р' = Р ' и Vm ± Jt] ' (18-30) [ 2 (а + Ь) ab \ для балок, 1 параллельных оси х, (18.30а) СУ 1 ч аЬ У где 2(о + Ь) Р—полный вес заполнения; сх л Су — координаты центра тяже- сти заполнения по соответ- , ствующим осям. Нагрузка д действует на всю балку, нагрузки Н\ и Нг — соответ- ственно на верхний и нижний пояса. Кроме изгиба, в поясах балки возни- кают продольные усилия, равные ре- акциям поясов поперечны^ балок.. Напряжения в поясах от вертикаль- ных и горизонтальных нагрузок сум- мируются. . .
Гл. 18. Бункера и силосы 389 Напряжения в стенке балки от работы на верти- кальную нагрузку суммируются с напряжениями стен- ки, -работающей как обшивка. Стенки балок укрепля- ются ребрами жесткости против потери устойчивости согласно действующим нормам проектирования сталь- ных конструкций./ Прочность и устойчивость ребер же- сткости проверяются: опорных—на сжатие опор- ной реакцией бункерной балки; промежуточных —*- на изгиб от нагрузки по треугольной эпюре (рис. 18.6,а) с наибольшей ординатой рна (где а —расстояние между ребрами).. При расчете бункерных балок по этому способу"вводится коэф- . - фициент условий работы т = 2, так как в описан- ,„ яом способе расчета не учитывается вертикальная жесткость стенок воронки. При расчете общей стенки многоячейкового бункера вертикальные на- грузки «а нее -от двух бункеров суммируются; при расчете на горизонтальные нагрузки один бункер принимается пустым. Детали и узлы бункера показаны на рис. 187. . Ж. КОЛОННЫ Колонны бункеров ' рассчитываются «а наибольшие приходящиеся на них .нагрузки от веса бункера при максимальном его заполнении. Подбор сечения колонны про- изводится на общих основаниях. бункера конические'и цилиндро-конические с верхней цилиндрической частью (рис. 18.10). Первые имеют при том же объеме меньшую поверхность, а следовательно, и меньший вес; вторые, особенно при больших емкостях, конструктивно более удобны по условиям сопряжения с примыкающей конструкцией, главным образом с опор- 3. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИИ ' ПРЯМОУГОЛЬНЫХ БУНКЕРОВ Конструкция четырехъячейкового бун- кера показана на рис. 18.8. Толщина стенок и расположение ребер боковых граней наз-. начаются аналогично одноячейковому бун- керу. Средние стенки рассчитываются' в предположении одностороннего загружения ячеек и укрепляются ребрами жесткости. Конструкция тяжелого бункера для го- рячего .агломерата доменного цеха метал- лургического завода показана на рис. 18.S. Стенка бункера здесь усилена вертикальны- ми и горизонтальными ребрами .жесткости, расположенными нормально стенке. Внут: ренняя поверхность стенки защищена фу- теровкой из балок таврового сечения высо- той 130 мм, полученных путем разрезки двутавровых балок № 27 а, и приварена к листу- шпоночным швом А 8—100—200. Осо- бенностью этого бункера является также устройство выпускных боковых отверстий г применением барабанного затвора, При- веденная конструкция является примером сопряжения стального бункера с железобе- тонными конструкциями цеха. 18.3. КРУГЛЫЕ БУНКЕРА И СИЛОСЫ А. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Стенки цилиндрических бункеров и си- лосов работают почти исключительно на „растяжение, поэтому толщина, их получает- ся значительно меньшей, чем у прямоуголь- ных бункеров. Однако объединение цилин- дрических бункеров и силосов в многоячей- ковые конструкции значительно менее удоб- но. Наиболее часто встречаются одиночные И, ¦ R\- aunub Jfls. Нв *) Н .ihHHHHHTTTTT а ипи 0 Рис. 18.6. Расчетная схема бункерной балки а — расчетные нагрузки /бункерной балки; б — схема верти- кальных и горизонтальных нагрузок; в — эпюра нагрузок в вертикальной плоскости; г — эпюра нагрузок в горизонтальной плоскости ~И20'80 ¦ 300'tO 300-16 Рис. 18.7. Детали конструкции прямоугольных бункеров 0,1— стык ребер жесткости; б — конструкция выходного отверстия (1-й ъ&- рнант); в — то же (2-й вариант); г — решетка верхнего отверстия и со- пряжение стенки; д — сопряжение оболочки с балками
По 1-1 -2500 -2500 500 По 3-3 ц Рис, 18.8. Конструкция четырехъячейкового прямеугвльнвгв бункера ¦б) 7197 — '11 —¦¦ 1 1370 • 1487 ¦ ¦ По 1-1 ]60 555 555 М 410Jit Ш 555 360 , щ ™ ZZ II*"' 136'—шшк *570 в) , \ ф* -— 7/7/7 U*- Рис. 18.9. Конструкция бункера доменного цеха для агломерата а — поперечный разрез; б — разрез стенки и футеровки; в — деталь сопряже- ния с железобетонной конструкцией; / — разделительная стенка бункера: 2— защита балками таврового сечения; 3— наружная-грань стенки бункера; 4 — закладной уголок И лист; 5 — монтажный шов
Гл. 18. Бункера и силосы 391 ными колоннами. В цилиндро-конических бункерах сле- дует стремиться к уменьшению цилиндрической части. Стальные оилосы применяются исключительно круглы- м'и, и поэтому данные по ним приведены совместно с круглыми бункерами, с которыми они име- ют много общего. Конструкция круглого' силоса приведена на рис. 18.11. Б. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ¦, \ Определив по соображениям, изложенным выше, угол наклона конической части ( <*), и диаметр выпускного отверстия (d) по за- данной емкости (V) бункера, мож- но определить его диаметр (D) для конического бункера (рис. 18.12) ":, .' .3 Рис. 18.10. Общий вид круглого бун- кера ¦ + * ; (18.31) для цилиндро-конического бункера -1^ 24|/-f; rof tg <х (tg'a + 6A)' (18.32) где к ¦. D Иоа По 1-1 Рис. 18.11. Общий вид и разрез круг- лого силоса '—сборочные швы; 2 —монтажные швы; 3 — коническое днище Формула. (18.3.2) пригодна и для определения диа- метра силоса. Боковая поверхность бункера или силоса я ?>2 — d? S = + nkD2 . 4 cos a , ' 7i—a (18.33) Рис. 18.12. Геометрическая схема круглого бункера В, ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА Цилиндрическая оболочка рассчитывается на рас- тягивающие кольцевые усилия iV? на единицу длины сечеиия по образующей Nl = n ЫР(18.34) где Рн~ нормальное давление на стенку бу/нкера или силоса, по приведенным ранее формулам;-га — коэффициент перегрузки, равный 1,3.ч В силосе, кроме того, определяется вертикальное сжимающее усилие Na, возникающее в цилиндрической части от веса сыпучего тела, передающегося через тре- ние, по формуле ' ' N*-n?(yy-b% ' (18.35) где обозначения те же, что в формулах п. 18.1, Б. Стенка силоса-должна проверяться на устойчивость по методике, изложенной в главе 20. Конструкция стенки изображена на рис. 18.11. Г. ВОРОНКИ БУНКЕРОВ И СИЛОСОВ ' Коническая оболочка бункера или силоса проверя- ется; по безмоментной теории путем определения кольце- вого растягивающего усилия N* и .меридионального уси- лия Ny пе формулам Nl = n 4nD, NKy = n- 2 sin a ' -"tV+Qb 4 . Tt?>Bsin а (18.36) (18.37) где DB —диаметр воронки в горизонтальном сечении, проведенном через рассматриваемую точку; QB— вес части воронки и сыпучего тела ниже плоскости сечения; 17 н и ^н—соответствующие
392 Раздел IV. Стальные листовые конструкции нормальное давление на стенку и вертикальное давление сыпучего материала, определяемые, х то формулам для бункера (18.2) и (18.7) и для силоса (18.4) и (18.7). В, месте соединения конической и цилиндрической оболочек.бункера или силоса проверяется краевой эф- фект по методике, изложенной в главе 20. Конструкция узла, соединения цилиндрической и конической частей, бункера или силоса приведена на рис. 18.11 и 18.13. Бо- Н„ = 21Fsina (18.39) где п — число на силос. граней; W — суммарное ветровое усилие unimmniMJ ¦ЧИНИМ Рис. 18.13. Конструкция узла соединения цилиндрической и конической частей оболочки бункера (силоса) и расчетная, схемка стенки а — пересечение с конической вставкой; б — пересечение с отбортов- кой; е — пересечение с кольцом жесткости; / — монтажные швы; 2 — заводские швы; 3 — кольцо жесткости 18.4. ПРОДОЛЬНЫЕ БУНКЕРА К этому типу относятся щелевые бункера и бункера с последовательным опорожнением, а также параболические бункера /Первые проектируются обычно в железобетоне. Ниже приведен пример стальных бункеров с последовательным опорожнением (рис. 18.14). Жесткость этого бункера обеспечивается постанов- кой специальных рам, проходящих меж- ду воронками, а распор от рамы вос- принимается распоркой из трубы d= = 180 мм. Сечения бункерной балки и ребер жесткости приведены в табл. 18.3. Параболический бункер представля- ет' собой цилиндрическую незамкнутую оболочку с горизонтальной осью и на- правляющей — кубической параболой (рис. 18.15). Такой тип бункера выго- ден гари больших емкостях и тяжелом материале заполнения. Область его при- менения: обогатительные и дробильные фабрики,' доменные цехи, крупные ко- тельные. Оболочка работает главным образом на растяжение. Уравнение на- правляющей кривой > = у/ / 1—L » з (18.40) лее рациональными с точки зрения смягчения краевого эффекта являются узлы а и б (рис. 18.13). Примыкание, показанное на рис. 18.d3,s, проще для монтажа. В пос- леднем случае сжимающее усилие кольца может быть приближенно (в запас прочности) определено по фор- муле Л^сж = : Л/кон D cos a (18.38) где Мкон —растягивающее усилие в конической части (воронке) в направлении образующей в месте примыка- ния к цилиндру. ' д. колонны где I — пблупролет; f — максимальная стрелка оболочки. Площадь поперечного сечения бункера 5 ¦/=¦ = • Объем 'fl -flL . Максимальная ордината кривой нагрузки • 5 Рмькс = — Y/ , 4 (18-41) (18.42) (18.43) Колонны рассчитываются на центральное сжатие. Ввиду возможной неравномерности распределения пол- ной нагрузки между колоннами нагрузка принимается равной опорному давлению с коэффициентом перегруз- ки п = 1 ,'3. Для обеспечения общей устойчивости силоса между, колоннами устраиваются вертикальные связи, образую- щие в плане замкнутый контур. Связи рассчитываются на нагрузку от ветра, получающуюся путем разложения общего ветрового усилия на направления отдельных пло- ских систем связей. Горизонтальная сила,'действующая на верх плоской системы связей, образующей угол « с направлением ветра, определяется по формуле где У — объемный вес. Реакции в точках подвеса (на единицу длины ©болэчки) Рмакс '__ 5 = 12 Н = V = з/ Рынке J .у[2 . = — yfl' t = -/h* + v2 =¦ 12 ¦yl- '/'+(1-Я (18.44) (18.45) (18.46)
Гл. 18. Бункера и силосы 393 Сечения бункерных балок и ребер жесткости Таблица 18.3 71 Эскиз &i г 3 Т" - - •¦ -*- ~т Сечении Примечание /нкерные ёаяки -Ш*3® -22М*16 !-№*№ i-m*w -8§§*3 ~ч0§«20 -2258*П 2-150*10 2-/50 «10 -800*30 Вертикаль- ные реВ pa 150*10 через 2000ям То же Ребра 5 6 —1 —1 1.200*115*16 l250*16Q*16 -) -.... . N 7 8 9 10 11 11 п 15 16 17 18 19 '< Эскиз -, —, i 1 1 —1 | -г. бункер" пай ¦ рама (Rl Psc- -г-Бункер- ' пая -^ рама ОёшцВка Футе- родка Сечения 1.250*160*16 -?50х10 -100*20 12€0*115*П iioo*m*n L?60*M*1Z Ll50*100*n 1130*100*10 -ьоо*зо -800*16 -too* 30 Тру 5 a Ф/SO -\оо*зо -800*16 -400*30 cP = 12 & = 10 ff = 4J0 Примечание^ '! ¦ На Вертикаль- ных гранях На наклонных гранях ,• По 1-1 Рис. .16.14. Бункера магнитообогатительной фабрика,: сернистых руд а .— план бункеров и бункерных балок на отметке 26 389; бив — разрезы 26—915 Ось симметрии.-
94 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Толщина Стенки 5 = X п m У бункера ; Г R ~ Л, / 1+( п m ' 3 2-' 5 12 f I yl2 R \z ' X (18.47) где n — коэффициент перегрузки заполнения бункера, равный 1,2; m — коэффициент условий работы, равный 1; R *- расчетное сопротивление сварного шва растяже- нию. На рис. 18.16 приведен пример параболиче- ского бункера разгрузочной станции для руды. 2 Щ По 2-2- fri I i п iffl \\w\m\ II т-щ *?lk Н* Рис. 18.15, Схема бункера параболического очер-ч тания / — оболочка;1 2 — поперечная балка; Л —продольная балка; 4 — колонна; 5— ребра жесткости ГШ -а. Ось бункера Рис. 18.16. Пример конструкции рудного бункера па- раболического очертания а <-* поперечный разрез бункера; б — вид бункера с торца; в — очертание осевой кривой стеики; / — листы футеровки .1500X12 мм;-2 — листы оболочки 1500X10 мм; 3 — отверстия диаметром 100 мм для пропуска болтов ГЛАВА 19 ГАЗОПРОВОДЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ ¦ г ¦ 19.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ А. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ . Под понятием газопроводы следует рассматривать газо- и воздухопроводы металлургических заводов, слу- жащие для подачи природного, генераторного, коксо- вого .'и доменного газов а воздуха. Обычно диаметр газопроводов равен 0,6—3,5 м. Стальные конструкция газопроводов состоят из опор, собственно трубопрово- дов, компенсирующих устройств, обслуживающих пло- щадок и опор сопутствующих трубопроводов. Газопро- воды проектируются, как правило, с'амонесущими меж- ду опорами; только в отдельных, редко встречающихся в практике случаях, при значительном расстоянии меж- ду опорами, для трубопроводов сравнительно малых диаметров предусматриваются специальные пролетные строения. При проектировании газопроводов необходимо, кроме обычной для строительной конструкции работы сооружения, учитывать специфические условия их экс- плуатации: 1)' возможность образования загазованной зоны (при неплотностях конструкции), особенно опасной "при прокладке газопроводов внутри помещений; 2) кор- родирующее воздействие как наружной, так и внутрен- ней среды, особенно при наличии в ней примесей серы; ^ 3) абразивное воздействие'потока взвешенных в,газе твердых частиц (для газопроводов грязного и получи-
Тл. 19. Газопроводы металлургических заводав 395 стого газа); 4) 'значительное влияние температурного режима сооружения как технологического, так и атмос- ферного. . ' ' ... '¦ • Б. ТРАССА И РАЗБИВКА ОПОР ' Трасса газопровода и расположение опор устанав- ливаются в соответствии с генеральным планом* данного металлургического завода, при этом величины, пролетов не должны превосходить величин, допустимых, по усло- виям прочности, устойчивости и~ жесткости сооружения. Обычно применяемые пролеты (в зависимости от диа- метра газопроводов) приведены в табл. Ш.1. Выбор про- странственного расположения газопровода, типов его опор и их разбивки должен производиться с учетом возможности максимальной самокомпенсации трубопро- вода. Специальные компенсаторы устанавливаются толь- ко в. случаях ^невозможности использования еамоком- пенсирующей способности сооружения. Компенсаторы располагаются, как правило, между двумя подвижными опорами, установленными в непо- средственной близости? от компенсатора. Допускается также установка компенсаторов по оси пространствен- ной опоры; при этом опирание газопровода на одну ветвь опоры должно быть неподвижным, а на другую ветвь — подвижным. Та б'л и ц а 19.1 Рекомендуемые пролеты газопроводов чистого, доменного, коксового и генераторного газа Внутренний диаметр газо- ) провода в мм Пролет в м 600- 700 19 800 20 900 22 1000 23- 1100 25 1200 26 1300 28 1400 30 1500— 1600 35 1700— 3500 40 Самокомпенсация газопровода может быть достиг- нута путем: il) создания пространственных ^ изломов трассы, обеспечивающих необходимую деформативность отдельных участков газопровода; при этом должно учи- тываться снижение жесткости трубы в местах по- становки колен, в частности учет снижения жестко- сти для. сварных колен производится по формуле (19.17); 2) Применения подвижных опор, обеспечиваю- щих перемещения газопровода в требуемых направлени- ях; 3) создания конструктивных решений узлов соеди- нения газопроводов между собой и примыкания их к технологическим агрегатам, обеспечивающих наиболь- шую податливость присоединений. Расстояние между- соседними неподвижными опо- рами следует ' выбирать-исходя из условий погашения температурных деформаций за счет самокомпенсации газопровода или за счет постановки компенсатора (но не свыше 200 м). Неподвижная опора устанавливается так, чтобы разность действующих на нее распорных усилий была минимальной; при этом меньшее усилие следует, принимать на 2в% меньше, чем оно получает- ся по расчету. Рекомендуемые примерные схемы раз- бивки опор и компенсаторов приведены на рис. 19.1. В. МАТЕРИАЛ Трубопроводы, .работающие при внутреннем давле- нии более 0,7 ати, изготовляются: 1. Эксплуатируемые при расчетной температуре «иже минус 30* из стали маржи В Ст. 3. для сварных •26* ' '¦ Конструкций с дополнительной гарантией по ударной вязкости при нормальной, температуре согласно п. 19, ж и испытанию на загиб в холодном: состояния согласно п. 19, д по ГОСТ 380—60, . 2. Эксплуатируемые при расчетной температуре до минус 30° из стали марки В Ст. 3 для сварных конструк- ций с дополнительным требованием испытания на за- гиб в холодном состоянии согласно п. 19, д ГОСТ 380— 60. , \ Г Трубопроводы при меньших давлениях иаготовля- ютсд: • . - 1. Эксплуатируемые при расчетной температуре ни- же 30° из стали марки В Ст. 3 для овррных конструкций с дополнительным требованием испытания на загиб в холодном состоянии согласно п. 19, д по ГОСТ 380—60. 2. Эксплуатируемые при расчетной температуре до минус 30°: из стали марки В Ст. Зпс для сварных кон- струкций с дополнительным требованием испытания на загиб в холодном состоянии согласно п. 19, Д ГОСТ 380—60. ¦, '.:. '¦•.;'¦'. • i Опоры- трубопроводов и расчетные элементы обслу- живающих площадок и лестниц, эксплуатируемые при расчетной температуре ниже минус 30°, изготавливают- ся по п. 1 для. трубопроводов малых давлений, а при температуре до минус ^30° — из стали марки В Ст. Зкп для сварных конструкций по ГОСТ 380—60. Низколегированные стали рекомендуется применять только для трубопроводов, работающих в коррозирую- щей среде. Конструктивные элементы: листовой и реб- ристый настилы площадок, балки, ограждения и т. д, (кроме нерассчитываемых косынок, накладок и ребер жесткости сварных конструкций, для которых надлежит применять сталь тех же марок, что и основные элемен- ты) изготовляются из стали, поставляемой по группе Б ГОСТ 380—60. Сварка конструкций из стали марки Ст. 3 произво- дится: спокойной и полуспокойной — электродами типа Э42А; кипящей — электродами типа Э42; из низколеги- рованной стали—-электродами типа Э50А. . ' Для Лутеровочных листов (броня), во избежание их быстрого истирания, следует применять сталь марки 30Г2 по ГОСТ 1577—53 или стали марок 36ХГ2- и ЗОХГС по ГОСТ 4543—57 с приваркой электродами типа Э42 прерывистыми швами. Для вальцованной бро- ни листы должны предварительно подвергатьсятермиче- ской обработке. Допускается применение^ литкой брони большей толщины, изготовляемой по всобым техниче- ским условиям, а также брони из стали марки Ст. 4 по'" ГОСТ 380—6Q„. 19.2. КОНСТРУКЦИИ ГАЗОПРОВОДОВ А. ОПОРЫ При проектировании опор следует учесть, что онк должны, как правило, выполняться .ив сборного желе- зобетона по типовым проектам; стальные опоры примем няются лишь в. случаях, когда выполнение их из желе- зобетона нецелесообразно (например, если опоры испы- тывают растягивающие, усилия, в случаях малой повторяемости однотипных опор и т. п.). - В зависимости от назначения и конструктивного решения различают следующие типы опор (рис. 19.2): 1) неподвижные, пространственные, обеспечивающие несмещаемость газопровода во всех1 направлениях (рис. 19.2,0!); 2) пространственные с .гибкими йодввска- '"^Ss;
398 Раздел IV. Стальные листовые конструкции ив, ;даго'щие возможность ограниченного перемещения .в 4) пространственные с катками, обеспечивающие свббод- горизрнтальной плоскости (рис. 19.2,6); 3) пространст- ную подвижность в одном направлениями несмещае- венные со .скользящим опиранием, позволяющим пере- 'мость в другом (рис. 19.2,г); 5) плоские качающиеся,, мещеяия в одном или двух направлениях (рис. 19.2,е); дающие возможность перемещения вдоль оси газе- е • ») . ¦'¦¦- яг- "" ' '", ¦ ., ж) : ¦ • " '- ¦ \s7 0 1 / Ч ' ''' *Ч 1 .2 /J //',5 -Ma'aH- I -+- ? -I— '? -4— t—IaU- /' 77Г il— г -HsIaU t —•'¦¦: ^ v^i- ^' rJ Гг » i - f^v/^fdH^ L/5 >l—-¦'?.,—rr- ?"'-Hmir—г г -r-' t — 4 Kr ;? jfffffj». ^.^^ ^^^s^w'wwiW^^ ,2a —arf f^-f^—8 ^\U1 _ I «) ¦^~^S?4^TS?^i^l^^T^4^W»^*^5PB^f ir-rfr «-4-" t'-4-'f -4*- г-4- i —f~ i 4— Рис. 19.1. Разбивка опор газопровода У i а — с прямолинейной осью трассы1 газопровода; ;б — с переменным направлением оси трассы газопровода; в — то же. при L = (I — Щ\ г — то же, при L'-> I; д -^ то же, в случае использования самокомпенсации газопровода; е — со значительным смещением оси трассы газопровода' в плане; ж — с) незначительным смещением оси газопровода в плане (при углах а < 30° маятниковая опора может быть заменена плоской с учетом дополнительных усилий от температурных деформаций газопровода); з—:СО смещением оси трассы газопровода в плане в случае использования самокомпенсации газопровода; и —с ответвлением трассы газопровода; к—со смещением оси трассы газопровода по высоте (профиль и план трассы); л — со смещением оси трассы газопровода по высоте в случае использования1 самокомпенсации газопровода (профиль и план трассы); / —компенса- тор;. 2— неподвижная опора; 3 —опора, подвижная,в направлении продольной оси газопровода (плоская опора); 4, — опора,, •юдвижная во всех направлениях горизонтальной плоскости (маятниковая опора); 5 — ось трассы в плане (размер . в принима- > ется конструктивно наименьшим)
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 397 */' 0 // / ^ fT v^ ту Ь 1 ¦ - uL ; f. ft: i t I—f—I I» 2J lr гПГ (Чп X -С ... Ч2 По 3-3 -W f7| Рис. 19.2. Типы опор газопроводов а—неподвижная пространственная, обеспечивающая несмещаемость газопровода во всех направлениях; б —- пространственная с гибкими подЕескамн, дающая возможность ограниченного перемещения; в — пространственная со скользящим опиранием га- зопровода, позволяющая перемещение в одном или двух направлениях; г — пространственная с катками, обеспечиваюгдая сво- бодное перемещение в одном направлений и несмещаемость в другом; д — плоская качающаяся, обеспечивающая подвижность вдоль' оси газопровода и закрепление перпендикулярно его оси; е — плоская с гибкими .подвесками,1 позволяющая свободное перемещение вдоль оси газопровода и ограниченное перпендикулярно оси; ж — маятниковая, дающая ('свободу перемещений ¦.•;¦'." ' ¦ '.'.'¦!¦" в обоих направлениях: ' —'—--¦ - '—~—: '- " — По 2- - свободное опирание (скольжение); 2 — катки •2 провода и. закрепление.перпендикулярне его оси .(,рмс. 19.2,5); 6). плоские с гиб- кими пйдвесками, позволяющими сво- бодное перемещение в одном направле- нии .и .ограниченное — в, крутом (рис. 19.2,е).; 7) маятниковые, обеспе- чивающие свободу перемещения в обоих: направлениях (рис. ,г19.2,ж). : ¦'.;¦.¦ Плоские защемленные 'в, фундамен- те 覦 шарнирно .закрепленные к трубо- проводу гибкие опоры не могут быть ре-, комендованы, так как при температур^ ных перемещениях, трубопровода уси- лия, в них будут значительно превосхо- дить усилия, в качающихся опорах (за счет изгиба опоры). ' . ¦¦,,. Перечисленные типы опор встреча-,; ются только на трассах с одним раде- героводом. При двух и более газопрвве» дах общая , опора может являться ие-, , подвижным закреплением для оддаге газопровода и подвижным для друст№, .. и т. д. Примеры таких опор для двух .ж, грех трубопроводов приведены, ям рис. 19.3. Рис. 1.9.3. Схецы.,онвр;для двухй бойёе, '"• газопроводов ¦¦¦'./.; а, в и р;— плоские; й~ пространствёнвая ;
398 Раздел IV. Стальные листовые копструщйй Благодаря уклону газопроводов, даже при гори- зонтальном рельефе местности, высоты опор получаются разными. Для увеличения повторяемости опор в этих случаях соответственно изменяются отметки верха фун- даментов. Низ опорных/плит башмаков колонн должен возвышаться над поверхностью ' грунта не. менее чем .^иа 250 мм; в исключительных случаях, обусловливае- мых соблюдением габаритов, допускается расположение башмаков ниже поверхности грунта; при этом конст- рукция колонн должна быть обязательно обетонирована на 250 мм выше уровня грунта; Отдельные элементы опор располагаются так, чтобы входящие углы профилей, как правило, были обращены книзу. : Б. ТРУБОПРОВОДЫ Трубопроводы, в зависимости;; от требуемых- диа- метров м толщин стенок, могут быть выполнены как из .готовых стандартных (катаных; или сварных) труб,' так и из свальцованных обечаек. Во всех случаях, при <0 Р н 1 ~~ - ч.. f"^1 "" if А Рис; 19;4. Сварной газопровод большого диаметра в,«т.разбивка листов и сварных швов; б — монтажный '"¦ стык > газопровода; ¦"'¦ ""¦. / — заводские швы равных условиях, рекомендуется применение готовых труб. Обычно толщина стенки трубы колеблется от 6 до 12 мм,: достигая иногда 14—18 мм. Примерная разбивка листов и сварных швов обечай- ки газопровода большого диаметра' приведена на рис. 1'9.4,а; Заводская сварка обечаек производится в стык, а монтажная сварка- отправочных элементов — на полубандажах, что позволяет устранить неточности из- готовления конструкций, разбивки трассы и др. Обычно полубандажи заранее привариваются к концам трубо- провода на заводе" (рис. ,19.4,6). На криволинейных участках и при наличии патрубков верхний полубандаж, определяющий положение газопровода в пространстве, приваривается к обоим отправочным элементам на монтаже после их установки на место.-Для особо от- ветственных газопроводов - монтажные стыки должны выполняться без бандажей сваркой встык. Обечайки, расположенные на криволинейных участках трубопро- вода, рекомендуется вырезать из заранее свальцован- ной и сваренной трубы (вне зависимости от положения ее швов), причем размер b должен быть не менее 200 мм (рис. 19.5,а); разделка фасок отдельных звеньев прини- мается переменной (рис. 19.5,6). Для обеспечения неиз- меняемости кольцевого сечения трубопровода, по его с/ 1- в)' \:В'-\Ь\ .ff"| _L 1_U__^ _ A7 I'Л ' __Y_/_._I\_/ ^ длине устанавливаются специальные' кольца жесткости, предусматриваемые также в местах приложения сосре- доточенных, нагрузок (в том числе и над опорами). В некоторых случаях трубопроводы в зависимости от условий и режимов эксплуатации футеруются изнутри ¦ или покрываются снаружи теплоизоляцией. Футеровка предназначается для защиты трубопровода от внутрен- них температурных воз- действий, для предотвра- щения потерь тепла, для защиты металла от ис- тирания пылью и хими- ческих воздействий. Внутренняя футеровка укрепляется специальны- ми ребрами (рис. 19.6). В случае применения шамотного кирпича рас- стояние между рёбрами определяется по форму- ле /=и(230+2)+'10-ЬД и должно быть не более 1650.жж (где п —число рядов кирпича длиной 230 мм; 2 лш,—толщина шва между кирпичами; 10 мм — толщина ребра и Д — 15 -г- 20 мм — за- зор). , .; ¦¦ В местах переломов трассы ч трубопроводов или примыканий других трубопроводов возможно местное увеличение тол- щины листов оболочек в соответствии с тр ебов а - паями расчета: (краевой эффект) ,(р.ис. 19.7). ' При прокладке 'га- зопроводов разного диаметра по одной трассе тру- ба большого диаметра обычно " используется- как опора трубопроводов меньшего диаметра. Узлы та- кого решения приведены на рис. 19.8; в них преду- сматривается-раздельная передача -усилий на опоры Рис. 19.5.- Раскрой- угло- вых элементов трубы на криволинейных участках трубопровода а. —прямолинейная труба с разметкой элементов колена; б — расположение элементов в коленей Рис. 19.6- Деталь приварки ребер для футеровки /«¦' ребра; 2 — сварка ребер для футеровки в случае использования их как ребер жесткости (по концам горизонтального диаметра передаются, только вертикальные, а в нижней точке верхнего трубо- провода — горизонтальные реакции). Такое решение при- менимо и в случае прокладки на трассе только одной трубы. Типы опор меньшего газопровода, их расположе- ние и расстановка компенсаторов не должны нарушать принятой статической схемы трассы основного газопро- вода (замыкать' компенсаторы, препятствовать свобод- ной деформации и т. д.).
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 399 Таблица 19.2 Максимальные расстояния между водоотводами на горизонтальных участках газопровода -¦Щ0&. ЩлЦВд (R BofftemOoStr—^ Условный про- ход ъ\мм L в м 600—1500 200 1600—1800 2U 2000—2400 •250 2500—3000 - 240 3200—3300 250 3400—3500 260 По ?-f Рис. 19.7. Узлы примыкания газопроводов а —с помощью переходного конуса; б"— плавное; в — под пря- мым углом;. г —сглаженный переход' (под углом прямым а близким к прямому);"/ —вальцованный полуцилиндр; 2 — плос- кая вставка К газопроводам большого диаметра мргут крепить- ся сопутствующие трубопроводы малого диаметра; при этом должно обеспечиваться относительное свободное перемещение сопутствующих трубопроводов и сохране- ние статической схемы основного газопровода. Схема и узлы крепления сопутствующих трубопроводов приве- дены на рис. 19.9. ' ¦ * Во многих случаях весьма целесообразным являет- ся [предварительное напряжение трубопроводов, в ре- зультате чего существенно снижаются расчетные изги- бающие моменты. Пример такого решения приведен на рис. 19.10. Для обеспечения стока конденсата горизонтальные, участки газопроводов должны-иметь уклон, равный 0,005. Расстановка водоотводов произвбдится на рас- стояниях, указанных в табл. 19,2. В. ОПОРНЫЕ УЗЛЫ Возможны два типа узлов опирания газопроводов: 1) с жесткими опорными кольцами, распределяющими опорную реакцию по всему периметру сечения; 2) с сед- лами охватывающими часть окружности газопровода,. При значительных нагрузках (футерованный газо- провод, большие отложения пыли или конденсата и др.) следует применять первое из этих решений,, при котором жесткое кольцо воспринимает изгибающие напряжения, вызываемые опорной реакцией, а на оболочку переда- ло 3~3 Рис. 19,8. Узлы совместной прокладки двух газопроводов-разных диаметров а >— вариант для ' неподвижных опор; б —для подвижных опор; в—.деталь узла Л; 1 — ригель железобетонных опор ются только касательные усилия. Кольцо может при- мыкать к опоре в отдельных точках или по периметру (рис. 1,9.8). При малых нагрузках опорных колец не требуется и следует применять опирание'на седла. :'
C-l -3- i=>; ?»э О".' со СГ; о- СО СЭ СМ «гз «¦ сэ t>a Сз~ SP са" «а CNJ Са" <t- I.VI ci cy CJ <=»" <=f
Гл. .19. Газопроводы металлургических заводов 403 Таблица 19.3 Основные характеристики волновых компенсаторов при нормативном давлении 0,2 — 6 кг/см' ' Обозначение | показателя и размер- ность I D в мм [ '1. ! Si в мм 1 Д в мм ! . А' В ММ ' Р' в кг Р" в кг Р=Р,'+Я* в кг Обозначение " , показателя и размерность i D в мм • S, в мм ! А в мм -. Д' в"мм Р' в кг .Р"1вкг . Р=Р'^.Р" в кг Примечаии .труб диаметром 1020- ^раб в кг/см' 0,2 1 2,5 4 6 0,2 1 2,5 4 6 '' 0,2 1 ,2,5 4 6 0,2 1 2,5 4 / 6 0,2 . J ' 1 2,5 1 '* 6 0.2 1 2,5 . 4 6 ,ГоТ2 . ' 6 ^раб в кг1см' 0,2 г. 6=73 мм—для т -2420 лш. d в лш 529 930 930 870 .850 820 2.5 3 4. 5- 5 34 ' 28 14 10,2 6,5 17,5 ¦ ¦ 15 8 5,6 Л 860 1215 2 390 4 150 3 795 355 1780 ' 3 650 5,360 6 525 1215 2 995 6 040 9 510 ДО 420, 630 1025 I 025 960 - 930 900 2.5 3 4 5 5 32,5 26 13,5 8.6 6 17 14 . , ' 7.5 4,7 3,5 955 1 355 2 680 4 850 4 455 400 2 025" 4 030 5 790 7 305 1 355 3 380 6 710 10 640 11 760 720" 1 120 1 120 1060 1020 • 2,5 3 4 5 . 32,5 25 13,5 8,4 17 14 7,5 4,6 1 035 . 1 475 2 980 5 350 / 510 ' 1 2 265 ' 4 665 6 440 1 5,45 3 745 . 7 645 - П'790 ,820 1 220 1220 ' 1 160 1 120 2,5 3 4 5. 32 24 12,5 8,2 . 17 13,5 7,5 4,6 1 115 1 610 3 300 5 860 510 ' 2 520 , 5 380 7 200 1625 4 130 > •8 680 13 060 920 1 320 1320 Г 320 1220 3 • 3,5 5 5 32 '22 14,5 , 7,8 %5 12 8 4.5 1 210 •' 2 370 5 000 6 390 565 2 830 ,6 760 8 025 1775 .5 200 11 760 14 415 '' 1020 1420 1420 1 420 3 3,5 , 5 26,5 - 21 14 13,5 11,5 8 1 880 2 530 5 350 615 , 3 070 7 300 2 495 5 600 12 650 1120 1 520 .1520 3 3,5 25,5 20 13 11 2 030 2 720 655 3 260 2 685 5 980 . 1220 1 620 1 620 3 3,5 25,5 20 13 11 2 145 2 980 , 720 3 570' 2 865 6 550 - d в мм 1 420 1 1 820 3 ' 25. 13 2 41)0 ' 810 1 520 1 920 \ 3 25 , 1 620 2 020 3 24 13 | 12,5 2 525 ,| 2 675 ; 880 | 935 3 210 | 3 405. | 3 610 . руб диаметром 529 и 63q мм; 6=8С 1 820 ¦ 2 220 ' 3 22 2 020 2 420 .3 22 11.5 | 11.5 3 000 3 275 1 015 |. 1 130 2 220 2 620 3 22 Л 11,5 3 415 1 265 2 420 2 820' 3 22 11,5 . 3 660 1 390 4 015 | 4 405 |. 4 680 | 5 050 лш—для труб диаметром 720—920 мм и 6=93 мм— для тивном давлении газа 0,2 кг[см2 приведены в табл. Pi + 3pi * 19.4. Принято; что давление в набивке сальника р пе- Р~ п = &1 ' редается равномерно во все стороны и определяется как среднее арифметическое между внутренним давлением Осевая сила реакции компенсатора, равная силе / raaa<'pi и усилием эатяоики рг, не цревышающим Зрг трения, определяется по формуле / ( ' ¦_ '.'¦.ч - л - ' " . ¦ ¦¦¦''' "" ¦'', -' ^ ' ' .¦ . .'., ¦: - -
404 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Р^ = рЫ^Ь, , (19.2) где id — диаметр сальника в см; [л.— коэффициент трения: при нормальных условиях (а = 0,1, .для случаев перекоса и обмерзания на- бивки (а =0,5; Ъ — длина сальника в-см. ' По 1-1 Рис. ^9.13.. Замкнутый компенсатор и-примерная, схема его установки v / — компенсатор; 2 — неподвижная опора Для уменьшения распора в трубопроводе применя- ют замкнутые компенсаторы, являющиеся обычными волновыми компенсаторами, но с ограниченной дефор- мацией (за, счет установки стяжек), -которые создают в местах постановки шарниры (рис. 19.13). Д. УЗЛЫ ПРИМЫКАНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ К ОБОРУДОВАНИЮ * Присоединение трубопроводов к оборудованию (клапанам, задвижкам, измерительным шайбам и т. д.) осуществляется посредством трех типов специальных строганых фланцев, стягиваемых болтами (рис. 19.14). Плоские фланцы (тип 1), (точеные, из листовой, стали, применяются Для, трубопроводов диаметром до 1020 мм; фланцы уголкового сечения4 (тип 2) из стального литья толщиной 40—54 мм применяются1 для трубопроводов диаметром 1120—3524 мм; переходные литые фланцы (тип 3) толщиной 28—40 мм применяются, в случае примыкания футерованного трубопровода к оборудова- нию. ' ' Плоские фланцы (тип 1) поставляются механиче- скими заводами: вместе с отрезком трубы длиной '200 мм. В, этом случае завод стальных конструкций из- готовляет трубу, не доходящую до фланца на 250 мм и заканчивающуюся двумя полубандажами. При мон- таже эти фланцы (вместе с патрубками) сначала при- балчиваются к оборудованию (19.14* б), затем устанав- ливаются вместе с ним в рабочее положение и прива- риваются к трубопроводу посредством полубандажей •(рис. 19.14, в). Таблица 19.4 Основные характеристики, сальниковых компенсаторов при нормативном давлении газа 0,2 кг/см2 и длине , сальника 120 мм dp мм 1 , 200 400 500 600 . 800 - 1 000 1200 1400 1500 О 6 ¦Рг при ц=§,1 30 62 75 90 120 150 180 210 , . 225 при ,ц=0,5 150 . 310 < 375 450 600 750 900 1.050' 1 125 ¦ Р, 63 250 390 560 1000 ¦ 1 570 2 260 3 080 3 530 d в мм 1600 1800 2 000 2 200 2 500 2 800 3 000 3 200 3 500 Р, при ц=0,'1 240 . 270 300 330 380 . 420 450 480 525 при [i==0,5 F1200 И 350 •1500 1 650 1 900 ,2 100 2 250 2 400 2 625, э|зГн а ч е'н и'я: d —условный проход газопровода ^ Я. 1 i 1 41020 5 090 ! 6280 ., 7,-600 : 9 800 12 300 14«140 1&080 19J240 в мм; Pt —осевая сила реакции цкомпенсатора в кг; Рг —дополнительная осевая сила давления I газа при наличии заглушки, колена, • задвижки и т. д. в кг. ! Рис. 19.14. Узлы примыкания газопро-.. водов к оборудованию а — прокатной обработанный . фланец (тип 1) и литые фланцы (типы 2 и 3); 6 — установка фланцев (с патрубками); в — приварка фланцев к газопроводу — на но- лубандажах; / — оборудование; 2 — фланец с патрубком; 3 »* полубандаж; 4 — трубо- провод , , . Фланцы типов 2 и 3 обычно поставляются механи- ческим заводом без патрубков, которые изготовляются! на заводе стальных конструкций. Для упрощения мон-!, тажа на заводе стальных конструкций ияготовляются': *трубы такой длины, чтобы они не доходили до фланца на 350—550 мм и заканчивались бы двумя полубанда-- жами. Отдельно изготовляются отрезки труб длиной 300—500 мм, причём один продольный шов в таком •отрезке не .заваривается. На монтаже незамкнутый па- трубок вставляется во фланец, выверяется и привари- вается к нему. ^Одновременно заваривается и продоль- ный шов патрубка. Дальнейший процесс монтажа про-, изводится, как указано выше;
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 405 Для обеспечения смены оборудования на трубопро- воде устанавливаются специальные упоры под домкра- ты, с помощью которых трубопровод разжимается и создается , возможность __.-, удаления оборудования ¦3 I \\,2 (рис, 19.15). . Е. ПЛОЩАДКИ и ЛЕСТНИЦЫ Обслуживающие плэ- щадки служат для на- блюдения за: работой оборудования и прове- дения его ремонта. Кон- струкция - . . площадок должна обеспечить воз- можность быстрой заме- ны оборудования (на- пример, под ёадвижками оставляется проем, через который их можно опу- стить на землю). Кроме' того, вдоль трассы, по верху трубы обычно устраивается переход, соединяющий отдельные площадки и дающий возможность обслужи- вать сопутствующие тру- бопроводы. Настил на площадках, как правило, принимается ребристым из полос или просечно вытяжной, что предо- храняет от скольжения и дает возможность про- сыпания пыли. Конструкция площадок не должна на- рушать общей статической схемы сооружения. Для подъема на .площадки , предусматриваются лёстницы- «стремянки. 'Пример решения площадки и лестниц при- иведен на рис. 19.16. - 'Рис. 19Л5. Упоры для домкратов,' используемые при смене оборудования / — оборудование; '2 — дом- краты; 3 -г- кронштейны; 4 — оси домкрата ками и воздействиями, в том числе: нерегулярные по-: вышения полезных нагрузок (скопление людей и гру- зов); длительно действующие нагрузки, возникающие в процессе строительства или ремонта сооружений; на- грузки, .возникающие при испытаниях сооружения; не- регулярные, но возможные при нормальной эксплуата^ ции сооружения отклонения давления газовой среды; нерегулярные отклонения -нагрузки, вызванные всякого рода осадками и отложениями; нерегулярные темпера- По i-i ГЮ2-2 Рис. 19.16. Пример решения площадок и лест- .•-',, ... ' . ' яиц / — волновой' компенсатор; 2 — опорные кольца; 3— плоские качающиеся опоры,; 4 — стремянка; 5 — ребристый настил; ¦[¦. 6 — свободное скольжение на f опоре 19.3. РАСЧЕТ А. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Расчет производится по методу предельных состоя- ний в соответствии с действующими «Нормами и тех- ническими условиями проектирования стальных конст- рукций»: с учетом специфических условий работы газо- проводов. - , ¦ ' л Сочетания нагрузок и воздействий. Основные со- ¦чета'ния (О) состоят из одной или нескольких обычно действующих нагрузок и воздействий — постоянных (собственный вес) и временных, регулярно действую- щих, в том числе обычная полезная нагрузка (вес лю- дей, грузов и оборудования); давление газовой среды обычной интенсивности; нагрузки от всякого роДа ре- гулярно или длительное время действующих осад- ков и отложений (снег, пыль, конденсат и т. д.); тем- пературные воздействия,: возникающие в процессе эк- < ¦сплуатации при нормальной работе сооружения (с уче- том температуры., возможной при замыкании конструк- ции на' монтаже). Дополнительные сочетания (Д) состоят из нагру- зок и .воздействий, входящих, в основные сочетания «(О): с временными4 нерегулярно действующими нагруз-- турные воздействия, представляющие собой отклонения: эксплуатационной температуры, а также влияние се- зонных колебаний температуры и т. п.; нагрузка от; ветра. ' Особые сочетания (Ос) состоят из нагрузок и воз- действий, входящих в основные сочетания (О) (только; постоянные от (собственного веса) и в дополнительные сочетания (Д) ' (нерегулярно возникающие временны» нагрузки) с добавлением.нагрузок, чи-меющих. случайный характер или, возникающих при авариях и нарушении режимов работы,, в том числе: кратковременные случай- ные нагрузки, возникающие^ при монтаже; давление га- зовой среды и сыпучих материалов, возникающее в ре- зультате , прямого нарушения режима эксплуатации;- (значительное отложение пыли и конденсата в газопро- водах, засорение водоотводов, взрывы и т. д.); темпе-' раяурные воздействия, возникающие в результате раз-, рушения футеровки; сейсмические нагрузки. При этом следует иметь в виду, что не допускает- ся учитывать одновременно воздействие всех (или многих) нагрузок категории Ос, а надлежит учитывать только реально возможные их одновременные воздейст< вия; так, нельзя принимать, что одновременно, возни- кают две или более, аварийные нагрузки,¦•воздействую- щце на один. конструктивный узел (например, 'макси-
406 Раздел IV. Стальные листовые конструкции мальные накопления пыли или конденсата в нескольких трубопроводах при расчете их общих опор). Коэффициенты сочетания нагрузок принимаются по данным в главе 2. ' "" Нагрузки. Ниже приводятся нормативные нагруз- ки для (расчета газопроводов. , ,ч[ '- Таблица 19.5 А Вес заполнения газопроводов Материал Пыль колошниковая (отложения в газопро- водах грязного и получистого газа, на сплош иых площадках и сверху газопроводов), Отложения конденсата в газопроводах чи- стого газа '.-.'. Нормативный объемный вес в т]у? П р имечания. 1. Отложения от пыли на площадки и поверху трубопроводов учитываются только в радиусе 100, jk от источника выделения пыли (например, доменной печи); при этом расчет ведется по сочетанию нагрузок Д. 2. Величина нормативной нагрузки от пыли иа сплошные площадки принимается равной 50 кг\м?, а на наружную поверх- ность трубопроводов—исходя из угла естественного откоса пыли, равного 35°, но не более 50 кг/м1 (средняя). ' 3.'В газопроводах грязного генераторного газа объемный нормативный вес осадков равен 1 пг/м3. ( - Таблица 19.G Нормативная полезная равномерно распределенная нагрузка на площадках и лестницах (вне мест непосредственного расположения оборудования) Наименование конструкции Нормативные нагрузки в'/сг/м? при сочетаниях Переходные площадки и лест- ницы . . . ...... Площадки обслуживания обо- рудования . . . . ; 150 200 Д;о„ 200 300 ¦ Таблица 19.7 Нормативное избыточное внутреннее давление газовой среды Наименование газопровода Давление в ати при эксплу- атации, со- четание на- грузок О, д, о„ Газопроводы чистого домен- ного и коксового газа иа участках.до газоповыситель- ных вентиляторов проходя- щих внутри помещений проходя- щих вне помещений Газопроводы генераторного газа до га- зодувок генераторной станции. 0,15 0,-15 при испы- тании, СО' четаиие, нагрузок Д 0,3 0,2 0,2 0,3 — Примечание. Давления в газопроводах доменного цеха приведены в главе 15. г Таблица 19.8 Нормативные нагрузки в газопроводах грязного и получистого газа от отложения пыли внутри труб Наименование газопроводов 1. Горизонтальный газопровод .грязного газа: б) две и более труб**: для трубы большего диа- метра ... ... для остальных труб . . . 2. Горизонтальный газопро- .' ^ * При расчете собственно Нормативное заполнение в % от площади поперечного сечения газопровода при сочетаниях ; нагрузок < о 24 24 24 Д 40 40 24 °с 60 . , бо ; 24 : 50% от значений, указанных в ; п. 1, но не менее, чем для газо- ¦¦ проводов чистого газа соответст- s вующего диаметра ; трубы и опор под нее. i ** При расчете общих опор. П р и м е.ч а н и е. При угле наклона трубопровода до 20° (к горизонту) нагрузка принимается как для горизонтального га- \ ропровода; при угле наклона 40° и более нагрузки от пыли при- нимаются в размере 10% от нагрузок для горизонтальных газо- проводов; при,промежуточных углах наклона от 20 до 40? нагруз- ки от пыли определяются инте рполяцией. ft Таблица 19.9' Нормативные нагрузки в газопроводах чистого газа от отложений конденсата внутри труб (включая вес наружного обледенения) Наименование газопровода Горизонтальный газопровод чистого газа:• одна труба* две и более трубы**: для трубы большего ди- для остальных труб . . * При расчете собственно ** При расчете общих опо См. примечания к табл 19 Нормативное заполнение в % от i величин, указанных в табл. 19.10, при сочетаниях нагрузок * О 40 40 40 д • 70 70 40 °с * 100 !. 100 -40 трубы и опор под нее. ?о. i Нагрузки в воздухопроводах от наружного обле- денения принимаются равными: для воздухопроводов, горячего и холодного дутья — нулю; для вентиляцион- ного воздухопровода нормативное обледенение при со- четании нагрузок О — нулю, а при сочетании нагрузок. Д и Ос —по схеме, приведенной чна рис. 19.17, а. Объ- емный вес наледи равен 0,9 т^м3. В случае укладки на одних опорах нескольких тру- бопроводов различного назначения суммарная нагрузка» на опоры принимается применительно к положениям,, приведенным в табл. 19.8 и 19.9 (например, для сочета- ния нагрузок Ос :—при двух трубах нагрузка от более- тяжелой принимается по значению Ос , а от второй — по» значению О). ' Снеговая нагрузка подлежит учету только для га- зопроводов охлажденного газа; для газопроводов горя- чего газа,нагрузка от. снега не учитывается. Снеговая- нагрузка не учитывается, если непосредственно надг, газопроводом расположен другой газопровод или об-
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 407 Таблица 19.10 Предельно возможное заполнение горизонтальных газопроводов чистого газа конденсатом Условный проход d в мм 100 125 150 200 250 300 350 400 500 ¦Конден- сатов кг\пог. м трубы 7,8 12 17 30 50 70 100 130 200 600 700 800 900 1 000 1 100 1200 1300 1 400 250 300 330 360' 390 .420 450 480 510 Высота заполнения сечения h в мм\ Заполняется на высоту, равную диа- метру газо- провода Заполне- ния сечения трубы в% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Эскиз расчетного условного заполне-| ния.сечения трубы конденсатом ' 500 500 500 500 500 - •500 500 500 500 1500 , 1 600 1 700 1 800 2 000 2 200 2 400 2 500 2 600 2 800 3 000 3 200 3 500 540 580 620 . 660 740 820 900 940 980 1 060 1 140 1220 1340 510 520 530 540 560 580 590 600 600 610 610 620 650 78 65 56 50 44 40 36 33 30 29 27 26 24 22 20 19 18 17 16 15 14 Примечания (к табл. 19.9 и 19.10). 1. Для наклонных (более 10°) участков газопровода, а также местных приподнятых участков (откуда обеспечено стекание конденсата) указанные в табл. 19.9 нагрузки принимаются в-половиином размере. 2. Для местных пониженных участков тех же газопроводов, куда может стекать конденсат из соседних участков, при сочета- нии нагрузок 0„ надлежит учитывать повышенные нагрузки: в газопроводах диаметром до 800 мм — исходя из полного заполне- ния сечения конденсатом; в газопроводах диаметром 1500 мм — исходя из заполнения 65% площади сечения; в газопроводах диа- метром 2500 мм —исходя из заполнения 40%'площади сечения; в газопроводах диаметром 3500 мм — исходя из заполнения 25% площади сечения; для промежуточных значений диаметров про- цент заполнения определяется интерполяцией. служивающая площадка со сплошным настилом, пре- дотвращающие образование снегового покрова. Нормативная температура металла трубопроводов 'принимается: 1) для газопроводов охлажденного чистого и получистого газа — в зависимости от климатических условий и режима эксплуатации, но не менее 60°; 2) для газопроводов грязного газа и воздухопроводов горячего и холодного дутья — приведена в главе 15. Ветровая нагрузка принимается согласно «Строи- тельным нормам и правилам» со следующими уточне- ниями: распределение давления для цилиндрических сооружений принимать по схеме, изображенной на рис. 19.17, б; общая ветровая нагрузка на цилиндр диаметром 4 равна 0,7 Qd кг/м, где Q — скоростной на- пор ветра в кг/ж2, принимаемый по СНиП; для цилин- дрических сооружений, расположенных под углом к го- ризонту, интенсивность скоростного напора ветра вы- числяется- по формуле p=0,7Qdsin а кг/м (рис. 19.17, в). ' Для .определения ветровой нагрузки на два и более расположенных друг над другом газопровода, при рас- Напрабление ветра *0;Т стоянии между ними в свету менее среднего диаметра газопроводов, следует принимать площадь ветровой нагрузки равной длине газопровода, умноженной на полную высоту (без выче- , тов расстояний между газо- проводами) пакета труб, а аэродинамический коэффи- циент равным 1. У одиночных трубопро- водов, наклоненных к го- ризонту под углом от 0 до 20°, силовое воздействие в вертикальном направлении от срыва вихрей (при на- правлении ветра поперек трассы) учитывается тем, что в вертикальной плоско- сти к трубопроводу прикла- дывается нагрузка, равная 20% от нормального ветро? зого давления в горизон- тальном направлении. При расчете отдельных сооружений, имеющих срав- нительно с высотой малые поперечные размеры и не защищенных от ветра, на- грузка которого имеет ре- шающее значение (отдель- ные свечи и т..д.), величина скоростного напора ветра должна быть увеличена ум- ножением на динамический коэффициент, равный 1,3 (в случае обоснования до- пускается изменение этого коэффициента). Кроме вертикальных нагрузок от собственного ве- са, веса изоляции, заполнения и т.. д., на основной не- сущий газопровод передаются продольные усилия^, возникающие в результате температурных деформаций сопутствующих трубопроводов. Эти усилия определя- ются с у.четом податливости гнутых П-образных ком- пенсаторов сопутствующих трубопроводов и располо- жения их опор. < ' • Коэффициент перегрузки. В табл. 19.11 приводят- ся значения коэффициента перегрузки п. ¦ Таблица 19.11 Коэффициент перегрузки п Рис. 19.17. Схема нагру- зок а — наружного обледенения вентиляционного воздухопро- вода; б *-? распределения ветрового давления для ци- линдрических сосудов; в — ветрового давления на ци- линдр, расположенный под углом к горизонту Вид нагрузки Постоянные нагрузки (кроме веса теплоизоляци- онных плит и засыпок) . >. Постоянные нагрузки от веса теплоизоляционных плит и засыпок . . . ; Собственный вес сыпучих материалов (в том чис- ле и пыли на покрытиях) ..;".>... • Внутреннее давление газа (включая вакуум) . . . Нагрузки от веса оборудования и полезные на- грузки на площадках . . . Ветровые нагрузки .. . . . Нагрузки от снега Нагрузки в трубах от отложений пыли и конден- сата Воздействие температурного расширения метал- локонструкций Значения п 1,1 1,2 1,2 1,1 1,2 1,2 1,4 1,1 ; 1,2 Примечание. При расчете анкеров и других элементов, где постоянная нагрузка уменьшает силовое воздействие, при- нимается я=0,9. ' ''..'
ш Раздел 'IV- Стильные листовые конструкции коэффициент условия работы. В табл. 19.12 при- водятся'значения коэффициента условий работы т. ". .. Та б л и ц-а 19.12 ¦\ Коэффициент условия работы m Элементы Оболочки газопроводов: а) для расчета на прочность при учете кон- б) то же, без учета концентрации местных в) для расчета на устойчивость КОЛОННЫ И ОПОРЫ .-,'. • • '• • •:-': ' • .Прочие элементы конструкций .. . . . ... . Значения ni 1,25 - 0,85 0,65-¦ 0,9 .-, По действую- щим нормам проектирования стальных кон- струкций. Допустимый прогиб. Допустимый прогиб газопро- вода определяется исходя из того, чтобы при заданном уклоне трубы расчетный прогиб /в iсередине1 пролета (определяемый при сочетании, нагрузок О) обеспечил ¦ее уклон не менее 0,0015, необходимый' для стока кон- денсата. ' ¦ •'¦''¦ ¦Л Коэффициенты трения (А) для расчета опор. Этот коэффициент. принимается равным: для трения сколь- жения детали по стали при определении максимально возможной силы 0,3; то же, при определении минималь- но возможной силы 0,15; для трения качения при Кат- ковых опорах 0,03. ;:¦ f Б. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ, Общие данные. Толщина листовой стали в оболоч- ках газопроводов принимается по расчету, без добавки , на коррозию^ за исключением случаев, когда транспор- тируемый газ содержит агрессивныедобавкй (коррозия внутренней поверхности) или когда трасса газопрово- да проходит 'Вблизи источника выделения агрессивных газов, против воздействия которых обычно применяемые •способы защиты оказываются не эффективными (кор- розия наружной поверхности). Расчет газопроводов на устойчивость производится согласно данным главы 2Q'. Расчет газопроводов на вер- тикальные'нагрузки ввиду возможного увеличения изги- - «бающих моментов вследствие неравномерной осадки ¦Опор производится по схеме однопролетной балки с пррлетом, равным расстоянию между.опорами; несущая Способность такой балки определяется с учетом дефор- мации оболочки, укрепленной жесткими кольцами,, по методике*, .изложенной ниже.! . Приняты условные .обозначения: а—напряжения, возникающие, в .конструкции; чт — предел текучести стали при температуре /=20°; Р — сосредоточенная расчетная нагрузка; q— распределенная.; расчетная на- грузка; /—радиус окружности оболочки по., срединной поверхности; гк— радиус кольца; 6 — толщина ¦ обо- лочки; Fr —площадь кольца; R — расчетное сопротив- .Лёние материала; ц— коэффициент Пуассона; пг — ко- эффициент условия работы. Расчет цилиндрической оболочки с жесткими опор- ными кольцами, частично наполненной жидкостью ¦ (конденсатом). Продольное напряжение <*г в сечении на расстоянии г от.опоры трубы определяется по формуле '^ = a6+..2j°/i. П=2, (19.3) где , ss ,-i- напряжение как в однопролетной балке Рис. 19,18. Схема к расчету газопровода, как однопролетной балки кольцевого сечения с жесткими опорными кольцами V ' Для точки, положение которой. определяется уг^ лом Р в сечений z, напряжение (3 может быть определе- но, по формуле • _ Mz_ _ qz(l — z) cos р где q — нагрузка на, 1 пог. м балки; остальные обозна- чения показаны на рис. 19.18. (Начало координат при- нято на левой опоре.) ¦'' ' Добавочные напряжения, возникающие в оболочке трубы в результате искажения первоначального контура сечения,'могут быть определены по формуле (19,4) .¦П'ш„ п*' + п« (Яа _ J) s ra=2 Jsamm n=2 izz X sin —^cosnP, 12/-6 k (19.5) где n=2, 3, 4,..., k. Величина <o„, входящая в формулу (19.5), являет- ся в -свою очередь та^же функцией sjn(n+l)a sin (я—1) a sinwacosа 2(п+1) 2 ("— I) (19.6) Задаваясь последовательно значениями п, вычисля- ют функции <». Произведя вычисления столько раз, сколько членов ряда оставлено в разложении (см. ни- же), получим значения aP=0 0=0. В=0\. un=2 . ил=3 > и/г=4 >- /г=д * где =0 вычисляется по формуле 0=о '. 8у*« • Разработана канд. техн. наук Н, Н. Лернтьевым. Л*-(-! »*.(па — 1)W, 12/-8 •sin — . (19.7)
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 409 Суммируя эти величины, получим полное добавоч- ное напряжение в нижней точке, контура оболочки (р =б). Полное продольное напряжение в произвольной точке контура равно ' --S ^('-2lCOsp + aP=°2cos2p + 2 2то-аВ ?=°*cosAP- (19.8) Ряд (8) сходится обычно достаточно быстро. В каждом конкретном случае, в зависимости' от. сходимости ряда, а также от требуемой точности рас- чета, устанавливается необходимое число k членов ря- да, исходя из сравнения величины ад=А с общей суммой членов ряда. Пример. Требуется рассчитать цилиндрическую оболочку трубы с жесткими кольцами на опорах; диа- метр трубы 2400 мм;'' пролет — 28,4 м, толщина стен- ки— 6 мм. Нагрузка на трубу равна 0,9 т/пог. м при объемном весе жидкости Y = I т/ж3, что соответствует углу заполнения 2а= 120°. Собственный вес конструк; ции, по малости, не учитывается. 1. Напряжения в трубе как в однопролетной балке для нижней и верхней точек сечения [ М=^ = 9-28402 . ¦9,1-\0«кгсм; W=3,14-0,6-1202 =27 200сл»3; М ± 334 кг/см2. „чакс , 01 ~± W 2. Напряжения, возникающие в результате^ дефор- мации поперечного сечения оболочки (по ' формуле 19.5): Syl2 п*<*„ я<1 + п'(п2 1) ¦кг sin — cos ад. /а I 12 гв \ Вспомогательные величины = 60°; bin a = 0,866; sin 2a = 0,866; sin 3a = 0; sin4a = — 0,866; sin5a =—0,866; sin 6a = 0; cos a =0,5; Syl2 8-10~3,-28402 0,6 . 0,62-2840* 12r6 12-1206 = 108-10s; = 0,66. Коэффициенты. ш„ определяются по формуле 19.6 где 0,866 0,866-0,5 ">2 = 0 + -т; ' =0,217; (Од = . ' 2 ¦ 2 0,866 0,866 2-4 2-2 -Q = 0,108; 0,866 0,866-0,5 „ , «.4= — —; + 0+ -—-—— = 0,0214; «,=0 - 2-5 0,866 0,866-0,5 2.-4 ¦=—0,0214, откуда a?n = 108- 10sa„sin— cosnp , а максимальные величи- ны напряжений в середине пролета ап =108' 103 а„Х Xcos п.З, -v где ,ч2„ ге^ш» ^ + 0,66га* (га2 —I)2 Для р = 0 и Р=г. 4-0,217 при а2 = : = 0,0045; F - 97,4+0,66-16-9 ' а2= 1.08-Юз.0,0045 = 487 кг/см\ 9-0,108 при а3 = 97,4+ 0,66-81-64 а3 = ± 108-103-2,78-10- 16-0,0214 при а4 =2,78-Ю-4; = ± 30 кг/см?; =9,0-Ю-6; 97,4+0,66-256-225 о4= 108-108-9,2-10-* = 1 кг/см2. ¦к Для р = —- о2 = —487 кг/см2 <иа3 = 0 а) ¦33* к/а** 6у°Ш сог2$ 63 = 3D cos 3fi ЗЗ^нг/см' №кг1снг 487 кг/С»' 1 г 651нг/с»1 e5i*i/c»f Рис. 19.19. Эпюры напряжений в оболочке газопрв: вода а—составляющие эпюры напряжений в сечении 2=—; . " ' 2 б — суммарная эпюра нормальных напряжений в -сечении 2" — ; в •= эпюра распределения напряжений по длине тру- 2 бы (для нижней т,очки сечеиия (3 =0) Из полученных значений видно, что члены ряда, начи- ная с четвертого, могут не приниматься во внимание* 3. Суммарные) напряжения: в нижней точке сече- ния равны 334+487+30=851 кг/см2; в верхней точке
410 Раздел IV. Стальные листовые конструкции сечения — 3344?487—30=123 кг/см2; на концах гори- зонтального диаметра—487 кг[смг. На* рис. 19.19, а показаны эпюры напряжений -.°л=1> °л=2; ал=.з; на рис. 19.19, б — суммарная "эпюра напряжений для сечения в середине пролета (г— / .-'¦ =—). На рис. 19.19, в показана эпюра распределения .напряжения по длине трубы для нижней точки сечения ("? =0). Расчет цилиндрической оболочки с опорными и про- межуточным (в середине пролета) жесткими кольцами, частично наполненной жидкостью (конденсатом). Ана- : логично предыдущему случаю продольное напряжение Рис. 19.20.. Схема к расчету газопровода как однопролетной балки кольцевого се- чения с . опорным.и и промежуточным жесткими кольцами «г определяется по формуле (19.3), в которой об = <7(/2 — 4г2) 8кгЧ ¦cos (19.9). (начало координат принято в середине пролета). Добавочные напряжения,- возникающие в оболочке трубы в результате искажения контура-сечения: А 2. га=2 У 48 Yrs тс8« Л=2 ("2-1) {An [<Di (6) + Ф* (?)] + -т-ВпФ'2(5) — O4(5)}cosn[3, (19.10) вде ш„ определяется по формуле (19.6). ^л— Ф2(г)[ф1(?)-Ф8(5)]+Ф4(5)[ф1($)+Фз(?)]; Ф4 (6) [<Й1 (6) - Фз (6)] + ^ я •ф2(е)'[ф1(?)-ФзЮ]+ "* + [1— Ф» (6)] [<Pi (6) + <Pi (?)] + Ф4(^ф1(5) + Фз(ё)] (19.11) Значения функций Ф(5) в формулах (19.11) прини- маются только при значении аргумента ? = fe„ 2= kn — fe"~ V 48гв ft4(„2_ 1)2 Фх (6) = sh (Ani) cos (A„z); Ф2 (5) = ch (*„z) cos (A„z); Фз (6) = ch (knz) sin (/e„z); Ф4 (?) == sh (fe„z) sin (A„z). (19.12) (19.13) (19.14) Задаваясь последовательно значениями n= =2, 3, 4,..., k, вычисляют величины kn, Фь Ф-г, Ф3, Ф> и коэффициенты Лл, Вл и <и„, после чего определяют аЬ* = \,.У {Л„ [Фх (6) + Фз (?)] + " я52(п2—1) + р„Ф2(?)-Ф4(е)}. (19.15) Производя вычисления столько раз, сколько членов ряда оставлено в разложении (см. ниже),- получим значения (3=0. „Р=о °л=2 > "я=3 > (3=0. .Р=о "л=4- > ил=А Суммируя эти величины, определяют полное доба- вочное напряжение 2 ам в нижней точке контура " л=2 оболочки ( Р=0). Полное продольное' напряжение в произвольной точке контура: определяется из выражения, , „; =- яФ-**) со р ар=оcos2р + 2 8га-25 "-2- .8=0 + «S«s3P•••«?=* cos А? (19.16) Число членов ряда, так же как и в предыдущем случае, принимается в зависимости от сходимости ряда N и требуемой степени точности результата.. Пример. Требуется рассчитать цилиндрическую оболочку трубы с жесткими кольцами на опорах и в се- редине пролета; диаметр трубы 2400 мм, пролет — 28,4 м, толщина стенки — 6 мм. Нагрузка на трубу равна 0,9 т/пог. м при объемном весе жидкости у = = 1 т/м3, что соответствует углу заполнения 2я=120° (все заданные параметры приняты по предыдущему примеру). Собственный вес конструкции, по малости, не ' учитывается. 1. Напряжения в трубе как в однопролетной балке (без учета деформации контура): ' при z=0,^i =334 kzjcm2.; ¦I' .¦ при 2= —— , oi «= 250 KZlcsfi. ¦ 4 . : 2. Напряжения, возникающие в результате дефор- мации контура поперечного сечения оболочки [по фор- муле (ШЛО)]: .,
Гл. 19. Газопроводы' металлургических заводов 411 1^48 уг* »яМп№(5> + Ф.<6)]^ " тс (rt2 1) +^„Фа(5) —O«(5)}cosnp, где а>Пропределяется , по формуле (19.6) (эти значения уже вычислены в, предыдущем примере); А„ и Вп — по формулам (19.11); % и kn—по формулам (19.12), (19.13), функции Ф (5)— по формулам (19.14). Таким образом, для и=2 V~48~ уг* 1/"48".Ы0_3-1203 величина = == 3.53 • 10 ; гс(яа-1)62 3,14(22-1)0,62 а>я =="6,217; -V О,б2 48-1'20в -2« (22— 1)а==7,75-10—4 . Таблица 19.13 Вычисление фуньцни Ф(?) If 0 , 1 4 -к 2 i—Кг в 2840 7'7510 000.4= =0,55 2840 7,75: — »» 10 800-2 = 1,1 sh 6 0 0,5782 1,3356 ch i. 1 1,155 1,6685 sin ? 0 . 0.5227 0,8912 cos (.' 1 0,8525 0,4536 Ф.(5) 0 0,493 0,605 ф;(Е) i 0,985 j 0,755 Ф,(Е) 0 0,604 1,485 Mi) 0 0,304 1,19 ¦ 'V"' 48-1-10 -1203 3,14 (З2 — 1)0,б2 ш3 = 0,108; = 1,32-10»; -V- 0,б2 —+-— 3* (З2 — I)2 = 19-1.0" 48-1206 v ' , Таблица 19.15 Вычисление функций Ф(?) К N ° Л 0 1 . 4 1 2 ?=*,* " 0 2840 19Ю 0UO-4= .= 1,35 2R40 (О : — 10-000-2 =2,7 • sh ?. 0 1,799 7.41 chS 1 2,058 7,47 sinE 0 0,9757 0,4259 cos i U ^0.219 —0,9048 *.(« 0 0,394 —6,7 »•№) 1 9,45 -6,76 Ф,(?) 0 2,0! 3,18 Ф.(« 0 1,757 3,16 Откуда Л* = 3,1634-6,76 (1-4-6,76) В3 = 6,76(—6,7—3,18)4-3,16(—6.7-ЬЗ, 18) 3,16(-6,7—3,18)+(1+6,76)(—6,7+3,18) = 1,12; -6,76(—6,7—3,18)+3,16(—6,7+3,18) 1,05. Откуда 1.192 —0,755(1 —0,755) : 0,675; б2 = 6,755(0,605— 1,485)+Ц 19(0,605+1,485) 1,19(0,605—1,4^5)+(1—0,755) (0,605+1,485) - _ 9,755(0,605—1,485)+1,19(0,605+1,485) ~ = —0,293. ' г Т а б л и ц а 19.14 Вычисления напряжений а2 11 0 1 4 1 ^=Лг[Ф,(?)+Ф8(Е)]+В2Ф2(Е)- ~Ф,(?) 0,675(0+6)—0,293-1—0=—0,293 0,675(6,493+0,604)—0,293Х. Х0,985—0,302=0,149 0,675(8,665+1,485)т-0,293х Хв,765—1,19=0 ' а2=3,53..103-0,217 L при0=О 3,53-103,.0,217(—0,293)=—224 3,53.№.0,217-0,149=114 0 для й<=*3 V 48 величина ¦уг3 я (я*—-Л) i Т I 6 л s д ai 19.16 Вычисление напряжений as |я| Хг=Л>[Ф1(6)+ф,(?)]+В,ф2(5Ь gS -Ф.(5) Ха1 0 7 4 j ,2 1,12(0+0)—1,05-1-0=—1,05 1,12(0.394+2,4)1)—1,05-0,45- —1,757=0,471 1,12{—6,7+3,18)+1,05-6,76— —3,16=0 сг8=1,32-103-0.1Ш. при (i=0 )' . ' . —1,32-10в-в, 108-1,в5=—150 1,32-10»-0,108-0,471=68 в Аналогично вычисляем для п = 4. Таблица 19.17 Напряжения а4' Координаты г ( 0 1 4 г 2 и4. при ^=® —15,3 1«,1 '
412 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 19.13 Изменение напряжения по окружности трубы а=ао cos Вспомогательные величины cos (3 cos 2(3 cos зр cos 4(3 Напряжения в (для 2=0) Напряжения в сечении II 'Л (для 2= ' 1 .1=1 п=2 п=3 п=4 Суммарные напряже- ния п=\ я=2 л=3 л=4 Суммарные .напряже- ния Примечание. В случа 1 при р= • 1 - 0° | 15° 1 1 1 1 334 —224 , —150 —15,3 —55 250 114 68 15,1 447 0,966 0,866 0,707 0,5 322 —194 —106 —8 14 242 99 48 8 397 е необходимости 30» 0,866 0,5 0 —0,5 290 —112 0 . 8 186 217 57 0 —8 268 таким и 45* 0,707 0 -0,707 —1 , 236 0 • 106 15,3 357 ' 177 0 —48 — 15 114 (е образ 60* 0,5 —0,5 . -1 —0,5 167 112 150 8 437 " 125 —57 -68 —8 —8 -75° : 0.25У —0,866 —0,707 0,5 87 194 106 —8 379 65 —99 —36 8 —62 dm определяются 90° . 0 —1 0 1 0 224 0 —15,3 209 0 —114 0 1 15 —99 / 105° —0,259 -0,86: 0,707 0,5 —87 194 —106 —8 ¦ —7 -65 —99 36 8 —120 напряжения для 120° -0,5 —0,5 Г -0,5 —167 112 1 —150 8 —197 —125 —57 С8 —8 —122 135° —0,707 0 0,707 —1 —236 0 —106 15,3 —327 —177 0 36, —15 —156 , 150' —0,866 0,5 0 -0,5 —290 —112 0 8' —410 —217 57 0 —8 —168 любой координаты 2. 165° —0,966 0,866 —0,707 0,5 —322 --I94 106 —8 —418 —242 99 -г-36 8 —171 1 180° —1 1 —1 1 —334 —224 150 —15,3 —423 —250 114 —68 15 —189 15.3 «г/с I5JHI/CM 15,1 15,1 «*1гцг Рис. 19.21. Эпюры'продольных нормальных напряжений в сечениях г=0 и г=~, а также эпюры распределения напряжений по длине трубы (для нижней точки сече- ния р=0) а — для п=2; б — для я=3; в — для п=4 Из полученных значений видно, что члены ряда, начиная с пятого, могут не приниматься во внимание. На рис. 19,21 приведены эпюры продольных напря- жений в сечениях г=0 и г=—-для п=2; 3 и 4 (вычйс- 4 ления которых приведены в табл. 19.18), а также эпюра продольных напряжений, изменяющихся по длине трубы в нижней ее точке ((3=0). ,, На рис. 19.22 дана суммарная эпюра напряжений в сечениях г=0 (середине пролета) и г= (четверть про- лета). Усилия в опорных кольцах. Напряжения в опорных кольцах газопроводов (в зависимости от схемы опира- ния) и в кольцах жесткости,' расположенных в местах приложения сосредоточенных нагрузок, а также в при- мыкающих' к ним оболочках, определяются по форму- лам из табл. 19.19—19.25. "! При пользовании таблицами следует в принятой основной системе (кольцо, опертое в одной точке) опре- делить величину условной опорной реакции, вызванной внешней нагрузкой; затем по найденной условной опор- ной реакции определить интенсивность урав- новешивающих ее фактических реактивных сил (сдвигающие силы для оболочки и фактические опорные реакции для Опорного чкольца). После этого', ^пользуясь готовыми формулами, вычислить фактиче- скую величину усилий, возникающих в кольце от сум- марной загрузки его внешней нагрузкой, и реактивными силами с учетом их интенсивности, причем положитель- ным считается момент, вызывающий растяжение на внутренней стороне кольца. Суммирование величин уси- лий от внешних-и реактивных сил производить таким образом, чтобы условные опорные реакции, как равные и имеющие противоположные знаки", превратились в нуль. Кроме того, в табл. 19.20, а, 19.21,6; 19.22/г; 19.24, б,д, е; 19.25 приведены случаи приложения уже уравновешенной нагрузки.
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов ' 413 Таблица 19.19 J ¦ ; Расчетные усилия от симметричной сосредоточенной радиальной и тангенциальной нагрузки Таблица 19.20 Расчетные усилия от симметричной сосредоточенной горизонтальной и вертикальной нагрузки Расчетная схема B'ZPCQSDi б) e*2TsLn<x Расчетные усилия М- Г м- 0<<р<«: 1 -f cos а (тс — «) sin a cos <р I Рг; « < ф < тс: [1 + cos а , а . —¦ 1 sin а cos ф — тс . тс — cos а sin Ф Рг О < Ф < а: (тс — а) „ Wf= — ; sm а cos ч> Р; тс а <(р<тс N •« ( — sin а cos <р — cos а sin tp J Р О < ф < а: (тс — а) Q = 5 — sin а sin ф Р ; тс а < ф < тс: = — — sin а sin ср -)- cos а cos ф Р JW О < ф < а: Tr I , *=* . \ тс—а—sin а—[(тс—а) cos а -J- тс ( + sin а] cos ф1 • а < ф < тс: Тг М = [sin а + а + тс + (sin а — а cos а) COS Ф — it sin а sin ф] О < Ф < а: , Т дг — —'—:— [(ти—а) cos а + sin а] cos Ф ; тс j а < ф < тс: - [тс sin а sin ф —(sina—а cos а) созф] О < ф < а: Т Q = [(тс — а) cos а+sin а] sin^tp; Q = [(sin а—a cos а) sin ф+тс sin а cos ф] Расчетная схема б) Расчетные усилия О < Ф < а: М = Н [(тс—a) (cos а — cos tp) + тс + sin а + ( 11 sin 2а cos tp ; «¦ < Ф < тс: М — Н sin а — а (cos а — cos ф) + тс L -)- I 1 | sin 2а cos ф О < Ф < а: ЛГ = — 17- Л sin 2а -(тс — 1)1 а < Ф < тс: W = — [(-2 Л sin 2а+ а| cos О < tp < а: Q = -51 Г(тс — а)' — (— -г- A Sin 2а1 sin tp; а < ф < тс: Q = ^- Г/"-? l] Sin 2а + а 1 sin Ф Рг О < Ф < а: М = ^— [1 + cos а — (тс—а) sin а+sin' а созф] * а < Ф < тс: Рг * М = [1 + cos а + а sin а + + sin2 а cos <р — тс sin ф], О < ф < а: „ Р sins а ЛГ = cos ф ; N = [sin2« cos <? — тс sin ф] • О < ф < а: Р Q = sin1 а sin ф; тс а < Ф < тс: р Q = [sina а sin ф + тс cos ф]
414 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 19.21 Расчетные усилия от симметричной равномерно распределенной по горизонтальной проекции нагрузки Расчетная схема а) Хп -¦¦ (НШШН ^У р — погонная ' нагрузка б) :'¦'• ' i <. jlllH r*f- Ш Ш111 , ш ; Р/ ? р=Л=2рг sin р с каждой стороны; р — погонная нагрузка Расчетные усилия 0 < * < р: , м = JUL \-2- sin гр + i- + sin р — л I 8 4 ., sin* p sta3 p v 'it sin2 <p 1 — (it — P) H cos ф ; ; 2.3 2 J ¦ ' P <<p<n: | M ='J^L \1 sin 2p + -i + sin P + я I 8 4' , . sins p , sin3 P cos <p 4- p - + ¦ —:—- — it sin p sin ф] 2 3 ' ' 6<ф<Р: pr г sin»p ;,.']¦' N = -^— cos «p — it slna <p ; « L з ; J P < Ф < it: pr Г sin'P . „ , 1 N = ¦ cos ф — к sin p sin ф it [ 3 J 0<Ф<р: pr rsin3p 1 q — -z— sin ф 4- itsin » cos <p ; 'it | з j P<<P<it: . pr fsins P. . , , . 1 i Q = -— sin ф + it sin p cos Ф it [ 3 J / 0<<p<p: A,= J^r±sin2p + l— it ;. L 4 2 (" P) sin'P. к sIn"> ]; ' Р<»<(«-Д: it L 4 2 + p sin" p — и sin p sin фI ; (в — P)< Ф < it: it l 4 2, . + (p _ JL\ sin» P - — sin» J . 0<ф<Ри(п-Р)<ф<к: N¦ =¦ — pr sin' ф ; p < Ф < (it — P): jV = — pr sin p sin ф 0 < ф < P и <* — P) < ф < it: _ sin 2? 2 Р<Ф<(к-Р): Q a — pr sin p COS ф Таблица 19.22 Расчетные усилия от-симметричной равномерно f распределенной по поверхности радиальной и вертикальной нагрузки Расчетная схема /?--2PrSinJ3 р — погонная нагрузка р — погонная нагрузка Расчетные усилия О < Ф < (it — р): рга М = -^— [р—sin р+(Р cos р—sin Р) cos ф]; я М = ?J— [р — sin р — it + (Р cos р— it — sin р — it cos Р) cos ф + it sin p sin ф] 0<ф<(п — P): pr N= -Z— [pcosp — sinP] cos*; (^ — P) < Ф < it: pr\ W = J-i [(PcosP — sinp— itcospjx it '¦ ', X cos ф -f it sin p sin ф — it] 0 < ф < (it — p): Я = — — № cos p — sin pj sta ф.; it (t — P)< <p < it: , Q = [it sin p cos ф — it — (P cos .pi- sin p — и cos P) sin ф] M-- Pr' 0<ф<р; • |2sinp + (it—P)cosp + p- sin 2p cos ф / P \ ' sin 2P cos ф 1 ¦ I it — — I cos ф E Z. _n, sIn ф •4 I < Ф < it: M- • -^- J2sin-p - p [cos p - I -r C™JL + ,+ itsH^)-3in2PC0S4 0 < ф < p: ir . \(a sin 2^ COS 9 ; I Р<ф<п: sin 2P \ cos ф \i _. Г/о sl" 2P \ созф „ , 1 N~pr[v——)—.—Psi^J 0<Ф<р: » pr Tsin 2p sin ф ' p 1 W = — sin ф— вф cos ф ; t L 4 2 J I < Ф < it: pr [sin 2p sin ф p f — — sin ф- 2 i— up cos Ф
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 415 Продолжение табл. 19.22 Расчетная схема Расчетные усилия a^&Prsinfi р.— погонная нагрузка 0О< (it- М* рг' [sinp + p + +ф cos р—sin р) cos ф — it sin <р sin Р] ; (ч—P)<<p<it:j М- pr' [sin?— (it — p) X X (I + COS P COS If) — sin p COS <f] 0,<Ф<(я-Р): pr N mi' [(p cos p_sin p) cos ф—it sin p sin <p] ; 1С (к — P) < <p< it: ЛГ ¦» — [(P^cos'P—sin p—it cos p) cos tp — it] 0<<p< (it —p): pr , Q*n 1— щ Cos p_sinp) sin ч>+п sin p cos <p]; it (л—P) < ф < и: 0— — KK — M cos p + sin p] sin tp E p=A=&pr sin p (для каждой стороны); p — погонная нагрузка ®<»<Р: РГ' , Л* — ^— [20 + ж (cos р cos <j>5— 1)]; P<<f<(it-P): Л* =-^—¦ [2р — л sin р sin <р]; it- ' (it - P)< ф < «: M-- pr' [2p —it (1 + cos p cos 9)] »<<p<P: N ~ — pr (1 — cos 'f cos ф) ; P < v < (it - P) : ЛГ aa — pr sin P Sin ф J' (it — p)<<(>< it: ЛГ = — pr [1 + cos p cos wl 8<4><p: Q **— pr cos p slntp; p < Ф < (it - P) : ' Q = —pr sin p cos ф; (it — p) < ч> < it: Q = pr cos p sin ф Таблица 19.23 Расчетные усилия от веса жидкости Расчетная схема id- „Are; ^^iinld.] * ¦ • Обозначения: xt = — sin 2к , . f- sin 4 ¦ it [ 8 '«i n~ 2 s . I COS « CO! JWp= К Г3 COS a t 1 I 1 -'. COS q> ; 2 J,' Расчетные усилия 0 < <p < a: ЛГ = *t + гд:2 cos <p; a<«p< it: Af = A!j -f rx% COS <p + Л1 0 < «p < a: N = *2 cos «p ; a <«P < я: N «= *2 cos * + Wp iS rd<p f г" Г J— (it — a) cos « — к L it — a "J у 2 J a / cos 2a \~| I ' 2 JJ ' (sp — a) («p — и) sin? 2 2 Таблица 19.24 Расчетные усилия от касательных и радиальных нагрузок . ' Расчетная ^хема а) Т- Tg SCfl Т 6) fl'PnStn т Расчетные усилия 0<Ф<к: L 2 4 2 J, , Г 3 sin <р "] N =! Т6г — cos (» — ср -< ; " 14 2 J , ,. Г *in • , cos * 1 « = -Г'Г[ 4 +* 2 J- 9<«р< к: Af = [ S,° * +[* *)x "' X cos ч> p,r' ;' Q «= — | — — -2. J sin *p',r; „„Г sin* +^« -*)cos,]*r
416 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Продолжение табл. 1924 Продолжение табл. 19.24 Расчетная схема Расчетные усилия К'Т0 sin ?.- R=WT0r я-"»** д) -0.7 P Совместное дейст- : Sue нагрузок- по обеим схемам 0 < ф < it: м т Г • C0S * M=T°r«r[-J—— [ 4 2 Wl= 7> Г Ja j cos ф — ф Ф sin ф ' sin ф 2 0<ф<я: / I \ COStp psin ф \ \2 8 2 } Л / Ф cos ф 3 , . \ Q = -/V I — + — sin-ф ; i, / COS Ф , I , \ N = —p,r ф sin p V 8 2 ¦ ) M = [0.3342 cos Ф—0.2251Ф sin ф—0,10] pr2 Q = —[0,5592*;sin ф -f 0,2251 ф cos ф] pr; N = [0,7843 cos Ф—0,2251ф sin ф+0,3] pr . к 3 < Ф < • f. 4 4 M = [0,60 — 0,16Q8cos ф — 0,4950sin ф — — 0,2251ф sin ф] pr2; Q = _ [0,4950 cos ф + 0,0643 sin ф + + 0,2251ф cos ф] j)r; N = [1 + 0,2893 cos ф — 0,4950 sin ф — — 0,2251 ф sin ф] pr Расчетная схема Расчетны усилия T*taslnt rD-0fi50tP (из условия равновесия) Схема о cost it < Ф < it: 4 Л* = —[1,1-f 1,3629 cos ф —0.7071 sin ф+ + 0,2251 ф sin ф]рг2; Q = [1.1379 вшф + 0,7071 cos* — — 0,2251 ф cos*] pr; • N = ~ [0,7 -f 0,9128 cos <p — 0,7071 sin <p + + 0,2251 ip sin y] pr Касательные силы T изменяются по, закону Т=Г, sin 2у. 0<ip<it: cos 2f М- 2 T,r cos 2ip; ¦T,r sin 2y P„C0S Примечание. Принятый закон изменения1 Т соответст- вует скалывающим силам, возникающим в оболочке, имеющей по длине хотя бы одно жесткое поперечное сечение при действии на нее нагрузки, согласно схеме.а"; при этом величина Г, зависит 9:т_°о согласно формуле r0 = 0,85P0sin2ip. II 1 \-5 I \l J.-* " <^- • © 1 >A fr§ 9 ¦4- .- 5 _ - № кг/см г з -vwK.32?кг/см' V Si/ \л>09кг/см1 ¦Шкг/сн* \5А: кг/см г Ш9кг1смг 156кг/смг Рис. 19.22. Эпюра продольных нормальных напряжений а — в сеченин г=0 (середина про- лета в месте примыкания жесткого кольца): о —в сечении г= —(чет- . 4 верть пролета — между кольцами); / — кривая напряжений при расче- те трубы как однопролетной балки
Гл. 19. Газопроводы металлургических заводов 417 Таблица 19.25 Расчетные усилия от эксцентричного- приложения нагрузок Расчетная схема Расчетные уснлня а) 0<<р<а: М=М0 1 sin а cos ср ; Af0 а < Ф < я: U-— --А[2 sin а cos tp+а] 0<q><a: 2 ЛГ,= М0 sin а cos f, а < ф < я: 2 Л? = Af0 sin а cos ф О < <р < а: 2 Р = Uо — sin а sin ф; я . а < v <*: 2 Q = Мо — sin а sin ф О Г'%$ШТ Производится анализ величины изменения изгибающего момента в зави- симости от эксцентрицитета приложения опориой реакции (при двух опо- рах)-к центру кольца при касательных нагрузках, соответствующих случаю 7"=Г0 sin ф. 0<ф < — : 2 < ?•&** k Г ф sin ф , / а ,3\ я Л' а \"1 1 = — + г I cos <р 11+ -— ; *¦ I ¦ 2- \rk *) *[ rk)\ XI г а 3\ ' '. cos 2<р cos ф sin 2<р sin tp tp sin ф'| _ cos <H i + i - Wrk rk t) i ¦ 4 2 J e = _ ¦[••^-(-т.+т)-] ада mi алое ojm am ом ¦ ., 1Нозф(рициент определения величины mj 1) Изменение изгибающих моментов в зависимости otJ—... г 2) Эпюра изгибающих моментов при —- =+0,04. Расчетные усилия М н N в первом и втором квадрантах имеют одинаковое абсолютное значение, отличаясь лишь знаком. За Т0 принято значение сдвигающих сил при|ср=90°. Пример. Требуется определить изгибающие момен- ты в кольцевом сечении оболочки от действия собст- венного веса g, (рис. 19.23) при радиусе оболочки г и толщине оболочки 8. Вычисляем для схемы (рис. 19.23, а) значения изгибающего момента по • табл. 19.22,6 как для частного случая расположения равно- мерной нагрузки по всему периметру кольца. В этом А случае т0=—=2g. Суммарный момент от действия w. внешних нагрузок и реактивных сил, согласно форму- лам, взятым из таблиц, будет равен 27—915 М cosip • (р Sin 9 COS tp tp s >in <p] Подставляя значение периметру кольца. Самокомпенсация 4 2 то =2g; находим Л4=0 по всему трубопроводов. Коэффициент снижения жесткости сварных колен при расчёте трубо- проводов на самокомпенсацию следует определять по формуле
448 Раздел IV. Стальные листовые конструкции k = 1,52 (19,17) где X — геометрическая характеристика кривой трубы; RT —радиус колена трубопровода по оси; г — радиус окружности оболочки по срединной поверхности; 8.-*- толщина оболочки трубопровода. Местные напряжения. Цилиндрическая оболочка при наличии упругого кольца. жесткости рассчитывает- ся в соответствии с методикой, изложенной в главе 20, по формулам: Рис. 19.23. Эпюры внешней нагрузки (а) и реактивных сил (б) в кольцевом сече- нии оболочки (условие рав- новесия Т=А) //ii 11 RBcontom m жест- кое коль I uo Рис. 19.24. Схемы определения местных напряжений а — в цилиндрической оболочке при наличии упругого коль- ца жесткости; б —в трубе, защемленной по контуру; в—< при сопряжении двух труб, пересекающихся под углом 2 в а) ори отсутствии осевых ©ил мастные ме'ридиа- нальные напряжения в оболочке у кольца жесткости (рис. 19.24, а) *-*?!_&>•=-<* ¦ "9-"»> кольцевые напряжения у кольца жесткости -\; prs 0,9 pFKs* l(2bs+FK) h*(2bs+FK) напряжения в кольце 2prs 1 (25s + FK) m </?; <R; (19.19) (19.20) где м = н~, s=0,78 V rb ) (19.22) aM —. меридианальные напряжения ib оболочке вяе зоны краевого эффекта. Труба, защемленная по ^контуру, изображена на р*ис. 19.24,6. Напряжения изгиба определяются по фор- муле ' ., . />г У 3 (!-[*») Sot 9i</?, (19.23) где «pi (а, в)ч принимается по графику, приведен- ному на рис. 19.25. Кривые зависимости напряжений от в симметрич- ны относительно значения в =±90°. Сопряжение двух труб, являющихся частью пра- вильного замкнутого многоугольника, пересекающихся под углом 2а и усиленных по лин-ии сопряжения абсо- лютно жестким кольцом, изображено на рис. 19.24, в. Максимальные напряжения (возникающие в точках 1 и 3) определяются по формулам: меридиональные напряжения изгиба Зрг 1 О = ________ _2 . ^ ft. 8 1/3(1—(*«) m кольцевые напряжения изгиба , рг 1 ¦ <ра /и где <р2 (°0 — функция, зависящая от угла и равная И-0,5 а= -г- Фг < R, (19.24) (19.25) ¦(*¦ !—1. Расчетные формулы (19.24) и (19.25) справедливы в пределах а ^30°. Осевые мембранные ' напряжения определяются отдельно (по безмоментной теории) и прибавляются к значениям напряжений, полученным по формулам (19.24) и (19.25). 1,0 О, и и, г %(а,в) 2 ^ ч ?= V N. N v "V "V *-"йТ **з?ч ы ¦''& •vj 7-<?> ^Ч. ^ t в' is 30 «5 60 75 90 Рис. 19.25. График значений <р_ в зависимости от уг- лов а и 9 б) при наличии осевых сил усилия, возникающие в месте крепления оболочки к кольцу Н- sFK (рг — ;лсм 8 r(FK+2bs) (19.21) Сопряжение двух труб, являющихся частью пра- вильного замкнутого многоугольника, пересекающихся под углом 2а, но без усиления жестким кольцом. Максимальные местные меридианальные изтибныеГ напряжения (возникающие в точках / и 3) подсчиты-
Гл. 20. Общкя расчетная часть 419 ваются по формуле о =1,575 ( — где <р3 (а) принимается по_ табл. 19.26. </?, Полное напряжение в краевой зоне находится сум- мированием местных изгибных напряжений и ос,евого мембранного напряжения, определенного по безмомент- (19.26), нои те0рИИ, Длина полуволны распространения местных напря- жений равна Таблица 19.26 а" Значения 30 1,02 Коэффициент <р3 40 0.552 50 ' 0.451 60 0,301 («) 70 0,181 80 0,1012 90 0 /=- (19.27) где величина s определяется по формуле (19.22),' отку- да минимальное расстояние между зонами возникиовег ния-краевого эффекта ,не должно быть менее 4/^2,45 У гЪ (19.2 ГЛАВА 20 ОБЩАЯ РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 20.1. ОБОЛОЧКИ И КОЛЬЦА А. ПРОЧНОСТЬ ЗАМКНУТЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ БЕЗМОМЕНТНЫХ ОБОЛОЧЕК, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ р (БЕЗ УЧЕТА ВЛИЯНИЯ ОПОР И КРАЕВОГО ЭФФЕКТА) Расчетные схемы оболочек рассматриваемого типа приведены на рис. 20.1, Приняты обозначения: г — радиусы кривизны сечения оболочки плоскостью нормальной оси симметрии ¦.. (центр кривизны на оси симметрии); Ri — радиусы кривизны оболочки в мериди- ональном направлении; Рис. 20.1. Расчетные схемы оболочек а — схема построения формы н силы, действующие на эле- мент оболочки Произвольной формы; б — шаровая (сфериче- ская) оболочка; в — коническая оболочка; г — цилиндрическая оболочка; д — эллипсоидальная оболочка; е — круговой тор /?2 — радиусы кривизны оболочки в кольце- вом направлении (центр кривизны на оси симметрии); Дг; Д/?х; М(г — удлинения соответствующих радиусов кривизны под нагрузкой; > 27* oj — напряжение в меридиональном направ- лении; о2—напряжение в кольцевом направлении; h — толщина оболочки; ¦- N\nN2 — усилия на единицу длины сечения оболочки, соответственно действующие ' в направлениях напряжений, равные JVi = ai h; Nz = о2 h. Оболочки вращения произвольной формы. Условие равновесия элемента оболочки (рис. 20.1, а) определя- ется уравнением Лапласа J5L , _5!_ ?_ А % ~ h ' (20.1) Меридиональные напряжения определяются по фор- муле 01 = 2/1 (20.2) Из уравнений (20.1) и (20.2) можно найти напря- жения в кольцевом направлении pR* °2 ~ 2А Ril (20.3) Уравнения (20.1), (20.2) и (20.3) используются, для решения оболочек различных видов. Шаровые оболочки. Расчет таких оболочек (рис. 20.1,6) производится по формулам Ri_±=R2-R; °i = о2 = о Д# : pR2 2Eh PA. 2ft ' О-!*)- (20.4) Конические оболочки. Расчет оболочки, изображен- ной на .рис. 20.1, в, производится по формулам: pR% Oi = ¦ 2ft оо ; /?а РГ pRi А COS а РГ 2ftcos а pR Л COS а Eh\ 2 / ) (20.5)
422 Раздел IV. Стальные листовые конструкции В. ПРОЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК, СВОБОДНО ОПЕРТЫХ ПО КОНЦАМ, ЗАГРУЖЕННЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫМИ НАГРУЗКАМИ И ИМЕЮЩИХ ЖЕСТКИЕ ДИАФРАГМЫ НА ОПОРАХ, А В ПРОЛЕТЕ —УПРУГИЕ КОЛЬЦА ЖЕСТКОСТИ % НА РАВНЫХ РАССТОЯНИЯХ Оболочки рассматриваемого типа работают на из- гиб как балка кольцевого сечения с напряжениями в меридиональном направлении. Однако эти напряжения, как правило, относительно невелики. Кроме того, воз- никают деформации, f искажающие первоначальную круговую форму поперечного сечения, и относительно большие. изгибные кольцевые напряжения. Опорные жесткие диафрагмы и промежуточные упругие кольца жесткости сдерживают развитие деформации кольце- вого сечения оболочки. Решение рассматриваемых за- дач приведено в главе 19.3. Г. КРАЕВОЙ ЭФФЕКТ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК Основные понятия. В местах пересечения оболочек различных форм, а также на участках постановки колец жесткости, перепадов толщин, сосредоточения или резкого перепада нагрузок и т. п. в тонкостенных оболочках, помимо осевых усилий N безмоментного состояния, возникают изгибающие моменты М и попе- речные силы Q. Они распространяются быстро зату- k— коэффициент постели круговой оболочки, рав- Eh № Рис. 20.3. Схема распро- странения и затухания прогибов при крае- вом эффекте дающими волнами на сравнительно небольшой зоне и поэтому их действие на конструкцию называют «крае- вым эффектом». Схема распространения и затухания прогибов при краевом эффекте показана на рис. 20.3. Рассмотрим за- дачу о краевом эффекте, приняв материал идеально упругим. Упругая характеристика круговой осесимметрич- ; ной оболочки, одновременно являющаяся характеристи- кой' 'длин волн распространения сил и деформаций краевого эффекта, дается в виде параметра s (формулы tO;30 и 20.31). Упругая характеристика s .по' величине обрлтна коэффициенту гибкости оболочки т. При рас- смотрении краевого эффекта используется аналогия, существующая между оболочкой, подверженной воз- действию краевых сил, и балкой на упругом основании, поскольку дифференциальные уравнения изгиба в обоих случаях ,по своей структуре .одинаковы. В общем виде значение параметра s = —, (20.30) naerj — радиус кольцевой кривизны; А — толщина оболочки; )л — коэффициент Пуассона-, т — коэффициент гибкости оболочки; ?=¦ 2 в кг/см3; гч D — цилиндрическая' жесткость, равная: Eh? D = ¦¦—; . 12(1-V) Е—модуль продольной упругости. *i sy Рис. 20.4. Расчетная схема а"—пересечения цилиндра и конуса (заданная система); б — то ^же, основная система;' в — со- пряжения цилиндрической стенки и днища ре- зервуара на сплошном упругом основании (задан- ная система); г — то же, основная система Для стали (jx.= 0,3)- s=.0,78 У72А ; ) D Eh* , 10,92' (20.31) Как показано на рис. 20.3, амплитуда краевых прогибов становится весьма малой уже на расстоянии одной полной" длины волны (т. е. на расстоянии я« или приблизительно 3s) от места возникновения крае- вого эффекта. При этом и все другие факторы, характе- ризующие краевой эффект (М, Q и угол поворота)' на- столько затухают, что на упомянутом расстоянии ими„ также практически можно пренебречь. Решение задачи краевого эффекта методом сил В зоне возникновения краевого эффекта делается кольцевое сечение оболочки, в котором, как обычно, на единицу длины сооружения действуют усилия: Nt — меридиональное продольное усилие, Mi — меридиональ- ный изгибающий момент и поперечная сила Q. Ni мож- но определить по безмоментаюй теории оболочки; Afj н
Гл. 20; Общая расчетная часть 423 Qi являются двумя «лишними» неизвестными статически неопределимой системы (в каждом сечении). Определя- ются они из обычных канонических уравнений метода сил. При (наличии в узле нескольких сечений (например, двух по обе стороны кольца жесткости) неизвестных будет соответственно четыре и т. ц.~' Вид канонических уравнений, а также вхо- З-.дящих Bv них значений н Р~ единичных перемещений o^„ и перемещений от нагрузки AiP .для ,раз- 0 личных оболочек и лла- ¦ станок приведен «в табл. •20.1 и 20.2. Пример 1.,, На рис. 20.4, а я б приведен при- мер расчетной схемы для определения краевого эффекта в месте пересе- чения конической ¦ и ци- линдрической оболочек замкнутого сосуда при загрузке его внутренним давлением. Сечение еде-- лано/ по цилиндрической Рис. 20.5. Расчетная схема оболочке. В сечении ,дей- для определения краевых ствуют: Nf — меридио- напряжений в местах пере- нальНое осевое усилие хода от конуса к цилиндру цилиндрической оболоч- через коническую вставку КИ) определяемое по без- а — случай, когда !=3 s-2,34 hx моментной теории; *i —• неизвестный изгибающий H34h\ г cosa X |/ -^—; 6 — случай, когда I >3s; момент и х2 —неизвест- . ,cosa . „„„„ ная поперечная сила. /—/ — ось стенкн фиктивного г цилиндра При рассмотрении воздействия силы W" на ниж- нюю' коничесчую оболочку ее удобнее разложить на N* = (меридиональное, усилие конической оболочки) 1 sin Р и Н0 = WjCtgP (усилие нормальное к оси). Усилия Nf;N\ и Н0 известны. Усилия^ хх и х2 находим из канонических уравнений метода сил (с учетом знаков перемещений по схеме): *i (B?i + »п) + х2 (В?2 - в12) + д?р + д1р - д1я0=о; Ч ( »3i - B2l) + Ч ( В2Ц2 + В2К2) + А2Р + Д2> + ^Н. = ° ; Пример 2. На рис. 20.4, ваг дана расчетная схема определения краевого эффекта при сопряжении цилин- дрической стенки резервуара с .днищем на оплошном упругом основании. В этом случае канонические урав- . нения с учетом знаков и обозначений перемещений по . расчетной схеме можно записать *1 ( Ви + Вп) + Ъ ( ~ 8?2 + 0) + Afp+Afp + А?, = 0; *1 ( - 02, + 0) + х2 ( В«, + 52п2) - Lfp = 0. О решении задачи краевого эффекта методом пе- ремещений (деформаций). Задачи о краевом эффекте могут также решаться методом перемещений, в неко- торых случаях более простым по сравнению с методом сил. Коэффициенты канонических уравнений метода деформаций ain = — , где Ь1п определяются по °in табл. 20.1. Более подробно затронутый вопрос осве- щен в книге [71]. Результаты решения некоторых частных задач( краевого эффекта. Графики для определения краевых напряжений от 'внутреннего давления в местах пере- . сечения конической и цилиндрической оболочек, а так- же двух конических оболочек. Графики построены (для упругой стадии работы) по выведенной в общем виде зависимости краевых напряжений от отношения ра- диуса оболочки к ее толщине (при внутреннем давле- нии р = 1 кг/см2) и от относительного угла наклона образующих. Диапазон изменения отношений радиусов к толщинам оболочек при составлении графиков был принят от 50 до 250 с интервалом через 50, что соот- ветствует практике проектирования большой части ли- стовых конструкций. Расчетная схема, к графикам приведена на рис. 20.5. Полученные по графикам напряжения умно- жаются на величину внутреннего давления, так как краевые напряжения в упругой стадии изменяются прямс пропорционально величине давления. В графи- ках на рис. 20.6 и 20.7 напряжения дани в функции от углов а и ах ПрИ различных .отношениях 5= —« h Приняты обозначения: ц — цилицдр; к — усеченный конус; D — нижний полный конус; г — радиус цилин- дрической оболочки; h — толщина оболочки в зонах влияния краевого эффекта. Толщины всех сопрягающихся оболочек в зоне действия краевого эффекта приняты одинаковыми. Зо- ны возмущения краевого эффекта приняты удаленны- ми друг от друга настолько, что их взаимное влияние не учитывалось. В частности, величина / принималась Поперечная сила цилиндрической оболочки Q" — , равной I = 2,34ft поперечная сила конической оболочки QK = = Я о + х2. Далее по найденным усилиям в сечении определя- ем напряжения. Например, меридиональное напряжение цилиндри- ческой оболочки V. 1_ COSa о равноценно значению 0,781/# А; с>0,78|/"7лисг>0,78К^л"' Nf &Xl (20.32) Методику определения других напряжений см. [71]. /= 3s, где s При наличии только двух пересекающихся конусов и отсутствии цилиндрической оболочки в отношение г 6= —может быть подставлен (в запас прочности) h ' с достаточной степенью точности радиус фиктивной цилиндрической оболбчки, положение стенки которой определяется по приведенной схеме на границе полно- го практического затухания влияния краевого эффекта (рис. 20.5,6, сечение /—1).
424 Раздел I-Vi Стальные листовые конструкции Значения единичных перемещений bin и перемещений от нагрузок А.[Р № п/п Форма оболочки Основная'система Единичные перемещения S. (Л* = 1; Н=1; ЛА= I) Перемещения от Равномерное давление р "¦ замкнутой (закрытой) оболочке5 Круговой ' цилиндр. Круговой конус Ось симметрии или неподби/иная ось (-' Г-Н* • и» м 6 мм" Е1Ц 5Ц — 8Ц нм — МН SMk2 2EJ% «а =' НН ,3., *ц*3 2EJ2 8Ц • Eh„ 8ц = 5Ц _ JU =-8ц __ 0 MN NM a NH ¦ HN где *ц=0,78 У rh W-——; 0 10,92 , см. табл. 20.2 ММ ?Vi 8« = гк = 1 нм мн s2 sin р 2EJ« v, j3 sina р ! «к = НН 2EJ* где iK =?0,78 }/"«ftK ; A3 ^ v,= .l + . = ! + ¦ 0 ?10,92 .' sK (4 — (J.) ctg p *к (4 — ^ cos P. 4W 1 2 ' 2 ДЧ =0- Afp "' ДЦ —?1 а pbr да _ WP 2Eh, >. 2; - (1—2|х> <x/ ACS — Г — к PR ч^'"и дК _ 3pi?ctgp . ¦' MP 2hKE ' pR*(i- -i^Uinp дк V 2J Яр "к E
Гл. 20. Общая расчетная часть 425 в основных системах для расчета оболочек и пластинок методом сил Таблица ,' 20.1 нагрузок Д(р Равномерное давле- ние р в открытой оболочке Линейно нарастающее (по закону треуголь- ника) давление р в открытой оболочке Вертикальная равномерно распределенная по поверхности нагрузка g Вертикальная равномерно распределенная по горизонталь- ной поверхно- сти нагрузка q Нагрузка N*, при- ложенная вдоль образующих (равномерно) Равномерный нагрев на t град. Ptlb Мр да = Нр рг*_ hnE да -о Np дк = Мр ЪрЯ ctg р дк , Р«Дз'"Р Нр ft.. В дц J. Рг' МР h„ El д1а = Нр НЦЕ дД „о Np №Щ$Щ —I ¦Иг Схема и зна- чения переме- щений те же, что и для нагрузки g !* , I* дйГ°: «"У ** да ¦ m = tar; К Дц,. = <ай, где о—ко- л/г э'ффициент температур- ного расширения для стали, равный 0,000012 Дц =0: Mg дп-. ^г' I я? 2?йц да =_. Srb Ng 2ftTI? л3ш.=0' да HN,~ pN0r Eh„ да „JM_ Ч, <*¦ gR ~MS hK sin p E X U\ + -|)cos2p+ , '-^ 1. дк _15L_X Hg 2EhK X [sin2p— (itgP] if. qH X M1 EhK tg p X If,1 + —)«>s2p+ +4ч< дк ^!_x НЧ 2BftR X [cos 2P + + (1 -/V.)\ sin p 'Mt-* ^ctrt 28—915
426 Раздел IV. Стальные листовые конструкции № п/п Форма оболочки Основная система Единичные перемещения 5, (ЛГ == 1; Я= 1; JV = 1) Перемещения от Равномерное давление р в замкнутой (закрытой)- оболочке Усеченный круговой конус Сфера 8КК = ММ EJ™ v3 дкк = екк =- г2 sinP, 2EJQ '3 s3 sin2p0 5КК = кк "" 2EJ™ is™-= JKK О j *кк *кк D.78-J/ i?0ftKK; ft»- кк 10.92 (i - V-\ ctg P0 4«0 (1 — (i) cos P„ 4/-. » _ ]_ Jkk ctS Po = , *kkc03Eq 4=1 4«0 » 4r, «? 4pa ЛШ ?/c^ ?ft S3W 0 1 с с 1 ас = ac = ¦ мн нм .s2 sin p 2B/? W. 0 1 2p3 sin p ,'?ft s2 W, с с 1 6е = HH 2BJI L 2 W, X sin P ¦ fsinP Ws „cosP]v . . — [Л* Л L 2 IT, 2 J a rslnp Wi s„ [ 2 'Wt } 2pa Psln Э T» ftcJc cos p — p. — I sinP, где sc = 0,78 ]/PAc ; _ /jj. ft3 10,92 Ws = 2- 2P (I-2|i)ctgP; (l-p.)ctgp Лкк 3pi?0 ctg Po . MP \I( ^КК.—, v ¦* / Hp Mp '¦ p pa sin P (1 - p.) 2?ft„
Гл. 20. Общая расчетная часть 427 \ Продолжение табл. 20.1 нагрузок Д;р Равномерное давление р в открытой оболочке Линейно нарастающее (по закону треуголь- ника) давление р в открытой оболочке Вертикальная равномерно распределенная по . поверхности нагрузка g Вертикальная равно- мерно распределенная по горизонтальной поверхности нагрузка q Нагрузка N0, при- ложенная вдоль образующих (равномерно) Равномерный, нагрев на t град. дкк = Мр SpRv ctg % ('"*) h„„B дкк = Ир Eh„„ . -^v \ЭО" д<= «=о; Мр >Нр= р рд sin р 2Bft„ 28* дс ». Мр 7Р3 sin р . Ehc дс = Яр 7РЭ sin р X [« с cosP) х X^ctfM-l)- ri+jic где f —[объемный 3 вес дс = Mg (2+р.) р g sin р . дс = ,- gpasinp х ЕК Л им ш дс ш Mq 9p(3+(j.)sinp cos Ehc Дс = Hq 9paslnP (cos3P- 2?ft„ P. -v) cos P- 1 + P \ 1+cos pj дкк ,_o: ^V «r0< дс « « * p sin ? Ht
428 . Раздел IV. Стальные листовые ¦ конструкции J* п/п Форма оболочки Основная система Единичные перемещения ^ Перемещения от Равномерное давление р замкнутой (закрытой) оболочке Усеченная сфера Плоская кольцевая пластинка W ж 0 12(1 — [I*) дсс ^сс ;.= _ < MM Bjizw Eh s3 w 0 3 ее ее 3 ¦; ^ 8сс = асс = - UH НМ «gc"np0 2Po8ln^o Eh s2 W. cc cc 3 gCC " '__ cc 0 X sin po = I Sin P. _ Wt „С°8Ро]); L 2 ' W, 2 J 2P0 ?ftcc *cc L 2 W, 2 J где s ="0.781/ p0 йсс ; У«= ??_ cc г и cc о 10,92 W.-jl H ==_ (l-2p.) ctgiV; 2p. W.-2+ CC (1 -lOctgfr Pi r3r2 1 2 *** «yd-'?) X i r2 (i — H) r2(l-hi) = 8Ж 1'2 8Ж = 8m = — :—= M.M, МгМу BJ*(frf*) '1 8ж = 8Ж = L_ M,ff HMt ж о ¦ X ln^i- 8ж = 8ж = 5Ж _ 5Ж M,W JVMt ' M2JV NM, _ 5Ж _ 8ж _ 0. дСл5 =°; Дсс Ш Hp PP2, sin PQ (!-,*.) 2Bft, 'cc Xti ^¦ES1 дЖ _ дЖ a ДЖ. „(). Л1,р Мгр //p Д» : tfp cC-l+'-J' 4?7?
Гл. 20. Общая расчетная часть 42 Продолжение табл. 20.1 нагрузок Hip Равномерное давление р в открытой оболочке Линейно нарастающее (по закону треуголь- ника) давление р в открытой оболочке Вертикальная равно- мерно распределенная по поверхности нагрузка g Вертикальная равномерно распределенная по гори- зонтальной поверхности нагрузка q Нагрузка N„, при- ложенная вдоль образующих (равномерно) Равномерный нагрев на / град. * а дсс = Up дсс „ Нр Р Pq sin 0; ^0 2?-ft„ Mt A«=«<p0siup0 8Ж . Mt Nt дж . Ht «tr,
430 Раздел IV. Стальные листовые конструкции J* п/п Форма оболочки Основная система Единичные перемещения 5, (М = 1; Я = 1; JV=1) Перемещения от Равномерное давление р в замкнутой (закрытой) оболочке Плоская кольцевая пластинка (продол- жение) Плоская круглая пластинка М2Мг (1+С-) .*'У(1-'?) .2 Л -\ 2 + 1 (1-ri J 5ж >8Ж = ¦ МгН НМ2 1 2(1+(д.) .2 1 -1д." (!_„)( г2_г2) Lr, ^оЖ (s+rt(i-^) 2(1+1») + + <fln ТУ 5ж „(ii+i»)!, У1 WW AEF, где /?=/ г.— гЛ А <r*-'l)' 8П 5П = NN 12г (1 — ц.) . Eh3 п Eh„ ММ 8П = 8П = 0: MN NM ' № п/п Форма оболочки Основная система Единичные перемещения 8,я (Л1 = 1; Я = 1; N = 1) Полубесконечная пластин- ка на упругом основании 6П = ММ EJ" 8П = 8П МН НМ 2EJ"Q 5П = НН < t"l(-H+itfc)] и; 6П = 8П = 8П =8" = 0 ~ 8П ЛШ MN NH HN NN (Для круглой пластинки можно также принять 8" из схемы 7) Примечания. 1. Канонические уравнения:, ( Ч 8п+ ** 5i2+ *з 51з +¦ • •+ хп hn + Д1Я - °: *1 821+ *2 822+ *3 823 +'''+ *п 82я + Л2Я = «J l*i8,tl+*a8n2+*38/.s+"-+*n8/w + ^P = 0- ' 2. Знаки величин 5, и Ajp приняты применительно к направлениям усилий и нагрузок, показанным на схемах данной таблицы. 3. in ¦V-% Eh' "где D — цилиндрическая жесткость пластинки, D = -гя-т] 5Г ' * **/'** — коэффициент постели пластинки,
Гл. 20. 0( щая расчетная часть 431 Продолжение табл. 20.1 нагрузок ijp Равномерное давле- ние р в открытой оболочке \ Линейно нарастающее (по закону треуголь- ' ника) давление р в открытой оболочке Вертикальная равномерно распределенная по по- верхности нагрузка g Вертикальная равно-- мерно распределенная по горизонтальной по- верхности нагрузка q i 1 Нагрузка W„, при- ложенная вдоль образующих (равномерно) \ Равномерный нагрев на t град. Перемещения от нагрузок Д^/э Равномерная нагрузка д по линнн на расстоянии а от крап . Равномерная нагрузка р по всей площади, не доходящая до края ¦ на расстояние а дп а Mq •*НГ)* : ™: .._«* Г'+^К-НННГ Hq Ejn дп «. о Nq -"] о h yfJ \у > 4. Значения величин тц определяются как функции тх =- . Np , где х"— абсцисса, /п>= ."'Выражение этих"функций тъ (mar) mij (nu)< *п sn —>e m* cos ma: + e—mx sin mx\ i)2 (m*) = г mx sin тд:; Tjs(m;0 = e mx cos тж — e mx sin m*; tj, (mar) = г—"^ cos mx. Абсцисса x в рассматриваемом случае (п. 8) принимается равной а. Значения функций тъ (яг*) и коэффициентов постели для различных грунтов приведены в ряде справочников и книг, излагающих расчет балок на упругом основании, теорию пластинок и оболочек. (См., например, расчетио-теоретический том .Справочника проектировщика про- мышленных, жилых и общественных зданий и сооружений", Госстройиздат, 1960). 5. Индексы „ж* —кольцо жесткости; п — пластинка^ ц — цилиндр; к — конус; кк — усеченный конус; с — сфера; ее — усеченная сфера.
м la м is м *о*о*эь5ю*аюьэю <Л V V Й V М 1} м и ОЧ ся ел - СП & » Si -* а з О» Ю К» t— — та да да -д g> о g с 8 8 8 S S 2 СП -0 00 о ю ел __ •— w № Si a f ад и 0©0©©OOOQ*-«-^_- " " * * " "— - " . " ' Ю *Э Ю Ю W ея о» *а та ь- и Ю U Cd U СО tO 00 (О •-» со (О о> ю *¦•--- м OJ (О. рнмюо^^юю юоршсосп^оэслоо (Осп&«оад©оЕл:сл^1юо5оэслтсоо«э10 S © СО СЭ *~ *— о о о о о о 8 § 8 § § "8 О О О О о © о в в ю со сп со to 8 8 92 о» о о о о о о©рорро©р0ооо SlOWSNWMHW(»SMN40!iOHO«J2»52« (О О № СЛ н и о « р о о о р М U OJ Мь СЛ -J О) — со 00 (О ел ОЭ (О О О ^1 — со *¦ to со со со (О (О О ¦""• -J СО *- н- Ю Ю .U СП ю W о j- (О gi со — ел rf». _. W G ^ ;— -J О СО н- <0 СЛ со — 8 • - - • » • • - - • - - - - » - - - -,- — — *-^->-1 — »-*0»-*-*ЮЮКЭЮМ>СОСОСО*..*».СП05^СО(ОЮ 8O0OO0OOO00-QQ0 — — — — ГО Ю • - - - - --• - - - - - • * V. " О'О — "--b3WW*CTUatD- СОСЛО0 — ^.ЮСОСО-^-иСЛСЛ-ЧСОЮОЮ-^фСО"— .^-vito^ito—-^-totoo Ф-О-СО — СЛ Ю * - 00 5' 0> 0° — ОА^ОиК^СОЮМССфО^СССО^хиООСОО'-ООЮСЛф.М^Ч^Ю СО СП О СО #- -JtOOtOOcnOCOCn — — .*>. О СЛ р -F>- Сл СЛ О Ю tO •-* — Ы!ОмМ010101*Оов)!0*ЮМ*00>01 HODWMSOO- СО (О СО СП <— Со - О ^ СО to -4 ->J р СО .ft. ЮЮСОСП.*ь..&СОСоСОСЛСЭ^1*— -г MtJCtt-OlMMOiG t-t tO 4>- 0В СЛ СО W OiOO-(OCOCOf5(OCni— сос5оою^|«— -g to РРОРРРРРРОРРРррООРРоО ооооооооо о о о •-» •— to ооооорро г— о © о о о о © -*J СО СО СЛ Ю •— ~ to to to ю О СЛ О rf*. СО to Ю СЛ ййюйчЧмК СО СП СП о о ?ь S "J о X СО — СО СЛ СО ОО (О to со _ го ¦^1 «8 аэ со 8 СЛ СЛ о ю ПО *. ^-мн-1— п>>—мммМЬЛннНММЫМНМММ »-4 t-i |— н- *- — *> м ~ м I-* « м м М М Ю tOtOtOtOCO СОСО^ РРООООООООООр — — — —— — — Ю(ОМЮЫИС1)*ЛС"СЛ№01М05(Ьо';ю»С!|010эр050)с »— — tO^WCO^-t-Cnoi-~ICO<50tO-CoCn-^]tO — СО СТ. ^tOCnCOCO^tOMCpCOCn^M — WcoOTQWOlCoCOCOo СИ W СИ S — ОТ Ю СО С. -Р* ^^СЛСЗЮ^СьММ^ОЗСЯи^СОСЛСЛЮ^ФСПП •vjCOO?CO^*ai*.tD^COtO М О 'гл •&.CnOOO)C001tO^JCDtO*. CO*WCnCOSCO(»COOCn01CIi*Cl)Oi&)Wa-'SWC»!DSOC,MGO>n *- to го СОн-»оСО|0^да«ЭОЮСОЮ^СТЮ(ОСОСОСЛ4к.СЛ*.(ОЮСОСО(00^-»— (OtOCftC0i*^fc- O,nsa0BWSNMg о о о о оооооооооооооооооо ооооооооооооооо о о о, о о 8 8 8 8 8 '¦ * *. СЛ СЛ О ел — оо ОД СО "*4 ,8 2.S 8 S о о ©о© о op О — to Со Сл to со ел оо to О) CO Ч N S — ю. м Й (О - 5 О ** о ю <о •-» OOP Р о to (О ' СО to СО 2 ? о> СО I— со сл О со •-OtHCOIOWCOCO Ы'О СП О) СЛ W (О СЛ СО СП р СО О •"* •— >— ОПи^ЮФ^Ф *- 00 СЛ Jb СЛ СЛ I— — ^ со ¦ СО ё ё Л- СЛ р О СП
¦бзнг/см» Рис. 20.6. Графики для определения краевых напряжений при неограниченной упругости в месте пересечения цилиндра и'конуса от внутреннего давления р=\ кг/см2 в — меридиональные напряжения в цилиндрической оболочке; б — кольцевые напряжения в цилиндрической оболочке; меридиональные напряжения в конической оболочке; е — кольцевые напряжения, в конической оболочке
434 Раздел IV. Стальные листовые конструкции б; 5000 -Si кг/см oC=W <б:*гкнг сХ=20 + 35 Ы*20° 01,-30° otrtO'TTZZoCrBO" +28 п'Щ +25 о/, =30' +2Ь оС =40° , -6г кг/см2 Ри«, 20.7. Графики для определения краевых напряжений при неограниченной упругости • меридиональные напряжения в верхней конической оболочке;, б — кольцевые |напряжения в верхней конической обо- """--¦ -' "' . ' обо Напряжения определены: а) сечение а —а (места соединения конуса с цилиндром). з^ — меридиональные напряжения в цилиндре; и , , j? — кольцевые напряжения в ци- линдре; и? — меридиональные напряжения в конусе; с| — кольцевые напряжения в ко- нусе. • ' ' < ¦> (места соединения двух кону- сов между собой). 10°; о! = 20°; а = 20°; aj = 40°. ак — меридиональные напряжения верхнего конуса; Для а от 10 до 80° через каждые 10°: б) сечение Ь- Для a a = 30°; ax = 60° "?- : = 40°; «i = :80° <з2 — кольцевые напряжения верх- него конуса; f ¦ меридиональные напряжения нижнего конуса; ¦ кольцевые напряжения, нижне- го конуса. Каждое из напряжений имеет два значения, соот- ветствующие крайним волокнам (фибровые Напряже- ния). В графиках отложены полные значения напря- жений с учетом всех составляющих по моментнои и безмоментной теориям. Расчет напряжений проводился методом сил точно (без отбрасывания малых величин). Знаки напряжений: плюс — растяжение; минус — сжатие. Краевой эффект у колец жесткости цилиндрических оболочек, загруженных внутренним давлением р. Расчетная схема приведена на рис. 20.8. Приняты
Гл. 20. Общая расчетная часть 435 ЕШл?г=Л& -6? кг/см2 в месте пересечения конуса с конусом от внутреннего давления р=1 кг/см2 лочке; в — меридиональные ^напряжения bJ нижней конической оболочке; г — кольцевые напряжения в нижней конической лочке обозначения: г — радиус цилиндра (до деформации); Ац — толщина цилиндрической оболочки; F — площадь сечения кольца жесткости; su= 0,78у г/гч. ' Приращение радиуса -цилиндрической оболочки под нагрузкой вне зоны краевого эффекта определяется по формуле 20.6 Eha Приращение радиуса кольца жесткости л2 Дгж = (рс+2Я)- EF Изгибающий момент М1 = HSn (20.33) (20.34) Поперечная сила при кольце конечной жесткости psa F(l-~) — chu Н = : -. (20.35> /? + 2/гц5ц 1 Поперечная сила при бесконечно жестком кольце . Я=^ [1-т) (20.36)- Краевой эффект от эксцентричного примыкания оболочек. Величины -изгибающих моментов, возникаю- щих в оболочке при эксцентричном примыкании от- дельных ее элементов, определяются совместным ре- шением уравнений тл + тПТ, = т; (20.37). т. г'пр = = А , (20.38> "пр
36 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Значения величин А в'зависимости от формы примыкающих оболочек Таблица \20.Э Форма оболочек Случаи примыкания Углы поворота частей оболочки правой л "пр" Цилиндрические \- 4rf m ft, s\ E 1 1ц 41mnp \ sla E /V,— J ft, ] 2 И Сферические 4p.f ft, s3. EW, 1 lc 1 4mnp Vtc?UV \thl2 V\ 1Л J W, W. 1—0,5 W2=l +0.5 Jlc Pi S2C (1 — 2ц) ctg a ; I (l-2(i) ctg' Конические 'N, -N, "5"l jk_ _! . 0 10,92.,' •;KKmnp_ EJ?\ ' /KK _ ¦ 0 ~ 10,92' <1 + - •sK (4 — |i) ctg a 4ДГ v, = 1 -! Г fti_1 2 ^ i„ (1 - rt ctg a 4Д,' *" П"р имечание I. Разницей в величине радиусов примыкающих частей оболочки прн определении величин N обычно пренебре- гают. ' ' 2. Значение s , s , s и s „см. в табл. 20.1. -где m — сумма моментов, действующих в обеих частях оболочки (на единицу длины), равная произ- ведению величины' эксцентрицитета е на усилие, действующее.в оболочке N; пг = Ne , •искомый изгибающий момент на длины в левой части оболочки;/ "1Пр — искомый изгибающий момент на длины б правой части оболочки; А — параметр, зависящий от очертания примы- кающих частей оболочки, принимается й-де пгл (20.39) единицу единицу Н н М, л>« iXiWwu!^-'"^ -~i?i— ж Рис. 20.8. Расчетная схема для определения напря- жений в цилиндрической оболочке у колец жесткости при загрузке внутренним давлением р ( по табл. 20.3, составленной из условия равен- ства углов поворота обеих частей оболочки» Другие случаи краевого эффекта. Усилия напряже- ния, деформации и перемещения' для других случаев краевого эффекта приведены в табл. 20.4. Д. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ДНИЩ, ПРИМЫКАНИЙ И КОЛЕЦ В «Правилах устройства, установки и освидетель- ствования сосудов, работающих под давлением» (Энер- гоиздат, 1951) имеется ряд нормативных указании по расчету дниш различных геометрических очертаний, а также ' различных "примыканий к» корпусам сосудов. Расчет колец см. в главе 19.9, а более подробно в кни- ге [71]. Е. УЧЕТ ОДНОВРЕМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ КОЛЬЦЕВОГО ИЗГИБА СО СЖАТИЕМ ИЛИ РАСТЯЖЕНИЕМ У КОЛЕЦ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК При одновременном действии кольцевого изгиба и внутреннего или 'ьнешнего давления р суммарный кольцевой изгибающий момент от внешних нагрузок следует умножать на поправочный ко5ффициент 6 = ;—-= ш— . ' . — (20.40) 1± рг" 3EJ 1± 4р k
Гл. 20. Общая расчетная часть 437 Усилия напряжения Таблица 20.4 !, деформации и перемещения для некоторых случаев краевого эффекта № п/п 1 2 ' Схема Осесимметричная оболочка произ- вольного очертания, нагруженная рав- номерной нагрузкой Н по свободному краю в плоскости нормальной оси оболочки о-^^о \^№ Y . Осесимметричная оболочка произ- вольного очертания, загруженная мо- ментами Mi в меридиональном направ- лении, равномерно-распределенными по свободному краю „/ ¦ ш W-- ' - Усилия напряжения X Mx*= — sHe s sin—; Aff=°=0; * 1 . R, s \ AfMaKC = 0.322 — sH (при *= —) ; 1 Rt \ * ) X 21 R„ 2 X H ( cos Ь sin — ) ; T,x r* 2Я t '* ¦ N„ = e " cos — ; 2 R2 < s s дгмакс = JL . 2Л при x = о; 2 R2 s X Q*=(-M3/2 e s WcorfJL-etaJL); Л, Ш1 . Атх Ш2 . 1 h2 • 2 h„ "а" л ' **" л Af f = e s Mi (cos 1-sin—i|; 1 R, ¦ \ s s I t Af*=° = Mi = макс; л^л^-а-ю^-^'х 21 R* 2 X e л — cos — ; s s ' V _x_ N* = e s Mi (cos sin —| ; , 2 s*Rt \ s s ). дгмакс = ?™i при x = 0. 2 . «2sa Поперечная сила: 3 л: Q* ,= f2 -i-Л 2 e * ^?sin-? ; \ R2 J s s _3_ (}-¦* _OfM4 Ш 2 Jfe. „p„ ^.S ; \rJ s , 4 • *,.. ™f . A,- 6Afl . 1 ft» ' 1макс fta ' дгмакс -' 2 • . о* ¦ а2макс— h • ''x" Деформации и перемещения 'Приращение радиуса у края дг= — sin2 р (s>— Hi ctg р \ . 2D \ 2R, } Угол поворота края <р= sin 3, 2?> где р — угол наклона касательной к образующей с нормалью к оси в рассматриваемом сечении - S Приращение радиуса у края Дг ¦= —!— sin Р, 2?> где р — см. п. 1 настоящей таблицы. Угол поворота у края D \ . ¦
438 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Продолжение табл. 20.4 № п/п Схема Усилия и напряжения Деформации и перемещения Осесимметричиые оболочки других очертаний, загруженные по свободно- му краю силами Н или Ми направлен- ными так же, как в схемах, приведен- ных в пп. 1 и 2 настоящей таблицы Усилия и напряжения могут быть получены как частный случай по схемам и формулам, приведен- ным в пп. 1 и 2 настоящей таблицы Деформации и перемещения у края принимать по табл. 20.1. При отсутст- вии в этой таблице оболочки заданной формы деформации можно получить из формул схем, приведенных в пп. 1 и 2 настоящей таблицы, как част- ный случай Цилиндрическая оболочка под дей ствием .радиальной силы Р, равномерно распределенной по малой площади ра диуса b и удаленной от концов цилинд ра Изгнбные напряжения по осн х вне площадки под грузом радиуса Ь: Р рг = т-г 0,42 In— =».„,. ha х (2) I Р = 0,215 + 0, „(*=*.) Изгибные напряжения по оси у (по окружности, на которой расположена нагрузка) вне площадки под грузом радиуса Ъ- А Р ¦¦< 0,215г - тз- 0,42 In =»,,.=<j ,„.. h? у (1) (2)' Максимальные напряжения под силой: Л 1 макс Л Р l 0.215r 6(i \ 0.42 In-т—+--<. ; Р b 4тс / |,215г 6 / 0.215г 6 \ 1М21П —+ 4TJ (1)' Радиальное перемещение: Аг=_0,.135Рг° -$# ц Eh? i 0,3125 Максимальное перемещение под си- лой 0,135Рг» макс Дг = при х = 0 Eh? Цилиндрическая оболочка под дей- ствием равномерного радиального дав- ления р (на единицу длины) 4 йЩ Изгибающие 1моментыв меридиональном направ- лении: М\ макс = !Г (под нагРУзкой); Aff = ^-S е \ (cos il-. + sln—V ._?.( .."VitaJ 2 \ Ц s Напряжения в меридиональном направлении: Л х 6М* »,..= ± (на расстоянии х); (1) ft" *1 макс "(1) макс = s Zps ' ¦ = ±-Шг-(прих = 0). Максимальное кольцевое напряжение (под нагруз- кой прн х = 0) 2 макс" РГ 2hs„ Радиальное перемещение 4г~_2Ж7Г
Гл. 20. Общая расчетная часть 439 Продолжение табл. 20.4 № п/п. Схема Усилия и напряжения Деформации и перемещения Цилиндрическая оболочка, нагру- женная радиальной равномерной на- грузкой Н_по свободному краю Изгибающие моменты в мepидиoнaльнoмj направ- лении: Mx,=,s„He *И sin — ; I Ц sa мшкс = о,322/Лц (при х= ^-J . Поперечная сила х О = Не- *Ч (cos — sin — \ . \ \ \ I Напряжения Л 1,932/7* „ / w \ . *1 макс = "(1) макс = ± ft3 ^ПРИ *= —) ' Радиальное перемещение Hs* 2D Л Л 1НГ •,-a.W °(2)макс=+й*ц (У края). касательные напряжения т = —— Цилиндрическая оболочка, нагру- женная меридиональными моментами Mi на единицу длины краевого сече- ния, распределенными по всему сече- нию Мх = Мхе \ (cos — + sin — ).; 1 .\ \ \ I д,макс = Mi (у края)'; „ 2Л7,е °Ц , * г-Г X s * S ц ц <Wc=0'644 ,ПРИ *—Т5 Ь 6Л1* , Радиальное перемещение M.s' 4г> 2D Л _ Шх °1 макс = "(1) макс — ft" ' Л Л "(2)" 2гЛ1, е *Ц (cos — -г- sin —^ Ц _2rMi ш =0_ а макс" ft*2 ц
440 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Продолжение табл. 20.4 №. п/п Схема Усилия и напряжения Деформации и перемещения Цилиндрическая оболочка с плоским днищем, загруженная равномерным внутренним давлением р ргЮи М1= 4?>д *2 (1 + ц) ¦ + 2 2/-D.. сд^(1+^» + 2рг'?йд Рц Eh„ s3 ( 1- Ц ц| 2 ВНА+- 2гРц(1-|д.) ц ?h ?ЛЛ + 2D,/ (1 - (1) Я= Af, -+• 2rD„ Од4{1+"> р'% 40д^(1+^) Wi- . Рг Напряжения цилиндрической обо- лочки определяются путем суммиро- вания мембранных напряжений от внутреннего давления р, напряжений от Н (случай 6) и напряжений от Mi (случай 7). Напряжения в днище определяются как в круглой пластинке, суммирова нием напряжений от р и Mt и ради альных напряжений —— от сил Н ' h„ Дг = ¦ (t>, — (Id,) ' Цилиндрическая оболочка с днищем в виде полусферы, загруженная равно- мерным внутренним давлением р C(2-(i)-(l-|i) Mi = prhc 12(1-^) ' (1-«3)- 2 \1+е 1+с 1- Напряжения цилиндрической обо- лочки находятся способом, описанным в случае 8. Напряжения в днище на- ходятся суммированием мембранных напряжений от нагрузки р, от на- грузки Н (случай 1) и ^нагрузки Mi (случай 2). \ Приращение радиуса цилиндра Д/\. Eh, + 1 ;(-*)¦ H=2Mi , h pr f. где с— ; Ni~ — h 2 ц Приращение радиуса сферы Дг,. ~'2Eh, O-e0 10 Цилиндрическая труба с фланцем на болтах под равномерным давлением рис продольными силами Р Я = V 2ft (Л + 0,2325/Г,)р - 1.86/ft+T", I h2 /(2+0,lib -27, ift, + 0,5377/) P . i- 1.6103/h,+0,866/3] ¦?)¦ Af!= ( ft2 ri+l,86/ftW+ft,r!P-0,5Apl/2- ft3 r 1 1 2h где/= l.Sr.ft, — 3.464A r,= 3,58h» ft3(da—a») h3 (d» — a3) cP b — In —+ 9,1 (6s — as) 3 a -
Гл. 20. Общая расчетная часть 441 J* п/п 11 Схема Р — - "' н i Усилия и напряжения Изгибиые напряжения в цилиндре Л ' ш1 °1Ц= ft* ¦ Радиальные изгибные напряжения во фланце Л 6 1 Hht\ . '*-%(*-— )¦ Продольные мембранные напряжения в цилиндре "1Ц xah Радиальные мембранные напряжения во фланце Продолжение табл.' 20.4 ¦ Деформации и перемещения i Обозначения: о, и I, — соответственно меридиональные н кольцевые напряжения по безмоментной теории; at и аг — меридиональные и кольцевые краевые напряжения соответственно от меридиональных сил Л7 н кольцевых сил Л2; ' Л Л " и, иаг—меридиональные и кольцевые краевые напряжения соответственно от меридиональных изгибающих моментов Af, и кольцевых изгибающих моментов Мг; J . ' а и я. — соответственно суммарные меридиональные и кольцевые напряжения; с — основание натуральных логарифмов; i = 0,78 vTyr; v ¦ЕЛг : ' ' D, = —-^- цилиндрическая жесткость. Остальные обозначения.по рис: 20.1, а. Примечание: В схемах 1 и 2 усилия и напряжения отнесены к сечениям в плоскости радиуса г. Для перехода к коиичееким сечениям по радиусу Кг из формул следует исключить отношение (рнс. 20.1, а). Кг ' '• где знак плюс следует применять при внутреннем дав- лении, вызывающем кольцевое растяжение, а знак ми- нус—при внешнем давлении, вызывающем кольцевое сжатие. Ж. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЕЦ, ОБОЛОЧЕК И ПАНЕЛЕЙ Устойчивость кольца при равномерном радиальном сжатии (рис. 20.9). Для кольца произвольного сечения <7крг ¦ N, КР зкР- (h2 — 1) EJ r*F (20.41) Для кольца прямоугольного сечения шириной, рав- ной единице, ; ?кр' АГкр (»2-l)Eft2 1 Зкп= —-— = —г—= гт~: '. (20.42) икр- 12га В ^формулах (20.41 и 20.42) окР, ^кр и NKp — критические напряжения, .нагрузки и усилия; г— радиус кривизны; F — площадь сечения; h — толщина оболоч- ки; /—момент инерции; Е—модуль продольной упру- гости; п ¦— число полуволн кольца три потере устойчи- вости. При потере устойчивости: для п = 2 (рис. 20.9, б) 3EJ экр- r*F ' Eh* (20.43) Рис. 20.9. Схема кольца при равномерном ра- диальном сжатии ч а — впюр» нагрузки q; б — потеря устойчивости при л=2; • — те же, нри я—S; г — те же, при л—4
442 Раздел IV. Стальные листовые конструкции для п = 3 (рис. 20.9, в) °кр: акр- 8EJ З/-2 ' Таблица 20.5 Коэффициент ki для формулы 20.5 (при ц=0,3) (20.44) для п = 4 (рис. 20.9, г) _ 15EJ . 5?А2 икр—а 4г2 (20.45) В формулах 20.43—20.45 первые значения для коль- ца любого сечения, вторые — для кольца прямоуголь- ного сечения, высотой h и шириной, равной единице. Рис. 20.10. Схема сфери- ческой панели, находя- щейся под действием внешнего радиального давления Из этих выражений следует, что критическое напряже- ние быстро возрастает с увеличением числа полуволн. Для дуги кольца с центральным углом 2 а наименьшее значение критического напряжения при радиальной сжимающей нагрузке будет *| *1 Значения k^ при условии опирания свободном шарнирно подвижном 1,41 0,00202 1,08 0,25 шарнир- но непод- вижномж 1,52 0,00576 0,407 . 2,07 с защемлением только от по- ворота н с сохранением подвижности в плоскости опирания 4,56 0,00505 5,92 0,0835 с полным за- щемлением от поворота н смещений 5,45 0,015 3,29 0,394 чивости, как у стержня. Теории устойчивости сжатых цилиндрических оболочек со статистическим учетом влияния погрешностей формы в полной мере еще не °кр- При «Y_2 3?7 = r2F F Л N, кр _. EJ Fr2 (20.46) выражение (20.46) превращается в акр — [см. формулу (20.43) при п = 2]. liiiiiliiili: , Устойчивость шаровой оболочки, находящейся под внешним равномерным радиальным давлением р. Кри- тическое напряжение и Eh °кр = ? , (20.47) где k = 0,09 н- 0,16. Верхнее значение принимается црл высокой точности изготовления и плавном, загружении; для обычных производственных условий k — 0;09 -ь 0,12; /г —толщина оболочки; г — радиус шара. Устойчивость сферической панели, под действием внешнего радиального (рис. 20.10). Критическое давление , Ркр = находящейся давления р (20.48) Значение коэффициентов ki 'приведено в табл. 20.5. Устойчивость короткой цилиндрической- оболочки при осевом сжатии (рис. 20.11). Приводимые ниже формулы относятся к коротким цилиндрическим обо- лочкам, у которых не может быть общей потери устой- Рис. 20.11. Схема и графики коэффициента k для расчета устойчивости короткой цилиндрической оболочки при осевом сжатии по формуле (20.49) 1 — по теоретической формуле С. А. Алексеева (20.50); 2 —по экспериментальной формуле Доннела (20.51) при Е Е отношении —=875:. 3 — то же, при -— =545 т т создано. Ниже приводятся расчетные формулы, .приме- няемые в (практике проектирования, сравнительно удов- летворяющие экспериментальным данным. Общая фор- мула .проверки устойчивости 'Цилиндрической оболочки при осевом сжатии имеет вид Eh °*р = *—— • <20-49) Коэффициент k по теоретической формуле С. А. Алексеева имеет выражение 6 = 2,35 Ут (20.50) Значения k по формуле (20.50) приведены на кри- вой 1 (рис. 20.11), плавное очертание которой с асимп- тотическим приближением к осям координат отвечает представлениям, о законе изменения критических на-
Гл. 20. Общая расчетная часть 443 пряжений в зависимости от отношения—, для упругого ft материала и напоминает известную гиперболу Эйлера. Обращает на себя внимание то, что величины k и о л на достаточно значительном участке по величине мень- ше, чем они получаются по формулам Доннела (кривые 2 и 3 на рис. 20.11)', подтвержденным в соответствую- щей области теоретическими исследованиями Лу-Цзу- Дао. Это обстоятельство свидетельствует о том, что формула (20.50) на ряде участков дает сравнительно низкие значения критических напряжений, что идет в запас несущей способности по устойчивости. Наиболее рекомендуемая область применения формулы и кривой/, согласно рис. 20.11, при значениях — от 1600 и выше. ft По эмпирической формуле, составленной на осно- вании опытов Доннела, к имеет значение; 0,607 k = - -Ит)" (20.51) 1 + 0,004- Особенностью этой формулы является то, что величина k и критическое напряжение акр зависят не г только от отношения —г" радиуса к толщине, но и от h отношения модуля продольной упругости к пределу те- Е кучести —. °т Доннел производил опыты для сталей повышенной прочности и бронзы с отношением — = 545 (кривая v Е 3 на рис. 20.М), а также для дуралюмина при = °т = 265 (на графике не приведено). Доннел провел наи- г большую часть своих опытов для значений —г от 250—300 до 1500—1600. Кривая 2 на рис. 20.11 соответствует случаю, если в формулу (20.51) подставить значение Е ' 2 100 000 __?_ = _ .,» = 875. (20.52) стт 2400 v ' Кривые 2 и 3 на рис. 20.11, построенные по форму- ле (20.51), пересекают оси координат, что характери- зует их с отрицательной стороны, как недостаточно соответствующие физической природе рассматриваемо- го -явления в крайних участках графиков. Отсюда необ- ходимо сделать вывод, что формула Доннела применима в ограниченных пределах фактически проведенных опы- т тов, т. е. для отношений —— примерно от 250 до 1600. А Теоретически для идеальной оболочкда самое нижнее значение коэффициента k, полученнсэ Кемпенером, рав- но 0,182. Лу-Дзу-Дао, пытаясь теоретически осмыслить влияние погрешностей формы, получил примерно те же результаты, что Доннел и Ван. Для практических расчетов остальных оболочек при амплитудах начальных погибей в пределах половины их толщины следует пользоваться главой СНиП ШВ.3-62, в которой приведены значения соответствующих коэффи- циентов или критические напряжения. 7 : —=" При более значительных начальных погибях их-ртри- цательное влияние на местную продольную устойчивость подлежит учету в каждом конкретном случае. Устойчивость цилиндрической оболочки, находя- щейся под действием внешнего равномерного радиаль- ного давления р. Для длинной оболочки, у которой длина / по сравнению с радиусом г велика (l^kr), наименьшее значение критических напряжений опреде- ляется по формуле Eh2 в--7(ГГ^г-- . <20-53> Для относительно короткой оболочки, длина кото- рой соизмерима с радиусом (/<8г), критические напря- жения определяются по формуле Ркрг икр- (26.54) где рКр находится по первой формуле Мизеса ' . ' Eh 1 Ркр г(п2—1) ' _л»_ J*_ Eh3 12(1 —nV» fn2—1 + 2/г2 — 1 — [х 1+- , (20.55) где п — число полуволн, при котором критическая на- грузка ркр имеет минимальное значение. В табл. 20.6 приведены значения п для некоторых отношений I г тит- ' - ' Таблица. 20. в Величины п для некоторых значений -i и — 1 г со 10 S 2 г п при отношении •— , равном h 300 2 4 5 9 250 ! 200 1 2 4 5 8 2 3 4 6 50 2 2 3 5 25 2 2 3 4 Устойчивость тонкостенной цилиндрической оболоч- ки, находящейся под совместным воздействием внеш- него равномерного радиального давления р и осевого сжимающего напряжения о , Критическое состояние определяется "по формуле Муштари икр Ркр ¦=1 (20.56) где окР и ркр определяются по формулам (20.49)- и (20.55). Прикладной метод расчета устойчивости цилиндри- ческих оболочек, подкрепленных кольцами жесткости при равномерном всестороннем сжатии. Из двух приво- димых ниже формул для использования принимается результат, дающий наибольший запас несущей способ- ности: *
444 -¦ ' Раздел IV. Стальные листовые конструкции 1) формула Саутсвелла, упрощенная П. Ф. Пап- * «овичем, при выводе которой учитывалось только ра- диальное внешнее давление, а осевое сжатие не учи- тывалось / 100А Л( 100А \ „ „^ ркр = 18,3 ^—^—j 2 (^-^—J ; (20.57) 2) вторая формула Мизеса, упрощённая П. Ф. Пап- ковичем, учитывающая всестороннее равномерное сжатие / 100А \2 / ЮОАг \0.68 : PKp=w.i(-^)(-^r-) • <20-58> где / — расстояние между кольцами жесткости. При практическом использовании формул (20.57) и (20.58) Ю. А. Шиманским рекомендуется применять следующие поправочные коэффициенты: гц —учитывающий влияние начальной, кривизны и неточность теоретических формул; • к]2 — учитывающий влияние величины сжимающих ' напряжений на < устойчивость или нелинейную зависимость между напряжениями и дефор- мациями у различных сталей. Порядок практического выполнения расчетов устой- чивости цилиндрической оболочки, подкрепленной коль- цами жесткости при всестороннем равномерном сжатии. 1. Вычисляют по формулам (20.57) и (20.58) кри- тическое давление рКр¦ < 2. Находят по табл. 20.7 значение поправочного коэффициента i)i в зависимости от расчетной толщины ебвлвчки А. Фор-, мулы (26.57) (29.58) ¦ Значения т), при толщине оболочки h в мм 4 0,45 0,42 5 | 6 0,57 0,69 0,52 0,62 7 0,8 0,72 8 0,9 0,81 1 9 0,99 0,88 10 1,05 0,93 'П 1.1 0,97 12 | 13 1.15 1,0 1,18 1.02 15 1,21' 1,04 3. Вычисляют среднее , сжимающее напряжение в продольных сечениях оболочки, отвечающее давлению 1)1 ркр по приближенной формуле «Kp=i.b|iP.4>—?—•. (20-59) 4. Находят по табл. 20.8 величину поправочного коэффициента i)2 в зависимости от аКр (формула 20.59) и вида стали. 5. Вычисляют действительное критическое давление оболочки Рыр = ^г i)a Ркр • . (20.60) 6. Вычисляют среднее критическое сжимающее на- пряжение в продольном сечении оболочки, соответст- вующее давлению р[Кр по формуле <Чкр = ^гоКр • (20.61) Пример. Требуется определить piKp'n о1кР для ци- линдрической .оболочки, укрепленной кольцами жест- кости при всестороннем равномерном сжатии. Расчет- ная толщина оболочки А =1,25 см; радиус оболочки Таблица 20.8 Поправочные коэффициенты i)2 «кр 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000- 3200 3400 3600 . 3800 Значения ?), для стали о х « и га §§ ¦ Ю о о и 1 1 6,93 0,9 0,88 J 0,85 0,83 0,8 • 0,78 0,74 0,71 0,68 0.66 0,64 0,62 0,59 0,57 0,55 0,53 о ь- ¦ О 0J а ч х га О) s 3 ° Л Сц га в w о о = Сох 1 1 0,97 0,95 0,94 0,92 0,91 0,9 0,89 0,87 0,84 0,84 ' 0.82 0,81 0.8 0,78 0,76 0,74 0,71 и S га «' t» is 1 -1 0,97 0,95 0,94 0,92 0,91 f>,91 0,9 0,9 0,88 0,87 • 0,86 0,85 0,83 0,82 0,81 0,8 0,79 V 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 : 6000 6500 7000 7500 8000 8500 mo 9500 10000 Значения т\г для стали is Is VO о ,1 О t. 0,51 0,5 0,49 0,47 0,46 0,44 0,43 0,42 0,41 0,4 0.39 0,37 0,35 0,33 0,32 0,3 0,29 0,28 0,27 §& ' §8- 0,69 0,68 0,66 9.64 9,62 0,61 0,6 0,59 0,58 0,57 0.55 0,52 0.49 0,47 0.45 0,42 0,41 0,39 9,38 L 0,77 •! 0,72 0,7 0,69 9,67 0,66 0,65 0,64 9.6 1% @ 53 9.51 8:8 0,46 г •» 200 см; расстояние между кольцами жесткости /» = 70 см; у = _— =2,86. Первый вариант решения с использованием фор- мулы (20.58) для определения ркр: 100 А В1==— =0,625; по табл. 20.7 -гц = 1,01; по формуле (20.58) ркр= 19,1 ь\ (у2 \) °'58= 19 кг/смН по формуле (20.59) акр= 1,1 1)1^7- = 3380 кг/см*; по А табл. 20.8 т)2 =0,77; по формуле (20.60) Риф—'Чг^'у Ркр =14,8 кг/см2; по формуле (20.61) <'1кр=112<1кр = =2600 кг/см2. Второй вариант решения с использованием форму- лы (20.57) для определения pRp s 100А 82= —=1,79; i)i=l,165; _з_ ркр = 18,3В,2 В2= 16,2 кг/см2; 0кр = 1,1 in -~- = 3300 кг/см* ; гц = 0,77 ; р1кр = -гц 1)2ркр = 14,5 кг/см2; <т1кР= i)2 a^j = 2540ке/смК В качестве окончательного принимаем результа- ты( полученные с использованием формулы (20.57),. обеспечивающие больший запас прочности. Устойчивость, при внецентренном сжатии цилин- дрических оболочек, в продольном направлении. Кри- тическое яаоряжеине Таблица 20.7 Поправочные коэффициенты iii
Гл. 20. Общая расчетная часть 445 , —1 Зкр~ \\ кр 2<тизг КР (20.62) где о^ — критическое напряжение . при чи- стом осевом сжатии, определяемое по формуле (20:49); о™ __ 1д о™ — критическое напряжение при чи- стом изгибе (получено экспери- ментально); , °мин _ <тмин— наименьшее по сжатию краевое (фибровое) напряжение; <тмакс — наибольшее по сжатию краевое (фибровое) напряжение. Крайние значения критических напряжений по формуле (20.62) (структура формулы предложена . д-ром техн. наук Б. М. Броуде): I случай — при равно- СТМИН , _ СЖ ti мерном сжатии . =+1; а =0; акр= °Кр < '* СЛУ" а..,,., чай — при чистом изгибе -^2- =—1; а = 2; окр = ^макг =¦ а™г = 1,4 .о™ ; III случай — при сжатии по треуголь- ,0;«=1; окр =1,17; «?«1,2 а кр яой эпюре '""" °макс Для I и II случаев эта формула дает достаточно точные значения критических напряжений, хорошо подтвердившиеся при опытных исследованиях. Для III крайнего случая (сжатие при треугольной эпюре распределения сжимающих напряжений), а так- же для различных промежуточных случаев и значений эпюр продольных осевых Напряжений значения крити- ческих напряжений, полученные по формуле (20.62), следует рассматривать как приближенные, нуждающи- еся в экспериментальной проверке. Устойчивость конических оболочек под равномер- ным радиальным наружным давлением. Конические оболочки часто рассчитывают по формулам для ци- линдрических оболочек с радиусом условного цилиндра, равным наибольшему радиусу кривизны поверхности конуса. Теория и прикладные методы расчета устойчи- вости конических оболочек приведены, например, в кни- ге [97]. Однако для использования в проектах методики, приведенной в этой книге, необходимо иметь данные экспериментальной проверки. 3, ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБОЛОЧКИ И КОЛЬЦА Условные обозначения и зависимости! Все приве- денные ниже результаты относятся к случаю сохране- ния «постоянного модуля упругости Е и закона .Гука. На рис. 20.12 показаны расчетные эпюры изменения температуры по толщине оболочки h или по ширине кольца Ъ. Знаки приняты применительно к положитель- ному изменению температуры (нагреву). 1. Расчетная эпюра изменения температуры состо- ит из эпюры средней температуры , 'макс ~Г 'мин /оп 1„. U = 7, (20.63) и из эпюры изменения температуры с крайними орди- натами, равными <аа-*макс-<шт _ (20б4)> У свободных колец и осесимметричных оболочек от температуры tt возникают только деформации и не возникает напряжений, а от температуры t возникают только напряжения и не возникает деформаций, при этом в последнем случае форма эпюры напряжений аналогична форме эпюры t. Рис. 20.12. Эпюры изменения температуры а — по произвольному закону; б — по линейному закону 2. Относительное удлинение при температурном врздействии М (2Ф.65) / ¦=аД<, где А / — п®лное удлинение; / — длина элемента; —4 а=0,12 • 10 —коэффициент линейного расширения стали; А* — приращение температуры. j 3. Напряжения при температурном . воздействии при линейном напряженном состоянии а = е Е = ± аД tE и при плоском напряженном состоянии аД tE Cl = 02 = ± (1 -^) (29.66) (29.67) При"расчете свободных колец и оболочек по эпю- ре, приведенной на рис. 20.12, в формулу (20.65) вме- сто Д^ следует поставить ti по формуле (20.63), а в формулу (20.66) или (20.67) вместо Д^ ординаты эпю: ры t по формуле (20.64). Повышению температуры при отсутствии связей соответствует удлинение, а при наличии связей — сжа- тие и наоборот. Схематически эта закономерность мо- жет быть записана выражением + М f + M >—о; _ Д t — - — Д / > + а . (20.68) Прикладные методы решения задач о температур- ных воздействиях на кольца и оболочки. При пересече- нии оболочек и колец с различными температурными
446 Раздел IV. Стальные ластовые конструкции режимами расчет можно вести для упругого материа- ла методом сил или методом деформаций. При этом делаются соответствующие кольцевые сечения и опре- ¦ дёляются неизвестные усилия из канонических урав- нений метода сил или метода деформаций аналогично тому, как это" делалось в задачах о. краевом эффекте при силовых воздействиях (используется табл. 20.1). Результаты решения некоторых задач о темпера- турных воздействиях на кольца и оболочки. Напряже- ния и деформации цилиндрической оболочки и кольца д.) *к с X /*ч?. I1 \ 1- с- Рис. 20.13. Расчетные схемы элементов, рассчитываемых на температурные воздействия а — неравномерно нагретых оболочки н кольца, заданная си- стема; а' —, то же, основная система: ' б — двух неодинаково нагретых концентрических цилиндрических оболочек: в — рав- номерно нагретого защемленного стержня из двух разнородных материалов; г — П-образного компенсатора (заданная система); г' — то же, основная система; ц — цилиндрическая оболочка; ж — кольцо жесткости; /, 2, 3 — порядковые номера неодина- ково нагретых элементов: концентрических цилиндрических обо- лочек, частей стержня и элементов компенсатора при неодинаковом изменении у них средней темпера- туры (рис. 20.13, а и а'). Принято, что U > t2. Изгиба- ющий момент оболочки М-- Hs„ где su =0,78 V rh; Е a (rh — гж U) Н=- 5ц А + 2/» (20.69) (20.70) F — площадь сечения кольца жесткости. Приращение радиуса оболочки Д г = <2 г а. (20.71) Напряжения оболочки При ,ц = 0,3 н)т р.6М А2 а2 = Нг sHA 1.8УИ (20.72) (20.73) Распределение напряжений между двумя жестко соединенными по концам' концентрическими цилиндри- ческими оболочками при неодинаковом приращении у них средних температур (рис. 20.13, б^. Разность тем- ператур М = t\ —12. Меридиональные напряжения оболочек / и 2 0^ и ар п(1) + 4 (2). Afg? . а^) A. =oi2) А,. '1 "1 (20.74) (20.75 Из уравнений (20.74) и (20.75) v можно получить значения меридиональных напряжений ; Д t a Ehz а</> = • 1 (l^)(Al+A2) '> (l-^)(A!+A2) (20.76), Кольцевые напряжения а(2)-= 2 и (20.77) При ti>t2 оболочка / сжата, а оболочка 2 растянута и наоборот. Равномерный нагрев на температуру t защемлен- ного стержня из двух разнородных материалов (рис. 20.13, в). Напряжения стержня от нагрева 0 = *- EiE2 (ai h + a2 k) {hE% + kEi) tk, (20.78) где E, и Ei -сокращенное обозначение дробной части формулы; - модули упругости 1-й и 2-й частей стержня; «iHsj—коэффициенты температурного рас- , ши'рения 1-й и 2-й ,частей стержня. П-образный листовой температурный компенсатор цилиндрической оболочки (рис. 20.13, г иг'). В систе- ме имеются три неодинаково нагретых элемента. За- дадимся равномепным приращением температуры на неодинаковую величину -Hi; у каждого элемента (по сравнению с температурой условного нуля t0). Задача трижды статически неопределима. Канонические урав- нения метода сил приведены в выражениях (20.79), из которых можно найти Хи х%, х% и затем расчетные на- пряжения. Перемещения 8 и Д определяются по табл. 20.1.
Гл. 20. Общая расчетная часть 447 xi 6ц + *2 8и + *s ^13 + Д« = 0; *i B2i + *а В22 + *з &23 + да* — О *1 В31 + *2 В32 + *з &зз + дз/ = 0 »u = BiV + »ii, = +-^ (3 + ^) ( rj — rf) ?Ai 2EJ(n3) X X 2(1 + V) r2 EJW X X ln^ 2(l + |i) (l-rt(r|-r?) " '« 2r »,з=»з1 = в1з) + »||)=0--^Х ?J<3> X i _ i ln_=_ 2(1 +к) (l-rt(rf-rf) '• 2s<!> _ 8(l) 4_ в<3)_ _— — 622 ^°22 — _.m <lr\r\ °22 — °22 X °22 1 EJ" + EJ$\rl-r\) 1 X rf(l-pi) /"1(1 +(X) 823 = B32 = 8i) + B23)=° + 2rfr2 r_i ~ 1 Wf)(»|-'r?) Li- »аз = «$ + »$ = 2s<2> ?/<2> 1+(X 2r2 *43)( X X u (1 + p.) T (1 - (л) ,., Д« = — <t ° i; д2* = Дз; = о (20.79) И. РАСЧЕТ СОПРЯЖЕНИЯ СООСНЫХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ПРИ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКЕ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ Сопряжения оболочек рассчитываются по формуле Яг \В <R, (20.80) где q — расчетное внутреннее давление в кг /см2; г — радиус оболочки в см.; В —толщина оболочки в см; у — параметр нагрузки; R — расчетное сопротивление изгибу в кг/см2; у определяется из уравнений, приве- денных в табл. 20.9. j При выводе уравнений в табл. 20.9 был применен метод предельного равновесия, разработанный д-ром Таблица 20.9 Уравнения для определения значения параметра нагрузки у Схема Уравнения в.'в, ^ (tg е2 - tg 8.) = ,07 + F,(b*J -i/T /4 + lb(tge1-tge,) = 2 7 FAl.OtYy -p- Fx (f.«.) l/ -j- + K^l li'tg 0 = 1,07 F2(t.tl)X D 2^Jtt • =,= 1,07 Ft X 0т== ZB St'St'S- 1tge =2,Uf, (T.e)/f 9 / г=^гв ¦, .f,*4,*ff 1 tg 6 == 2,14^; ,<т.е>]Л Обозначения: 7 = 1 —— . 5.
448 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Таблица 20.1D cos в + V Значения Fi(y, в) = —— X COSJ о X А cos в — .LJL- у — — - 16 ' 64 cosl V: ces tt—y cos в+Y T- 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 в,8 0,85 0,9 0,95 1 *\(т. в) e=o°[s=io°|e = is° i 1,021 1,04 1,056 1,069 1,08' 1,088 1,093 1,095 1,093 i,088 1,078 1,064 • 1,045 1,019 0,986 0,943 0,887 0,808 0,685 t 1,01 1,029 1,048 1,065 1,078 1,089 1,097 1,102 1,103 1,101 1,095 1 ,'084 1,069 1,048 1,02 0,984 0,938 0,875 0,786 0,634 1,02 1,04 1,059 1,076 1,09 1,101 1,109 1,113 1,114 1,111 1,104 1,092 1,075 1,052 1,021 0,982 0,929 0,858 0,751 0,53 . «=20° |8=25° 1,03 1,055 1,075 1,092 1,107 1,117 1,125 1,129 1,129 1,125 1,116 1,103 1,083 1,056 1,021 0,975 0,913 8,825 0,678 ~ 1,05 1,075 1,096 1,114 1,128 1,139 1,147 1,15 1,149 1,143 1,132 1,115 1,091 1,059 1,017 0,96 0,881- 0,768 0,442 — 8=30° |в=35° 1,08 1,1 1,123 1,142 1,157 1,168 1,174 1,177 1,174 1,165 1,151 1,129 1,1 1,059 1,004 0,929 6,815 0,576 — — 1,105 1,133 1,157 1,177 1,192 1,203 1,209 1,209 1,203 1,191 1,172 1,143 1,103 1,049 0,973 0,858 0,628 — — — |l=40° 1,14 1,173 1,2 1,221 1,237 1,247 1,251 1,248 1,239 1,22 1.192 1,152 1,095 1,015, 8,892 0,631 — — — — 6=45' 1,19 1,224 1,253 1,275 1,291 1.3'. 1,302 1,294 1,277 1,25 1,207 1,146 1,057 0,914 0,548 — Таблица 29.11 X cos В ^— y Значения Fz(y, 9) = —— X COS"5 0 cos0-j-Y cos 8—y 1 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 ¦ Л(т.») 8=0° 1 0,971 0,941 0,908 0,873 0,837 0,799 0.759 0,4 0,717 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 0,673 0,628 0,581 0,532 0,481 0,428 0,372 0,314 0,253 0,185' 0,104 0 9=10° |в=18* 1,01 0,978 0,947 0,913 0,878 0,84 0,801, 0,76 0,717 0,672 0,626 0,577 0,527 0,474 0,419 0,362 0,301 0,236 0,165 1,02 0,987 0,955 0,92 0,883 0,845 0,804 0,761 0,717 0,671 0,622 0,572 0,52 0,465 0,408 0,348 0,285 0,218 0,145 8=20° 1,03 1 0,936 0,93 0,891 0,851 0,808 0,763 0,717 0,668 0,617 0,564 0,509 0,451 0,39 0,326 0,258 0,185 0,114 9=25° 1,05 1,617 0,981 0,942 0,902 0.858 0,813 0,765 0,715 0,663 0,609 0,551 0,492 0,43 0,364 0,295 0,218 0,144 — 8=30° 1,08 " 1,039 1 0,959 0,914 0,868 0,818 0,767 0,712 0,655 0,596 0,534 0,468 0,4 0,328 0,251 0,164 — — 6=35° |в=40° 1,105 1,066 1,023 0,978 0,929 0,878 0,823 0,766 0 706 0,642 0,576 0,507 0,433 0,356 0,273. 0,179 — — — 1,14 1,099 1,052 1,001 0,946 0,889 0,827 0,762 0,694 0,622l 0,546 0,467 0,383 0,294 0,187 — — — 1=45' 1.19 1,Н. 1,086 1,028 0,965 , 0,898 0,828 0,752 0,673 0,589 0,5 0,406 0,302 0,196 — — — — ' Таблица 20.12 Формулы для определения Fp Схема ) Формула *'?5^ Vd8 F. — (tg^-tgl^X Р 2 X И- /й р 2 Xl 1 - V4 fP = -|-tg9X " /г\ Vb Ъ*щ*гв "m,m ^^щ^й I—*—J ш ¦FB=I!>!Ltjr9: * 2 XL— Vb Fp = T?5 t?'9 I ' VI 'Fp=ypitg.u I' ~ VZ Обозначения: F„ — площадь сечеиия кольцевого ребра в см-; г- — радиус кольцевого ребра в см; 5S и г9 — толщина ^и радиус эквивалентной оболочки, ие имеющей кольцевого^ ребра, техн. наук А. А. Гвоздевым. Предполагалось, что пла- стические деформации малы, а материал идеальный упруго-пластический, подчиняющийся, схематизирован- ной диаграмме зависимости между напряжениями и деформациями (диаграмма Прандтля). Значения Fi(V> 9) и -р2(У. 9) в этих уравнениях принимаются по табл. 20.10 и 20.-11.
Гл. 20. Общая расчетная часть ¦ 451 N О щшнщ ЗЗИ-ъ* — V«L щщщщщшя_» / J 7 V ^ 45 2 I 2 /V О I а и тя-с- 9/ —-Mr- их Рис. 20.15. Расчетные схемы свободно опертой пластинки большого прогиба а — растянуто-изогнутой с равномерной поперечной нагрузкой q и нагрузкой N по краю; б — с^като-изогнутой с равномерной поперечной нагрузкой q и нагрузкой N по краю; в — сжато-изогнутой с нагрузками Q и N; г — сжато-изогнутой под равно- мерными нагрузками М0 и N, посередине свободного края W* = 0,1971- да* Eh3 (20.88) В. УКАЗАНИЯ ПО ТЕОРИИ РАСЧЕТА ПЛАСТИНОК БОЛЬШОГО ПРОГИБА Цилиндрический изгиб. Свободно опертая растяну- то-изогнутая пластинка под равномерными нагрузка- ми q и N (рис. 20.15, а) ^Н-(-т)] ,) 16и4?> I ... , спи ' + qaix ¦ где Вмакс==ш.?=^з8Ж 2 У D \ Г 24 (sch и—1)+12цП [ 5и* У Мм :М, 5«2 <?а2 5ЛГ?аа 8 384D X 24 (sch и - 1) -f- 12и2 5м2 I- °*= ± JV 6М Л ± А», (20.89) (20.90) (20.91) (20.92) (20.93) Свободно опертая сжато-изогнутая пластинка под равномерными нагрузками q и N,(рис._ 20.15, б) .«.[«. (l.-g- ?aa 16«*D \" • cos и qa%x{a — x) 8?/и2 (20.94) а>макс = wa- bqa' 384D . 241 sch — 1—--Г- !* V 2 / 5и« (20,95) oa2 2 (1 — cos и) AW-*.—*— ^J, (20.96) 2 ' где и —no формуле (20.90); ox и oy — no формуле 20.93. -. .^ Свободно опертая сжато-изогнутая пластинка с нагрузками Q и N (рис. 20.15, в). Нагрузки Q и N рав- номерно распределены по одной линии вдоль всей длинной стороны пластинки (размер из плоскости чер- тежа). , Для участка а—с: ^ ' 2ис 2их Q sin sin — N2u \ ¦sin2u Qcx Na . (20.97) 29*
452 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Для участка с: Q sin 2м — (а-с) а sin 2" , 1 -{а-х)\ N2u -sin 2м Q (а — с) (а — х) Na - 2ис 2и (а — с) Q sin sin а а (20.98) N2u sin 2и Qc (a — с) ^макс^ Mx~a-e= Na Qc(a — c) (20.99) + ^wxr=a-c- (20.100) где и — по, формуле .,(20.90). . .. В частном случае при Q, расположенном посереди- не пролета, i ' Qa? 3(tgu—u) ^маКс,= w а = -— —UL^r~L; (20.101) 48Z) и3 Мм • Af.; Qa tgH 4- .4 (20.102) где « — по формуле (20.90). При наличии нескольких нагрузок Q можно вос- пользоваться методом наложения сил, т. 1е. определить усилия, напряжения и деформации для. каждой из на- грузок Qi при одновременном действии нагрузки Af и результаты для соответствующих точек сложить. Свободно опёртая сжато-изогнутая пластинка под равномерными нагрузками Мй к N (рис. ,20.15, г) . m==JHr±.+ Nw. (20.103) М„ sin lux ш- N sin2u ),-. a (20.104) Выражения (20.1,03) и (20.104) содержат все дан- ные для нахождения изгибающих моментов, напря- жений и прогибов в любой точке пластинки. Если, кро- ме моментов М0, на правой опоре приложить к левой опоре равномерно распределенный момент М'0 (на- грузка сжатия N остается), то будем иметь; ,'»¦>;¦ ¦¦• „; (м0-,м'0ух>: .-¦,' "". ' Д1= + M0+wN; (20.105) М„ sin ¦ 2их а w- N sin 2и ' + Л' I sin2a , (20.106) где и — по формуле (20.90). Цилиндрический изгиб пластинки с равномерной нагрузкой q, шарнирно неподвижно опертой по двум параллельным сторонам ¦ (рис. 20.16). В данном случае величина N является неизвестной цепной реактивной силой, а не заданной нагрузкой, как в предыдущих случаях свободного опирания пластинки. Общие выражения М и N: М: qax qx' qa* 2 2 ch ¦Nw; R-t)] 16u*D I ch и qa2x (a — x) Мы а»макс — a» ? 2 M 8uW qcfl 1 — scha u< (20.107) J* (20.108) ; (20.109) sch и — 1 — —- 5qa* * 2 384D •5и« • 24 (20.110) Величина и может быть определена приближенно. с точностью до 0,3% для наиболее распространенных а на практике соотношении h по формуле где а. определяется из уравнения а (1 + af : з<4_ А2 (20.111) (20.112) , В уравнении (20.112) величина w0 — прогиб посе- редине пролета oi одной только нагрузки q в свобод- но опертой пластинке без учета цепного отпора Л' и>о = 5</а4 384D (20.113 После определения и величине N находится из формулы (20.90). ¦¦¦.." На рис. 20.16, а приведены графики результатов решения рассматриваемой задачи для различных от- а ¦ ношений -1— и нагрузок,?. , •' Цилиндрический изгиб пластинки с равномерной нагрузкой q,, жестко, защемленной по двум параллель- ным сторонам /рис. 20.16, б). Неизвестные величины М, М0, w и N. Общее выражение изгибающего момента в пролете М-- qax qxi ¦Nw + Mq. (20.114)
Гл.; 20. Общая расчетная часть' 453 Общее выражение прогиба ch да* l6u3D th и спи > qa2x(a — х) 8h2D + (20.115) qKilCN1 q, fe/смЩ O.t 0.2 0,3 O.k 0,5.0,6 0J;0,e 0,9 4,0 1,1 Рис. 20.16. Расчетные схемы и графики, напряжений пла- ¦ ;'•¦¦¦¦'•' стинок поя. цилиндрическом изгибе а — с шарнирно неподвижным' опиранием двух параллельных сторон; о -* с жестко защемленным опиранием двух парал- лельных сторон, Опорный момент Ма = - .'.да* ,3 (и — th и) 12 «2thu Наибольший прогиб посередине пролета ¦ 5qa* (20.116) X 24 5и* и2 ~2~ sh и и th« (20.117) , Величина и может быть определена с точностью до 0,3% по формуле (20.111)',, причем для данного слу- чая величина а определяется из уравнения ,' 1 + - ЗйУц "л2" (20.118) где wu — прогиб посередине пролета пластинки, защем? ленной от поворота на концах, но без учета цепных усилий N (при опорах, допускающих взаимное сбли-. , жение концов' пластинки). ' ¦ \ . После нахождения и значение N находится из { формулы (20.90). ' В графике, на рис /20.16, б приведены расчетные напряжения в опорных сечениях, полученные для раз- личных отношении —и значении нагрузки q. Пространственный изгиб. В настоящее время имеет- ся лишь ограниченное число аакончённых решении пла^ стинок большого прогиба, притом в значительной мере приближенных. Решение Фёппля для квадратной пластинки, шар- нирно неподвижно опертой по контуру с равномерной нагрузкой q. Решение получено энергетическим мето- дом,, в первом приближении ,с применением, искусст* венного приема расчленения заданной нагрузки на две составляющие, из которых одна уравновешивается: йз- гибными, а другая цепными напряжениями. 4Прогиб в центре о>макс .находится из следующего» уравнения • . _, 16?toMaKC (^з^^зг^Ц. :(20Л19) Наибольшее напряжение в центре от изгиба иг растяжения , ; °макс — f^- (1.64А + 0,62шмакс). (20.120) В формулах: а—сторона квадратной пластинки; h — толщина пластинки. .Решение Даревского, для квадратной пластинки,' шарнирно неподвижно опертой по контуру с равно- мерной нагрузкой q. Решение .дает несколько бодее точные результаты, чем решение .Фёппля. Прогиб в центре , а*маКс = о2я. (20.121) ; '¦ '' ¦: ¦ ' ¦¦¦ V " ' ¦'. ~> - Напряжение в центре iMaKC = 0,692?'i3as2. Вспомогательный нения ' а IE ' (20.122) параметр s определяется из урав- Пб?. Eh^sa* (20.123) Решение Варвака для прямоугольной, пластинки, шарнирно неподвижно опертой по контуру с равномер- ной нагрузкой, q. Варвак на основе; энергетического метода получил решение более общее, чем решение Фёппля и,пригодное для пластинок с различным соот- ношением сторон. Однако решение Варвака все же приближенное. Наибольший прогиб в центре:./''.1; : w„ :+?Л2шмакс-р. да* ^0,./ (20;. 124);
454 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Наибольшее напряжение в центре "макс = {mh -Ь mi а»макс)" Ewu (20.125) Принято: а — меньшая сторона :¦ прямоугольной пла- стинки; Ь — большая сторона. Значения коэффициентов Р, Pi, in и Ш\ приведе- ны в табл. 20.13, Таблица 20.13 Коэффициенты Р, Pi, tn и mx ь ^ а 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 2 Значения 0 0,6905 0,6861 0.67Р9 0,6f36 0,6486 0,6328, 0,6181 0,5645 Pi 0,5179 0,6170 0.7072 .0,7858 0,8532 0.У0У8 0,9588 1,0838 m 1,7625 ' 1.6919 . 1,6382 1,5964 1.5633 1,5365 1,5146 1,4561 m. 0,6365 0.6202 0,6111 0,6033 0.5972 0.5924 0.Г.885 ' 0,5788 Решение Прескотта для прямоугольной пластинки, шарнирно неподвижно опертой по контуру с равномер- ной нагрузкой q. Решение Прескотта несколько более строго, так как оно точно удовлетворяет дифференци- альному уравнению для функции напряжений и лишь приближенно дифференциальному уравнению прогибов, тогда как предыдущие решения обоим уравнениям удовлетворяют лишь приближенно. Наибольший прогиб в центре определяется из сле- дующего уравнения: 16? Dwu 16 \.а« ^ б2/ + Ehwl 256(1— (1*) 4fx a36s ^-^ (?+¦?)]• <2ол2б> Напряжения от изгиба в центре Л EhwuaKi тс» / 1 ji_\ - (х2) \Ь*+ а*)'' 8(1 Eto 8(1 макс"2 / 1 _1_\ (20.127) Ось координат од; направлена вдоль стороны 6, » » оу » » » а. Цепные напряжения в центре: Ewi 32(1 — EWm&kc 32(1 ц3) \ б2 ^ a2 j' (20.128) Круглая пластинка, шарнирно неподвижно опер- тая по контуру с равномерной нагрузкой q. Приводит- ся результат приближенного решения/ Фёппля. Задан- ная нагрузка q расчленяется на две составляющие: q\ — вызывающую изгиб пластинки и qi — вызываю- щую цепные усилия N. Нагрузки q\ и qi определяются из системы уравнений 5 + }х 1 + (х ' 64?> Ях + <7а = я; <7ia« :0,662a f q%a Eh (20.129) На нагрузку qi пластинка рассчитывается по табл. 12.5, приведенной в книге, [71]. Расчет на нагрузку <?s производится как для круглой мембраны по формулам (20.131), (20Л32) и (20.133). rrnhm \щ\\\\. I- Э" Рис. 20.17. Схема круглой пластинки ; Изгиб круглой пластинки за пределами упругости. Предельное значение нагрузки <7макс по прочности, по- лученное Григорьевым (рис. 20.17) 1,5оЛ2от . ?макс=-Г: — . (20.130) 4(3а-2г0) где • предел текучести материала. Действительная несущая способность пластинки примерно на 30% выше, чем получается по формуле (20.130). Г. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ГИБКИХ МЕМБРАН Круглая мембрана радиуса а, натянутая на недег формируемый контур, загруженная равномерной на- грузкой q по всей' площади с небольшим начальным натяжением. f ¦ ( Приводятся результаты,: решения Генки. Прогиб в центре аймаке= 0,662а "¦ /' — V- Eh (20.131) Натяжение (погонное) в центре iVr==0 = 0,423 VEq^ath. Натяжение на контуре ' JVr=a = 0,328 {Tfy&h. (20.132) (20.133) Квадратная мембрана со стороной а на жестком контуре с равномерной нагрузкой q по всей площади амакс — 0 = 0,41а у qa_ 2Eh (20,134), (20.135)
Гл. 20. Общая расчетная часть 455 Прямоугольная мембрана на жестком контуре с равномерной нагрузкой q по всей площади (20.136) (20.137) (20.138) где а—меньшая сторона прямоугольной мембраны. Значения коэффициентов а, Р и у приведены в графике на рис. 20.18. i > '.О 0.9 0.В 0.7 0.6 0.5 О,* 0.3 0,1 0.1 0 1 — ~" —' вЬсймшот yZZ- — ~ о? Р i = - ¦ --^ — ¦ Я L 1.5 2.0 2,5 10 Рис. 20.18. График для опре- деления коэффициентов ос, Р и у Цилиндрический изгиб прямоугольной мембраны с предварительным натяжением при Шарнирно непод- вижном опирании по двум противоположным сторонам и равномерной нагрузке q по хорде (рис. 20.19, а, б). Рассматриваются два напряженных состояния мембраны. 1. Заданное или исходное состояние (рис; 20.19, а). В этом состоянии дана нагрузка q0 и црогиб в середи- не w0. Распор ^ Я„ = ' q<flA 8wu Распор Нг определяется из кубического уравнения • ин\аи(\ — ^y+24HlEh^aa~ а) — — a*q\Eh = Q. Прогиб посередине пролета q\ а2.. a»i=- 8Hi (20.142) (20.143) н, i 2 На 0. it-'. f Рис. 20.19. Расчетные схемы прямо угольных мембран при цилиндриче- ском изгибе с шарнирно неподвиж- ным опиранием по • двум противопо- ложным сторонам а — с предварительным натяжением при равномерной нагрузке (заданное состоя- ние); б — то же,,измененное состояние под нагрузкой fl>i; в — без предварительного натяжения с произвольной нагрузкой Длина дуги (параболы) под нагрузкой qQ (20.139) Длина дуги в измененном состоянии si = а I 1 •+• ¦ 8wf За2 (20.144) (20.140) Длина мембраны по заготовке (без нагрузки) а[1 + ~1а^1 Яо(1-!*г) - Eh (20.141) Цилиндрический изгиб прямоугольной мембраны без предварительного напряжения при шарнирно не- подвижном опирании по двум противоположным сторо- нам и произвольной нагрузке q(x) (рис. 20.19, в). При заданных расчетной схеме, нагрузках и толщине мембраны h определяют ее распор Нч по формуле Мацелинского, преобразованной применительно к мем-.- бранам (приведен частный случай, когда в ненагру- женном состоянии мембрана плоская и длина ее рав- на величине пролета) 2. Измененное (рис. 20.19,6)., состояние под нагрузкой ql °'-УТй=*Г ¦ ^
456 Раздел IV. Стальные листовые конструкции Значения D к формуле (20.145) Таблица 20.14 Схема загружения Схема загружения D = фа" 12 D = Р*а D = q-a" 45 ,D = Р> (а — с)с D = 12 ¦'+ ?l йг а" 12' + ¦ 45 где ., I- I D = J </ (ж) УИ(лг) а* = J Q?(x) dx. (20.146) О -: ¦ , о Величину Д можно; также вйчислить по методу Верещагина или' пользуясь имеющимися готовыми таб- лицами. В табл. 20 14 приводятся формулы для опре- деления значения D, при некоторых наиболее часто применяющихся видах загружения. • "Цепное напряжение определяется по формуле Прогиб определяется по формуле "макс шмакс = и > , ¦ \ " НЧ (20.147) (20.148) где, AfMaKC — наибольший изгибающий момент для, про- стой однопролетной балки ,при заданной нагрузке. При расчете мембраны по прогибу задается макси- мальный прогиб шМакс. затем определяется распор по формуле j //?»»?.;', \V (20.149) ®макс "'. После ¦ этого определяется толщина h из формулы (20.145), "'а также,напряжение а по формуле (20.147) Ввиду нелинейной зависимости между .нагрузкой и деформациями не следует расчленять нагрузку на отдельные составляющие виды нагрузок-и результаты, складывать. А '•¦ Необходимо вести расчет сразу на полную задан- ную нагрузку. Для мембраны на упругих опорах с'суммарной их ", : длина податливостью -ц =¦ т)пр + щеъ — ; усилия 'распор Hqq можно определить из уравнения, выведен- ного Лилеевым , „ ^ . 4а(1—и.*) D \ /4а (1— и*);. \ . I —^ '——¦ У—ни V, +47i 1+Д=о. <20-150> щ Eh Н„ m *<wl Eh где Нq определяется из (20.145)
ПРИЛОЖЕНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ (ГОСТ) И ЧМТУ К РАЗДЕЛУ IV 380—60. Сталь углеродистая обычного ка- ' чества 1577—53. Сталь толстолистовая качествен- ная углеродистая конструкцион- ная 4543—57. Сталь легированная машиностро- ительная 5058—57. Сталь низколегированная конст- рукционная 6533—55. Днища отбортованные для сосу- ," дов, аппаратов и котлов. Основ- ные размеры. ЧМТУ ЦНИИЧМ ЧМТУ ЦНИИЧМ 8932—58. Сосуды и аппараты. Емкости 9467—60. Электроды металлические для сварки и наплавки ¦ 54—58. Временные технические условия на поставку листовой%>и профиль- ной стали марки 14Г2 в количе- стве 10 000 г .157—59. Технические условия на листо- вую легкосвариваемую низколе- гированную сталь 09Г2ДТ(М) и 16ГТ(ЗН) БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ IV 1. Алфёев К. В., Бункера, затворы, питатели, Машгиз, 1946. , , • ,' ' 2. Алфеев К. В., Зеяков Р. Л., Бункерные установки, Машгиз, ч 1955. 3. А л ексеео VE. К. и др., Опыт изготовления , рулонных заготовок для резервуаров на двухъярусной установке. «Строительная промышленность» №. 8, 1953. 4. А лен ев Н. М., Хранение нефти, нефтепро- дуктов и газа, Гостсштехиздат, 1954. 5. А р о н о в Р. И. и др., Магистральные трубо- проводы. Трубы НИИСтройнефть, вып. 1, Гостоптехиз- дат, Ч 950. 6. А р т ю х о в И. М., Ш о р и н С. Н., Газо- снабжение. Ин-т коммун, хоз-ва РСФСР, 1956. 7. А р о н о в А. Б., Газгольдеры, Госхимтехиздат, 1933. 8. Ар з у н я н А. С, Висячие оболочки в резер- вуароетроении. Ин-т техн.-эконом, информации АН СССР, 1956. 9. Ашкинази М. И., Технико-экономическое исследование стальных вертикальных наземных резер- вуаров для хранения бензина на нефтебазах городского хозяйства. Кандидатская диссертация МИСИ, 1955. 10. Ашкинази М. И., Новая конструкция вертикального стального резервуара для хранения бен- зина под повышенным давлением. Сб. трудов ДИСИ № 1—2, АСиА УССР, 1955. 11. Ашкинази М. И., Исследование стальных резервуаров для хранения бензина. Материалы научной, сессии ДИСИ, 1954. 112. Блейх Ф. А., Устойчивость , металлических конструкций, Ф'Изматиздат, 1959. . 30—915 13. Блейх Ф. А., Стальные сооружения, т. I, Госстройиздат, 1938. 14. Б о р о д и н И. В., Проектирование газовых сетей и установок И-66. Мин. коммун, хоз-ва. РСФСР, 1954. 15. Бунчук (В. А., Ру ж а некий Л. И., Резервуары для светлых нефтепродуктов, Гостоитехиз- дат, 1949. 16. Бунчук В. А., К вопросу о снижении стои- мости и экономии металла в строительстве резервуа- ров. «Строительство» № 11, '1951. 17. Бунчук В. А., Новые экономичные типы сварных резервуаров повышенного давления. «Строи- тельная промышленность» № 5, 1952. 18. Бунчук В. А., Новое в технических решени- ях нефтезаводских резервуарных парков. «Нефтяное хозяйство» № 8, 1952. .3 19. Бунчук В. А., Сварные вертикальные ци- линдрические резервуары для нефтепродуктов. «Но- вости нефтяной техники», вып. 3. Гостопте^издат, 1953. 20. Б у н ч у к В. А., Атлас вертикальных и гори- зонтальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов, Гостоптехиздат, 1960. 21. Броуде Б. М., Устойчивость пластинок в элементах стальных конструкций, Машстройиздат, '1949. 22. В е р е в к и н С. И., Каплевидные резервуары. «Бюллетень строительной техники» № 16, 1947, 23. В и н о г р а д о в А. Ф., Вопросы строительст- ва и эксплуатации резервуаров для легкоиспаряющих- ся нефтепродуктов. «Нефтяное хозяйство» № 12, 1947. 24. Виноградов А. Ф., Хранение и транспорт нефтепродуктов, 1948.
458 Библиография к разделу IV 25. В и х м а н Ю. Л. и др., Расчет и конструиро- вание иефтезаводской аппаратуры, Гостоптехиздат, 1953. 26. Власов В. 3., Общая теория оболочек, Гос- техиздат, 1949. 27. Власов В. 3., Строительная механика обо- лочек, Стройиздат, 1936. 28. В о л ь м и р А. С, Гибкие пластинки и оболоч- ки, Гостехиздат, 1956. 29. В о л ь м и р А. С, Устойчивость и большие деформации цилиндрической оболо'^л. Со.' ч-а^.сг пространственных конструкций»,, Машстройиздат, 1950. 30. В оля век ий П. В. и др., Борьба с потеря- ми светлых нефтепродуктов, Гостоптехиздат, 1943. 31. Вилькорс Ф Г., Неполадки доменных пе- чей, вып: Гипромеза, 1933. 32. Г а л е р к и н Б. Г., Упругие тонкие плиты, Стройиздат, 1933. 33. Геккелер И. В., Статика упругого тела, Гостехиздат, 1934. 34. Г е н и е в Г. А., Ч а у с о в Н. С, Некоторые вопросы нелинейной теории устойчивости пологих, ме- таллических оболочек, Гоостройиздат, 1954. 35. Г о л ь д е н б л а т И. И., Сизов А. М., Справочник "по расчету строительных конструкций на устойчивость и колебания, Гоостройиздат, 1952. 36. Гольденвейзер А. Л., Теория упругих тонкостенных оболочек, Гостехиздат, 1953. . 37. Г р и г о р ь е в А. С, Об изгибе круглой пли- ты за пределами упругости. «Прикладная ' механика и математика», т. XVI, вып. I, АН СССР, 1952. 38. Г р у з и н о в В. К., Механическое оборудова- ние доменных цехов, Машгиз, 1933. 39. Д и и н и к А. Н., Устойчивость упругих систем, АН СССР, 1950. . , 40. Дуб-яга К- М., Листовые конструкции. ВИА имени В. В. Куйбышева, '1941. 41. Жданов В. Н., Сферические резервуары для бензина. «Азербайджанское нефтяное хозяйство» № 2, 1939/ 42. Ж ем очки н Б. Н., Теория упругости, Гос- стройиздат, 1957. 43. 3 а л к и н д Е. М., Расчет трубопроводов на оамокампенсацию при тепловом ,, расширении. ЦКТИ № 17, Машгиз, 1950. 44. За рем б о К. С., Газгольдеры ОНТВУ* «Кокс и химия», 1932. 45. Зайцев Я. Н., Кладка доменных печей и кауперов, Гоостройиздат, 1945. 46. Ильюшин А. А., Пластичность, Гостехиз- дат, J948. 47. Ильюшин А.1 А., Устойчивость пластин и оболочек за пределами упругости. «Прикладная меха- ника и математика», вып. 5—6, АН СССР, 1944—1946. 48. К а л м а н о к А. С, Строительная ' механика Пластинок, Машстройиздат, 1950. 49. Канторович 3, Б., Основы расчета хими- ческих машин и аппаратов, Машгиз, 1960. 50. Канторович 3. Б, Бункера, питатели, за- творы, ОНТИ, 1935. 51. Камерштейн А. Г., Ручимский М. Н., Расчет заводских трубопроводов на прочность, Гостех- издат, 1959. 52. Кабанов И. А. и др.,, Новая технология из- готовления и монтажа листовых конструкций доменной печи, Гоостройиздат УССР, 1960. 53. К и т о в е р К- А., Круглые тонкие плиты, Гоостройиздат, 1953. '54. Клейн Г. К., Расчет труб, уложенных в земле, Гоостройиздат, 1951. 55. Ко р ч а г и н В. А., Винтовой мокрый газголь- дер. Техническая информация № 6, Главстрййпроект, I960. 56. Корчагин В. А., Мокрые газгольдеры низко- го давления. Техническая информация № 2, Главстрой- проект/ 1961. 57. Красавцев Н. И., С и р о в с к и й И. А., Очерки ПО' металлургии чугуна, Металлургиздат, 1947. 58. Кул инок Е. А., Кладка доменных и марте- новских печей. Металлургиздаг, 1953. 59. Ко идее в В. И., Котляр Е. Ф., Сталь- ные резервуары, Машгиз, 1934. 60. Константинов Н. Н., Покров- ский В. М., Изучение потерь светлых нефтепродук- тов от испарения при хранении в резервуарах. Сб. ВНИИТНефть, вып. 2, 1950. 61. Котляр Н. Ф., Алюминий в строительстве за рубежом. Гоостройиздат, 1958. 62. К о ш о н д з е р Г. Л., - Сферические резервуа- ры, Гостоптехиздат, 1946. 63. Лебедев Н. Н., - Температурные напряже- ния в теории упругости: Гостехиздат, 1937. 64. Лебедь Д. П., Сахнове кий М. М., Изготовление конструкций сварной доменной печи, вып. 633-а, ГПИ Провктста,льконструкция, 1948. 65. Леонидов, Н. К-, Сооружения и оборудо- вание доменных цехов, Металлургиздат, 1956. 66. Леонтьев Н. Н., Расчет, замкнутой цилинд- рической оболочки, усиленной упругими кольцами, вып. 3, ГПИ Проектстальконструкция, 1958. 67. Леонтьев. Н. Н., Расчет тонкостенной ци- линдрической трубы, вып. ОСК-56, ГПИ . Проектсталь- конструкция, 1956. 68. Л е с с и г Е. Н., Расчет и устройство опорных диафрагм горизонтаяьных резервуаров. «Вестник ин- женеров и техников» № 4, 1953. 69. Лесс и г Е. Н., Определение перемещений ' наземных и подземных цилиндрических резервуаров. «Строительство предприятий нефтяной промышленности» № 9, Гостоптехиздат, 1957. 70. Л е с с и г Е. Н., Расчет на поперечные нагрузки замкнутых круговых металлических оболочек с жестки- ми опорными сечениями. Сб. трудов МИСИ, № 5, Гоо- стройиздат, 1947. 71. Л ее с и г Е. Н. и др., Стальные листовые конст- рукции, Гоостройиздат, 1956. 72. Лесс и г Е. Н., Опытные Наземные горизон-^ тальныё резервуары с цилиндрическими днищами нал сборных железобетонных опорах. Сб. трудов МИИГС Моегорисполкома, № 6, Гоостройиздат, 1957. 73. Лесс и г Е. К, Расчет горизонтальных ре- зервуаров с цилиндрическими днищами. Сб. трудов МИИГС Моогорисполкома, № 3, Гоостройиздат, 1964. 74. Л е с с и г Е. Н., Двухопорные горизонтальные цилиндрические аппараты большой емкости нефтепере- рабатывающих заводов. «Нефтяное хозяйство» № 6, 1955. , 75. Лесс и г Е. Н., Столбовые опоры горизон-- тальных резервуаров нефтебаз. «Нефтяное хозяйство» № 7, 1954. 76. Л е с с и г Е. Н., Горизонтальные стальные ре- зервуары. Сб. трудов МИСИ, № 6, Стройиздат, 1948. 77. ЛессигЕ. Н., Некоторые вопросы проекти- рования резервуаров на башнях. Сб. трудов' МИСИ, • № 7, Стройиздат, 1950. 78. Л и лее в А. Ф., Новые типы сварных гори- зонтальных резервуаров для сельского хозяйства. «Строительная промышленность» № 1, 1954. 79. Л и л е е в А. Ф., Современный уровень и
Библиография к разделу IV 459 очередные задачи проектирования стальных конструк- ций доменных цехов, вып. 4, ГПИ Проектстальконетрук- ция, 1959. ,80. Лесс иг Е. Н., Л и леев А. Ф., Краткий обзор состояния проектирования резервуаров и газ- гольдеров в СССР, вьш. 2, ГПИ Проектстальконструк- ция, 1958. 81. Л и леев А. Ф. и др., Стальные конструкции типовых доменных печей объемом '1033, 1386 и 1513 ж3. «Строительная промышленность» № 12, 1957. 82. Лопатин Б. В., Тепловые сети, строитель- ные конструкции и расчет,, Гоестр-ойиздат, 1954. 83. Л у к а ш к и н Н. И., Строительство доменных цехов, Госетройиздат, 1950. 84. Л у р ь е А. И., Статика тонкостенных оболо- чек, Гостехиздат, 1950. 85. Л ь в и н Я. Б., Расчет цилиндрической обо- лочки на циклические краевые воздействия, «Инженер- ный сборник АН СССР», т. IX, 1951. 86. Л я в А. В., Математическая теория упругости, ОНТИ, 1935. ¦ ¦ 87. Майзель В. М., . Температурная задача теории упругости, изд. АН СССР, 1951. 88. М а це л и нск и й Р. Н., Статический расчет гибких висячих конструкций, Госетройиздат, '1950. 89. Мельников Н. П. и др., Обобщение опыта проектирования и иоследовательскик работ по сварной доменной печи З.апорожстали, рьш. 655, ГПИ Проект- стальконструкция, 1948. 90. М и л л е р В, Я-, Новые решения стальных конструкций доменных печей. «Строительное проекти- рование промышленных предприятий» №> 3, 1961. 91. Миллер В. Я-, Конструктивные решения стальных конструкций доменных печей. «Бюллетень строительной техники» № 7, 1951. 92; М и л л е р В. Я., Металлические конструкции доменной печи объемом 2286 м3 и ее вспомогательных устройств, вып. 4, ГПИ Проектстальконструкци'я, 1958. 93. Миллер В. Я-, Пути экономии стали в конструкциях доменных цехов газоочисток и трубопро- водов. Сб. «Экономия металла при применений сталь- ных конструкций НТО строительной промышленности», Госетройиздат, 1958. -94. Морозов А. А., Фогт Ф., Ф., Трубопро- воды гидроэлектрических установок, Госэнергоиздат, 1934. 95. М у х а н о в К. К., Прикладные методы расче- та сопряжений конических оболочек стальных конструк- ций. Сб; трудов МИСИ, № 7, Госетройиздат, 1950. , ,96. М у х а н о в К. К-. Проектирование стальных конструкций, Госетройиздат, U956. 97. М у ш т а р и. X. М„ Г а л и м о в К. 3., Не- линейная теория упругих оболочек, Таткнигоиздат, 1957. 98. Новиков Я- А., Стальные сварные резер- вуары «Бюллетень строительной техники» № 12—13, 1946. 99. Новоспасский В. П., Конструкции до- менных печей и устройство цехов, ч. II, ОНТИ, 1938. 100. Новожилов В. В., Теория тонких оболо- 101. Орленко Г. П., У расчету стен цилиндри- ческих резервуаров. Труды НоиОчеркасского политехни- чек, Судпромгиз, 1962. ческого ин-та, т. 67 (81), 1958. ¦' 102. Павлов М. А., Металлургия чугуна, Гос- металяургиздат, 1949. 103. Палотников Е. А., Расчет осевых ком- пенсаторов, вводимых в трубопроводы, Оборонгиз, 1957. 104. Папкович П. Ф.,. Строительная механика корабля, ч. II, Судпромглз, 1941. 30* 105. Пастернак П. Л., Теория расчета балок и плит,, лежащих, на упругом основании, «Бюллетень Энергостроя» № 1, 1929. 106. Па тон Е. О., Шеверницкий В. В., .Невщбортован} сферичш днища зварних посудин, над. АН УССР, 1936. 107. Пектемиров Г. А., Проектирование, со- оружение и эксплуатация нефтебаз, Гостоптехиздат, 1846. ' 108. Пектемиров Г. А., Справочник инжене- ра н техника нефтебаз, Гостоптехиздат, 1954. 109. Петелин Г. И., Трубопроводы электро- станций, ОНТИ, 1935. 11.0. Петров И. П. к др., Расчет напорных стальных трубопроводов на прочность, Госетройиздат, 1955. 111. Пономарев С. Д. и др., Основы совре- менных методов расчета на прочность в машинострое- нии, Машгиз, 1952. 112. Пономарев С. Д. и др., Расчеты на, проч- ность в машиностроении, т. II и III, Машгиз, 1958— 1959. 113. Притула А. ,Ф., П'ри.тула В. А., Транс- порт нефтепродуктов и газа, ч. II, Гл. изд-во горнотоп- ливной и геологоразведывательной литературы, 1937. 114. Р аевск и й Г. В., Изготовление стальньиГ вертикальных цилиндрических резервуаров методом сворачивания, Гостехиздат, 1952. 115. Раппопорт Я. А., Монтаж каплевидных резервуаров из рулонных заготовок. «Строительство • предприятий нефтяной промышленности» № 4, 1956. 116. Редько А. Н., Методы борьбы с вредным влиянием цинка. «Сталь» № 6, 1948. 117. Рождественский В. В., Состояние предельного равновесия сопряжения оболочек враще- ния. Научное сообщение ЦНИПС, Гоостройиздат, 1957. 118. Р уч и мск и й М. Н., О допустимых проле-- тах трубопровода при надземной прокладке. «Строи- тельство предприятий нефтяной промышленности» № 7, 1956. 119. Ручимский М. Н.,' К расчету конический и пологих сферических оболочек при осесимметричном загружении. Гостоптехиздат, 1958. . ¦ , 120. С а ф а р я н М. К-, Рациональные конструкции стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов. ВНИИТ информации АН СССР, 1956. 121. С аф ар ян М. К., Лесс и г Е. К, Гори- зонтальные двухопорные резервуары с цилиндрически- ми днищами. Труды ВНИИСтройнефть, вып. I, Гостод» техиздат, 1954. 122. Слеп оо Б. И. и др., Справочник по строи- тельной механике корабля, т. 2, Судпромгиз, 1958. 123. Слепов Б. И., Устойчивость прямоуголь- ных пластин при совместном действии касательных к нормальных напряжений. Труды ЦНИИ имени Крыло- ва, № 13, 1948. 124. Соколов А. Г., Определение оптимальных по весу размеров вертикальных цилиндрических резер- вуаров, работающих под давлением. «Вестник инжене- ров и техников» ;№ 6, 1951. 125. Сорокин Л. А., Действительная работа стальных оболочек доменных цехов, вып. 331-и, ГПИ Проектсталыс'онструкция, 1959. 126. Сорокин Л. А., Работа кожуха лещади в горна доменных печей. «Доменное производство» (при- ложение к журн. «Сталь»), 1958. 127. Сорокин Л. А., Совместная работа сталь- ных конструкций и кладка доменных печей. «Сталь № 8, 1955. Г
460 Библиография к разделу IV 128. С п е р а н с о в Н. Н., Нефтехозяйство МТС я (совхозов, Сельхоэгиз, 1950. 129. С т а с к е в и ч Н. Л., Газоснабжение городов, ч. IV, Гостоптехиздат, 1953. 130. Стельмах С. И., Выносливость сварные соединений из стали различной прочности. Научное ¦сообщение ЦНИПС, вып. 5, Гоостройиздат, 1951. 431. Стрелецкий Н. С, К теории разрушения статических неопределимых сметем под циклической ананопеременной или переменной нагрузкой. С'б. трудов МИСИ, № 10, Гоостройиздат, 1956. 132. С тр е л ецки й Н. С, Курс металлических коватрукций, часть I, Стройиздат, 1940. 133. С т р е л е ц к и й Н. С. и др., Стальные .конст- рукции, Госстройиздат, 1952. 134. С тр елецки й Н. С. и др., Металлические конструкции, Госстройиздат, 1961. 135. Тахтамышев С. Г., Давление сыпучих тел в силосах. Сб. трудов ЦНИПС, вып. 2—3, Стройиз- дат, а 940. 136. Тимошенко С, П., Пластинки и оболочки, Гостехиздат, 1948. 137. Тимошенко СП., Сопротивление материа- лов, Гостехиздат, 1931., 138. Тимошенко СП., Теория упругости, .Гос- техиздат, 1934. 139. Т имошенно С. Yl.y Устойчивость упругих систем, Гостехиздат, 1955. 140. Титков В. И. и др., Исследование герме- тизирующих затворов в резервуарах с плавающими крышами. Труды ВНИИНП, вып. V, Гостоптехиз- дат, 1956. 141. Титков В. И., Резервуары для хранения нефтепродуктов под давлением, Гостоптехиздат, 1951. 142. Титков В. И. и др., Проектирование и строительство нефтебаз, Гостоптехиздат, 1953. 143. Титков В. И., Оборудование вертикальных и горизонтальных резервуаров. Гостоптехиздат, 1948. 144. Ф е о д о с ь е в В. И., Упругие элементы точ- ного приборостроения, Оборонгиз, 1949. 145. Фёппл-ь А., Фёппль Л., Сила и деформа- ция, Гостехиздат, 1933. 146. Ф и л о не н к о-Б о р одич М. М., Теория упругости, Гостехиздат, 1947. 147. Ф о л ь к е в и ч А. С. и др., Сооружение ме- таллических резервуаров, Гостоптехиздат, 1954. 148. Чер н и к и н В. И., Сооружение и эксплуа- тация нефтебаз, Гостоптехиздат, 1955. 149. Черняк И. Л., Нефтебазы, Гостоптехиздат, 1947. ., , 150. Чичко Г. М., Расчет каплевидных резер- вуаров и выбор системы опирания корпуса, Гоотоптех-' вздат, 1951. 151. Шведов В. М., К вопросу о допустимых пролетах и стрелах прогиба для трубопроводов, про- /кладываемых на стройках. «Энергетический бюллетень» № 2, 1955. 152. Шебуев Б. А., Железобетонные резервуа- ры, бункера и оилосы, Гостехиздат, 19,35. 153. Шеверницкий В. В., Плоские днища сварных цилиндрических резервуаров диаметром до 3 м. АН СССР, 1941. 154. Шиманский Ю. А., Строительная меха- ника нодводных лодок, Судцромгиз, 1948. 155. Шишенко Р. И., Апресов К. А., Транспорт и хранение нефти. Азнефтеиздат, 1950. 156. Штаерман И. Я-, О применении метода асимптотического интегрирования к расчету упругих оболочек, «Известия Киевского политехнического ин- ститута», вып. 1, 1924. 157. Э с т р и н Н. И., Определение местных на- пряжений при пересечении круговых цилиндрических оболочек, вып. ОСК-53-1, ГПИ Проектстальконотрукыия, 1954. 158. Справочник по проектированию электрических ^станций и сетей, вып. Теплоэлектропроекта, 1946. 1159. ^Справочник авиаконструктора, т. III «Проч- ность самолета», вып. ЦАГИ имени Н. Е. Жуковского, 1939. 160. Справочник машиностроителя, т. I, Машгиз, 1954. . 161. Справочник машиностроителя, т. III, Машстрой- издат, 1951—1956 . 162. Справочник проектировщика промышленных, жилых, и' общественных зданий и сооружений, том рас- чатво-теоретйчеокий, Госстройиздат, 11960. 163. Справочник ио судостроению, т. II, Гостехиз- дат, 1934. 164. Справочник по технической механике, Гостех- издат, 1949. 165. ТУ на изготовление, монтаж, испытание и сда- чу стальных конструкций доменных цехов, и газоочисток (ОН 20—58), Госстройиздат, 1958. 166. ТУ на проектирование оилооов для сыпучих тел (ТУ 124—66), Госстройиздат, 1957. il67. ТУ расчета высоких сооружений на ветровую нагрузку (СН 40—58), Госстройиздат, 1959. 168. Нормы расчета на прочность котельных агре- гатов ЦКТИ имени И. И. Ползунова, Машетройиздат, 1950. 169. Нормы и ТУ на проектирование стальных кон- струкций (НиТУ 121—55), Гоостройиздат, 1955. 170. Нормы и правила строительства -в сейсмических районах (СН 8—б>7), Гоостройиздат, 1958. 1171. Инструкция по проектированию стальных кон- струкций доменных цехов и газоочисток (проект ГПИ Проектстальконструкция, 1961). 172. Инструкция по футеровке доменных печей и их вспомогательных устройств, Металлургиздат, 1956. 173. Указания по определению нагрузок, действую- щих на опоры трубопроводов и допустимых пролетов между опорами, ОНТИ, 1959. 174. Руководящие указания по проектированию газовых сетей металлургических заводов, вып. Гипро- меза (Ленинградский филиал), 1951. 175* Указания по применению железобетонных и металлических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов (СН 90—60), Гоостройиздат, 'I960. 176. Правила устройства, установки и освидетель- ствования сосудов, работающих под давлением, Гос- энергоиздат, 1951. 177. Действительные условия работы конструкций стальных трубопроводов и резервуаров. 178. Компенсаторы линзовые. Нормаль Н 571—51, вып. Мин. нефтяной промышленности СССР, 1951. 179. Сб. «Опыт проектирования, изготовления и монтажа сварной доменной печи», Гоостройиздат, 1950. 180. Сб. «Развитие конструктивных форм стальных сооружений», Госстройиздат, 1948. 181. «Вопросы прочности цилиндрических оболочек». Сб. переводов зарубежных статей, Оборонгиз, 11960. 182. «Материалы по стальным конструкциям». Сб. ГПИ Проектсталывонструкщия № 1—4, 1957—1959. 183. Сб. «Расчет строительных конструкций по предельным состояниям», Госстройиздат, 1951.
Библиография к разделу IV 461 184. Сб. «Теория пластичности», Госиниздат, 1948. 185. Об. «Вопросы резервуаростроения», Гостоптех- издат, 11951. 186. «Расчет замкнутых оболочек», выи. С-129, ГПИ Проектстальконструкция, 1946. i ¦ 187. Труды ВНИИ то строительству объектов нефтя- ной и газовой промышленности, вьш. VI, ВНИИСтрой- иефть. 188. «Материалы по проектированию стальных бун- керов я силосов», серия М-233, Ленинградский Пром- стройпроекгг, 1949. 189. Решение совещания по экономии металла при применении стальных конструкций.. НТО строительной' промышленности, 1967. 190. Решения Всесоюзного совещания доменщиков, Металлурпиадат, 1946. 191. Wiggins L. Engineering factors in selecting floating roofs. «Petroleum Engineer», to 24, № 13, v. XII, 1952. 192. «Lossature metallique», № 6, p. 338, 1952. 193. Gasametre helicoide de 100 000 m3 erige a volume. «Lossature metallique», № 1, p. 14, 1951. 194. Garrett. Gasholder Development and Design «The Structural Engineer», № 1, v. XXXIII, 1965.^*
РАЗДЕЛ V СТАЛЬНЫЕ ВЫСОКИЕ ОПОРЫ ТИПА МАЧТ И БАШЕН ГЛАВА 21' ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ 21Л. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Здесь рассматриваются специфические особенности большой группы сооружений, имеющих обобщенное на- звание опоры. В эту группу сооружений входят: опоры линий электропередач, радио, телевидения, радиорелей- ной связи, канатных дорог, нефтяные и геодезические вышки, а также створные знаки, вентиляционные тру- бы, шпили и др. Отличительной особенностью опор шляется доминирующее влияние метеорологических факторов (ветровой нагрузки, обледенения, температу- ры) на их напряженное состояние и технико-экономи- ческие показатели. Поэтому при выборе конструктивных форм следует отдавать предпочтение таким, которые уменьшают влияние метеорологических воздействий на опоры. ' Классификация опор, помимо основного признака (их назначения), может производиться по признаку сов- местной или раздельной (независимой) работы, -т. е. различаться на связанные между собой при помощи проводов, канатов или пролетных строений в одну си- стему (опоры линий электропередач, опоры различных проволочных антенн, опоры канатных дорог и др.) и отдельно стоящие. , По характеру статической работы опоры могут быть разделены на башни, работающие как консоли, заделан- ные в основании,' и на мачты, представляющие собой ствол, поддерживаемый оттяжками и работающий как балка на упругих опорах. Мачты экономичнее башен, но для размещения их необходима большая территория. По конструктивному решению опоры бывают ре- шетчатые и сплошные. Решетчатые опоры выполняются из профилей хорошо обтекаемого круглого сечения, а. также из различных видов прокатных профилей (угол- ков, швеллеров и т. п.), имеющих большие коэффициен- ты обтекания. По форме сечения ствола решетчатые -опоры могут быть треугольные, квадратные и много- угольные. Сплошные опоры обычно выполняются труб- чатого сечения. В зависимости от районов строительства опоры раз- -яичаются по соответствующим для этих районов ветро- вым, гололедным и сейсмическим нагрузкам, а в зави- симости от длительности срока службы в одном месте могут устраиваться стационарными (постоянными) и сборно-разборными (например, нефтяные и буровые вышки, различные метеорологические опоры и др.). 21.2. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ А. ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА Выбор оптимальной конструктивной схемы опоры наиболее просто решается в случае действия на нее преимущественно метеорологических нагрузок; наличие нагрузок от оборудования, тяжения проводов и пр. в значительной степени меняет эту схему и усложняет ее выбор. Поэтому рассматривается влияние различных факторов на технико-экономические показатели раз- дельно для опор, не имеющих проводов или оборудова- ния, и опор, поддерживающих провода или оборудо- вание. Башни. Башни без оборудования. Стали повышен- ной прочности (например, низколегированные марок 14Г2, 15ХСНД и др.) рационально применять в .растя- нутых элементах несущих конструкций, а также в сжа- тых элементах яри гибкости ^ <80 Применение легких, сплавов предпочтительно в сборно-разборных конструк- циях. Данные об изменении веса башни в зависимости от формы ее в плане приведены в табл. 21.1. Увеличение веса башен при увеличении количества граней объяс- Таблица 21.1 Относительные значения периметра сечения и веса башни в зависимости от количества граней ствола Количество граней башни Относительный периметр башни Относительный вес башни . . . 3 1 1 4 1,08 1.1 6 1,16 1,21 8 1,18 1,24
Гл. 21, Принципиальные схемы 463 няется ''возрастанием периметра « ветровой нагрузки, а также изменением количества поясов и соответствен- но повышением конструктивного коэффициента. При трех гранях башни пояса ее работают наибо- лее определенно; при четырех гранях, в результате не- точности установки или осадки фундаментов, возможна двукратная перегрузка поясов, что должно учитывать- ся при назначении допусков для установки закладных деталей. Однако следует иметь в виду, что при прочих равных условиях' угол закручивания башни цри тре- угольной форме ее в плане наибольший (в 1,9 раза больше чем при квадратной форме, .вписанной в одну и ту. же окружность). Применение хорошо обтекаемых сечений из труб снижает вес башни более.чем в 2 раза по сравнению с аналогичной конструкцией башни, выполненной из прокатных профилей. В качестве примера в табл. 21.2 приведено сравнение весов, максимальных' моментов и поперечных сил в. основании башни высотой 200 ж, выполненной из труб, круглых профилей сплошного се- чения и уголков. Таблица "21.2 Поперечная сила, момент и вес ствола башни высотой 200 м, выполненной из профилей различного сечения Тип башни Из труб большого диамет- Из круглых профилей сплошного сечеиия . . . 'При сравнении был пр рациональны специальные углом 60°. Для одиночных увеличивается примерно на уголками. Максимальная поперечная сила, равная полной ветро- вой нагрузке в иг \ в %. 28,12 40,32 90,83 иият обь уголки, уголков 20 % г 100 143 334 1ЧНЫЙ г проката из этогс о срави Макси- мальный изгибаю- щий * момент в тм 2943 4016 8537 рокат иные про ению в % 100 136 289 угол или г )ИЛЯ с аиа Вес ство- ла башни в т | в % 97 123 216 сов. Б нутые жестк логичн 100 127 224 олее под ость ыми Изменение размера нижнего основания башни в „ н н пределах В~-х-^~ктгмал0 влияет на изменение веса 8 Д) конструкции, так как при увеличении размера базы уменьшается вес поясов, но одновременно возрастает вес решетки и диафрагм. Однако такое же изменение нижнего основания значительно влияет на объем фун- даментов и общую деформативность сооружения, кото- рые увеличиваются с уменьшением базы. Стоимость сооружения оказывается минимальной при Вт— . Из- о менение размера верхнего основания башни существен- но влияет на экономичность • сооружения, так как при этом меняются нагрузки в верхней части башни и соот- ветственно размеры сечений элементов ее, а следователь- но, и величина ветровой нагрузки по всей высоте башни. Так, например, изменение ширины верхнего основания башни, высотой 200 ж с 0,9 до 2 ж увеличивает вес ствола и объем фундаментов на 15%. Изменение внеш- него очертания башни при постоянных размерах нижнего и верхнего оснований незначительно влияет иа расход металла, объем фундаментов, и общую стоимость со- оружения, но может существенно отразиться, на дефор- мативности сооружения. При выборе очертания башни (имея заданные размеры оснований) следует учитывать эстетические требования и требования, предъявляемые к жесткости сооружения, а также удобства изготовления и монтажа, зависящие от конфигурации. Тип решетки зависит от допустимых длин пане- лей, которые определяются жесткостью элементов. В случае применения в поясах сечений с малыми радиуса- ми инерции (например, один уголок; два крестообразно расположенных уголка; один круглый профиль сплош- ного сечения и т. п.) размер панелей уменьшают поста- новкой шпренгелей. Если в поясах применяются эле- •менты большой жесткости (например, трубчатых сече- ний или составных сечений, в которых каждый пояс представляет пространственную форму), нет необходи- мости в постановке шпренгелей;, при этом длины рас- косов получаются большими и их рационально выпол- нять гибкими, растянутыми, с предварительным напря- жением. Решетки шпренгельных типов были весьма распространены в практике западноевропейских стран; в СССР и в США чаще применяется растянутая си- стема раскосов. Применение гибких раскосов с пред- варительным напряжением дает значительную экономию . и' применяется в отечественной практике с 1942, г. В табл. 21.3 приведено сравнение веса металла и объ- ема фундаментов в случае применения гибких и жест- ких раскосов, а также шпренгельной системы решетки для башни высотой 200 м треугольной формы в плане. Таблица 21.3 Вес конструкции и объем фундамента башни / - высотой 200 м, при разных системах решетки Тип решетки башни Гибкие предварительно напря- женные .раскосы из круглой ста- ли; жесткие распорки из труб . . Жесткие раскосы и распорки Шпренгельиая' решетка из. Вес металли- ческих конст- рукций в т 97 121 123 в % 100 125 127 Обтаем фунда- ментов в м> 309 378 в % 100 120 Увеличение поперечных размеров поясов башни приводит к увеличению ветровой нагрузки1, но при сохранении размера панели — к увеличению жесткости, а следовательно, и .повышению коэффициента продоль- ной устойчивости <р. Оптимальный размер диаметра се- чений поясов при выбранной схеме изменения размера панели (или, что равнозначно, определение оптимальных размеров • панелей при выбранном законе .изменения диаметра труб) зависит от того, какая доля суммарной ветровой нагрузки Собщ 2 приходится на пояса Qnoac- 1 При диаметре менее 150 "Лш следует учитывать измене- ние коэффициента обтекания С ; в настоящих рекомендациях 2 В случае опор с оборудованием в Q 05вд необходимо учи- тывать и ветровую ...нагрузку на оборудование.
/ ) 466 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Основные конструктивные схемы опор ЛЭП Таблица 21.6 Наименование показателей опор ЛЭП Характеристики и основные схемы опор ЛЭП Количество цепей Одна Симметричная Не синметрцч~ i У пай XX i Одна . Не сим- Симметричная матричная Две CuttMempWP I нав ¦Ф4-Ф- ¦* 444- •¦(¦- Количество стволов Два или четыре Один Размер базы а) Узкая Ъ S) Широкая I Виды порталов . Плоский Шарнир- ный 1 5ГДТ> ЛИ Ik А Йтга ¦Рам- мый_ Пространствен- ны'й С оттяжками А Форма ствола в плане Квадрат; прямоугольник; треугольник; круг Сортамент применяемого металла Прокат; холодноформованиые профили; трубчатые профили; круглая сталь; канаты Материал Сталь марок: Ст. 3, 15ХСНД, 14Г2, легкие сплавы Покрытие Для опор ЛЭП с напряжением 220 кв и более.желательна горячая оцинковка' Внд рИшетки Крест и елочка
Гл. 21. Принципиальные схемы 467 Таблица 21.7 Схема типовых опор ЛЭП Вид опор Схемы опор одноцепные двухцепные А. Опоры ЛЭП напряжением ПО кв Промежуточные Свободностоящие типа.' .Рюмка" .Крымские" '.Бочка" „Ленинградские" .Дунайские Промежуточные угловые Анкерные Б. Опоры ЛЭП напряжением 220 н 330 кв Промежуточные Портальные с оттяж- ками Промежуточные угловые Свободностоящие типа
468 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт\ и башен Продолжение табл. 21.7.- В д опор Схемы опор одноцепные двуцепные Угловые до 60° Анкерные В. Опоры ЛЭП напряжением 400 кв Промежуточные Угловые Портальные с оттяжками Портальные без оттяжек Мачтовый тип JL 1 Анкерные
Гл. 21. Принципиальные схемы 469 Таблица 21.8 Схемы типовых опор (башен) различного назначения квадратной формы в плане Назначение Для подвески го- ризонтальных син- фазных антенн Для телевизион- ных антена ¦ ' Для подвески ка- натных дорог Схема *.*¦// ~", ?j- ''% А < ) с ¦1 а \—- '-1Щ^- ^>t )\ а \л о, г*- "If r* ( А э м —4 а I-»- \ ; Размеры в м высота Я 125 ПО 87,5 65 180 148 124 100 40 38 36 34 32 нижнее осно- вание а-а 14x14 12,5x12,5 10.25x10,25 8x8 20X20 13,906x13,906 11,864x11.864 8,34x8,34 6,7X6,7 6,37X6,37 6,04X6,04 5.71x5.71 5.38x5,38 6 ' 12,5 12,5 7.5 4,5 - 3 3 3 провода. Такое решение рационально при расположении проводов на разных уровнях. В местах изменения направления трассы устанавли- ваются угловые опоры, на которые постоянно действуют усилия от натяжения проводов в направлении биссект- рисы угла. В зависимости от расположения по трассе эти опоры могут быть как промежуточными, так и ан- керными. В конце и начале трассы устанавливаются концевые опоры анкерного типа, обычно одинаковые с угловыми. Различают следующие расположения проводов в опорах ЛЭП (рис. 21.3): 1) симметричное—- по одной горизонтали (одноцеп- ное); 2) симметричное относительно оси опоры (двухцеп- яое) — «бочкой», «елочкой», «обратной елочкой» (ленин- градский тип); 3) несимметричное (одноцепное). Рис, 21.4. Схемы типовых решетчатых мачт высотой 500—100 м с малой базой и реями, В опорах, предназначенных для напряжений 400 и 500 гее, каждая из трех фаз состоит из трех расщеплен- ных (расставленных на определенное расстояние) про- водов. В табл. 21.6 представлены основные конструктивные схемы, применяющиеся при сооружении опор ЛЭП; схемы основных видов опор, применяющихся для ли- ний электропередач различного напряжения (ПО; 220— 330; 400 гее), приведены в табл. 21.7. Опоры различного назначения. Башни. В случае, когда нагрузки от антенн или оборудования сравнитель- но невелики и опоры не испытывают кручения, рацио- нально применять башни треугольной формы в плане, пояса и распорки которой делают из труб, а раскосы — из круглой стали предварительно напряженные. Если опоры испытывают кручение, предпочтительнее квадратная форма башни в плане. Схемы типовых опор (башен) для подвески горизонтальных синфазных ан- тенн, для подвески канатных дорог и типовых телеви- зионных опор приведены в табл. 21.8. Мачты. В СССР разработаны и широко применяют- ся три типоразмера секций ^решетчатых мачт и несколь- ко типов мачт из одной трубы, основные схемы и пока- затели которых приведены в табл. 21.9. В случае стесненной территории применяются ре- шетчатые мачты с малой базой и реями, увеличивающи- ми жесткость опоры (рис. 21.4).
470 Раздел V- Стальные высокие опоры типа мачт и башен Таблица 21.9 Основные конструктивные схемы типовых мачт различного назначения Вид ствола мачт и их наз- начение Схема Форма в плане и размеры базы а. в м Вес 1 пог. м ствола' ма- чты в кг Сечение поясов Сечение раскосов Диапазон перекрыва- емых вы- сот Я в л Is ' > It z *; Решетчатые для радио n телевидения С нор- мальной [.базой С'умень- шенной базой С малой] базой 200—300 200 Трубы Круглая сталь Трубы 120—400 62—257 2—4 2—4 7,5 45 100 Круглая сталь Круглая ста ль 30—120 2-4 120 Из одной трубы для ре- лейных линий и телевидения 2,2-2,* 300—600 400—1000 \ Одна труба То же 80—250 200—350 2-4 3-5 24 ГЛАВА 22 РАСЧЕТ ОПОР 22.1. НАГРУЗКИ На опоры действуют нагрузки от собственного ве- са, метеорологических воздействий (ветра, обледенения, температуры), сейсмических воздействий, предваритель- ного натяжения и др. В отличие от других видов со- оружений в опорах наибольшие усилия возникают от воздействия ветра или обледенения. А. ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА Основные формулы. Расчетная ветровая нагрузка1 на опору (или ее части) в. направлении ветра опреде- ляется по формуле <7в = Р Сх Qp S = qBX , (22-1) 1 Ветровая нагрузка определяется в соответствии с ука- заниями СНиП, а также «Правилами устройства электроустано- вок ПЗУ», Госэнергоиздат, i960 где Qp—расчетный скоростной напор ветра в кг/м2. определяемый в зависимости от географиче- ского местонахождения сооружения и с уче- том микрорельефа местности как произведе- ние нормативного значения скоростного напо- ра на коэффициент перегрузки, равный 1,3 (т. е. Q =1,3.Q); , Сх — коэффициент лобового сопротивления, опреде- ляемый согласно рекомендациям, изложенным ниже1. i 1 Коэффициенты, характеризующие сопротивление различ- ных тел ветровому потоку, (см. п. 4) в направлении потока (С х и в ДВУХ перпендикулярных направлениях (Су и Сг), на- зываются коэффициентами обтекания. Коэффициент С х, характеризующий сопротивление тела в направлении ветра, обычно называется коэффициентом лобо- вого сопротивления.
Гл. 22. Расчет опор 471 Таблица 22.1 Коэффициент пульсации скоростного напора m в зависимости от высоты m ! '§ Р * 1 "макс "ср ^MaKG «ер "макс *~~ !АНпг\тн"1п\г Время t Щ 1 [ 41 ' & _? cs ^ . I 1- <20 0,35 0,25 . 21ч-40 ' 0,32 0,22 41+60 0,28. 0,2 Значения m при высоте в м • 61н-80 81ч-100 100ч-200 Для сооружений 0,25 - 0,23 Q,21 Для проводов и тросов 0,18 0,16 0,15 200ч-300 0,13 0,12 300+400 г 0,14 0,1 >400 6,1 0,08 Ь — площадь проекции в м2 ¦ рассчитываемого со- оружения на плоскость, перпендикулярную на- правлению ветра (значения S и С х взаимо- связаны) ; Р — коэффициент, учитывающий увеличение рас- четного скоростного напора ветра в связи с динамическим воздействием порывов его на • сооружение, определяемый по формуле Р= 1 + 6/п, ~ (22.2) ? — коэффициент динамичности, зависящий от пе- риода собственных колебаний сооружения Т и логарифмического декремента затухания колебаний сооружений, определяемый для стальных, железобетонных и каменных соору- , жений по графикам на рис. 22.1; m — коэффициент пульсации скоростного напора, определяемый по табл. 22.1. r I -ЧЯ * •? / S 0 ? К г i 1 > \ ? v 1 i a ,i ' 1 п Период собственных попечении сооружения / 8 сел Рис. 22.1. График коэффициентов динамичности ¦» для стальных сооружений; 2 — для железобетонных каменных сооружений При определении ветровой нагрузки на провода и тросы учитывается только статическое воздействие по- рывов ветра, т. е. значение динамического коэффициента принимается 6=1 и Р'=1+/п . ' (22.2а) Коэффициент лобового сопротивления характеризу- ет величину давления ветрового потока на единицу пло- щади проекции тела на плоскость, перпендикулярную ветровому потоку. С изменением направления ветрового . потока по отношению к телу меняется как коэффициент лобового сопротивления, так и площадь проекции тела. Практически'неудобно иметь переменную площадь про- екции тела; проще принимать ее постоянной (наиболее характерной для данного тела), учитывая в величине коэффициента, лобового сопротивления для' различных направлений и'изменение площади проекции тела. При этом необходимо указывать, к какой плоскости отно- сится этот коэффициент. При произвольном направлении ветра составляющие, ветровой нагрузки на тело в направлении осей коор- динат будут ' Йвх = Р Сх Qp 5 ; ?ву = 8, CyJ)p S; • Яш = РСг Qp S , { а суммарная нагрузка (22.3)^ -я1г = PQPSy^d+Cy+C* . (22.4) /2 2 Изменение 'скорости ветра Vt по высоте принимает- ся по, СНиП, в котором использована логарифмическая зависимость: lg Vt = V20 • 2о lg-'- z0 (22.5) 2о- (22.6) где zi—'расстояние от поверхности земли до уровня, на котором определяется ветровая нагрузка; 2го — уровень, на котором замеряется скорость ветра (обычно 20 м от поверхности земли); -показатель шероховатости поверхности земли (равный 0,08—0,12 м); -скорость ветра в ж/сея, замеренная на уровне 20 ж. Географические районы СССР по ветровой нагрузке и эпюры скоростных напоров Географические районы СССР по ветровой нагруз- ке принимаются по СНиП. В случаях, когда зональное (местное по высоте) уменьшение ветровой нагрузки может привести к уве- личению усилий в некоторых элементах конструкций,
472 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен пр:и расчете этих элементов величину расчетного скоро- стного напора Qp необходимо умножать на коэффици- ент ken — спада ветровой нагрузки. Этот коэффициент зависит от длины участка, на .' котором происходит Уменьшение (спад) ветровой нагрузки, и от материала, применяемого в конструкции, и может приниматься по графику, изображенному на рис. 22.2,а. Возможные расчетные схемы спада ветровой нагрузки для мачт и башен приведены соответственно на рис. 22.2, бив. коэффициент спада ветровой naepysfbtifa /QAr.n /ОчКеп Рис. 22.2. Величина коэффициента спада ветровой нагрузки и его учет в эпюрах ветровой нагрузки о — зависимость коэффициента спада вет- ровой нагрузки *спот длины участка (зо- . ны) спада я материала, примененного в конструкции; б — возможные расчетные эпюры ветровой нагрузки для мачт; в — то же, для башен; / — для стальных конст- рукций; 2 — для железобетонных конст- рукций Зависимость между скоростью и скоростным напором ветра Если' симметричное неподвижное тело находится в ветровом потоке, имеющем скорость V, то в точке раз- ветвления потока, называемой критической, скорость ветра в направлении потока будет равна нулю ц ско- ростной напор определяется уравнением Q = Qi-Qo = - 2 ' (22.7) где Q —приращение давления в критической точке по сравнению с давлением ветрового потока в отдалении от тела, называемое скоростным напором, в кг/мг; V КЗСбК^ р —массовая единица объема, равная — , g л*4 t— удельный вес воздуха в кг/м3; g—ускорение силы земного притяжения, равное 9,81 м/сек1. Величины р и у зависят от температуры воздуха и барометрического давления. При нормальном баро- метрическом давлении 760 мм рт. ст. и температуре воздуха t=+15.° р « — . В этом случае о „ у* Q = — v 16 (22.7а) КОЭФФИЦИЕНТЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЕТРОВОМУ ДАВЛЕНИЮ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ Общие данные. Значение Q по' формулам (22.7) и (22.7'а) характеризует давление воздуха лишь в крити- ческих точках тела. Если известен закон измерения Qi, то составляющие усилия Qx, Qy и Qz от давления ветра на произвольное тело определяются -по формуле <г*.у.. = Мв| cos9x.y,zdF = ^х,у,г сх,у. где *х,У, г Щх. у,г QF* (22.8) (22.8а) х,у,г х,у,г ' " х.у.г Fxiyz—'Теневая площадь тела, т. е. площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную ветровому пото- ку по соответствующим осям. Значения Сх, Су, Сг вычисляются по формуле (22.8а) после получения экспериментальным путем зна- чений сил Qx, Qy, и Qz и относятся к проекции тела на плоскость, перпендикулярную ветровому потоку. Часто для уменьшения вычислительной работы ко- эффициент обтекания относят к наиболее характерной площади тела (например, в уголке — к площади одной полки, в швеллере— к площади стенки и т. д.). Значения Сх и Су для различных профилей, оси которых нормальны к ветровому потоку, но направлены^ под различными углами к наиболее характерным осям профиля. а) Круговой цилиндр. Значение Сх в зависимости Vd ' от числа Рейнольдеа Rie= — приведено на рис. 22.3, J* где d — диаметр цилиндра в ж; (Д. — кинематическая вязкость воздуха в мг\сек (при температуре воздуха t= + \5" и давлении 760 мм рт. ст.Ц — 0.145-10 4м?/сек). б) Элементы из прокатных уголков и швеллеров. Элементы из одиночного и парных уголков при распо- ложении их тавром, крестом и при угле 60° между, полками смежных уголков, а также для одиночного швеллера и двух швеллеров при угле между -их стен- ками 60° имеют для любого направления ветра почти постоянный коэффициент лобового сопротивления, от- несенный к теневой площади и принимаемый С—\,4. Значения коэффициентов обтекания Сх , Су и Сг при произвольном положении элемента в ветровом потоке. При произвольном положении элемента в про- странстве по отиошению к надравлению ветрового по- тока, 'Определяемом углами аир. (рис. 22,4), измене-
Гл. 22. Расчет опор 473 1.2 t 1.0 0.8 ..Ц\0,6 %'ОЛ Г о, г 5=Г S3 I ° I ZX—-Zq—гГГ- - i _ ¦• L ' Т ' -—-- -Т : —-т — ~- ^-1 : _. :_ _ 111 I , , . 0.2 0.1 0.6 0.8 1.0 1.2_Jfi 1.6 Re-10'1 18 2,0 2.5 10 0.5 Рис. 22.3. Значение коэффициента сопротивления ветровому напору Сх в зависимости от числа Рейнольдса Re для цилиндра яие сопротивления ветровому потоку при изменении угла Р может быть определено по формулам / / / /: " / / |П —, Схо Су) 'хф с. УР Угол,, 3 д градусах 90' 1 +0,25 siiT2p 4- cos 2р + 0,05 sin р; (22.9) Рис. 22.4. Отношения коэффициентов со- противления ветровому напору к коэф- фициентам лобового сопротивления Jz3 0,6sin2p , где С -хй (22.10) JxP ¦'хО 'У? "z|3 —— и -—— при изменении угла Р 'у.о ¦'лЮ хо 'Jro- ¦ коэффициенты обтекания при рас- сматриваемом угле а и Р =0, вычис- ленные по отношению к теневой'пло- щади. Значения С^р'; Сур ; Сг(з должны относиться к неизменной теневой Площади, вычисленной при fi=0- Коэффициенты лобового сопротивления ветровому давлению для различных сочетаний элементов, нахо- дящихся в одной плоскости. Ветровое давление нормально осям параллельных элементов. При ветре, действующем в .плоскости не- а — положение, элемента при ' (3=0: б,— поло- жение элемента при.(3=^0,; в"—график измене- ния отношения, коэффициентов скольких одинаковых и параллельных элементов, рас- положенных на равных .расстояниях друг от друга (/), суммарный коэффициент лобового сопротивления мож- но принимать по приближенным формулам Сх =С- (1 + m); ;.. s Cx*=CXi (1+/П + /П2); Cio6m,n =-EC*j s^ [1+т+тЧ-я*(д-3)] , (22.11) . . ' ' ' Таблица '22.2 Коэффициент лобового сопротивления ветровому напору Сх\ С"х при ветре в плоскости элементов ..- .¦¦•-.'¦ Эскиз 1 » . V 7 ¦ "¦ " - I К ст ¦ ¦ ; * fc 7^ '/ Д=Т 1 1,25 1,5 2 2,5 3 3,5 •4 5 10 15 20 30 40. 50 60 70 ' - 80 90 Значения коэффициентов .лобового сопротивления переднего элемента С'х Г i. 1 1,02 1,03 1,034 ..,. 1,04 ' • 1,048 1,052 1,1 1,1 1.1 1,1 " 1,104 1,114 1,116 1,12 1,122 1,126 заднего элемента С"х -- —0,45 —0,43 -0,3 0.15 0,4 0,434 . 0,43 0,43 , 0,54 0,64 0.7 0,81 0,86 0,87 0,906 0,916 0,92 ¦О, 924
474 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен где гп=—; п>?> ь х • количество элементов. Коэффици- енты лобового сопротивления С'х и С"х принимаются по табл. 22-2. При ветре, действующем нормально к плоскости нескольких одинаковых и параллельных элементов, расположенных на равных расстояниях, коэффициенты лобового сопротивления всех элементов одинаковы и принимаются по табл. 22.3. Таблица 22.3 Коэффициенты лобового сопротивления ветровому напору СХ=С =С W 1 Значения Сх 1,08 1.5 1,26 1,27 1,43 1,23 1,78 1,24 2,09 1^296 2,17 1,274 2,52 1,268 2,6 1,28 3,05 1,218 3,91 1.17 (0 .us в) "*= Sais-- ^Tf^ 1' г1 ... wa т '/ ^ , ' X -4. __ Л 1^. \. S 4=C?L- 41 S \ 5 из! • О 30 J о Угол а § град 90 >ё& 10 0.5 - **" (\ -хе. .Л ' I v V 1 Exp L-. ¦L u-~- 30 JO so Угол p S' граё Рис. 22.5. Отношения коэффициентов -хй "хЗ -хй и —— для плоской, вер- или тикально поставленной формы а — при изменении . направления ветра в плане;, б —при изменении направления вет- ра в'вертикальной плоскости; / — ферма нз уголков; 2 — ферма из стержней круг- лого сечения Плоская ферма, продольная ось которой'нормальна "направлению ветра. Для определения отношения коэф- фициентов -*-—- плюской вертикальной фермы три из- менении направления ветра в горизонтальной- плоско- сти на угол а можно пользоваться графикам, показан- ным на рис. 22.5,а. Ветровое давление при произвольном положении элементов в ветровом потоке. В случае наклона фермы под. углом р и угле а = 0° изменение отношений коэф- Схч С л фициентов ——— и -г—— можно, принимать по Гра- аля ^л;о фику, показанному на рис. 22.5,6. 20WJ0 У гея а в граб Рис. 22.6. Коэффициенты сопротивления ветровому напору параллельных ферм а — зависимость ¦ между гп, А и <р; б —зависи- мость между m и а при Д-=1 для ферм из _ уголков Коэффициент лобового сопротивления ветровому давлению для пространственного сочетания элементов и некоторых тел. Прбстранственные сочетания элементов при р=0 и изменении направления ветра в плане (<*Ф0). При установке двух ферм в ветровом потоке одна за другой отношение пг лобового сопротивления заветренной фёр1мы С'х к наветренной Сх определяется^ по графику рис. 22.6 в зависимости от числа калибров Д = —— и коэффициента оплошности у= , '", где I и h — контурные размеры фермы; f=2/j— теневая пло- щадь фермы, т. е. площадь проекции всех элементов фермы на плоскость, перпендикулярную ветровому по- току, коэффициент обтекания в этом-случае определяет- ся по формуле С,ов=С*+.< =С,(1+я), (22.12) а при установке нескольких ферм одна за.другой сум- марный коэффициент обтекания —по формуле Схоб^Сх [l + m + m* + ms(n — 3)] , (22.13) Сх' ¦ где m=--r——•¦принимаемое по графику на рис 22.6,я. ^•х •При установке двух ферм одна за другой из угол- ков с Л =.1 и <р =0,24 в случае изменения яаправления
Гл. 22., Расчет опор 475 ветра в плаве значение т=—~ изменяется в соотает- м х -- ствйй 6 графиком, изображенным на рис. 22.6,6. Пространственные фермы, имеющие треугольную форму в плане. Максимальное значение коэффициента 20 30 40 Угол а в град. Угол а в град Рис. 22.7. Значения коэффициентов лобового сопротив- ления, ветровому напору Сх и Су в трехгранных фермах в зависимости от направления ветра в плане о —для ферм с элементами, трубчатого сечения; б — для ферм с элементами из уголков прн различных значениях коэффи-х цнентов заполнения <Р лобового сопротивления пространственного трехгранного стержня, состоящего из трех плоских ферм, составляет 1.6G, (22.14) "-•* макс-пр ¦ где Сх пл —коэффициент лобового сопротивления од- ной плоской фермы при нормальном на- правлении ветра при расположении полно- стью двух поясов и .решетки в одной i грани. ''¦В случае других направлений ветра можно' поль- зоваться графиками, изображенными на рис. 22.7. Пространственные фермы, имеющие квадратную форму в плане.. Значение коэффициента лобового со- противления четырехгранного стержня из Ферм ори квадратной форме в плане определяется по формуле -•дгпр ¦ ¦¦ Схш (1 + m) ka (22.15) * . Значение т берется по графику из, рис. 22.6,а; ka. — коэффициент, характеризующий изменение величи- ны ветровой нагрузки при направлении ветра'по диа- гонали,' принимаемый равным 1,1. Различные тела. Для шара значение Сх в зависи- мости от Rie приведено в табл. 22.4. Таблица 22.4 Коэффициент лобового сопротивления ветровому напору С х для шара Vd Re--^- V- Значения 0,1^ 245 1 28 10 4,4 Ю2 1.1 10* - 0,46 10* 0,42 105 0,49 ID» 0,14 Для обтекаемой Формы сечения (дирижабля) Сд.«0,04. Для сплошной квадратной и шестиугольной призмы Сх при изменении направления ветра в плане можно принимать равным .1,2 по отношению к теневой площа- ди по диагонали. Для турникетных телевизионных антенн Сх= = 1,1 -г-1,2 по отношению к теневой поверхности всех элементов (при направлении ветра по осям симметрии). Изменение Сх при различных а не превышает ,25%. Cv Значение -—¦ < 0,25. Cv '¦ При a<5h'? ' L . Случаи 2 Рис. 22.8. Определение ветровой нагрузки на холмистой местности / — нормальная эпюра скоростного напора; а — расстояние между соседними во»вышениосгями
476 Раздел V. 'Стальные высокие опоры типа мачт и бащен . Значения коэффициента лобового сопротивления ветровому напору Сх Таблица 22.5 \(V" к/?-"25 [ Л 1 U \ 7 I 1 IA/rf & 1 ^^~^-^ ¦ а ^ ^""""—-¦^L " . hid- 'V^Sv^ ,25 • ' 7 1 0 +1 - +1 +11 15 +0,8 , +0,8 +0,8' 30 +0,1 +0,1 +0,1 45 —0,9 -0,8 -0,71 ' 60 -1,9 -1,7 —1.2 75 —2.5 " —2,2 —1,7 90 , —2,6 —2,2 —1,7 - 105 ¦-, —1,9 • —1»7 —1,2 120 -0,9- -0,8 —0,7 135 -0,7 —0,6 —0,5 150 ,-0,6 -0,5 ^0,4 165 -0,6 -0,5 —0.4 180 —0,6 —0,5 —0,4 Коэффициент Cx Таблица 22.6 Форма сооружения в плане и вид поверхности Гладкий цилиндр Цилиндр шероховатый S=0j02d То же, S=0,08d . .¦ ¦*,•'•.¦ Восьмиугольник О о о 25 6,5 13.1 Значения р. при — 25. dC fia- 0,55 0,9 1.2 1.4 0,5 0,8 1.2 0.45 0.7 0,8 Жестко закрепленное полотно флага ,'*необходимо принимать площадью, равной полной, его поверхности. При свободном флаге следует принимать/25% его площади при Сх» 1,4. ', : Для дымовых труб, градирен, резервуаров и т; п. распределение ветрового давления по периметру следу- ет : принимать в зависимости от угла а, характеризую- щего положение точки по отношению, к' направлению^ ветрового потока по табл. 22.5. Значение коэффициента Сх в зависимости от характера поверхности таких сооружений приведено в табл. 22.6. ' ,; Влияние микрорельефа на величину расчетногоТско- ростного напора. При установке опор на холмистой местности необходимо учитывать условия микрорелье- фа, руководствуясь результатами наблюдений местных метеорологических станций. При отсутствии таких дан- ных можно пользоваться данными, приведенными на рис. 22.8. . . При выборе трассы линии или местоположения опор надо стремиться к тому, чтобы избегать направ- лений или мест со значительными сгущениями линий воздушного потока, . ; . .. v -- Расчет на'резонанс. Расчет высоких сооружений. на резонанс производится по СНиП., • , ,. • '
Гл. 22. Расчет опор 477 Б. НАГРУЗКА ОТ ГОЛОЛЕДА1 ; /В табл. 22.7 приведена толщина корки обледенения на различных уровнях h и для различных расчетных" гололедных районов, вычисленная по формуле, предло- женной И. И. Соломатиной:. D: V К-') + + 0,08---: (D0— 2,15d) , «о (22.16) где D — диаметр максимального .отложения гололеда .вместе с проводом, равный 0 = 2ДГ +d; D0 — измеренный диаметр в мм гололеда на высоте 2 м, равный. 2 ДГо +d; d.— диаметр-., провода в мм; Дг, Агр — толщина корки обледенения соответственно на произ- вольной отметке и отметке 2 ж; А, кц — соответ- ственно отметка вычисленного и измеренного обледенения; V — скорость ветра в процессе го- лоледообразования по формуле (22.5). Таблица 22.7 Толщина корки обледенения в различных районах и на разной высоте Высота от уровня земли в м До. 10 ' 20 50 ' 100 150 200 . 300 , 400 500 Толщина , . I . 5 8 10 12 14 15. 17,5 20 22 > f корки гололеда Д в мм II 10 12 20 24 • > 28 32 38 \ 44 '. 50 III 15 - 21 . 26 34 40 >. 46 ' 57 ., 68 , 80 для районов IV . 20 27 •35 45 54 '-¦62' 77 92 110 V 30 "40 62 67 80 95 100 1 140 160 Для определения объемного веса корки обледенения Yr рекомендуется пользоваться данными наблюдений местных метеорологических станций; !,при отсутствий та- ковых можно определять объемный вес в зависимости от толщины корки п,о. графику на рис. 22.9; ' ¦ •. Расчетный скоростной напор ветра при обледенении проводов и тросов принимается- равным ":: Qp.r = 0,25Qp. (22.17) В районах с гололедностью более 1,5 см значение Qp.r принимается не менее 20/сг/ж2. Г. Коэффициент ' лобового сопротивления ветровому напору Схт при обледенении принимается: ~ а) для проводов и труб СХГ=СХ, как для основно- го элемента; б) для профилей, (уголков, швеллеров, двутавров и Д ' L ' '"~ пр.) при — <0,1, как для основного элемента,Слт=Сл-! '. Д- " ... :' ' ".'"¦' ¦ ' " i при''—^ 0,25 Cjcp— 0,6 + сх (22.18) где При толщина корки обледенения; а — характерный размер элемента; Схг—значение коэффициен- та лобового сопротивления элемента после об- леденения. <Д" '"- ¦% i - ' ' '"''"' -^-=0,257-0,1 значение Схт можно определять интерполяцией между значениями, Сх иСп, вычислен- ными по формуле (22.1$). В. СЕЙСМИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА Расчет опор на сейсмические нагрузки и конструк- тивные мероприятия, которые'должны предусматривать- ся в проектах опор, предназначенных для строительства в-сейсмических районах, изложен в главе СНиП «Строи: тельство в сейсмических районах». :': Г. собственный вес конструкций , >* 0.9 IS им Отечественные данные \* Зарубежные —- — ff ?•»• S 0 40 , 150 Толщина парки вбпедененця ,&г В т '¦ Рис. 22.9. Зависимость между объ- емным весом корки обледенения f' и толщиной корки Д , 'Районирование территории СССР и, величину об- леденения ¦ определять в соответствии со СНиП и ПЭУ. Собственный вес конструкций опор определяется по аналогии с существующими опорами. Для большинства опор влияние собственного веса на напряжения не пре- восходит 20% и при определении нагрузок от собствен- ного веса можно пользоваться данными, .приведенными в главе 22.2. При пользовании этими данными следует иметь в виду, что может быть принят закон изменения веса башен и мачт по высоте gl= go + H—Ht\n' ••I'-^1-' -т (22.19) где Я —общая высота сооружения в ж; gi т-вес в г 1 пог. ж башни или мачты на рассматриваемой высоте Я;; .' ¦,'..' ' :вес в т 1 пог. ж башни вверху, ft— показатель степени, характеризующий конструктивное ре- шение (конфигурацию,, размер оснований, се- чения элементов и др.); %— конструктивная характеристика в т/ж, учитывающая характер и go
478 Раздел ,V, Стальные"высокие* опоры [типр, мачт и башен величину приложенных нагрузок, качество применяемо- • го материала и пр. ¦ ' В качестве первого приближения -можно принять для kg .башен — я = 2; — = 3; g0 и 0,5 gcp,-,sa для мачт- go п = 1; -^-= 3; g0 «0,4 gcP. go Пользуясь графиками, помещенными на рис. 22.22, можно найти вес 1 пог. м конструкции на соответствую- щей высоте по формулам: для башен "l+.s/V ^ для мачт gi = 0,5gcp g? = 0.4gcp/4-3 Hj H (22.20) (22.21) При установке на опорах оборудования вес его опре- деляется по фактическим данным. Д. НАГРУЗКА ОТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ Нагрузки от предварительного натяжения возникают ' во всех случаях, когда применяются нити в качестве от- тяжек, проводов, элементов, поддерживающих грузы, ан- тенны и пр. Величина усилий в элементах опоры от пред- варительного натяжения нитей достигает весьма значи- тельной величины (до 50% от суммарных) и должна на; значаться, сообразуясь с конструктивными решениями опоры. Величина вертикального усилия от оттяжек Кот на ствол Мачты при действии горизонтальной нагрузки за- висит-'не только от величины предварительного натяже- ния оттяжек, угла их наклона к вертикали а и количе- ства' их га, но также ,и от направления ветра по отноше- нию к оттяжкам. ' ", '' На рис. 22.10, а приведен график изменения коэф- фициента ¦») в зависимости от угла « ^ = ~- ^ (22.22) Лот Величины Уот и #от определяются по формулам Уот = cos а 2 Тот t; (22.23)' Нот = sin а 2 Тот i cos ft , (22.24) где #от — суммарное горизонтальное усилие от оттяжек v. на ствол мачты в направлении ветра; ^oTi—усилие натяжения в произвольной оттяжке данного яруса- у ствола; fi—угол между направлением ветра и проекцией - оттяжки в плане., 4i Для четырех оттяжек в плане н ветра на одну от- тяжку ' tfoT=sina(:rOT3— rPTi) . (22.25) На рис. 22.10,6 приведен график изменения коэф- фициента т)1 в зависимости от угла а, характеризующего изменение величины вертикальной составляющей сил, действующих на ствол после приложения горизонталь- ных сил от ветра V0T, к ^вертикальному усилию при от- сутствии горизонтальных сил V0 от 7)i = Vor_ (22.26) В первом приближении при определении усилий от предварительного натяжения оттяжек в .случаях четы- рех и. трех -оттяжек в плане .можно пользоваться значе- ниями т) и t]i но рис. 22,10. . - - При параллельных поясах и предварительном на- пряжении крестовых раскосов силой • ,> ?р-макс = N?_m (22.27) N, p.npt -= N° 2 COS а Р-"Р Угол а В град. f.i —=¦ а 1.0 ¦ ¦ , W - / 2 \ 3-— 1 р 1 , SJ^^ 30 во. Угол а В град. 90 Рис. 22.10. Значения коэффици- ентов т) — t)i в зависимости от величины предварительного на- пряжения <*о и угла наклона оттяжек а а — коэффициент т;; б — коэффи- циент 1)1; / — Для предварительного напряжения и, «-1,5 т/см2; 2 — то же, для о,—2,5 г/си2; 3 — то же, для а,,=3,5 т/см2 усилие в раскосе после приложения к панели поперечной силы Ор.йакс будет равно:' N. р.макс ' N 1 + k р.макс где N.. й=- РЛ?1. № '¦" р.макс № -р.пр Ур.МЭ! COS а — угол наклона раскосов к вертикали. _ ,, Ур.макс При Nnp< значение Л'р.макс — N (22.28) (22.29) (22.30) 9 НО р.макс v 2 cos а в этом случае деформативность фермы несколько воз- растет.
1"л.22р Расчёт опор 477 Б. НАГРУЗКА ОТ ГОЛОЛЕДА1 ¦ В табл., 22.7 приведена .толщина корки обледенения на различных .уровнях h и для различных расчетных гололедных районов, вычисленная по формуле, предло- женной И. И. Соломатиной:, ,.;; . V ¦',-/ V \ + 0,08-^ (Do- 2rl5.d) , (22.16): "о где D ¦ -диаметр Максимального отложения гололеда ¦':¦ вместе с проводом, равный 0 = 2ДГ +d; D0 — измеренный диаметр в мм гололеда на высоте , 2 м, равный:2Дго +d; - dr-диаметр . провода в мм;- Дг, Дго— толщина корки обледенения соответственно на произ- вольное отметке и отметке 2 м; к, п0 —>' соответ- ственно отметка вычисленного и измеренного обледенения;. V — скорость ветра в процессе го- лрледообразования по формуле (22.5)..' , Т а б л и ц а 22.7 Толщина корки обледенения в различных районах и на разной высоте ':" ' ' } Высота от уровня:земли в м До 10 20 :50 ' 100 150 200 300 , 400 500 Толщина корки гололеда Д в мм I "' 'is ', 8 10, .12 14 15. 17,5 -20 . 22 -1 f II 10 12 , 20 24 ' 28 32 ,38 V 44 50 . Ill 15 - 21 ,-26 34 40 ;. 46 ' 57 : , 68 80 для районов IV ... 20 27 35 - 45 54 62 77 92 110 V 30 '•¦40 52 67 80 95' : 100 - 140 160 I» Отечественные данные ^Зарубежные —»— s 0 ЬО ч 150 Толщина уюцкц дблеЗенения л, В hrn '• Рис. 22.9. Зависимость между объ- емным весом корки обледенечния t ¦ и толщиной корки А 1 Районирование территории СССР ^величину об- леденения определить в соответствии со СНиП и ПЭУ.. Для определения объёмного веса корки обледенения Yr рекомендуется пользоваться данными: наблюдений; местных: метеорологических станций; [при отсутствии та- ковых можно определять объемный вес в зависимости от толщины корки по; графику на рис. 22.9; ' Расчетный скоростной напор ветра при обледенений проводов и тросов принимается^ равным ."""¦"'. О». р.г- (22.17) :0,25Qp. В районах с трлоледностью более 1,5 Сл* значение Qp.r принимается не менее 20 кг/мК ] Коэффициент' лобового, сопротивления ветровому ¦; напору,Сдт при обледенении принимается:' . а) для проводов и труб СХГ — Сх, как для основно- го элемента;, б) для профилей (уголков, швеллеров, двутавров и .- -. ' Д .. .' ¦,"•.' '.'.•¦- пр.) при— <0,1, как для основного элемента.Суг^Сд-, а при '— >• 0,25 0,6 + С, (22.18) где ' Д-т толщина корки обледенения; а — характерный размер элемента; СХТ— значение коэффициен- та лобового: сопротивления элемента после об- '.¦/:'" леденения. ;!" "':¦•¦,::¦' -Д'- '¦¦¦ ¦, '¦'. . . " ":'¦ 'При —^—= 0,25^-0,1 значение Схг можно определять интерполяцией между виачениями Сх и СуГ, вычислен-; ными по формуле (22.18). ¦ В. СЕЙСМИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА Расчет опор на сейсмические нагрузки и конструк- тивные мероприятия, которые1 должны предусматривать- ся в проектах одор,:,пред.назначенных для строительства «^сейсмических районах, изложен, в главе СНиП «Строи- Тельство в сейсмических районах». / .' ' Г. СОБСТВЕННЫЙ ВЕС'КОНСТРУКЦИЙ д > Собственный вес конструкций опор определяется по аналогии С существующими опорами.. Для большинства; опор влияние собственного веса на напряжения не пре: восходит 20% и^при определении,нагрузок от собствен-, ного веса можно пользоваться данными, .приведенными в главе 22.2. При пользовании этими данными следует иметь в виду, что может быть принят закон изменения : веса башен и мачт по" высоте < ¦. , ' ''¦' - kg = , ( н-н, ¦ "-h^-т)"]¦ ' (2"9) где й —общая высота сооружения в M\.gi -^-вес в. т 1 пог. м башни или мачты на рассматриваемой высоте Hf, '¦.'',.' '.-.'.', go —вес вт 1 пог. м башни вверху; П— показатель степени, характеризующий конструктивное ре-' шение (конфигурацию,, размер, оснований, се- чения элементов и др.); ?g ^конструктивная характеристика в, tJm, учитывающая характер и
478 Раздел ;V, Стальные высокие' опоры {типа мачт и башен' величину приложенных нагрузок, качество применяемо- го м атериала и пр. В качестве первого приближения можно принять для ha башен — п = 2; —- = 3; g0 и 0,5 gcp, : а для мачт — So > ь .п=1; ¦?- = 3; go «0,4 gcp. go Пользуясь графиками, помешенными на рис. 22122, можно найти вес 1 пог. м конструкции на соответствую- щей высоте но формулам: для башен gi = 0,5gcp для мачт 1 + 3(1-!- щ 0,4gcp<4-3-^- (22.20) (22.21) При установке на опорах оборудования вес его опре- деляется по фактическим данным. Д. НАГРУЗКА ОТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ Нагрузки от предварительного натяжения возникают во всех случаях, когда применяются нити в качестве от- ' тяжек, проводов, элементов, поддерживающих грузы, ан- тенны и пр. Величина усилий в.элементах опоры от пред- варительного натяжения нитей* достигает весьма значи- тельной величины (до 50% от суммарных) « должна на- значаться, сообразуясь с конструктивными решениями опоры. ~ Величина вертикального усилия от оттяжек V0t на ствол мачты при действии горизонтальной нагрузки за- висит-' не только от величины предварительного натяже- ния оттяжек, угла их наклона к вертикали а и количе- ства их к, но также ,и от направления ветра по отноше- нию к оттяжкам. ; "' На рис. 22.10, а приведен график изменения коэф- фициента т] в зависимости от угла а ^=-~- \ (22.22) Величины Vot и Яот определяются по формулам Уот = cos a 2 Тот i; (22.23) Hor = sina.'ZTOTi<ios<fl , (22.24) где Яот —суммарное горизонтальное усилие от оттяжек <.., на ствол мачты в направлении ветра; ^otj— усилие натяжения в произвольной оттяжке данного яруса у ствола; 9г— угол между направлением ветра и проекцией - оттяжки в плане. Для четырех оттяжек в плане и ветра на одну от- тяжку tfoT=sina(roT3— T0Ti) . (22.25) На рис. 22.10,6 приведен график изменения коэф- фициента ifji в зависимости от угла а, характеризующего изменение величины вертикальной составляющей сил, действующих на ствол после приложения горизонталь- ных сил от ветра V0t, к .вертикальному усилию при от- сутствии горизонтальных сил V0 0т ¦Ъ = %*-¦' (22-26) KQOT В первом приближении при определении усилий от предварительного натяжения оттяжек в .случаях четы- рех и трех оттяжек в плане можно пользоваться значе- ниями т] и тг)1 по рис. 22Л0. ' При параллельных поясах и предварительном на- пряжении крестовых раскосов силой • QP.MaKc = A/o (22.27) N, р.пр = 2 COS а Угол а В град. 'А 1.2 1,0 .1 II W 1 2 \ Л— J I I - ^ 30 60 Угол а 8 град. 90 Рис. 22.10. Значения коэффици- ентов т) — т)! в зависимости от величины предварительного на- пряжения <j0 и угла наклона оттяжек а а — коэффициент т); б — коэффи- циент 1,; / — для предварительного напряжения а, =1,5 т/см3; 2 — то же, для г,-2,5 г/сж2; 3 — то же, для о» =3,5 г/см2 усилие в раскосе после приложения к панели поперечной силы фр.йакс будет равно: ' 0 ' 1 + Л " р.макс — '" р.макс 2 ' где i v Л^р.пр'. "р.пр ..о Ур.макс ^р.макс- cosa J а — угол наклона раскосов к вертикали. (22.28) (22.29) (22.30) При Nnp< Qp.m ¦р.макс значение Wp.MaKc = Ур.макс но 2 cos а. в этом случае деформативность фермы несколько воз- растет.
Гл. 22. Расчет опор 479 Е.,ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ Необходимые данные для определения расчетной зимней температуры наружного воздуха '(средняя наи-. более холодной пятидневки) для ряда пунктов СССР могут быть_ приняты по СНиП. Максимальные измене- ния температуры„,учитываем'ые в расчете опор, 'рекомен- дуется принимать по табл. 22.8. , Таблица 22.8 Максимальные изменения температуры в градусах Расчетная зимняя температура на- ружного воздуха в град, по (СНиП)' От —11 до —15 ' . -20 . -30 . -35 „ -40 . —45 , —55 Температура в град. положитель- ная 50 40 40 "" 30 отрицатель- ная 30 40 50 60 средняя 1 +10 0 - 5 -15 1 В случае .обледенения проводов при толщине корки обледенения до-Л,5 мм принимается температура минус 10°, при больших толщинах — минус 15°. . \ При назначении предварительных натяжений необ- ходимо учитывать отклонение температуры сооружения от указанной в табл. 22.8 средней температуры. При расчете трубчатых конструкций диаметром бо- лее 1 м следует .учитывать влияние одностороннего на- грева солнечными лучами. 22.2. ПРИЕМЫ РАСЧЕТА А. РАСЧЕТ НИТЕЙ Основные положения. Расчетные данные для нитей, нагруженных равномерно по длине (цепная линия),-, по горизонтальной проекции (парабола) и в направлении радиусов (окружность), приведены в табл. 22.9. Н„-Н H.'ff Рис. 22.11. Нить с подвесом концов на различных уровнях В случае подвеса нити1 на различных уровнях при определении опорных-реакций для левой и правой точек подвеса следует брать соответствующие различные зна- чения размеров / и / (рис. 22.11). -' Наиболее просты для пользования формулы, отно- сящиеся к параболическому очертанию нити, позволяю- щие при практических расчетах учитывать смещения опор и упругие удлинения канатов при изменении на- грузок (веса, температуры). В случае загрузки нити сосредоточенными силами Pi (изоляторы, подвески, механические детали, и пр.) , эквивалентная нагрузка от них при количестве сил более трех, равномерном распределении их по длине гаги и , равенстве веса сил между собой определяется ?экв= —гт ; (22.31) во всех прочих случаях ёэкв == / 8ЛГма /а (22.31а) где Л1макс—'максимальный изгибающий -момент в од- нопролетной балке под действием сил Pj. Если наклонная нить (рис. 22.12), имеющая вес go, удовлетворяет условию , А. < tgtt / ^ 160 (22.32) то ее можно рассчитывать как1 нити пролетом / под на- грузкой g0sin а (пренебре- гая касательными составля- ющими gocosa), так как по- грешность в расчете при этом не превышает 5%. Монтажное - состояние. При монтаже нить нахо- дится под действием собст- венного веса и веса допол- нительных конструкций. Предварительное натяже- ние нити , в. монтажном со- стоянии существенно влия- ет на, рациональность ре- шения и должно назна- чаться в соответствии с тре- бованиями жесткости и на- длежащего, запаса прочно- сти. Оптимальное монтажное (предварительное) натя- жение соответствует случаю, для которого при невы- годнёйшем загружении потенциальная энергия в кон- струкции будет минимальна. ..Монтажное, состояние обозначается индексом о.- Истинная длина нити, т. е. длина иити в ненапря- женном состоянии дри постоянной температуре Рис. 22.12. Расчетная схема нити, круто на- клоненной К вёртика-' ли. Нагрузка от- -¦ , COSB ; несена к единице дли- ны проекции нити г, а нагрузка g0 sjna — к единице длины / 1 + - 8 /и = /о m >-+f '[ч-Ш'-i (22.33) Если температура - замыкания конструкций при монтаже отличается от расчетной на величину ±t°, то истинная длина нити должна определяться по формуле 1 + 3 Wo / , 1+-^1ГЖ±«01
480 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Таблица 22.9 Основные расчетные данные для нитей разного очертания Расчетный показатель При нагрузке на нить постоянной по длине нити • постоянной п6 длине горизонтальной проекции (хорде) нити постоянной и действующей в нап равлении радиусов с центром О, Схема приложения нагру- зок и обозначения ¦¦??. о & ПНИ пи я- и -(/2—' 0, f0 1ч 0 У N. < „ Л/2 -—i * Уравнение кривой у = у0 ch — где Уо+Л = Уо СП • •2у(0) 2Я у = р — Ye — 1 где р = ¦ ¦'? + < ¦'8/. Вид кривой Цепная линия Парабола Окружность Длина дуги * = / ' + ' Точная фор- мула' +t(t),+^(tr+-] -'l-f№-f(f)'t . ¦+*(A).^,J. »»•-'['+¦!-(• Й-)'* "384 / /,\4 , 1Б36//.\6 Приближенная формула •Kfi-n -мт MVifl 4/< где k = 1 + Зависимость между про- гибом в нижней точке ни- ти /„ и усилием Я Я» '¦JiL ',' 8/, - = const \ g р Я» —2— = const 8/. Я= '.(''^Ь const «Л Усилия Вертикальное V= э *, ' Горизонталь- ное Я; Н, = Я= g3<a 1; . 8/„:. =const Н, = Н= g9/3 = const ' 8/. Vf = Г sin » Я; = Г cos <р В нити Г, Гг=Уя-+Ка =Я|Л+ /i^. j2 Г,=УЯ»+У« =Я уЛ+ | 1?)" Tj-r-^p. = const • Обозначения:^ ^k^\F .в кг/м ; т — удельный вес нити в кг/м'; F — площадь поперечного сечения нити в м? ; k — отношение веса нити с учетом дополнительных элементов к чистому весу нити. , ~ ",*[,+т(?)'--ЬН . i, >. /о при Д- ^J - y - (± &) > 0 .__ ,. .-. Если нить находится лишь под действием собст- (II. И) венного веса, то Усилие Но = "в Р = 8*4 8/в (22.35) (22.36) _а0 = 8/о (22.37) Если нить несет конструктивные элементы, то °в = Яэкл Y'o 8/в (22.37а)
Гл. 22. Расчет опор 481 Частные случаи расчетных формул для гибкой нити . Таблица 22.10 Характер. закрепления опор I нагрузка gQ-~ fFk9 Схемы Формулы II нагрузка gx = kx gQ = кг lFk3KB Схемы Формулы Неподвижные УоЧ^эм tH,~b,f 3 .2 1+- =1+ 8/? 1 + ° °° _ ' К Е Y2A2 ,2 экв 0 о. llllllllllirnfllllllf в 1 51 \-^J*i---^ (° "»,¦ н У20 8/.F Т*экв 'о 8/. /2 3 ,2 2 ft2 ,2 ' экв 0 24F* ~ _ 1 экв ' О 24 -*Jv . Л = gx h = & Т^*экв '• Л = 5L1 8о, Смещающиеся Л ."? Л Л. J? ч^-_^=^- I,- ¦At ГТ г ~ и I (±д/)+ (± Afta) I ,2(<„±.i/a)J Неподвижные , — tQ — = — а( + Д /)Я] -Л = - а (± ДОЯ Нагрузка g„ и Р Характер закрепления опор Неподвижные Схема шшшшй м -а ' i-o 3_ f К- Формула Схема л=^+™; в= go /о ,р±. Я0= ?1^(1+24), 2ft» , /> где k = ; go la La=l0+2bk; Формула nD= • г(*«-*тЬ) где А = - л=1^ + go It, Pb Hohb. R go J» , p" lb-? 31—915
482 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен где go + gOK _ . . ?ок : go go (22.38) , go — вес 1 пог. м нити (для'каната у=8,4—. —8,8 г/и*3); йок — приведенный вес дополнительных конструкций. Определение усилий следует производить как для параболы по табл. 22.9. Если ошоры^ расположены на разных уровнях, то при определении монтажных уси- лий возможно 'пользоваться методом эквивалентной ни- ти, у которой точки подвеса находятся, на одном уровне (рис. 22.13). . ¦ У\ 3 , ¦/?.<>': ТМММГГмф- У, 1 Рис. 22.13. Нить с опорами на разных уровнях и соответствующая ей эквивалентная нить Эквивалентный пролет go/ -.'(¦ 2H0h go/2 > (22.39; Максимальный прогиб эквивалентной нити /о = ~8йГ(1'+ Опорные реакции Кл = go'/ , ЯоА / :V»= 2 go/3 go / #<> h (22.40) / Расчетные данные для нити, загруженной равно- мерно распределенной нагрузкой и одной сосредото- ченной силой при положении опор на\ одном и различ- ных уровнях, составленные с помощью метода эквива- лентной нити, приведены в табл. 22.10. Переходные состояний. Для нити с подвесом на од- ном уровне зависимость между напряжениями в двух состояниях: шерлом—монтажном, втором5 — с изменен- ными нагрузками (q), температурой (+/°) и смещением одной шоры на величины Ах, Ду, Дг выражается формулой , А0 "о- — Ах Е /о Дуа + Дга 2(/ + Дл:) + *(±t)E, (22,42) где сгг — напряжение во втором состоянии; ' <*о — напряжение в первом (монтажном) состоя- нии; ' ''" k '-*- хорда нити в первом состоянии; -¦ ¦модуль упругости нити, принимаемый по табл. 22.11; , Р\Е 24F2 24 F2 Pi ~ glh'< Pol— go /о >' ( (22.43) (22.44) " — площадь поперечного сечения каната. Таблица 22.11 Модули упругости стальных канатов Е ч Вид^каната , . Спиральные с металлическим сердечником .... Спиральные с органическим сердечником .... Е — в кг/см' ¦ 1,5 1,3 2,0 1.7 25 1 ¦Отношение f 50 Формула (22.42) яв- ляется универсальной.и учитывает все факторы, возникающие при изме- нении переходных састо- С'яний. В случае влияния лишь части факторов ее ' вид упрощается и тогда можно пользоваться ча- стными формулами, при- веденными в табл. 22.10. Предельное состоя- ние. Коэффициентом, ха- рактеризующим наступ- ление цредель'ного состо- яния по прочности, явля- ется отношение! разру- шающей нагрузки к-мак- симальной, допускаемой Рис. 22.14. (22.41) между т) и / Зависимость при йзап = . *пр-> Уразр <7макс (22.45) =2,5; ?=1,6- 10е кг/см2;' ар = 1,6.104 кг! см2 Имеется следующая, зависимость между йзап и йПр для нити с непод- вижными опорами «пр 1 + A..J*. LL 8 Е \/ (22.46) &зап У о -с \ / / «зап где о^ — предел прочности каната, равный его разрыв- . во!му усилию в целом, деленному на площадь' сечения всех проволок. ' - '" / Частный случай зависимости t\ от / приведен на графике рис. Й2Л4. В случае "упругого смещения опор формула (22.46) приобретает вид ¦41: кпр I/^^^^t)'^1^''.^
¦ГЛ. 22. Расчет опор 483 где Е ±&1 (22.47) М -*-смещение опоры при приложении расчетной нагрузки,, определяемое по формуле Д/ = У. (22.4,8) v~-коэффициент, характеризующий .податлявость опоры. в) /Г^ 0 йг г р«5 •or* \ \ ^р \ , \ Рис. 22.15. Пространственная работа /. . . нити а — схема приложения нагрузок в двух плос- костях^ б \— схема для определения изменений длины харды нити при Пространственной сме- ,щении одной из опор При расчете нити по предельному состоянию сле- дует задаваться не величиной &3ап. характеризующей отношение разрушающего напряжения в канате к расчётному, а коэффициентом бпред, характеризующим отношение разрушающей нагрузки к расчетной. Для случая смещающейся опоры имеем ±qknpl)*E 24F* °R №*Е 24/?2 Е 1 Е — j«(a^-a),-r (22.49) Зяая любые четыре компонента из<^ , а, ч, ?пред, Е, можно определить значение пятого. Корме проверки предельного состояния по проч- ности,, в тех случаях, когда лимитируется величина деформации, необходимо вести проверку по предельно- му состоянию по деформациям. Пространственная работа. Если на нить действует система равномерно распределенных нагрузок, находя- щихся в различных плоскостях, то их раинодействую-. щие и линия провисания будут находиться в одной плоскости. Наиболее распространенным случаем являет- 31* ' ся действие сил тяжести qg и ветра q? (рис. 22.15,а), при которых равнодействующая нагрузка ' «л = -|/ ,Л2Х„2 = _Jg_ 6 Z ы-V л+fi: (22.50 ) (22.51) В случае произвольного расположения нити в про- странстве и смещении одной .из опорных точек на ве- личину А*, Ду и Дг (рис. 22.15,6) изменение длины хорды О А определится, яо формуле. ' х'Лх +'v Ay + г Дг " ; ¦ / • (22.52) При Дг=0 иногда удобно пользоваться'полярной системой координат ДГ= Д/ = - I -'(Дя sirup + Ду cos < ¦ (Д х sin tp +1ДУ co&'tp) sin a Б. РАСЧЕТ БАШЕН (22.52a) .Последовательность расчета. В соответствии с гео- метрическими, размерами бащни по. приближённым фор- мулам определяется значение периода собственных ко- лебаний башни Т. Затем по значению Г и нор мам ветро- вых нагрузок для данного; географического района- строительства определяется расчетный скоростной на- пор ветра, j ; Башня разбивается по высоте на несколько участ- ков: при высоте до 1100 м — около 5—8 участков, при "' высоте 200 м — 8—12 участков. Вначале подсчйтываются нагрузки и определяются сечения элементов верхней секции. Расчет ведется путем последовательных попы- ток, с тем чтобы ветровая нагрузка на выбранные се- чения вызывала напряжения, не превышающие расчет- ные. Аналогично указанному последовательно рассчиты-, ваютея вторая (от вершины) и следующие секции1 башни. Далее определяется прогиб башни, который не должен превосходить допустимого. . i j Приближенное определение периода собственных колебаний башни. Для башнн переменного сечения, жестко заделанной в основании, значение периода 1 собственных колебаний Т определяется i по формуле Г = 2тб = 2 J pxy2xdx + 2Pxy[ 8Ув ]р*У1**-+2Рху2я (22.53 где рх —распределенная нагрузка по высоте башни Рх = Рв + (Рн — Рв) -(ill- (22.54 Рв и рн—соответственно вес 1 пог. м башни вверху и внизу; Н — высота башни;. рх — вес сосредоточенных грузов, приложенных в соответствии с заданием на проектирование;
484 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт.и башен Таблица 22.12 Распределение усилий между элементами поясов и решетки Вид усилия ¦ / Нормальная сила Nf Изгибающий момент Mg Поперечная сила Н, Элементы а); б). а) Раскосы ' б) а> б) а) Пояса б) а) , Раскосы б) а) б) а)- Пояса б) а) Раскосы б> а) Распорки ,. Формулы для определения усилий при наклонных поясах в элементе ' • 1 произвольном J наиболее напряженном 1- ./¦ . Pni = ~ Ni n cos a( ' N. <f Г Рм = '— k* ч>1 п cos а. Р - , Р.. -t- k' "ip П cps О. dp Чш = в pW».n = -pWipsin«p ' *" 2M, cos ф„ рм,= у- 1 nr^ cos а. 2М. созф., ^,=-ч ——- i Р nr^ cos a.f ¦^гмин . "'¦,• cos at макс мг '"(мин p яг. cos a. 2М, cos Ф„ %> «р яг, cos а, рмакс f 2Mi Mi рмин ~ яг. cos <*г , %:п=° РМрп = -Рл,. sin а. 1 ^с = -/*«« sin а Ж?Р-П <и<р р '"гр.пмин 'Рмин РЯ. = 0 *._ i _^__ ял. cos а. г яг sln(vf) № я sin <xpj cos ai PHip.n = -pHinsin*p макс 2 (нг~яг+1) hl+l PH, =± шин яг-cosa. рмакс . , »i i рмин n sin ot г COS a. рмакс =_ рмакс. sitla гр-пмии 'Рмин
Гл. 22. Расчет опор 485 Обозначения: F ; F„; F„ п — соответственно площади поясов, раскосов и распорок; а.; ар.— соответственно угол наклона и вертикали пояса и раскоса; л — количество граней; ? и k — в формулах для определения нормальной силы в раскосах, равные: ЯР \ ¦ - Р fp.n . fp.n ft =¦ 2 cos ap+sin Яр tg» «p —?- + (1+tg» op) -3- P 2 cos «p+sin *p tg* *p -_LL + fl+tg» О -S.1 p-n ^ «P „„ «, * P-" ' P P-n . ' p Остальные обозначения по рис. 22.18. Примечания: 1. Все раскосы сжато-растянутые, крестообразные без предварительного натяжения. '. ¦ 2. Формулы „а"—упрощенные; формулы „б" учитывают влияние N^ и Л^ на работу решетки и :влияние Qj на работу пойсов. - У к —прогиб в произвольной точке башни от еди- ничной силы Рн = 1 т, приложенной в вершине . башни, в r/jtt; п — то же обозначение, что и в формуле (22.19.). При отсутствии сосредоточенных сил прогиб ув можно определять по приближенной формуле i' kyH* Г @kF + х,) хх dxl Ув = 3?(гн - rBf J . ( kp + хх )( kr + Xj)» ~ kkcyH* zcyt. 3E(rH-rBf а период собственных колебаний по формуле Т=1, где 1,27 |/ Ув 5+kp 3+*р Кп Рн (22.55) (22.56) (22.57) xi—безразмерная координата, -равная х Xi = (22.62) Распределение усилий между элементами башни. Если известны усилия Mi,,Ni и Hi, действующие в стыке между i и t'+l секциями, то распределение уси- лий между элементами поясов и решетки определяется по формулам, приведенным Ъ табл.. 22.12; схема прост- ранственных секций башни и обозначения даны на , рис. 22.17. При этом поперечное усилие QJi;-_iB произ- вольной грани равно " . «}. 2Я; J-i' sin <f/ т)- (22.63) а максимальное 'поперечное усилие в грани при еру — тете. У( макс — m (22,64) Для стальных башен при у =7,8 г/jtt3; Е— =2Д • 107-т/'Ж2 и к—2 (конструктивный коэффициент) значение Т определится по формуле Г = 0,63-Ю-3 -н~гв у 5 + fep :1 3+^р где т (3kF Н- Xj) х\ dxj (22.58) (22.59) определяется в зависимости от /значений kF a kr по графикам рис. 22.16 (22.60) kF = kr = Fn-Fb rB (22.61) FB, Fh — площадь пояса башни соответственно вверху и внизу; гв> гн — радиус окружности,. описанной по . цент-" рам поясов соответственно верхнего и _ нижнего оснований; При определении суммарных усилий в поясах сле- дует учитывать, что наибольшие усилия от момента и поперечнойv силы не совпадают (смещены в плане на 90°) и поэтому не должны суммироваться; «роме того, составляющая от поперечной силы в случае ветровой нагрузки мала. Эпюра изменения усилия в поясах от изгибающего момента Рмг и усилия в грани QJ j_j при постоян- ных значениях Mi и Hi для треугольной и квадратной форм в плане стволов башен приведена на рис. 22.18. Усилия в диафрагмах и местах закреплений в фун- даментах)^ При выверке поясов допускаемое отклонение принимается равным sin а—«inapr— , что.еоответст- ' 375 ¦I •вует наибольшему возможному смещению узла f =\—-• 750 N, макс 375 При этом на диафрагму действует усилие АН= (рис. 22.19, а) в произвольном, но совпадающем с пе- ремещением узла направлении, принимаемом так, чтобы создать наихудшую комбинацию усилий в диафрагме. Распределение усилий от нагрузки Н0м =1.для на- иболее характерных направлений ветра и форм сечений приведено на рис. 22.19,6. ^ Влияние стесненности Деформации узлов при дейст- вии нормальных сил N вследствие ограниченности де-
kr-H5 kF-OJ" - i kF-S • > f \j J?L /tf~S • Эпюры M N ¦ H 0 . 0,2 0.1 . 0,6 0,8 W 0 02 Ofi Qfi Ц8 Ift Коэффициент Ay Коэффициент к Рис. 22.16, Графики зависимости коэффициента hs и kr mkr Й«»Р«»?8 Рис, 22.17. Схема пространственных сек- ций башни и принятые обозначения Рис. 22,19. Работа диафрагмы ¦ . а — схема влияния начальных отклонений на усилия в диа- фрагме; б — распределение усилий от 110м = 1 для наиболее характерных случаев Рнс, 22.18. Распределение усилий между поя- / сами и решеткой в стволе а,—.при треугольной форме в плане; б — при квад- ратной форме в плане; в — геометрическое пояснение
Fa. 22. Расчет опор 487 чк щ$г0.з ^Ш" , V 3D 60 30 Ж Угоп арв град 30 0,4 0.3 02 0.1 W) Угол ав В г 5 . ^jYT/N ^TF^251* рад V 90 Рис. 22.20. Влияние жесткости закреплений узлов на напряже- ния в элементах башни-' а —схема деформации; б —зиачевие коэффициента i) в раскосах; в — обозначение усилий; г — графики коэффициента ka Рис. 22.21. Схема работы квадратной башни в предель- ном состоянии при направлении ветра по диагона- ли, формации узла из-за упругого защемления распорками приведено в табл. 22.12 (строка «б»). В случае неподвижного закрепления поясов в фун- даментах усилия в элементах нижней панели и распор на фундамент определяются по формулам (схема при- ведена на рис. 22.20, а и б): #пан — " N П N t . * , N Н— «„sin—1-'-) Sin а п п , п где *- = 2 sin ар 2cosap-Hl + tg%)-5- FP (22.65) (22.66) (22.67)r для различных значении параметров, приведенных на рнс. 22.20, г; обозначения даны в табл. 22.12; f график изменения коэффициента т), характеризующего отноше- ние напряжений в раскосах и поясах в зависимости от угла а° , показан на рис. 22.20, в. Дополнительные усилия в фундаментах при измене- нии температуры (. (22.68) (22:69) Предельное состояние. При увеличении нагрузок на башню отдельные пояса ствола могут выйти из рабо- ты вследствие потери ими устойчивости или достижения в них напряжений, равных пределу текучести. Несущая способность башни будет исчерпана, если в работе останутся только два пояса; это состояние и является предельным. Значения предельных усилий при квадратной форме йечення ствола башни #пан = а(± t)EFpcosav; Н— 2a(±A?770cosapsiri — v п при условии Л IF Л^пред — ' < ат Мл 2г<Рп (22.70) (22.71)
Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен это, указывает на то, что в поясах (рис. 22.21) напря- жения от собственного веса не превысят предела теку- чести. Для башни с квадратной формой в плане в ре- . зультате расчета по предельному состоянию выявляет- ся резерв в несущей способности поясов, заключаю- щийся в том, что усилия от нормальной силы переда- ются на пояса, расположенные по нейтральной линии Мл 2r<fn + N 4?п М„ 2гу„ 1 + -1 + г?пан Nryn 2М. днаг ^прив 2 е?| (22,72) прив Предельным случаем, при котором можно пользо- ваться указанными выводами, является N Мдиаг' -у 2г <Рпан • 2<рпРнв Лмакс Мдиаг ^ r<?naa е = ¦ -^ N <Рприв = 1,5 . (22.73 Определение деформаций. Прогиб башен может быть определен как для решетчатой фермы или как для .сплошного стержня. В первом случае из простран- ственной фермы выделяется одна из граней, представ- ляющая плоскую ферму, и деформация в ней определя- ется обычным способом. Желательно выбирать грань, имеющую наименьший угол с направлением усилия. Деформации пространственной фермы (башни) опреде- ляются путем умножения полученной деформации пло- ской фермы на , т. е. по формуле cos cpj / = • 1 COStpj S (22.74) где <рг —> угол между направлением силы и гранью; St — действительные усилия в элементах фер- мы; St —усилия от единичной силы, приложенной в плоскости грани; ?;; Ft и /j-—модуль упругости, площадь сечения и дли- на соответствующего элемента. При определении деформаций значение Si опреде- ляется без учета коэффициента динамичности. В случае S{ подстановки в формулу (22.74) значения <ц = — на- пряжения сжатия должны определяться без введения коэффициента продольной устойчивости. Значение угла поворота произвольного й-го сечения по" отношению к основанию определяется по аналогич- ной формуле, но при подстановке значения Sim от единичного; момента (Stm имеет размерность м J ?б: 1 V SiSimii coscpj '" EiFi (22.75) В случае приложения крутящего момента величина угла закручивания произвольного &-го сечения по от- ношению к основанию будет w=?^r- (22-76) где Si —усилие (безразмерное) от единичной силы, приложенной у одной грани; г,- — радиус описанной окружности в произвольном '- сечении; гв — радиус описанной окружности у верхнего ос- нования. Если башня представляет собой призму и все рас- косы имеют постоянное сечение, то угол закручивания при действии крутящего момента Мкр может быть най- ден по формуле 4МкрЯ .Тэакр ¦ nEF„ r\ COS2 COS a-sin2 а (22.77) р'в > ' где п — количество граней; Fр — площадь раскосов; Я —высота башни; а—угол наклона раскоса к вертикальной оси в плоскости грани. В случае определения деформации башни, как в стержне сплошного сечения, следует вводить дополни- тельный коэффициент Ар «1,05+1,1» характеризующий увеличение деформации за счет работы решетки /=*, I Mt М[ dz EtJi (22.7.8) Обычно при расчете' башен сечения подбираются таким образом, чтобы напряжения во всех элементах поясов были близки к расчетным (брус равного сопро- тивления), и поэтому выражение (22.78) может быть упрощено, так как ML_ 'Mi 1 h ~-Wirl ~°M' rt i+m аРасч указы- Wtrt При этом значение ом я вает, что при определении прогиба не учитывается коэффициент продольной устойчивости <р и динамиче- ское воздействие ветровой ^лагрузки. Коэффициент ?^=0,9-f-0,6 характеризует долю напряжений от из- гибающего момента по сравнению с суммарным. Для определения прогибов башен могут быть ис- пользованы следующие приближенные формулы: при прямолинейных, наклонных поясах (трапеце- идальные очертания) / = kV°M -=-fl+- r0—г* \ ra- in га при параллельных поясах /п — „ Я2 2гп (22.79) (22.80) При конической форме ствола башни можно прини- мать по табл. 22.13 отношения прогибов f/fn, значения которых вычислены по формулам (22.79) и (22.80) для башни с параллельными поясами в зависимости от от- ношения радиусов верхнего основания к нижнему.
Гл. 22. Расчет опор 489 Таблица 22.13 Отношение прогибов f/f„ для различных значений гв/г0 1 4 0 2 0,1 1,66 0,2 1,495 0,3 1,39 ¦0,4. 1,303 0|5 1,227 0,6, 1,169 0,7 1,118 '0,8 1,072 0,9 1,028 1 1 В случае криволинейного внешнего очертания мож- но применять приближенную формулу А. В. Адуевско- ге, который использовал указанный способ определения прогиба, как для бруса равного сопротивления f=5,5kp- М \го г« НЧ — 1 гн/2 г5н/6 , (22.81) где Го — радиус описанной окружности по центрам поясов в нижнем основании, а гн/6; гн/2; Г5н/бто же, на высотах, соответствующих ин- дексу.. Угол поворота в башне, как в стержне сплошного сечения, равен' Тб С MtMc t ам } dx (22.82) I Для различных случаев применяются следующие приближенные формулы углов поворота в башнях: при прямолинейных/ наклонных поясах (трапецеи- дальное очертание) щ=К "Af Е го Н , го In — гв гв ' при параллельных поясах <Рб.п = *р ~ Н (22.83) (22.84) При конической форме ствола башни, зная отно- шение -— , можно принимать по табл. 22.14 отношение Го углов поворота ?б/<Рб.п> значения которых вычислены по формулам (22.83) и (22.84) для башни с параллель- ными поясами. Таблица 22.14 Отношение углов поворота <рб/<Рб.п для различных ' значений гв/г0 гв 'о "Рб.п 0 оо 0,01 4,65 0,05 3,15 0,1 2,556 0,2 2,012 0,3 1,722 0,4 1,527 0,5 1,386 0,6 1,227 0,7 1,189 0,8 1,116 0,9 1,054 1 1 В. РАСЧЕТ МАЧТ Последовательность расчета. По аналогии с суще- ствующими проектами задаются геометрическими раз- мерами элементов, соотношениями моментов инерции 32—915 по высоте мачты и величиной нормальных сил N. За- тем определяют ветровые нагрузки и задаются опти- мальной эпюрой моментов. До решения системы урав- нений приближенно определяют напряжения и правиль- ность заданных сечений; при этом в зависимости от, величин о и а0 значение нормальной силы от натяь жения оттяжек можно принимать по графику рис. 22.11. В случае необходимости вносят коррективы в сечения элементов/ величину ветровой нагрузки, соотношение моментов инерции и величину нормальных сил. Далее задаются новыми уточненными эпюрами моментов и нормальных сил и, исходя из этого, определяют значе- ния прогибов, по которым находят параметры оттяжек. Затем проверяют общую устойчивость мачты как шар- нирной цепи или как неразрезной сжатой балки на упругих опорах. Приближенное определение периода собственных колебаний шарнирно опертой мачты. Период собствен- ных колебаний мачты для первой формы может быть определен приближенно по формуле Г = 2л V ZPiy] ¦f 2Р1У1 (22.85) где Р i — соответствует опорным усилиям в произволь- ных узлах оттяжек от веса конструкции и оборудования в случае горизонтального рас- положения этих сил; yi—прогибы оттяжечных узлов под влиянием /• этих сил. При линейных законах изменения прогиба Уг = У„— (22.86) п и изменения веса (масс) по высоте \ рг = (Рн - Рв)~ + Рв (22.87) п формула (22.85) принимает вид Т=1,4ЩпУ~у~^ , (22.88) где у п. — прогиб верхнего узла под влиянием указанных ранее сил собственного веса; , / (п-1)+3 ~{п+Ц ' \ („_1)-1--^-(2п+1) (22.89) Рн рвирнт-вес 1 пог. м конструкции мачты в вершине и в основании; п — число узлов оттяжек. Рв Обычно ¦—¦ для мачт высотой до 200 м может Рн ': рв приниматься равным 0,8, максимальный разброс 1^ > Ри >0,5. ' : Рв Значение kpn в зависимости от. п и — приведено Рн в табл. 22.15.
490 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Таблица 22.15 &р„для различных п и о at ° 2 s° О о 1 2 3 4 5 6 оо 1 . -.. Значения Ари при рв/р 0 1,41 1 I 1 1 1 0,1 1,41 1,12 1,088 1,075 1,068 1,062- 1,041 0,2 1,41 1,172 1,138 1,12 1,108 1,102 1,069 0,3 1,41 1,218 1,17 1,146 1,135 1,126 1,09 л 0,4 1,41 1,235 1,19 1,168 1,155 1,146 1,105 0,5 1,41 1,253 1,207 1,184 1,17 1,16 1,118 0,6 1,41 1,264 1,217 1,195 1,184 1,173 1,128 0,7 1,41 1,275 1,228 1,205 1,192 1,183 1,137 0,8 1,41 1,281 1,235 1,212 1,2 1,192 1,144 0,9 1,41 1,286 1,241 1,22 1,207 1,198 1,15 1 i 1,41 1,291 1,246 1,225 1,212 1,203 1,155 Определение нагрузок на оттяжки. Равнодействую- щая нагрузка рп в кг/м вертикальной 'нагрузки веса ни- ти (g кг/м) и горизонтальной ветровой нагрузки (<7ов) Рис. 22.22. Схема положения оттяжки ОА в ветровом потоке при произвольном направлении нити к ветровому пото1- ку определяется по формуле Рп'= g ]/б2 sin8 6 — 2ft cos a cos 6 +sin2 а , (22/90) где <7ов k = (22.91) а—угол наклона оттяжки к вертикали; 6—угол между направлением ветра и оттяжкой (рис. 22.22); ¦\ , (22.92) . COS О = Sin a COS! f — угол между направлением ветра и проекцией от- тяжки на горизонтальную плоскость. Если в одной точке сходятся п нитей (рис. 22.23) каждая, длиной 1= , то проекции усилий от нитей cos а будут Slkn,, , „ , QnnHn Г+соэ2а : *— (1 + cqs2 а )= If— . —^ ; (22.94) 2 • 2: . , cosa ¦....•?¦• z = nig. Усилие на узел можно принимать Уузла = „ ! 1 + COS a 2узла = г - (22.95) (22.96) (22.97) Определение смещения узла крепления оттяжек у одноярусной мачты. Величина смещения узла оттяжек Рис. 22.23. Схема расположе- , , ния пучка нитей в одной точке перпендикулярно направлению ветра Д х и параллель- но направлению ветра А-у зависит от направления вет- , ра в плане (угла <р), наклона оттяжек к вертикали (а), их количества (я), сечения оттяжек (F), величины пред- варительного напряжения (а0) и определяется после .решения п-\-2 уравнений: : . , , .; ¦два уравнения вида я- Ех = So,- sin<р/ == 0; (22.98) У = F sin a + Zjai cos<p ='0 и n уравнении вида — (A*sin<p; +'.Ду cosifj-): Etga „2 o0- (22.99) 422,. 100) x = 0; (22; 93). При решении уравнений определяются а; (я значе- ний) , Д х и Д у. Указанные, уравнения для трех и четырех оттяжек в плане и при наиболее характерных направлениях вет- ра по отношению к оттяжкам приведены в табл. 22.1'6 и
Гл. 22. Расчет опор 491 • 'Таблица 22.16 Общие уравнения для определения смещения .узла крепления оттяжек одноярусной мачты Схема и ее номер / 1 г н 3 « К 1 » Ж /\, ш V 2 » \ У F н Y- к X 1 У -1 хз Уравнения ч>, = 0; Д/„ =— Afi = AjlSlna; t Дл = 0 . V . ' <р = 45°; , .¦-•¦' Н— Fain a cos 45° (а2 — п) 2; дг21.41= — Д^-1,41 = Ду sina; Лх = 0 tp, = 60°; о, = а3; Я = F sin а (а2 -i. о,); • V — 2М,, = Д/2 = Ду sin а; Дх = 0 44 = 0; а3 = а2; | .; Я — .F sin а (а2 — si); ' 2Д/2 = — Д^1 = Ду sin а; Д* = 0 ' ' <Л = 90в; ¦ Я = F sin а cos 30° (ст2 — а3); :; _ • i! = 0,5 (а2 + as); Д/, = — Дх sin а; дг2 = sin а(0,5 Ь.х-\- 0,866 Ду); AJ3,= sina (0,5 Дх — 0,866 ду) .Таблица 22.17 Развернутые уравнения для определения смещений узла крепления оттяжек, одноярусной мачты Схема и ее номер Выражение"прогиба у в точке О для различ- ных оттяжек в зависимости от напряжения в них Условие совместности деформации узла (точки О) [Условие равновесия '!.-' Z Узля I Vl" ?*« {[*" 24 a? fB) yI ._ fe (l+tg3«> . 3 ? tg a {[' 7aft3?(A+tg«)a 24 a? ' + L_№ + tg«n 2B; 7'ft2E[ft3 (1+tg2 «)+tg2 a] ' = B 24 s; 2,4 T»ft2Etg2 B=a, 24 ai Q = (a3—at) F sin a ¦и 1,41 ftq-'+te"") ¦*h?E(& 2+tg2 a ¦tg« J —1,41ft tg 1,4 a+tg2 a) 24 4,4 П l,41ft(l+tg2a) ( У2.3 .?tga 2ft2E (ft2 2+tga " + 1.41ft t« °2,3- i-Мг2 a 1 fh"E -b\; [-(•+?)- •Mlfttga+tg2!* 1,4 24 о 1,4 + + •¦ Wft.Jl+^?) +l,41fttga+tg2a 2,3 24 a; 2,3 Q=1.41( a23- —a,. Л f sin i 1,4; , 24 a; 2,3 -^B = 2B
492 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Продолжение табл. 22.17 Схема и ее.номер Выражение прогиба у. в точке О для различ- ных оттяжек в зависимости от напряжения в них Условие совместности деформации узла (точки О) Условие равновесия узла fir л m__ 2ft (1+tg3 «> ьз Etga 1,3 fh,E (ft" 4+^El _ fttg a+tg3 « ] . 24<^3,? 2 a rWfilWl+2*g?j _A fg a+tg' al 1,3 24a; 4- 1.3 -B + L-«+j?^j-3B Q=(°i—»i 3) ^ s'n c y2,3 Etga °2,3_ fft' Я (A—tg «)»1 fftW fea4+3tg%+fetga+tg!ictj 24 a; 2,3 f ftWW 1 + 5^ \ +«ga-f tgV 11 <?"=( "2,3^1 )fSiD 3B 24 a; 2,3 22.17, В этих таблицах приняты следующие обозначе- ния: у(Д</)—смещение узла крепления оттяжек к стволу в направления оси у; верхиий индекс указывает номер схемы, а нижний — рас- '-¦''¦" сматриваемую оттяжку; a — напряжения в оттяжках, соответствующих индексам; А/—удлинение хорды соответствующей нити; h—..расстояние по вертикали между точками за- крепления нити; Е — модуль упругости нити; Рис. 22.24. Схема расчета мачты как сжато-изогнутого стержня на упругих опорах с ' шарнирным опиранием внизу a — схема ветровой нагрузки; б — схема опирання ствола; в — смещение узлов ствола; г — эпюра моментов в разрезной системе; д — принятая эпюра моментов; ц >—схема равновесия- узла
Гл. 22. Расчет опор ^93 у— объемный вес нити; * = <7о Дэкв. ветр 8 *экв. веса (отношение приведенной ветровой нагрузки на 1 пог. м нити к приведенному весу 1 пог. м нити). Влияние температуры на усилия в оттяжках. Обыч- но монтджное предварительное натяжение в оттяжках относят к средней температуре воздуха в районе уста- новки мачты. Действительная температура в момент ^натяжения оттяжек может отличаться от средней. Раз- ница между фактической и средней температурой учи- тывается путем изменения величины монтажного натя- жения с тем, чтобы при средней температуре величина предварительного натяжения была равна расчетной. Монтажные напряжения при перепаде температур Д t определяются по формуле L- ~\-U- ~\ =4&tE*in*a, (22.101) где а/ — коэффициент линейного расширения для ка- ната; Дг1—температурный перепад (±Д0> Е — модуль упругости каната; а—угол наклона оттяжек к оси ствола мачты. Если коэффициент линейного расширения оттяжек "Чот, а ствола <*/Ств, то выражение (22.101) будет иметь вид = ME (at0T — atcTB COS2 а). (22.102) Если, кроме того, учесть разные модули упругости оттяжек и ствола, то выражение (22.102) изменится следующим образом: АЛ / /V + i t I \ "О U ?0т (а/от'— а<ст« COS2 а) + (а/— а о) nF COS3 а?от (22.103) где я — количество оттяжек; F — площадь сечения одной оттяжки. Расчет мачты в плоскости действия момента. Рас- чет мачты в плоскости действия момента обычно ведет- ся по схеме, изображенной на рис. 22.24 как сжато- изогнутого стержня, поддерживаемого нелинейно упру- гими опорами. В качестве неизвестных принимаются мо- менты М и прогибы у в опорных узлах. Для определе- ния неизвестных используются уравнения неразрывности упругой линии (22.104) и уравнения, устанавливающие равновесие опорных узлов (22.105) в^ плоскости дейст- вия нагрузки М U + 1-1 '1+1 ¦Wi)- + Mi+l~-Ш_Ф(У|+1) + H-i +^т-у1&+1^)+У1+1~1^+ + _?A_x(l/j). ^ 24?У* кк " 9г+1 h+i 24EJ i+V ¦г-рти*-"--* Функции Ф (U) <\> (U) учитывают влияние нсфмаль- ной силы на угол поворота от действия момента, 'прило- женного на опоре, противоположной той, для которой находится угол поворота (Ф), и на той, для которой находится угол поворота (ф); функции У(У) учиты- вают влияние нормальной силы на угол поворота от поперечной равномерно распределенной нагрузки в за- висимости от характеристики 2 у: EJ Выражения йтих функций следующие: i _i_ U \siti2U~~ W з / l ¦-•'• 1 l(U) = 2V \2V tg2?/ 3(tg U-U) )¦• С Us (22.105) (22.106) (22.107) (22.108) Числовые значения этих функций в зависимости от U приведены в табл. 1 книги {291- Влияние эксцентрицитета от оттяжек введено в виде добавочных моментов mi и m/+i. Условие равновесия i-ro узла имеет вид „ qih + <iih+\ , ЯотП^Ы (1 + cos2 а) iy = s — + ¦-. -Г " ¦ 2 4 cos a + (Mj + md-M^ M;-(Mi+1+fft;+i)- U h-^i + • N У-У1-1 ¦N 4-1 h+i /¦ -Я( = 0. Сгруппировав члены с неизвестными,, имеем* 1 ... /1 IV -.,- '<¦ 4 — М ¦м,. <-' u'rMiVh'rh^r"ii+ldm- Ni , (Nt + 'N, ¦ У1+1 ?+1 'f+1 . qih + ql+ill+i , 9от"от&г (1 + cos2 a) '. 2 •~~ 4 cos a mi lt+l I, Hi = 0. (22,109) +1 Значение Hi в формуле (22.109), с одной Стороны, равно проекции тяжения всех оттяжек Я; = F0T sin a ? a0T cos <з, ' (22.110) а с другой стороны — является функцией прогиба' опо- ры Н1=щ{у1+уР) ¦ (22.111)
494 Раздел V- Стальные высокие опоры типа мачт и башен где уР- условаый прогиб [24]; dHi dy Ни — Hi k-i -Ук-х = tg$(m/M). (22.112) Для упрощения расчета, сообразуясь с характером нагрузок ч видом опирания мачты (шарнирное или за- делка) V выбирают такую эпюру моментов, при которой разница между величинами .пролетных, и опорных мо- ментов была бы минимальной. На основе выбранной эпюры моментов находят прогибы узлов опирания, а затем атвечающие "им упругие характеристики опор. При. этом. количество неизвестных при шарнирном опи- рании равно п— 1, а при заделке в основании равно п. Если не задаваться значениями опорных моментов, то количество неизвестных увеличивается вдвое, и для нахождения неизвестных необходимо решать совместно систему уравнений (22.104) и (22.109). Ниже приводится последовательность расчета мето- дом заданных эпюр. ( Случай 1. Мачта шарнирно оперта в основании. а) Задаемся значением опорного момента, равным .. Moj + Moj+i 1+% Mi = • s , где М0,= иЪ М0,1+1 = /2 7/+1 4+1 2 (1 — cos Ц) ku~ U2 cos U б) Задавшись значением Уиякс = &"макс : 100 (22.114) (22.115) я решив систему уравнений (22.104), ^определяем зна- чения jfi-. в) Подставив значения Mi и yi в (22.109), опреде- ляем величину Hi. ¦ , „ г) Определяем расчетный момент в пролете по фор- муле Ki = 8 Mi + M^ i cos U (22.116) Случай 2. Мачта заделана в основании. В отличие от первого случая значения опорного момента и момента на первой опоре определяем по фор- муле tq\lx , 2kEJi Мп :М1= — 12 ¦+¦ к -)• Прочие моменты 'принимаем по линейной интерпо- ляции, как указано на рис. 22.24. В некоторых случаях (например, при выяснении влияния различных параметров) приходится решать пол- ную систему уравнений вида (22.104), (22.109) и (22. 115) с числом неизвестных 2/г—1 при шарнирном опи- сании и 2ге — при заделке в основании. Расчет мачты на устойчивость, а) Общие положе- ния. В предыдущем пункте были определены усилия от действия моментов и нормальных (Сил в предположении, что деформации и смещения находятся в плоскости дей- ствия момента. Кроме этого, мачты должны быть про- верены на: устойчивость из плоскости действия момента и от действия нормальных сил в монтажном состоянии. Вне зависимости от результатов расчета мачты в плос'^ кости действия момента в случае, если значения — MJ меньше указанных в табл. 22.18, необходимо определить коэффициенты запаса устойчивости для отдельных про- летов мачты. Определение критических жесткостей опор. При бес- конечном количестве опор, если жесткость любого из опорных узлов удовлетворяет условию , \,о> N крг 0,25/* ¦k2EjJi 0,25^ -(m/м), (22.118) где NKpi = v?EJ_ /2 • критическая сила для соответству- ющего пролета, то потеря устойчивости будет происхо- дить так, как будто опоры абсолютно жестки, и расчет- ная длина принимается равной пролету. Значения коэф- фициента упругого сопротивления опоры v0, при- кото-, рых опоры можно рассматривать как жесткие, должны давать значения выражений ^- большие, нежели ука- (22.113) занные в табл. 22.18. EJ Таблица 22.18 V3 Коэффициенты Р' и выражения -Ь— для критического EJ состояния при одной крайней опоре жесткой, а всех остальных — упругих Определя- емые величины Vol* EJ Значения при числе пролетов "I 1 * 1 ' 9,87 0,382 25,85 - 3 0,308 32,05 4 6,2831 34.86 5 0,2715 .36,34 6 0,2652 37,22 7 0,25 39,48 Расчет на устойчивость как шарнирной цепи. Об- щую устойчивость ствола мачты в плоскости, перпенди- кулярной плоскости действия момента, можно прове- рять как шарнирной цепи на упруго оседающих опорах. Коэффициент- запаса общей устойчивости ствола опре- деляется: для двухъярусной мачты ло формуле / (22.117) 5 = 1 ах+аа+а Г —r-^Kt , (22.119) где ах = Ni 2 _ Jh V2/' —аЬ«2 N2 Vi v2/2 ' V vi/2 '' для трех- и более ярусной мачты по формуле е = N, ср 2п ^ /• (22.120) Наименьшее значение ? =1,5.
Гл. 23. Конструктивные решения 495 Этими формулами можно пользоваться при усло- вии постепенного изменения податливости опор и при отношении ма™ ^МО. В случае резкого изменения по- . VMHH -.¦:•-.' ' датливости опор мачты общую устойчивость следует 7Й - &'¦ ' •- ч-( 4? '5 t2'0 ' tts - f*> 10 - ¦;.: \ 1 \; ¦ S N i 8 12 16 20 24 28 32 m ЕЭ Рис. 22.25. Зависимость m от Rcp 1 Затем определяются значения коэффициентов по- датливости упругих опор, отнесенные к среднему зна- чению жесткости стержня, по формуле ъ1й, EJ, (22.122) Ср и среднее значение коэффициента, податливости 'ср и (22.123) где чг= У1 ¦ коэффициент упругого сопротивления опор, - , Исходя из среднего значения коэффициента подат- ливости /пср, определяется среднее значение коэффици- ента свободной длины Рср по графику, изображенному на рис. 22.25. Вычисление коэффициентов свободных длин производится по формулам , . проверять без учета наиболее жестких опор. Вследствие этого средняя жесткость мачты уменьшается. Соответ- ственно уменьшается и количество пролетов между опо- рами. Определение коэффициентов свободных длин для отдельных пролетов неразрезного стержня на упругих опорах по приближенному методу. Сначала определя- ется среднее значение жесткости неразрезного стержня по формуле , -•" ZiEiJi, - Х1/Ср= . п где ti- ll- - число пролетов; ¦ момент инерции стержня соответствующего про- дета. РсР Pi * где k=- (22.124) 'l+—+— + ••• + —+••• + — • (22.125) "2 «3 Ut Un) Так же как и в случае многоярусной мачты, этими ^макс (22.121) формулами можно пользоваться при ^10. Проверка возможности потери, местной устойчиво- сти трубчатых сечений проводится в соответствии с ре- комендациями, изложенными в гл. 20. Г Л А В А 23 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ 23.1. КОНСТРУКЦИИ ОПОР А. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Специфическими особенностями большинства видов опор, влияющими на их конструктивное решение1, яв- ляются: 1 а) разбросанность опор по трассе большой протя- женности и удаленной . от дорог, в связи с чем раз- бивка конструкций ;на отправочные элементы должна выполняться с учетом наиболее эффективного исполь- зования транспортных средств, и исключения возмож- ности повреждений опор при транспортировании и скла- дировании; б) расположение опор на открытой площадке часто в сложных метеорологических условиях и на большой высоте, вызывающее необходимость особо тщательной проектировки узлов монтажных соединений (простота 1 Выбор принципиальной схемы опоры производится по указаниям, изложенным,в п. 21.2. и надежность) и перенесения большинства операций на заводы-изготовители; в) пространственность опор, вследствие чего услож- няется решение узлов примыкания отдельных элементов конструкций; г) большое влияние метеорологических факторов, в связи с чем необходимо ^стремиться к уменьшению на- грузок от них путем принятия соответствующих конст- руктивных форм и сечений элементов и отработки узлов и деталей, размеры которых должны '' быть минималь- ными; д) необходимость унификации конструкций для сооружений разной высоты путем поэтажной .унифи- кации, а для опор, имеющих разные нагрузки, — путем создания серии конструкций, предназначенных для юпределенных групп нагрузок,' причем в каждой груп- .пе возможны различные комбинации нагрузок, в том числе и увеличение одних за счет уменьшения других. Опоры башенного типа при высоте их до 40 м. вы- полняются преимущественно из пространственных транс-
Ло 7-2 гатаят Рис. 23.6. Установка мачты на опорном изоляторе / — опорная секция; 2 —балансир; 3— опорный изолятор; 4 — съемные консоли; 5 — стяжные болты; 6 — дсмкраты; 7— шпальная клетка; 8 — упорные планки; 9 — фундаментная плита; 10 — защитный кожух у изолятора; // — строганая поверхность По 1-1 Рис. 23.7. Общий вид опирания решетчатой мачты в случае заделки ее в основание
Рис. 23.8. Элемент треугольной мачты с базой 2200 мм А — опорный столик для монтажного крана; крепления оттяжек Б '» узел для - А ¦у А А А ...J—_ А X S Рис. 23.9. Секции и узлы мачты с базой 800 мм а — геометрическая схема секции; 6 —часть промежуточной секции; в — часть оттяже.чиой секции; 1 — ступени из круглой стали диаметром 16 мм только по одной грани мачты Рис. 23.10. Опорные узлы мачты из одной трубы 'й-при шарнирном опираиии в центре; б —при свободном опираиии по периметру трубы;/ —закладные детали в фунда- менте; 2 — опорное кольцо
500 ' Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Па 2-2 Рис. 23.11. Основные узлы мачты из,одной трубы i вырез для двери (заштрихован); 2 — площадь сечения двух ребер усиления должна быть ие менее площади сечения выреза для двери и при учете разницы ряжения, оттяжек (даже в одном ярусе ствола мачты).< На рис. 23.11 показаны основные узлы трубчатой мачты: места примыкания оттяжек, усиления в месте вырезов в стволе (при выходе из него), /размещение лестниц, диафрагмы, монтажные столики. В отечествен- ной ярактике такие мачты выполняются сварными. Все секции мачты поступают с завода-изготовителя на ме- сто монтажа отдельно и после подъема сначала уста- навливаются на сборочные приспособления, а затем соединяются с (Помощью сварки. у Г. ДЕТАЛИ В.табл. 23.1—23.3 приведены схемы, обозначения и все необходимые данные для литых и сварных втулок, применяемых для канатов различных диаметров. В табл. 23.4—23.7 приведены схемы, обозначения и другие дан- ные для стяжных муфт и натяжных приспособлений. В табл. 23.8 приведены основные данные по анкерным фундаментам массового применения, выполняемым в виде плит, заглубленных в грунт. 23.2. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ А. ОПОРЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ На рис. 23.12 приведены показатели расхода стал» (низколегированной) и бетона, а также стоимость одн@- и двухцепных опор для линий электропередач напряже- нием ПО, 220 и 330 кв, устанавливаемых во II и IV географических районах СССР по ветровым нагрузкам! [36]. При подсчете принято, что одна двухцепная линия заменяет две параллельные одноцепные линии одинако- , вого напряжения; расход стали взят с учетом армиро- вания железобетона; цены: металлические опоры — 214. руб/т; железобетонные фундаменты— 100 руб/м3; железобетонные сваи —165 руб/м3; поддерживающие- гирлянды для напряжений 110, 220 и 330 кв соответст- венно 17, 26 и 61 руб. за 1 комплект. . По данным Теплоэлектропроёкта, наиболее эконо- мичными являются следующие типы опор: одноцепные на оттяжках и унифицированные «крымского» типа; двухцепные унифицированные типа «бочка». Применение трехгранных стоек в опорах ЛЭП и особенно тонкостенных профилей, гнутых под углом \
Гл. 23. Конструктивные решения 501 Таблица 23.1 Втулки литые для канатов диаметром от 11 до 59 мм г а< я'З Я щ а II 22,5 25,5 31,5 36 42 48 51 , 59 Характеристика каната S- О и 3063—46 3064^-46 3065—55 3065—46 3065—46 3067—46 3067-46" 3067—46 3068—46 Н 1 «, Ч О ч S око -5 ч v а ш и с с м и 140 120 130 120 120 140 120 120 130 0) о К а 5 в о<>,м а 9.09 30,4 40 57J.6 75,5 97,5 109 130 169,5 ч о а HOS, а я .а * a us О. >>« 4.1 13,8 18,2 26,2 34,3 44,3 49,5 59 77 А 50 96 108 120 140 160 170 180 240 D, 15 26 31 36 40 46 53 56 64 Геометрические D, 66 116 132 148 172 196 214 230 ¦ 288 8 8 10 12 14 16 . 18 22, , 25 24 размеры втулки в мм ft 80 140 160 180 200 225 250 270 340 1 45 70 80 87 100 ПО 120 130 ,150 г 35" 60 70 78 85 95 100 ПО 130 . й 25 40 46 52 58 63 70 75 95 h 12 16 18 20 25 30 • 33 35 40 Вес и х га 2 6.5 -10 14.5 20 27 35,5 ~40 67.< в кг а m 0,22 1.3 \ 2,1 1 2,6 4,2 6,4 8 10,2 21,6 А_ I/ По 1-1 Таблица 23.2 Втулки сварные для канатов диаметром от 12 до 38 мм Характеристика- каната е- g ч 12 13 14 14 15,5 17 18 18 20 ' 22 22 23,5 25,5 27 27 30 33 33 36 38 о 3064-55 3064—55 3065—55 3065—55 3065—55 3067-55 3067—5& 3067—55 3068—55 s S _oos чочЗ *=* v еа ы ао,а' с я е о 160 160 140 150 140 140 120 ¦ 150 140 130 140 140 130 140 160 150 130 140 140 130 й> л S S о я 5 со Я н ft>,K 11.4 12,75 13,85 14,8 16,7 19,9 18,8 23,5 26,65 29,3 31.6 37,2 40 40,15 45,9 53,2 53,8 60,1 71,5 70,3 я . О- о ч й ° U О) к. «а я Р< ч о 6,3 ~~- 9,1 13,3 "' 18,3 25,4 32,5 ч И а а Н уск-зз УСК-32 УСК-31 УСК-30 УСК-29 УСК-28 Геометрические размеры втулки ьмм А 32 , 41 48 59 67 79 D, 18 22 26 32 38 43 D,. 42 51 60 73 83 95 8 4 6 8 10 12 14 8, 4 6 6/8 6/10 6/8 6 6. 16 16 20 20 20 24 ft 120 120 140 140 150 160 1 90 88 100 140 130 130 . - г 38 42 46 60 65 70 А 30 ЗП 40 50 57,5 57,5 d ' 35 35 48 1 ., 55 65 65 а 34 38 48 59 67 69 Вес я ь m 2,36 3,25 5,9 9,3 14,3 16,6 ¦¦¦"'' в кг^ ;, я и а ч со 0,5 ; 0.75 1,25 i 1.7 2.4 3.8
502 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен По i-t Таблица 23.3 Втулки сварные для канатов диаметром от 46,5 до 67,5 мм Характеристика каната « ;s я ^ 46,5 50,5 50,5 55 . 55 :59 59 63 63 67,5 о о и 3068—55 3068—55 3068—55 3068—55 3068-55 временное сопротив- ление проволоки в кг/мм* 140 120 140 120 i 140 120 130 120 130 130 » <" М а я° Л я н «tun а,>>я 113,5 115 134 135 157,5 157 169,5 180 195 . 222 - ч «1? S о Е-. а) , о> a s 52 62 72 82 100 Тип втулки УСК-25 УСК-24 УСК-23 УСК-22 УСК-21, Геометрические размеры втулки в мм ! 56 60 64 68 72 Dt 102 110 120 125 130 а=А, 120 130 140 150' 150 0 10 12 16 16 . 16 s» 12 10 12 12 ¦ 12 s2 25 26 26 30 40 «i 10 10 10 10 10 h 170 180 180 190 220 I 170 180 210 220 220 e 10 10 10 15 30 r 90 90 100 105 120 Вес в кг я ' ч >, н а 36,4 40,5 59 66,6 7Г,3 !. 6,3 -7,7 9 10 13 Таблица 23.4 Муфты стяжные типа 1945—1951 гг. Характеристика иатягивае.г диаметр в мм 22,5- А 31,5 36 42 51 . 63 О б о з н а разрывное усилие в т 30,4 57,6 75,5 97,5 130 195 i е н и е: М — м< Расчетное усилие стяж- ной муфты в г 14 27 34 ' 45 60 90 -трическая резьб Тип муфты СК1-202 СК1-182 СК1-192 СК1-162 СК1-142 .СК1-122 а. d М42 ¦ М56 М64 М72 М76 М90 Геометрические <*!¦ 24 32 40 45 50 65 йг 90 120 130 150 160 180 размеры стяжной муфты в мм D, 60 70 80 90 100 125 ?>2 ПО 130 140 150 170 220 1 1200 1180 1400 1390 1440 1650 а 100 ПО 150 180 200 250 ' t 33 44 50 60 70 80 Вес 61,6 120 181 244 337 . 612
Таблица 23.5 Муфты стяжные типа 1958 г. ' Диаметры натягиваемых канатов в мм о 5 н к •& cj я ? Тип муфты. Геометрические размеры стяжной муфты в мм D> 12—14 14—18 18—22 22—27 27—33 33—38 38—42 42—46,5 46,5—50,5 50,5—55 55—59 59—63 63—67,5 6,3 9,1 13,3 18,3 25,4 32,5 39,5 45,5 52,3 61,4 71,6 81,8 101 УСК-13 УСК-12 УСК-11 УСК-10 УСК-91 УСК-8 УСК-7 УСК-6 УСК-5 УСК-4 УСК-31 УСК-2 УСК-1 ! '* 1 М20 М24 МЗО. М36 М42 М45 М48 М52 ¦ М56 М60 ¦ М64 М78 М72 30 35 40 40 52 58 63 63 75 75 95 95 110 18 22 26 • 32 38 43 48 52 56 60 64 68 72 99. 92 112 112 140 142 182 182 182 184 224 224 226 1450 1450 1660 1660 1900 1900 2000 2000 2100 2300 2530 2730 2930 °макс— 650 650 660 660 700 700 750 750 800 800 930 930 930 800 800 1000 1000 1200 1200- 1250 1250 1300 15С0 1600 1800 2000 30 37,5 50 45 50 60 65 75 75 75 78 83 95 25 27,5 . 30 30 40 40 45 . 45 -55 55 62 67 75 161 161 180 205 215 225 230 240 240 250 266 280 310 140 140 172 186 224 226 280 280 280 286 350 350 ,350 70 84 105. 116 126 150 160; 150 156 180 1904 190 Вес в кг 1 II 15,4 27,5 43,3 68,7 82,3 102 120,6 143,5 170,2 230 281 331 0,5 0,75 1,25 1.7 2,4 3,8 5,7 5,8 6,3 7,7 9 10 13 Обозначение: М — метрическая резьба. Таблица 23.6 Натяжные приспособления типа 1945—1951 гг. Тип натя- гиваемой муфты СК1-202 СК1-182 CKI-I92 СК1-162 СК1-142 СК1-122 Макси- мальное , усилие на- тяжения в г 5 25 25 ' 25 50 50 Тип на- тяжного приспособ- ' ления СК1-204 СК1-185 СК1-195 СК1-165 СК1-145 СК1-125 Геометрические размеры натяжного приспособления в мм <*. 30 48 48 48 64 64 d, 27 36 36 36 40 40 D 40 40 58 58 65 85 А 25 42 50 50 ;65 65 о, 25 40 42 42 49 49 ¦ Л> ~Тзи 150 150 180 215 225 А, 520 900 900 1080 1290 1350 «1 I й2 100 105 105 105 160 160 60 65 65 65 70 70 «3 1200 1200 1300 1300 1580 1780 «4 275 225 375 375 200 295 а5 50 150 150 150 200 200 V 80 120 120 120 150 150 ». 100 180 180 180 220 220 а. 1300 1400 1400 1400 1600 1800 ь. 1700 1600 2100 2100 2160 2500 ft 100 220 220 220 220 220 s. 12 16 16 16 20 20 °2 12 12 п , 1 2 2 2 2 2 V а о о) Ю 74 229 240,5 255 536 579 Таблица 23.7 Натяжные приспособления типа 1958 г. Тип натягиваемой муфты УСК-33 и УСК-32 УСК-31 и УСК-30 УСК-29 и УСК-28 УСК-27 и УСК-26 УСК-25 и УСК-24 УСК-23 и УСК-22 УСК-21 Обозначение Максималь- ное усилие натяжения в т 5,5 11 20 27 ' 37 50 60 : М — метр Тип натяжного приспособ- ления УСК-47 УСК-46 . УСК-45 УСК-44 УСК-43 УСК-42 УСК-41 таеская резь d М27 М27 М37 " М36 М36 М36 М36 ба. . Геометрические размеры натяжного D 30 35 45 50 55 65 70 Л 80 80 У0 НО 110 125 125 'А, 400 400 540 550 700 970 1125 А, 200 200 300 350 500 500 500 а, 120 140 170 180 190 240 240 а2 100 140 1Ь0 190 225 280 а* 385 37Ь 38Ь 400 400 400 280 400 приспособления в h 50 64 70 80 90 110 ПО 6 6 6 10 12 14 16 20 К 80 120 120 160 200- 2 0 250 мм с 50 50 68 85 У0 90 10Ь К 4 i 4 4 6 6 6 6 , 8 fi ' °2 1 4 4 6 6 - 6 6 6 Вес в кг. 22,5 29,6 51,6 75,4 95,7 .127 161,3
5Q4 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Т а б л вц а 23 8 Анкерные фундаменты Р а с ч е т н ь?е характеристики г р у.н т о i Вид грунта ч II III Расчетное сопро- тивление грунта в кг/см' • 3,5 2 1,5 Объемный вес грунта В Г/Л3 1.8 1.6 1.3 Угйл внутреннего тренвя се* 40 30 20 Оттяжки ; в мМ 1 - 27 ' 33 36 42 V. 46.5 50,5 55 х 59 67,5 2 0'5О,5 2 0 55 2 0 67,-5 Р *разр 2 45,9 60.1 N 66,4 s 93,45 105 134 157,5 169,5 1 222 268 315 444 Вид грунта 3 I II III I ; II III I II III I . II III I II III I II III I II III I ' II III Г II III I II III I II III I II III Анкерные тяжи d в мм 4 45 ... ^52 . ¦ 54 2X50 '2X58 2X65 2x65 ' 2X75 2X80 4X65 4x65 4X65 4x80 вес jb т 5 0(108 0,108 0,117 - 0,147 0,147 0,164 0,156 0,166 0,191 0,358 0,358 - 0,381 0,47 0,47 0,505, ^ 0,553 0,608 0,659 0,618 0,639 0,691 0,746 0,765 0,85 0,921 1,008 1,206 1,617 1,659 .1,829 1,748 1,748 2,246 1,95 2,767 3,247 > Анкерные фундаменты размеры в мм Н 6 2,5 2,5 3 - 2,8 2,8 3,5 2,8 3.2 4,2 2,6 2,6 3 3 3 3,5 3 3,8 4,4 3 3,2 3,8 3,3 3,4 4,2 3,4 4,2 6 3,8 \4 - 4,5 3,6 3,6 5,5 4 5,5 6,5 а 7 2,5 2,75 3,5 "¦-- 2,5 3 3,5 2,75 3 3,5 2 2,5 3,2 2 2,5 , 3,2 2,5 2,5 3,2 2,5 3 3,6 2,5 3 .. . 3,6 3 3,2 3,6 3,2 3,6 4,5 4 4 4,5 4 4 5 Ъ 8 2,5 2,75 3,5 2,5 3 3,5 2,75 3 3,5 5,5 6 7,5 - 5,5 6 7,5 6 6 7,5 6 7 8,5 6 7 8,5 7 7,5 8,5 ,7,5 8,5 11 10 10 8 9 ' 0,2 0,2 0,25 0,2 0,25 0,25 0,2 0,25 0,25 0,25 0,3 0,3 0,25 0,3 ¦ 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3^ 0,35 0;3 0,3 0,35 0,3 0,3 0,35 0,3 0,35 0,4 0,4 0,4 11 0,4 i 10 Ю 12 0,4 0,4 0,5 вес деталей 10 0,033 0,033 0,039 0,033 0,039 0,039 0,033 0,039 0,039 0,17 0,176 0,176 0,17 0,176 0,176 ' 0,176 0,176 0,176 0,176 0,176 0,181 0,176 0,176 0,181 0,176 0,176 0,181 0,432 0,421 0,432 0,432. 0,432 0,432 0,432 0,432 0,57 в г арматуры 11 0.148 0,195 0,238 0,148 0,17 0,238 0,195 0,17 0,238 0,231 0,33 0,71 0,231 0,33 0,71 0,33 0,33 0,71 0,33 0,553 0,786 0,33 0,555 0,786 0,553 0,71 . 0,786 0,717 0,898 1,45. 1,175 1,175 1,45 1,175 1,175 2,167 . . '¦ [объем бетона ьм? 12 1„25\ 1,5 1 3.06 1,25 2,25 3,06 1,5 2,25 3,06 ' 3,43 6,18 7,84 3,43 6,58 . 7,34 6,18 ' 6,18 ' Ь84 6,18 6,96 11.36 6,18 6,96 11,36 6,96 7,84 11,36 8,5 13 .21,1 17,3 17,3 21,1 17,3 17,3 31,5
Гл. 23. Конструктивные решения 505 Рис. 23.12. Графики расходов стали (а), расхода бетона (б) и стоимости (в) опор для линий электропередач различного напряжения и различных географиче- ских районов по ветровым нагрузкам 1 — опоры одноцепные; /' — то же, с оттяж- ками; 2 — опоры двухцепные (сплошные ли- нии—данные для II географического района ветровых нагрузок; пунктирные линии — дан- ные для IV географического района ветровых нагрузок) 60° из сталей повышенной прочности, снижает вес опо- ры до 30%; при этом около 15% экономии достигается только в результате применения ' гнутых профилей (табл. 23.9). Таблица 23.9 Вес квадратной и треугольной в плане опор из уголков для линий электропередач напряжением 330 кв Сечеиие стойки Тип решетки Вес опоры в кг Коэффициент веса Г п L J 90° 60° Раскосы 4400 1 3800 0,85 А А 90° Планки 4400 I При определении веса опор на 1 км трассы счита- ется, что количество промежуточных опор составляет 90% от общего, а анкерных и угловых — по 5%. В табл. 23.10 приведены показатели расхода стали (марки Ст.З) на опоры типа «бочка» двухцепных ли- ний напряжением 220 кв из уголковых профилей с при- менением выпускающих и глухих зажимов. В табл. 23.11 приведены показатели расхода низколегированной стали и бетона на опоры линий электропередач напря- жением 220 кв, выполненных в различном конструктив- ном оформлении. Из этих данных, а также из графика на рис. 23.12 видно, что сооружение двух одноцепных линий вместо одной двухцепной "увеличивает расход материалов примерно на 30%, а стоимость сооружения— около 50%. Таблица 23.10- Расход стали на опоры с различными зажимами для> линий электропередач напряжением 220 кв Наименование опор С выпускающими зажимами С глухими зажимами Количест- во опор на I км 2,36 0,21 0,21 2,78 2,52 0,15 0,11 2,78 Расход стали (с учетом арматуры для фунда- ментов ) в г на 1 опору 6,4 17,7 25 6,8 17,7 25 - - на 1 км линии электропе- редач 15,1 3,7 5,2 24 17,2 2,7 2,7 22,6
506 , v Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен Таблица 23.11 Расход стали и бетона на опоры различных типов линий электропередач напряжением' 220 кв Виды опор Расход материалов на"опоры..,1 км линий электропередач одноцепных стали в т на опоры на ФУида" " менты бетона в м3 двухцепных на опоры на фун- даменты бетона В JK3 Шарнирный портал свободно .стоящий с выпускающими заж шами Тип .рюмка" широкобазная с выпу- скающими зажимами . . .' Тип .крымская" с глухими зажимами . Портал на оттяжках с глухими зажи- мами Тип „бочка" с глухими зажимами . . . Унифицированная типа „бочка" с глу- хими зажимами 14,8 '15,05 12,9 9,7 2,9 2.55 1,6 1.2 17,7 17,6 ,14,5 11,5* 17,2 12,5 9,9 9,15 Г (29,6) (30,1)' (25,8) (19.4) 18,9 18,46 (5,8) (5,1) (3.2) (2,4) 2,5 2,15 (35/4) (35,2) (29) (23*) 21,4 20,6 (34,4) (25) (19.8) 12,6 Примечание. В скобках даны показатели одноцепных схем, удвоенные>ля сравнения с показателями дзухцепных схем. * Включен грозозащитный трос для сравнения с двухцепиыми опорами. \ Б. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ОПОРЫ В табл. 23.12 приведены данные о весе телевизион- ных башен квадратной формы в плане, в которых на- грузка от оборудования, составляла около 50% от сум- марной, и треугольной формы в плане, в которых на- Таблица 23.12 Расход стали (в т) и бетона (в м3) на телевизионные опоры башенного типа 1500 3/Ш S) «*-*¦*- V 2 3< ¦ у 500 0 10 20 30ММ 0 10 20Щ0М Угол а в град. Угол а в град Рис. 23.13. Зависимости веса (а) и стоимости (б) телевизионных опор высотой 500 м от конструктивного решения и угла наклона • оттяжек ¦ - и поясов / — башия; 2 — мачта с реями (суммар- ный вес); 3 — мачта без рей; 4 — ствол; 5 — реи; 6 — оттяжкн грузка от антенны составляла около: 10% от суммарной. В обоих случаях применена решетчатая схема с пояса- ми из труб и -, гибкими предварительно натянутыми раскосами (рис. 23.5).. Конструктивные элементы опоры ) Ствол (металлоконструкции) Призматическая часть для Прочие металлоконструкции Опорные части , (металлоконструкции) Башмаки (опорная траверса Закладные детали Бетон- И т о г о на 1 пог. м башни: стали в т/м . бетона в м"/м Расход материалов на опоры типа 1955 (\ квадратные в плане; N = 180 м; для ветрового района 11 8,5 ¦ 95,8 31,8 24,9 14 175 3,9 21,7 .2,5 28,1 3,8 , 3. 6,8 209,9 219 1,16 1,22 III i 8,5 136,9 42,9 , 32 16,5 236,8 -3,9 21,7 ' 3,4 29 4,2 5,8. 10 275,8 340 1,53 Л.89 1950 г. треуголь- ная в плане; Н = 205 м 64,8 10,2 14 1,8 90,8 4 4 Т,8 10,8 9 2,2 11,2 112,8 309 9.53 1,51
Гл. 23. Конструктивные решения . 507 В табл. 23.13 приведено- сравнение телевизионных •башен высотой 180 ж и с антенной высотой 12 м, , (решетчатые квадратной формы в плане с поясами и распорками из труб и гибкими предварительно напря- женными раскосами) с мачтами той же; высоты (со стволом из одной трубы диаметром 1600 мм и оттяж- ками двух типов — обычными под углом 30—45° к ство- лу и с малой базой при угле менее 30°). На рис. 23.13 дано сопоставление веса и стоимости телевизионной опоры высотой 500 м с трехпрограммной антенной для трех конструктивных вариантов: башни, мачты с реями и.мачты без рей, в зависимости, от угла наклона а поясов в башне или оттяжек (к вертикали). По этим данным можно определить оптимальные обла- сти применения таких конструкций. Кроме того, на этом же рисунке приведен график изменения веса оттяжек в телевизионной опоре высотой 500 м (При четыре*; от- тяжках в плане) в зависимости от угла наклона а от- тяжек к вертикали. Таблица 23.13 Расход стали (в г) и бетона (в jh3) на телевизионные опоры башенного и мачтового типа 1,5 * Конструктивные элементы Металлоконструкции Прочие конструкции • • Итого металла в т Бетон Фундамент центральный Фундаменты анкерные . Итого бетона в м3 Расход иа 1 пог. м опо- ры: Расход материалов на опоры типа башни 1955 г. для ветрового района 11 | Ш 175 28,1 6,8. 209,9 219 219 1,16 1,22 236,8 29 10 275,8 340 340 1,53 ' 1,89 мачты 1957 г. с большой базой без рей с малой базой и реями для ветрового района II 58,9 33,9 4 96.8 49 27 76 0,54 0,42 III 70,6 39,8 6,9 117,3 49 45,9 94,9 0,65 0,53 II 74,8! 32,1 8 114,9 55 48 103 0,64 0,58 III 85,4 58,3 12,7 156,4 89 90 179 ' 0,87 0,99 Б. ОПОРЫ РЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ Вес опор, релейных линий в основном зависит от типа применяемых антенн. На рис. 23.14 дано сопостав- ление веса релейных опор для мощных рупорно-парабо- лических антенн типа «весна» и менее мощных антенн типа Р-60,ха на рис. 23.15 — соотношение весов в про- центах между отдельными конструктивными, элементами релейной опоры для варианта опоры с кабиной и без нее. , ' .Сводные графики изменения веса башен и мачт для телевизионных, радиорелейных и аналогичных им опор приведены на рис. 23Д6. 0.5 \ \^ 2 •*~1 3 SO W Высота 6 м ISO Рис. 23.14. Вес 1 пог. м релейных опор / — при стволе опоры в виде одной трубы 0=1600 мм н антенне типа «Весна» с ка- биной; 2 — то же, без .кабины; 3 — при решетчатой конструкции! ствола и антен- не типа Р-60 без кабины Рис. 23.15. Соотношение между веса- ми отдельных конструктивных эле- ментов в релейных опорах / — с кабиной; 2 — без 'кабины , Г. ПРОЧИЕ ОПОРЫ В табл. 23.14 приведены данные о весе типовых опор канатных дорог-высотой 40 м из уголковых про- филей (варианты I и II*) и труб (вариант III) при квадратной и треугольной формах а ллане. * Вариант I имеет постоянный уклон грани при раз- личных высотах, вариант II имеет постоянный размер нижнего основания.
508 Раздел V. Стальные высокие опоры типа мачт и башен 05 означения: Продолжение табл. 23.14 100 200 300 liOO Высота в м 500 Рис. 23.16. Сводные графики веса 1 пог. м высоких башен и мачт, ра- ботающих в различных режимах, по отечественным и зарубежным данным / — башнн с тяжелым режимом работы; 2 — то же, со средним; 3 —то же, с лег- ким; , 4 — мачты с реями и трубчатым стволом для тяжелого режима работы; 5 — мачты со стволами из одной трубы; 6 — мачты решетчатые из сортовой стали; 7 — то же, из труб ¦ В табл. 23.Щ приведен расход стали и бетона для различных типов башен, поддерживающих вентиляци- онные трубы, а в табл. 23.16 — для телевизионных ба- шен различных конструкций высотой 500 м. i Таблица. 23.14 Расход стали на опоры канатных дорог высотой 40 м Элементы опор Пояса Раскосы ... Распорки . . . 1 Расход стали в кг (числитель) и в % от веса ' опоры (знаменатель) при форме опор в плане квадратной 1 треугольной варианты I 5980 32,5 2680 14,5 1Й0 8,2 II 6110 32,4 2850 15,1 1510 8 I 3350 27,3 2370 19,3 1310 ' 10,7 5260 41,7 1910 -15,1 1160 . 9,2 II | III 5250 39,5 2310 17,4 , 1000 7,5 3700 35,8 1900 18,4 700 6,8 [ / Элементы опор Шпренгели . . Диафрагмы . . Головой г . . . Опорные баш- маки .... Всего иа опо- ру . . J Расход стали в кг (числитель) и в % от веса чопоры (знаменатель) при форме опор в плане квадратной 1 треугольной ' варианты I 1620 8,8 1280 6,8 2000 10,8 3400 18,4 18470 100 II 1586 8,4 1224 6,5 2200 -11,6 3400 18, 18880 100 III | I 910 7,4 950 7,7 1900 15,5 1480 12,1 12270 100 770 6,1 400 3,2 2000 16,9 1110 8,8 12610 100 II 800 6 310 - 2,3 2500 18,8 1110 8,5 13280 1С0 III ' . 680 ! 6,6 330 : 3,2 : 1900 ; 18,4 1110 ¦' 10,8 10320 юо ; Таблица 23.15 Расход стали и бетона на башни, поддерживающие вентиляционные трубы Высота башни в м 100 100 120 100 100 -120 120 120 Форма башни в плане 3-гранная 4-гранная То же 3-граниая Сечение элементов Трубчатое Уголковое Трубчатое Диа- метр в м 6,5 2,8 5 7 3,5 7 7 5,5 Расход мате- риалов стали ч в г 113 144 195 184 152 265 249 175 бетона» в, м3 320 272 290 290 203 300 300 390 Таблица 23.16 Расход стали и бетона на телевизионные опоры высотой 500 м Конструкция опоры Башня с поясами из труб и гибкими предваритель- но напряженными раско- сами Форма опоры в плане ¦д о Материал опоры Сталь мар- ки Ст. 3 То же • Расход материалов стали В Т 2406 2479 2580 беточ на в м3 1250 1155J 1000 .
Гл. 23. Конструктивные решения 509 Продолжение табл. 23.1 ( Продолжение табл. 23.16 Конструкция опоры Мачта со стволом из- одной.трубы с круто по- ставленными "" оттяжками и реями Мачта* со стволом из- одной трубы с круто пос- тавленными оттяжками и реями, но с решетчатым стволом треугольной фор- мы Мачта* с решетчатым стволом треугольной фор- мы и полого поставлен- ными оттяжками Формах опоры в плане -т* ; Материал 1 опоры Сталь мар- ки 15ХСНД и железо- бетонный ствол Сталь мар- ки 15ХСНД То же ^Расход материалов Е н и ffi 1480 830 913 715 560 1380 450 350 * В этих решениях фидеры имеют размеры 5200 и 120 мм (вместо 4300, 4200 и 5020 мм в прочих вариантах), и шахта лиф- та принята упрощенной конструкции без ограждений. Конструкция опоры j дБашия с поясами сос- тавного сечения из|трех круглых стержней негиб- кими предварительно на- ^пряжениыми,* раскосами ' Башия с поясами из одного сплошного стерж- ня и Шпренгельной ре- шеткой ' Башня типа Шуховской, но из4труб Башня предварительно . напряженная, железо- бетонная, сетчатая Башня предварительно напряженная, железобе- тонная, коническая, сплошного трубчатого .сечеиия Форма опоры в плане U У У 9---Т? ,. ^-1 О о о Материал опор Сталь, марки Ст. 3 То же , • Железобе- тон То же Расход материалов Е «I ь н U ш 2550 2818 5150 ,1000 650' а) ¦ 900 1044 1335 5000 9000
^ БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ V 1. Б ар штейн М. П., Динамический расчет-высо- ких сооружений цилиндрической формы. _Сб. «Исследо- вания по динамике сооружений», Госстройиздат, 1957. 2. Б-люмина Л.Х., 3 а х а р,ов Ю. Г., Колебания цилиндрических тел в воздушном потоке. Сб. «Исследо- вания -,по динамике сооружений», Госстройиздат, 1957. 3. Бухсдорф В. В., Сооружения и эксплуатация линий электропередачи в сильно гололедных, районах, Тосэнергоиздат, 1947. • '" ' ' . 4. Бухсдорф В. В., Мурето.в Н. С, Расчетные климатические условия для высоковольтных линий пе- редачи, т. I. Гололедные нагрузки воздушных линий электропередачи в С(ЗСР. Труды ВНИИЭ, вып. X, Тос- энергоиздат, 11960. ' • 5. Воронцов П. А., Цр.офяли основных метеоро- логических элементов в пограничном слое атмосферы. Труды Главной геофизической обсерватории, вып. 63 (125), Гидрометеоиздат, 1956. 6. Глазунов А. А., Основы механической части воздушных линий электропередачи, Госстройиздат,, 1956. 7. Е ф р е м о в и ч Л. А. и Соколов А. Г., Иссле- дование работы и методика расчета анкера и плиты. «Материалы по стальным конструкциям», № 1, Проект - стальконструкция, 1957. s . 8. К от л яр Е. Ф., Стальные радиомачты, Строй- издат, 1941. 9. Крюков К. П., Пути экономии металла в кон- струкциях опор линий. электропередачи 220 кв. «Эконо- мия металла при применении стальных конструкций», Госстройиздат, 1958. 10. К у з н ец о в Б. Я., Аэродинамические исследо- вания цилиндров. ЦАГИ, вып. 98, 1931. И. Кузнецов Б. Я-, Лобовое сопротивление-тро- сов, проволок, тендеров и авиационных лент. ЦАГИ, вып: 37, 1931., г 12. Л ей тес С. Д., Устойчивость сжатых стальных стержней, Госстройиздат, 1954. 13. Мельников Н. П., Проблемы экономии ста- ли в стальных конструкциях промышленных зданий, сооружений и мостов. «Материалы по стальным конст- рукциям» № 2, Проектстальконструкция, ,1957. 14. Муретов Н. С, Гололедные образования на воздушных линиях света и электропередачи, Гидроме-' теоиздат, 1945. 15. П о яр к oib С. Г., Аэродинамика вращающихся параболоидных отражателей • в приложении к расчету установок на прочность. Известия АН СССР,' отделение /технических наук, № 8, 1950. 16. Савицкий Г. А., Антенные сооружения, Связьиздат, 1947. 17. Савицкий Г. А., Основы расчета радиомачт, Связьиздат, 1953. 18. Соколов А. Г., Выбор оптимального решения телевизионных опор большой высоты. «Материалы по металлическим конструкциям» № 4, Проектстальконст- рукция, 1959. ' 19. Соколов А. Г., Высотные сооружения тип» мачт и башен. Сб. «Вопросы применения стальных кон- струкций в строительстве», Госстройиздат, 1953. 20. Соколов А. Г., Действительная работа флан- цевых соединений. «Материалы по стальным конструк- циям». № 2, Проектстальконструкция, 1958. ^ 21. Сок,оло'в-А. Г., Об определении оптимадьного' угла наклона оттяжек в мачтах. «Материалы по сталь- ным конструкциям» № 4, Проектстальконструкция, 1959. 22. Соколов А. Г., Обтекаемые радиобашни большой высоты. «Бюллетень строительной техники» № 5—6, 1944. 23. Соколов А. ГД, Общие вопросы проектирова- ния опор. Труды Международной конференции 1959 г. по металлоконструкциям в Дрездене Veb Verlag ftjr Bauwesen. Берлин, 1961. 24. С о к о л о в А. Г., Опоры линий передач, Гос- стройиздат, 1961. 25. Соколов А. Г., Пути экономии стали в сталь- ных конструкциях башенного и мачтового типа. Сб.. «Экономия металла при применении стальных конструк- ций», Госстройиздат, 1958. < 26. Соколов А. Г., Расчет мачт методом задан- ных эпюр моментов. «Строительная механика и расчет сооружений» № 2, 1960. 27. _ С о л о м а т и н а И. И., Расчет интенсивности обледенения проводов на высотах по наземным данным. Труды Главной ' теофизической обсерватории,. вып. 57 (119), Гидрометеоиздат, 1956. 28. Стрелецкий Н. С. и др., Металлические конструкции, Госстройиздат, 1961. 29. Тимошенко С. П., Устойчивость упругих систем, Гостехиздат, 1946. : 30. ОС а н жевков В. И., Аэродинамическое сопро- тивление трубчатых ферм. Труды ЦАГИ, вып. 131, .1955. 31. Бланжан, Действие ветра на сооружения. «L'ossature metallique» № 2, 1949 (перевод ОНТИ ПСК № 5001, 1952). 32. Жуков А., Действие ветра на мачты треуголь- 'ного сечения, «L'ossature metallique» № 11, 1950 (пере- вод № ,16433 Всесоюзной торговой палаты, 1955). 33. Прандтль, Гидроаэромеханика,' Изд. иностр. литер., 1951. 34. П р о б с т В., Уменьшение веса опор линий электропередачи. Берлин, 1961. Veb Verlag fur Bauwe- sen. i 35. Приложение к журналу «Civil Engineers» Journal of the structural Division, (статьи 1707, 1700,, 1709, 1710, 1616), т. 84, 4, июль, 1959. 36. Правила устройства электроустановок, Тос- энергоиздат, 11960. г
- i ! РАЗДЕЛ VI УЧЕТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРЕБОВАНИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, МОНТАЖА И ЭКОНОМИКИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Г Л А В А 24 ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 24.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Решения стальных строительных конструкций считаются технологичными, если они обеспечивают наиболее простое, быстрое и дешевое изготовление, а также монтаж конструкций при обязательном соблюде- нии требований их прочности, устойчивости невысоких эксплуатационных качеств. К основным требованиям технологичности, с точки зрения изготовления1, отно- сятся: ' : • а) наименьший вес конструкций, применение наи- более, экономичных видов проката и, как следствие, наименьшая стоимость основных материалов; б) наименьшая стоимость и наибольшая быстрота изготовления конструкций на основе учета технологиче- ских, возможностей предприятий-изготовителей и разра- ботки" конструктивных решений, обеспечивающих наибо- лее полное использование комплексной механизации и высокопроизводительных методов труда; ' " ' в) наивысшее качество изготовляемых конструкции в 'результате разработки таких конструктивных реше: ний, которые обеспечивают возможность применения наиболее совершенных высокопроизводительных техно- логических операций и получения при этом наименьших остаточных деформаций и напряжений в конструкциях; г) максимальная повторяемость элементов и. узлов в (результате их широкой унификации. 1 Требования технологичности с точки зрения монтажа конст- рукций приводятся в главе 26. 24.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕДПРИЯТИИ, ИЗГОТОВЛЯЮЩИХ СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ А. ДАННОЕ О МОЩНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И ГРУЗОПОДЪЕМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ По- степени механизации заводы стальных конст- рукций могут быть подразделены на высокомеханизиро- ванные, механизированные и маломеханизированные. Каждая группа характеризуется средними производ- ственными технико-экономическими показателями, при- веденными в табл. 24.1. Таблица 24.1 Главнейшие средние технико-экономические показатели работы заводов стальных конструкций (только по основному производству) Группа Высокомехани- зированный . . .' Механизирован- Маломеханизи- ,рованный .... Выпуск в год на одного производ- ственного рабочего в г 70—130 25-60 До 25 Грузоподъ- емность кранов на одного рабочего в т 0,6—1,2 0,4—0,6 0,4—0,6 Установ- ленная мощность двигателей на одного рабочего в кет 5,5—38 4—5,4 2—3,9 Расход электро- энергии на 1 г про- дукции в кет 140—170 85—140 До 85' В табл. 24.2' приведены укрупненные технические ха- рактеристики основного оборудования и подъемных средств заводов стальных "конструкций. .- ' ('
514 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям ¦¦ • Таблица 24.4 Минимальные допустимые радиусы холодной гибки углеродистой стали обыкновенного качества ) и низколегированной стали Профиль Лист, универсал,! полоса Уголок равиобо- кий Уголок неравно- бокий Швеллер Эскиз r-^-.r-i »-t Ц^, У Гибка от- носительно оси Минималь- ный радиус гибки 255 X—X У-У п I* Двутавр х—х У"~У х—х У-У х—х У-У 454. 50* 45а 25ft 45ft 25ft 25i ляется размером до 1,6X4,5 м и толщиной ' до .12 мм; радиус сферы R и ширина заготовки / ограничиваются, максимально допустимым зазором между валками, т. е. величиной стрелки f. Рис. 24.3. Гибка сферических и го- рообразных деталей / — «бочка»; 2 — «седло» Целесообразно применять холодногнутые переходы цилиндра на конус по поверхности тора при толщине перехода до 24 мм. Изготовление таких переходов про- изводится по схеме, приведенной на рис. 24.4 Холодная гибка сортовой и балочной стали произ- водится преимущественно кулачковыми црессами, на которых пластические деформации образуются под дей- ствием изгибающих моментов, возникающих от плавных нажимов горизонтального подвижного кулачка при опи- сании заготовки /на неподвижные упоры, расставлен- ные на расстоянии от 0,8 до ( 1,5 м. Схема кулачкового- пресса и максимальные размеры поддающихся гибке Рис. 24.4. Схема гибки;. переходов цилиндра -на f конус по поверхности k тора # а — общий вид , переход»; * б — схема резки согнутых i_" листов; в — схема гибки на трехвалковых валках: 1 —« цилиндр; 2 — место разре- за; 3 — «бочка»; 4 — «седло». профилей на наиболее мощных кулачковых прессам показаны на рис. 24,5. • -—О в « f45mm Рис. 24.5. Холодная гибка на кулачко- вых прессах а —схема гибки; б ^наибольшие профияи проката, поддающиеся гибке на кулачковых прессах; Р — кулачок; К — опоры пресса; стрелками указаны направления движения кулачка В элементах, работающих под действием, статиче- ских нагрузок или динамических нагрузок средней .ин- тенсивности (крайы легкого и среднего режима рабо- ты и т, п.), целесообразно применять холодногнутые на \
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 515 гибочных прессах профили) из согнутого листа; примеры изготовленных холодногнутых профилей показаны на рис. 24.6. Техническая характеристика гибочных прес- k ^Ч =J С ъ^* /~1 иа^ Рис. 24.6. Примеры холодногнутых профилей, из- готовляемых на гибочных прессах сов, применяющихся на отечественных заводах метал- локонструкций, приведена в табл. 24.5. При конструи- ровании холодногнутых листовых деталей должны учи- тываться следующие технологические возможности и ограничения прессов: а) толщина холодногнутых дета-, лей не должна превышать 18 мм для прессов типа Пельс АР-160 и 24 мм для прессов типа Пельс АР-315, Ц*2300mma РР160 10 14 18 22 26 Гб ММ ' _ i Таблица 24.5 Технические характеристики гибочных прессов Показатель Максимальное рабочее дав- Длина рабочего стола в мм: Максимальное расстояние между столом и ползуном в мм Величина проема в стойках Размер в "свету между стой- ками в мм . . ... Число ходов в минуту . . . Вес пресса в т ....... Для прессов типа АР-315 315 5650 7050 500 400 3200 100 5 и 15 45 АР-160 160 5100 400 300 2300 100 25 19,5 АР-80 , 80 2600 400 250 2060 100 22 7 б) наибольшая длина деталей определяется возможно- стью гибки по всей ее длине за один ход пресса (табл\ 24.6), так как в более длинных деталях, при гибе за несколько ходов, образуются менее качествен- ные участки в местах сопряжений; в) наименьшая ши- рина первого гиба и другие габариты должны прини- маться по данным табл. 24.7; г) наибольшая ширина Ъ первого гиба зависит от длины детали и величины уг- ла а2 второго гиба (рис. 24.7, а и б), при этом общая ширина гиба детали не должна превышать габаритов между боковыми стенками станины пресса; д) мини- мальный радиус гиба должен быть не менее 1,2 5— 1,5 5, где S — толщина детали; 33* Рис. 24.7. Определение размеров листовых деталей прв холодной гибке а — габариты пресса; б — наибольшая шнрниа первого гпба *» при cet =90", в зависимости от угла а2 второго гиба; в»" эскиз детали; г — график удлинений д^ иа 1 гиб при а =90° для стали марки Ст. 3 - е) ширина заготовки В для холодногнутой детали опре- деляется с учетом вытяжки металла в месте гиба (рис. 24.7, в и г) из выражения ч • Я= Efti-EMi. (24.1) где 2&2=&i+&2-f.. -Чг&л — суммарная ширина участков. детали по наружным размерам без учета вытяжки; 2 kfii —. сумма удлинений от каждого перегиба. Коэф- фициент ki, зависящий от угла гиба а, принимается равным: при а=0° k=2 „ а=45° й = 1',5 , а=90° k=\ ' . а=135° й=0,5 А* —' удлинение от одного гиба под углом <* =90" для стали марки Ст.З принимается согласно графику на рис. 24.7,г. Для внутренних радиусов более 26 мм Aj опре- деляется из выражения Д/==Д26 + 0,43 (г — 26), (24,2) где д2в — удлинение при внутреннем радиусе 26 мм принимается по графику на рис. 24.7,г, а г —• заданный радиус гиба в мм.
516. Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Таблица 24.6 Наибольшие длины гиба / в зависимости от размеров матриц Толщина заготовки 8 в мм 4 5 1 ¦ , 6 8 8 10 10 12 14 16 18 20 Ширина матрицы с в мм Наибольшая в мм для 45 кг/мм2 Пресс типа АР-160 . 45 - , 45 90 90 160 90 160 160 160 160 — — 5200 3800 5000 2850 5200 1900 3400 2300 1650 1300 — — длина гиба 1 стали с а 60 кг/мм1 ' 3900 2850 . 3750 2150 3900 1430 2600 1730 1210 980 — — Ширина матрицы с в мм ' Пресс 50 50 100 " 100 — - 100 160 160 160 160 160 160 Наибольшая длина гиба 1 в мм для стали с а 45 кг/мм' типа АР-315 7000 7000 7000 6250 — 4100 6600 4500 3300 2600 2000 1650 60 кг/мм* 5800 5300 5800 4700 — 3100 4950 3400 25001 1950 1500 1250 Таблица 24.7 Наименьшая ширина гиба Ъ и наименьшая ширина выемки матриц с в зависимости от длины гиба I и толщины детали 5 Размеры в мм 1 1000 1250 1600 5000 2500 3150 4000 5000 ' мин мин Ь с Ь с Ь с Ь с Ь с Ь с - Ь с Ь с Толщина детали S в мм 3 . 4 | "5 6 9 10 11 12 14 16 18 Пресс типа АР-160 / 10 20 10 20 10 20 10 20 10 20 12 22 12 22 14 28 13 25 13 25 -13 25 13 -25 16 32 16 32 22 40 23 45 16 32 16 32 16 32 18 40 20 42 23 45 25 50 30 - 60 22 45 25 50 25 50 30 60 35 70 40 80 45 80 50 100 32 63 36 71 40 80 45 90 50 100 55 МО 71' 140 36 71 40 80 45 90 50 100 63 ПО 71 140 45 90 50 "100 50 100 56 ПО 71 .140 50 100 56 ПО 63 125- ,71 140 63 125 63 125 71 140 71 140 80 160 80 160 6 8 10 И 12 14 16 18 20 22 24 Пресс типа АР-315 20, 40 20 40 20 40 20 40 25 50 25 50 25 50 25 60 32 63 32 63 32 63 36 71 \ 36 71 36 71 40 80 45 90 20 40 23 45 23 45 28 56 40 80 40 80 45 90 50 100 28 56 32 63 35 71 45 80 45 90 50 100 56 ПО 63 125 40. 80 45 90 50 100 63 ПО '50 100 55 ПО 63 125 71 140 50 100 50 100 56 ПО 71 125. 63 125 71 140 71 140 80 160 56 ПО 63 125 70 140 71 140 80 160 90 180 63 125 71 140 80 160 90 180 80 160 90 180 Г. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ С ФРЕЗЕРОВАННЫМИ ТОРЦАМИ , При проектировании элементов стальных конструк- ций с фрезерованными торцами следует учитывать сле- дующие указания: а) габарит фрезерованного торца не должен превышать 3600X1250 мм либо 3600X1800 мм (табл. 24.2); б) допускаемые отклонения на фрезеровку торцов принимать по табл. 24.14; в) припуск по длине элементов на фрезеровку их торцов должен состав- лять: при механической резке, независимо от толщи- ны — 5. мм на каждый торец; при кислородной резке в деталях толщиной до 25 мм — по 7 мм на торец и в деталях толщиной более 25 мм —по 10 мм на торец. Д. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В проектах стальных конструкций, подлежащих сварке вручную, указывают тип электрода по ГОСТ 9467—60. Марки электродов подбираются предприятием- изготовителем в зависимости от этих указаний, сделан- ных в чертежах конструкций. Типы электродов и со- ответствующие, им марки, наиболее распространенные в. строительной промышленности, приведены в табл. 24.8. В, проекте следует указать конструктивные элемен- ты швов и их размеры в соответствии с данными, при- веденными в табл. 24.9 и 24.10. При толщине стыкуемых деталей более 20 мм применяют Х-образную разделку
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 521 Продолжение табл. 24.9 Обозначение швов графиче- ское бук- венное Подготовка кромок Выполненный шов Размеры в мм С двумя скосами одной кромки, двусторонние, с ручной подваркой К Ар,У8 Пр-У8 ¦20- 20-4-24 264-28 30^-34 ,±1 „±2 о±1 .±2 20 ±3 •25 ±4 ,±1 364-40 12 ±1 ,±2 30 ±4. 40 ±4' А-Т4 ' и П-Т4 А-Т1 и Т1 ¦У Ар-Т8 Пр-Т8 Без скоса кромок Односторонние В. Тавровые соединения шшшш т Двусторонний 4-4-5 „+0.8 „+1 64-9 10 12+16 184-40 п+1.5 п+2 Со скосом одной кромки, двусторонние,/с ручио подваркой 2tt: ¦ Ш 104-12 14 . 164-18 20 22-5-24 6\ К ю К А-Т10 и П-Т10 С двумя^скосами одной кромки, двусторонние 164-18 204-22 244-26 284-30 32+36 384-40 К Ар-ТП Пр-Т11 С двумя скосами одной,кромки, двусторонние, с ручной подваркой с другой стороны 20 224-24 ,±1 26+28 304-34 = ±1 К ю ±1 364-40 12 ±1 10 '4' 34—915
522 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Обозначение швов графиче-' ское бук- венное A-HI и П-Н1 А-ШО и П-НЮ - / -! Подготовка кромок Без|скоса кромок » ¦' _ Выполненный шов Г. Соединения Д6усто8онмие сплошные 111 *ЩЩЩ &>- ' Продолжение табл.. 24.9 Размеры в мм внахлестку 5 -• L а- 1 +5 ' v , 6+10 . 12-5-20 ' ¦ 20+90 o±l о+2 о+3 : Размер k устанавливается при проектировании по наимень- шей толщине свариваемых деталей . Таблица 24.10 Конструктивные влементы швов сварных соединений и их размеры при ручной сварке (по ГОСТ 5264—58) Обозначение швов графи- ческое 1[ бук- венное С2 [Подготовка кромок Выполненный шов Размеры в мм А. Стыковые соединения Без скоса кромок Л. 3+3,5 4+4,5 5+5,5 +0,5 1,5 +0,5 +1,5 о±4 ,±* п+2 п+3 сз С4 Одт-етвретме вднввтвронние с явдкладхви ¦¦ 1 1,5 а 0,5 ±0,5 2,5 3+3,5 4+6 ,±1 +2 „-0.5 „±2 ,±2 «±* й+1>5 п+2.5 „+'3 V С5 С6 V-образные |?со скосом одной кромки Двусторонние W*t . &§ноаищонниь 3+7 8+11 12+17 а+12 п+З 5+14 6+16 18+26 8+19 «"И .±1 +2
Гл. ,24. Изготовление стальных конструкций 523 Продолжение табл. 24.16 Обозначение швов графиче- ское бук- венное Подготовка кромок - Выполненный шов Размеры в мм Ж эп° С7 V С8 С9 СЮ СП '. W С13 *$• Lai Односторонний с подкладкой 3*2 V-образные.со скосом двух кромок Двусторонние 3*1 Односторонние Односторонние с подкладкой 3+8 9+14 8+11 8+13 15+21 8+15 22+26 8+16 п+3 ,±1 +2 U-образныс с криволинейным: скосом двух^кромок Двусторонние ( В 1— ¦=« «?**' 20+23 S+9 24+29 30+33 34+41 42+49 50+55 8+7 Л1"4 8+4 -3 8—7 -56+60 .8—12 «+S U-образные с криволинейным скосом одной кромки >и ±а' Я5*Л г* г Двусторонние Ч, О) и 20+23 24+29 8—1 8—4- „+*¦• 30+35 8-9 36+41 42+49 8-12 -18 50+55 56+60 8-24 8-291 n+S К С13 К-образные с двумя скосами одной кромки у j Я5*Г Двусторонние симметричные 12+15 16+23 8+4 й+3 8+2 24+33 34+48 8-2 X С15 Х-образные с двумя скосами двух кромок en°±S'' Двусторонние "-- ' симметричные fi0"*5" 12+17 18+29 8+3 п+3 8+1 30+41 8-3 „+4 42+59 8-8 51+60 8-11 „+S
524 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Продолжение табл.. 24.10 Обозначение швов графи- ческое бук- венное Подготовка кромок Выполненный шов Размеры в мм X I X СП У 2 УЗ к У4 У5 У V У6 У7 Х-образиые с двумя криволинейными скосами двух I кромок 4 ю?3\.' 2*2 двусторонние 30ч-35 36-5-41 ft ' ' 6—3 6—7 424-51 .6-12, 52-8-60 6—24 0+4 n+5 Без скоса кромок при 1=0^-' 6 Б. Угловые соединения ЕЕЖШ ' % двусторонние Впритык 24-2,5 34-4,5 54-6 24-8 ,±4 12 ±4 h\ n+l.B п+2 n+3 Размер fe, ориентировочный Односторонние впритык 14-2,5 34-5 24-6 n+LB > о ±4 п+2 10 ±4 П+3 Без скоса кромок при I = "7"Т~ 4-5 24-30: X Двусторонние' -tV Me 2-ьЗО О.ббн Размер А, ориентировочный Односторонние Ц4-30 24-30 0,554-3 *i Размер fti—ориентировочный Со скосом, одной кромки Двусторонние ,2*?Л 'Г 4~ ^ 1т Односторонние ' |Д|~ * ' г 44-7 84-11 124-17 184-26 44-26 6 6+11 8+13- 6+15 6+18 п+3 0+4 ,±1 + 1 0-2 Размер &,— ориентировочный ¦) .¦*'
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 525 Продолжение табл. 24.10 Обозначение IIIBGB графиче- ское бук- венное Подготовка, кромок Выполненный шов Размеры в мм К . I С двумя^скосами однрй_кромки У8 ы йо <*\ ч щх IS- W Двусторонние в--г- jsi 8. 12ч-17 18-5-25 26-5-35 36-5-41 42-5-60 12-5-60 8+4 - 8+2 h 5+2 8 2 8—3 ,±3 ,±з с±з e—5 .±3 n+4 .+5 v У9 У10 Co ckcccm двух KpCMCK Двусторонние Односторонние ш 12-5-14 15ч-21 22н-26 12-5-26 ,8+12 8+14 8+15 Размер ftj—ориентировочный k Tl V TS T9 Без скоса кромок В. Тавровые соединения фщшй двусторонние 2-5-2,5 3-5-4,5 54-6 '7-5-9 10-8-30 >8 4 '¦ 6-8 С однимлскосо,м одной кромки двусторонние Односторонние 8' ¦.'• 8, * h .*' / Р 4-5-7 у 8-4-11 12-:-17 1 ' .184-28- ' i ¦ - \ 8+9 ' ' 8+11 : 3±3 "-. 1 I*1 •¦ 8-Г-13 у ' ' ¦ • 3 ¦ 8+16 . j . 5±з i \ '' ' +1 '¦' ' ! * , г-2 ¦¦¦ ¦- .; Размер ft,—ори штироврчный -ц„....
526 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Продолжение табл., 24.10 Обозначение швов графи- ческое бук- венное Подготовка кромок Выполненный шов Размеры в мм К Т16 HI С двумя скосами одной кромки Двусторонние 12+17 18-9-25 26+35 6+47 48+51 52-г-б® >6 8+2 ,±3 6-2 6-3 6-4 6-5 -±3 ,±3 г,±3 ,±з 13 ±3 Г. Соедниеиия^Евгхлестку Б з скоса"кромок ffBjfcmopoHmtB *4 2+5 6+10 12+60 >6- 6+2 >2(8+6,) „+1.5 П+3 0 ,+4 П р и м е ч а и и е. В случае сварки в стык кромок листов разной толщины (8 и 6,) подготовка кромок производится так!же, как|Ги для листов одинаковой толщины, если: ..,„_. 8<3 мм, разность толщины 8,—6 не более 0,7 6; ^ 8 = 4+8 мм, » , 6,-8 » „ 0,6 8; "¦ -'8 = 94-11 мм, - ' . . 6,-8 . . 0,45; 6 = 12+25 мм, . . 6,-8 „ , 0,5 8; 8 > 25 мм, , > 6,-6 „ , 7; мм. Таблица 24.11 Наибольшая толщина шва при приварке прокатного профиля к листу Привари- ваемый профиль Уголок ^Двутавр Швеллер Эскиз сварного соединения Толщина профиля в мм или его номер 8.<9 ,=10+20 8,>20 - Наиболь- шая толщи- на шва . ''макс, в мм М> . 10+30 М> 30;33 36 40;45 50 E6J6J 65 79 Ь=БЙ и № 5+20 № 22+30 №. 33+36 № 40' 5,-1 6,-2 8,—3 10 12 13 В проекте должны быть обеспечены доступность и удобство выполнения сварных соединений и контроля их качества. Основными условиями доступности руч- ной сварки являются: возможность сварки электро- дом стандартной длины 450 мм; удобное, наблюдение за, процессом сварки и свобрдный контроль качества вы-' полняемрго шва. В табл. 24.12 приведены некоторые конструктивные ограничения, подлежащие учету при проектировании стальных конструкций с ручной свар- , Таблица 24.12 Конструктивные ограничения в сварных элементах при ручной электродуговой сварке Эскиз Условия, обеспечивающие удобство наложения швов h ' а ОС, г- а и 606 т - 400 , 1 ь 10» <¦ ь Л 6 мм У V А V • юп ?оп ж г ем е >0,3 Ь мин *""•" " /
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 527 Продолжение табл. 24.12 Эскиз i-4 g Условия, обеспечивающие удобство наложения швов при Ь<400 мм Л<0,6Ь; при й>400 мм— h не ограни- чивается 1. Для приварки ребра лсест- кости а<с; 1 2. Недоступный для J с варки участок шаа ., -К" -. а$~ ' ,„ - t'„vn,— —+Ю е>0,7 в ~*ш 3 e>0,7ft JL ШЗШ Сварка возможна на глубину m Размеры в мм h >400 250+400 <250 <800 = h <400 >2Д) <250 =0,ь3 й : 400 Ч ' \ I г Сварка возможна при й>250лш кой, как, например, размеры выступающих деталей и минимальные расстояния между ними, которые помо- гут найти правильные конструктивные решения также для случаев, не приведенных в таблице/ #/>мдг Рис, 24.8. Конструктивные ограничения для составных сечений при автоматической сварке трактором ТСМ7М а — схема сварки; б — график для определения максималь- ных значений В, При автоматической сварке требуемые свободные габариты для ее выполнения зависят от типов авто- сварочной аппаратуры завода-изготовителя конструк- ций. На рис. 24.8 приведены, конструктивные ограниче- ния для составных сечений в зависимости от размеров сварочного, трактора типа ТС-17М, наиболее распро- страненного на заводах стальных конструкций. При автосварочном оборудовании других типов следует со- ставить аналогичные габаритные схемы. Е. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ КЛЕПАНЫХ СОЕДИНЕНИИ Для удобства изготовления клепаных стальных кон- струкций рекомендуется при их проектировании: при-, менять заклепки только одного диаметра; сокращать количество различных толщин склепываемых пакетов (с целью уменьшения разнообразия заклепок по дли- нам); учитывать минимально-допустимые расстояния между соседними заклепками и от соседних выступаю- щих деталей из условия возможности производства клепки; избегать клепки в закрытых и тесных местах, применяя в этом случае вместо заклепок высокопроч- ные или точеные болты. ¦ В табл. 24.13 приведены ограничения в располо- жении заклепок на разных полках уголков, обеспечива- ющие качественное выполнение клепальных работ; ука- занные в таблице соотношения целиком зависят от ди- аметра заклепок и размеров обжимок, применяемых для клепки, поддержек и ствола пневматического молотка. На рис. 24.9 даны наименьшие расстояния от оси пнев- матического клепального молотка до выступающей де- тали в зависимости от высоты детали. Если в выступа- ющей детали имеются ранее поставленные заклепки в одной плоскости с заклепками,, для которых опреде-4 ляется величина с, то в-этом случае с определяется от головки ранее поставленной заклепки. " Рис. 24.9. Наименьшее расстояние с от оси пневма- тического клепального молотка до выступающей де- тали в зависимости от ее высоты а —при ft<250 мм, с>35 мм; б — при 250<ft<35d мм, с> 65 мм; в -« при h >350 мм, с >120 мм Конструкция элементов должна быть удобна для ¦ клепки, поэтому в двухстенчатых сечениях необходимо учитывать следующие ограничения. Зазор N между кра- ями 'двух склепываемых балок для закладки нагретой заклепки и постановки поддержки должен быть не меньше 75 мм, а наибольшее расстояние до дальней за- клепки равно Ж600 мм (рис. 24.10,а); в случае соеди* нения между собой элементов большой- высоты, когда расстояние Н до наиболее удаленной заклепки превы- шает 600 мм, заэор N должен быть более 75 мм. При ¦зазоре 75 мм максимальное расстояние Я до наиболее.
528 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Та б л и цй> 24.13 Размещение заклепок в разных полках уголка Значение величины с в мм при клепке машинной Размеры: rf=I7; Х>=45; е==3 (в мм) б 6 '' 8 10 12 14 16 • ручной , Размеры: d=17; ?>=45; е=3 (в мм) ¦. ' i а . ' . . ' 30 | 32 24 " — ' - - - - 18 | — 20 22 24 •' — .- - 35 | 38 16 20 " 23 26 - I 1 - 1 - _ | _ _ 7 14 19 22 25 - — - 40 |. 45 v ¦-/ - ' 14 19 22 ' 25 ' — ;¦; ' — ' - - —¦ 11 16 20 - | 24 50 - - - - - -. 8 15 30 24 - ' - - ' - - - ¦ 32 ' 22 24 -'-" - - - ' - - - 35 1 38 1 40 | 45 16 20 23 26 -•' -! —. ' - 7 14 19 22 25 - -' ¦-¦ ¦- 7 14 , 19 22 25 -' ' - -^ ¦ - 11 1.6 - | 20 - 50 - - - - - ' -¦• - .7 - 1 - '.- '...'-. \ Размеры: </=20; ?)=50; е=3 (ь мм) & 6 8 ю 12 14 16 18 Размеры: а=20 ;?>=45; е~3 (в мм) ° ' ¦• " . ' ) ... 32 | 35 29 - . - '- - , - - ' 26 28 30 - - - 38 21 24 27 29 - - 40 16 21 24 27 29 . 31 45 - -, ' 14 19 22 26 50 - - '¦ - - 10 16 _ р- | - | 28 | 21 ¦¦.'-...«р 1-1 - ! - | -. 30 24 55 - - • - - -, - - .. " 30 28 - ¦ - -' - - 32 25 28, 1-';: - - ¦ — 14. ¦-J " 35 21 24 -, 27"' 29' - ' - — ' — 38 ' | 40 | 45 ; 50 14 ч !9 23 25 28 30 — 7 15 19 23 25 28 30 ;ч - - L ~ "- И 17 1 - - - - - - 7 24 | 15 - -;! - ' - . ОВжинкИ' Л » ¦с *> * » ш*. ) . - Л 1 \—( — S 1 № vC ГЛ -1 -7/ У | / *>' f <5г» О ' 1 Л 4 *:
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 529 Значение величины с в л машиной _ v Размеры: d=23; D=60; е=5 (в мм) '¦¦-:¦ .« 6 ,8 с 10 12 14 16 18 -: .. 20 4м при клепке Размеры: Продолжение табл. 24,13 ручной d=23; D=50; е=3 (в мм) - \i :*¦".¦, 38 33 35 :-,' ' - - ' - > - 40 31 33 35 \ ¦_ - '.- - ¦ - - ' 45 22 26 29 32 34 - - ¦¦ - -.. 50 - - 20 24 28 , 31 33 35 Примечание. Для"удобства клепки нес t где 5 — toj г — радиус i 1Щина ос закругл новного ения уго уголка лка. 1ли суми 55 '".-Г - - 10 18 ,22 : 26 29 34 бходимо DO 2) а> ia толщи Осталь 60 -: - ,. - -¦ - - , - - 20'. 65 - '- ', - " - - - - - L 28 19 обеспечить: 32 | 35 j 38 32 - - - - - - •- , '29 31 33 ',", ~ ' - • - " - ' г-.' - 1 - 25 28, 30 32 - - - -- - У (ТГ+ R}- (a-i+R-hy,- . D , ' ? + r+Y ~e' н основного и стыкового уголков; ные обозначения по эскизу. 40 21 25 28 .30 32 - - - 45 - 15 19 23 26 29 31 - 50 -1 - •- ' 10 '55 . -:¦ - - » | - 21 '25 - - "I — J - - ,. 15 - - 1 удаленной заклепки со стороны, обращенной вверх в процессе клепки, должно быть не более 1000 мм, г с нижней стороны Н не должно превышать 600 мм. При больших высотах', бал-" необходимо предусматривать в «) В) ' /JMM 200 Г-/У-1 F -w in \\ Рис. 24.10. Зазор,между краями склепываемых балок ' а — при небольшой высоте балок; б — при больших высотах балок и небольших зазорах N них специальные отверстия диаметром не менее 150 мм через 600 мм для подачи заклёпок (рис. 24.10,6). При зазоре N, равном и более 350 мм, никаких конструк- тивных специальных мер для подачи заклепок преду- сматривать не следует. . ¦? . ¦ , .' 1 ^ . • I t ' t ¦ t f— ~1 ¦t I z _a=^--?' 0 20 40 60 Bhh Рис. 24.11. Наибольший размер высту- пающей детали при клепке пневмати- ческой скобой а — общий вид; б — график зависимости величины выступающей детали h от ее расстояния 6 до оси заклепки
530 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Заклепки и выступающие детали при машинной клепке следует размещать с учетом размеров кле- пальной скобы. На рис. 24.11,а схематично представле- на клепка элемента с выступающей деталью; -для воз- можности клепки скобой в этом случае необходимо, чтобы высота выступающей детали не превосходила величин, v определяемых по графику на рис. 24.11,6. При толщине склепывае,мого пакета более 5 диамет- ров заклепки необходимо применять конусные заклеп- ки с повышенной закладной головкой с целью улучше- ния заполнения отверстия (см. главу 2.5), Клепка та- кими заклепками может производиться как двумя пнев- матическими молотками, так и клепальными скобами. 24.3. КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ БОРЬБЫ С ДЕФОРМАЦИЯМИ, появляющимися В РЕЗУЛЬТАТЕ СВАРКИ Сварочные деформации могут быть общие, распро- страняющиеся на весь отправочный элемент, и местные, распространяющиеся в пределах одного или нескольких деталей или их частей. А. ОБЩИЕ ДЕФОРМАЦИИ Серповидность (рис. 24.12,а) возникает под дейст- вием неравномерной усадки сварных швов и прилегаю- щих к ним зон основного металла; измеряется величи- нной стрелы / прогиба. Конструктивными мерами борь- Рис. 24.12. Примеры общих де- формаций элементов стальных конструкций, появляющихся в ре- зультате сварки . а — варианты серповидности; б — вин- тообразность (скручивание); вь— грибо-' видность; г—<перекос полок бы являются: применение сечений, симметричных отно- сительно нейтральной оси; симметричное расположение объемов сварных швов (особенно для сечений высотой менее 1000 мм); симметричное относительно нейтраль- ' ной оси расположение креплении мелких деталей, а при необходимости несимметричного их расположения (осо- бенно для сечений высотой менее 800 мм) — прикреп- ление по противоположной полке «холостых» планок швами, статический момент которых относительно оси был бы равен статическому моменту швов, крепящих мелкие детали с другой стороны; Продольное укорочение сварных элементов происхо- . дит вследствие усадки продольных и поперечных швов. Мерой борьбы является назначение заводом-изгото- вителем припусков на усадку по длине деталей. Винтообразность — скручивание (рис. 24.12,0) обра- зуется в сплошностенчатых элементах под действием крутящих моментов от усадочных напряжений в про- дольных швах и прилегающих зонах разогрева основно- го металла. Если элементы соединяются на монтаже в жесткий узел с помощью, общих на несколько элемен- тов накладных фасонках, то винтообразность особого значения не имеет, так как выправляется при стяжке узлов. Для свободно стоящих элементов или не связан- ных общими, выправляющими деформации фаоонками винтообразность Д не должна превышать 1 мм на 1 пог. м длины элемента, а общая винтообразность — не более 10 мм. Конструктивной мерой борьбы являет- ся увеличение жесткости на кручение путем установки диафрагм через 1,5—2 м по длине элемента. Грибовидность полок (рис. 24.12,в) возникает от по- перечной усадки поясных швов и зависит главным об- разом от толщины полки элемента и высоты катета по- ясного шва. Величина грибовидности полок определяет- ся отношением стрелы прогиба Д полки к ширине поя- са 5 и не должна превышать 0,01. Конструктивной ме- . рой борьбы является применение диафрагм или ребер жесткости, устанавливаемых до сварки поясных швов, в местах, где грибовидность недопустима. Перекос полок (рис. 24.12,г) определяется отноше- нием смещения кромки полки от проектного положения Д к ширине пояса В, предельная величина которого до- пускается не более 0,01. Конструктивной мерой борьбы является установка диафрагм. *' • Б. МЕСТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ^ Коробление части , плоскости листовых деталей («хлопуны») может. возникать как по торцам элемента (рис. 24.13,а), так и в его средней части (рис. 24.13,6) s результате пластических деформаций, возникающих в Рис. 24.13. Примеры местных деформаций от- дельных деталей элементов стальных конст- рукций а —коробление части плоскости листа («хлопуны») по торцам элемента; б — то же, в средней части эле- мента; в — волнистость кромок; г — коробление у сты- ковых швов;- д — грибовидность мелких деталей со- ставного сечения; е — отклонение плоскости листовой детали на уголк; ж — конструктивные меры, борьбы . с отклонением, указанным в п. «е»
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 531 тонких стенках под действием поперечной и продольной усадки швов, прикрепляющих ребра жесткости и пояса к стенке. Этот вид коробления является в большинстве случаев недопустимым дефектом и ¦ для избежания его не, следует применять тонких стенок, имеющих отноше- h '" ' ние — > 100 (где h — расстояние между поясами балки В или продольными ребрами, а В— толщина стенки). Коробление свободных кромок (рис. 24.13,8) длин- ных листовых деталей («волнистость»- кромок) являет-. ся следствием продольной усадки поясных швов, и прилегающей зоны разогрева основного металла, вызы- вающей' сжимающие напряжения такой величины, что происходит лотеря устойчивости свободных кромок; ко- робление кромок может произойти и в местах приварки к поясу ребер жесткости под действием поперечной усадки прикрепляющих швов. Коробление кромок для сжатых поясов является серьезным дефектом, ухудша- ющим работу пояса на устойчивость, и не должно превышать 0,1 его толщины. Наиболее действенной ме- рой борьбы является назначение размера вылета пояса не более 10 его толщин. Коробление в районе стыковых швов (рис. 24.13,г) появляется обычно при V-образных или несимметрич- ных Х-образных разделках кромок под сварку. . Для сжатых поясов стрелку прогиба не следует допускать более 0,1 оп . Конструктивными мерами борьбы яв- .ляются: замена косых стыков прямыми; применение для стыковых швов автоматической сварки без раз- делки кромок (с заданным зазором) либо при ручной сварке '— устройство симметричной Х-образной раз- делки. Грибовидность мелких деталей (рис. 24.13,3) со- ставного таврового или двутаврового сечения может достигать значительных величин. Во избежание этого в местах, где грибовидность недопустима, следует либо принимать толщину полки не ' менее 0,1 ширины (т. е. в :i\-'< 10), либо конструировать эти детали из обрезков п - прокатных двутавров. - -¦ Отклонение плоскости отдельных листовых деталей от заданного угла, примыкания к основному сечению по- казано на рис. 24.13,е для случая выхода в виде кон- соли листовой детали за пределы основного сечения (опорная плита в базе колонны). Мерой борьбы яв- ляется конструирование плиты с вылетом / не более 5 ее толщин или введение в конструкцию ребер, предо- храняющих плиту от усадочной деформации (рис, 24.13,яс). 24.4. ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ В РАЗМЕРАХ КОНСТРУКЦИЙ Одним из факторов -технологичности стальных кон- струкций является взаимозаменяемость составляющих их сборочных деталей. Поэтому размеры этих деталей должны быть в пределах заранее предписанных допу- •¦ скаемых отклонений, обеспечивающих определенную им посадку. По плотности и величине зазора сопряжения могут быть разбиты на три типа: 1) плотное («рис. 24.14,а) — определяемое отсутст- : вием зазора при любых отклонениях в размерах со- прягаемых деталей и конструкций. В этом случае по- становка детали осуществляется с усилием под удара- ми кувалды, запрессовкой домкратом и т. д.; 2) ограниченно свободное (рис. 24.14,6) —¦ опреде- ляемое наличием между сопрягаемыми деталями зазо- ра, величина которого колеблется в заранее обуслов- ленных пределах, при этом минимальная величина за- зора может равняться нулю; деталь при сборке должна свободно войти в промежуток, образуемый собранными деталями; - 3) свободное ' (рис. 24.14,в) — определяемое обяза- тельным наличием зазора любой' гарантированной ве? личины при любых отклонениях в размерах сопрягае- мых деталей. ' ' ч '¦ В табл. 24Л4 приведены допускаемые отклонения в размерах стальных конструкций по ОН 95—60. [23]. Они обезличены, зависят от длины изготовляемой дета- ли и крнструкции и учитывают дейстьйтельную точ- Рис. 24.14. Сопряжения стальных конструкций а — плотное; б — ограниченно свободное; в — свободное ; Обозначения: А, В—номинальные размеры; Hg, Bg — предельные размеры наибольшие; А , В' — то же, наименьшие; Д^ , Дд -г- допускаемые отклонения, равные А~—А , Bg—Вм; ВО — откло- ' нение верхнее, равное А*—А, В*—В; НО — отклонение нижнеер , равное А—Аы, В—Вм; NM — иа^яг наименьший, равный Вм — —Aq ¦= 0; .Afg—натяг наибольший, равный Ам — Bg; Sg — зазор ¦ наибольший, равный Ag—B; S—зазор наименьший, равный Аы—В- ность операций технологического процесса, в частности сборку по разметке или сборку с помощью сборочных приспособлений и кондукторов. Каждой операции со- ответствует своя точность,, и поэтому указание в про- екте точности изготовления изделий определяет -в по- следующем и процесс их изготовления. Так как с уве- личением точности стоимость изготовления повышается, то последнюю, следует назначать наименьшей, исходя из данных условий обеспечения прочности и характера ра- боты конструкции. Во избежание дополнительных работ на сборке при ¦ проектировании надлежит предусматривать необходимые ;компенсаторы в виде зазоров, прокладок и деталей, с помощью которых можно устранить неизбежные неточг юности в размерах сопрягаемых деталей и конструкций.
532 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Та б л и ца 24.14 Допускаемые отклонения действительных размеров от проектных в стальных строительных конструкциях 24.5. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИИ КОНСТРУКЦИЙ ПО СТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Выбор наиболее оптимального конструктивного ре- шения должен производиться в процессе проектйрова-' ния на основе технико-экономического сравнения раз- личных вариантов. При этом следует учитывать, что основным элементом стоимости конструкций является стоимость металла и других материалов, идущих на" их изготовление; вторым элементом —-• заработная плата рабочих, занятых на заводе изготовлением; прследний' элементом — цеховые и общезаводские накладные расходы. Оценка вариантов конструктивных решений только по расходу стали:(как это делается некоторы- ми проектировщиками-) без учета стоимости изготов- ления недопустима, так как нередко конструкция, име-. ющая меньший вес, требует- для своего изготовления больших затрат труда, чем более тяжелая. Для определения стоимости изготовлесшя проекти- - руемой конструкции на стадии проектного задания или технического проекта рекомендуется., методика, предло- женная канд. тех.н. наук Я. М.- Лихтарниковым и впо- следствии доработанная и дополненная д-ром техн. наук проф. Н. С. Стрелецким, согласно которой расчету стоимости изготовления ведется по следующим опера- ' циям: сборка — собственно сборочные работы; сварка — собственно сварочные работы; обработка —¦• резка,, правка и образование отверстий; клепка — рассверлов- ка и клепка. Стоимость вспомогательных операций учи- тывается'соответствующими коэффициентами. Трудоемкость расчетных операций по обработке и- сборке определяется не' для всей конструкции в целом,. а только для основных ее деталей или элементов, раз- меры которых могут быть выявлены из ранних стадиях проектирования. Затраты труда на изготовление осталь- ных дополнительных деталей (накладок, прокладок. и т. д.) учитываются соответствующими коэффпциен.та- 1 ми. Трудоемкость сварочных работ определяется толь- ко по основным швам, т. е. по всем-погонажным,швам^ соединяющим между собой основные детали элемента, или швам, прикрепляющим элементы к фасовкам уз- лов. Швы, прикрепляющие накладки, прокладки ' и прочие дополнительные детали, относятся к дополни-" тельным, трудоемкость которых учитывается соответ- ствующим коэффициентом. Трудоемкость клепки и рас- сверловки оцределяется аналогично трудоемкости свар- ки, т. е. по выклепке только основных заклепок, к ко- торым относятся заклепки,' соединяющие детали стерж- ня элемента. . Для расчета стоимости изготовления проектируе- мой конструкции, включая стоимость металла, можно пользоваться формулами: , . Ксв = 1.2 ? KuQu + 4,4 [яо(а.бр'обРФсб;, + ' + «сб'сбФсб) + Фсв «св. Е '*св!; (24.3). Ккл = 1.2 ? #п<2п + 4,4 [«о (гобр'обр4обр + ' +«(б<сб'М+т^л«кл?чЛз<о], • (24-4)\ где Кп—стоимость 1 т проката по прейскуранту; Qn—количестве тонн проката данного профиля, идущего на изготовление конструк- ций; . j По —' число основных деталей а конструкции; и элементов 1, Отклонения от размеров сборочных деталей \ Длина и ширина отрезанной детали: а) кислородом вручную по на^ метке 6) ножницами или пилой по в) ножницами или пилой по упору . г) кислородом полуавтоматом и автоматом по шаблону . Длина и ширина строганой де- тали па кромкострогальном или фрезерном станке . . ¦.-.•• Расстояния м<ркду центрами крайних отверстий: проколотых и просверленных проколотых и просверленных по шаблону со втулками . . . . . Расстояния между центрами смежных-отверстий проколотых и просверленных по наметке или шаблону . i . просверленныхЧпо шаблону со 2. Отклонения от размеров элементов конструкций после окончательного изготовления собираемых на стеллажах по раз- собираемых в кондукто- рах и других приспособлениях с укрепленными фиксаторами, а так- же по копиру с фиксаторами; размеры (длина,, ширина) между фрезерованными поверхностями (при любом способе,сборки); расстояния между группами монтажных отверстий, образован- ных в отдельных деталях при об- работке и установленных на сбор- то же, образованных в отдель- ных деталях при обработке и уста- новленных на .сборке с помощью то же, просверленных по' кон- дукторам, в законченных изготов- лением конструкциях ...... « Отклонения (±) в мм для элементов конструкций длиной в м ¦ч 3 2 1.5 2 1 2 1 1.5 0,7 3 2 1 3 2 1 1 Примечание. К группе отверс для крепления одного или совместно н струкций в узде; отверстия для закле универсальных—на длине полунакладки на .участке между отдельными стыкам* 1Л 3,5 2.5 2 2,5 1.5 2,5 1.5 5 3 1.5 5 3 1.5 о 7 1Я 4 3 2,5 3 2 3 2 8 5 2 8 5 2 7 4,5 3,5 3 3,5 2,5 3,5 2,5 S 11 7 .2,5 11 7 2. Г. о J 5 4 3,5 4 3 4 3 12 8 .3 12, 8 3 ю см 1 О О! — — - — _ — 14 9 3,5 1 14 '• 9 З.Е 1Я сч л — — - — — — 15 10 4 15 10 4 гий относятся: отверстия ескольких элементов кон- пок.или болтов в стыках в стыках ступенчатых —
Гл. 24. Изготовление стальных конструкций 533 ' юо гоо -, зоо 4oo soo Средний вес основной детали в\е1 дкг. Рис.. 24.15. Трудоемкость 'обработки основ- ных деталей стальных конструкций 0 — без отверстий; 6 — с 10. отверстиями: в —с 50 отверстиями; г — со 100: отверстиями; .1 — из 1 листа; 2—из профильного проката ' 4 0,500 100 ПО 180 220 260 300 340 380 400 Средний Вес основной детали <?0>Ср В кг. Рис. 24.16. Трудоемкость сборки колонн и ферм под сварку . а — колонны, стойки и опоры газопроводов р'ешетча- . тые, постоянного и переменного сечений из прокатных профилей; б — колонны, сплошные из листовой и про- фильной стали постоянного и переменного сечений; в — фермы стропильные, подстропильные, решетчатые -, подкраноЕце балки <*обр> °сб> асв>акл—расчетные; . стоимости 1 чел.-часа; I — длина основных сварных швов (в м), стоимость ко- торых определяется с уче- том данных табл. 24.15; п3—количество основных за- клепок (в шт.), стоимость которых определяется с '..•'¦ учетом данных табл. 24.15; Л>бр. *сб> 'сб. 'кл— трудоемкость расчетных операций по обработке, сборке, сварке и клепке, принимаемые по рис. 24.15^-24.19 и табл. 24.16; фобР- тЧб. Фсв. Фкл — коэффициенты, учитываю- щие затраты трудя на об- работку, сборку, сварку и клепку дополнительных деталей, причем коэффи- циенты фобр и фсб при- ' . иимаются по рис. 24.20, а , - „'- коэффициенты фсв и iiKn принимаются для конст- рукций типа''колонн &св = = 5; фкл =3; для решет- чатых конструкций фсь = = 3; фкл, =2; для балок сплошного сечения фсв = =2; <Кл =1,5. * 0.960 Qj "10.880 о" ;§ 0.800 Щ 0.720 о Е 2 0.640 •э | OJ60 си *=> 3 0Л80 5 OfiQO I 0.32V О ? 0.240 а ¦е. | 0.160 1 0.080 I ? • о г 60 70 80 90 W0 НО 120 •Средний Вес основной детали 04м fl*9 s Рис. 24.17.. Трудоемкость сборки различных элементов-стальных конструкций под сварку.; а — простые прогоны и балки; б— прогоны кровли, а также сложные ригели фахверка из, прокатных профи- лей; в—связи и распорки из прокатных профилей; ¦ г — лестницы и площадки ¦..
534 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям в h -L- '/> уУ.\ К. ^Г-1 Г > // t X ^> "д ¦/ / , / / - /i 1 1 / ~~УУ "0 / г 1 , • <У / ' f У . в 10 № Ш 22 m зв зь Высота тклавыдаенш шва яв патгт-у ала толщина свариваемой стали в ям 30 <Ш *> <* Г.2 °0,в ¦§ |Д2 5,0' б 10 П 18 22 26 30, 3h 38 «2 46 50. | Высота накпадываемего шва по катету <-> цпи толщина свариваемой стали в мм Рис. '.. 24.19. Трудоемкость наложения 1 пог. м шва, выполняемого автоматической и полуавтоматической сваркой (сплошные линии — автоматическая сварка; пунктир- ные — полуавтоматическая) а»« с К-образным скосом кромок; 6%— без скоса кромок; в — внахлестку, в тавр, в угол; г — с двусторонним скосом кромок1; д — с односторон- ним скосом кромок Рис. 24.18. Трудоемкость наложения 1 пог. м шва при ручной сварке в нижнем положении электродами ЦМ-7 диаметром 6—6,5 мм (при сварке другими электродами принимают коэф- фициенты: для электродов марки ОММ-5 — 1,5; СМ-11 — 1,2 и УОНИ-13 — 1,4; при свар- ке в горизонтальном и вертикальном положе- ниях, принимают коэффициент 1,4) а — с двусторонним скосом кромок; б — без скоса кро- мок; в — внахлестку; в тавр и в угол; г —;.с односто- ронним скосом кромок Таблица 24.15 Расчетные стоимости 1 чел.-часа на основных операциях , ;t го -!= «В-J? §=> il 1 o? и 1 V / "&$s* 1^- 1,0 1,1 1.2 1,3 1,<i 1,5 Строительный коэффициент веса щ} Рис. 24.20. Коэффициенты трудо- емкости операций обработки у0бр и сборки фсб Таблица 24.16 Трудоемкость рассверловки и клепки 100 шт. заклепок в чел.-час Операции Коэффициент Обработка деталей ... Сборка Сварка . . . Клепка, включая рассверловку . . "обр ксб асв "кл Стоимость 1 чел.-часа в руб. —коп. 0-44 0-50 0-56 0^-53 1 Разновидность клепки и рассвер- ловки Групповая .... Подборная .... Вид клепки скобой пневмати- ческим молотком скобой пневмати- ческим молотком при диаметре заклепок в мм . 19 2,4- ¦ / 3,3 4,7 6,3 '7,6 22 ' 2,5 3,5 4,9 7,6 9,2
Гл. 25. Транспортирование 535 ГЛАВА 25 ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ 25.1. ПЕРЕВОЗКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ А, ГАБАРИТЫ ОЧЕРТАНИЯ ПОГРУЗКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПРИБЛИЖЕНИЯ СТРОЕНИИ, СТЕПЕНИ НЕГАБАРИТНОСТИ. УКАЗАНИЯ ПО ПЕРЕВОЗКЕ На рис. 25.1 показаны габариты по ГОСТ 9238—59: ; очертания погрузки (габарит I-T, измененный в соот- ветствии с указаниями ГОСТ, раздел IV, пп. 14 и 20), подвижного состава I-T и приближения строений же- лезных дорог яа перегонах и станциях. Элементы, стальных конструкций, погруженные на' подвижной состав, должны вписываться в габарит очер- тания погрузки. ^ В табл. 25.1 приведены характеристики обычно при- меняемых вагонов: двухосных платформ грузоподъем- ностью 20 т (производство их в настоящее время пре- кращено); четырехосных платформ грузоподъемностью 60 т типа 1936-г. и с удлиненной рамой, а также.гон- дол (полувагонов) грузоподъемностью 60 т. В лсклкк чительных случаях' .применяются . транспортеры грузо- подъемностью от 30 до 230 т. Транспортёры дают воз- можность снизить центр тяжести, груза, что увеличи- вает устойчивость груза и уменьшает ^.количество креп^ лений его на вагоне. ,. _ '; —3250] -t626~ ¦/#$-- "НЩш ' Размеры 8 мм \ Рис. 25.L Габариты очертания погрузки, подвижного состава и приближения строения по ГОСТ 9238—59 . а — габарит очертания погрузки; б — габарит I-T подвижного состава железных дорог широкой колеи 1524 мм; в — габарит с приближения строений железных, дорог колеи 1524 мм на станциях; в — то же, на перегонах; Р— уровень верха головки рельса; Я —наименьшее расстояние до оси главного пути; Г—база вагона или транспортера в метрах; линия грузов, пропускаемых через сортировочные горки; —• линия приближения вновь строящихся зданий и сооружений, расположенных у крайних путей на перегонах и станциях; —• линия, выше которой на перегонах и станциях не должно подниматься ни одно устрой- ство, кроме искусственных сооружений,, настилов переездов, стрелочных переводов, напольных устройств СЦБ на станциях и индукторов локомотивной сигнализации; —••• —линия приближения вновь сооружаемых фундаментов зданий, фундаментов опор, прокладки тросов, кабелей, трубопроводов и других, не относящихся к пути сооружений на перегонах, за исключением искусственных сооружений и устройств СЦБ в местах рас- положения сигнальных и трансляционных точек; — линия приближения для туннелей и перил на мостах Таблица 25.1 Длина по л Длина по о Характеристики железнодорожных плат скиз и параметры обовым листам си сцепления.-.а втосцепок ... ^ Ь г- Двухосная грузоподъемностью 20 m нетормозная 9 200 10 424 9114 2 750 тормозная 9 200 10 424 8 364 2 750 форм Размеры в мм Четырехосная грузоподъемностью 60 m ¦ нетормозная 12 974 14 194 12 874 2 770 тормозная 12 974 14 194 12 102 2 770 нетормозная с удлиненной рамой 13 400 14 620 13 300 2 770 Гондола гру- зоподъемно- стью 60 m (полувагон) ' 12 700 13 940 12 004 2 950
536 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям 1 Эскиз и параметры •' г—1 т—а. 1 г 1 i Высота пола "платформы над головкой База (расстояние между скатами или: шкворнями тележек) Максимальная возможная длина погру- J • • х • ¦ Продолжение табл. 25.1 "' Размеры в мм ' Двухосная грузоподъемностью 20 m нетормозная 1 325 5 600 10 004 тормозная 1325 ч5 500 •8 809* * Длина груза, погруженного над тормозной будкой, принимается как Четырехосная грузоподъемностью 60 m нетормозная ¦ 1 271 9 294 1 13 774 пля. нетормозных ^тормозная 1271 9294 , 12 552* платформ. нетормозная с удлиненной рамой 1284 Ч 9 720 14 200 Гондола гру- зоподъемно- стью 60 m (полувагон) 1390 8 550 13 500 Элементы конструкций, погруженные на подвижной состав и выходящие за пределы габарита очертания погрузки (рис. 25.1,а), считаются негабаритными. В за- висимости от величины выхода за пределы очертания погрузки, негабаритность подразделяется на 5 степе-, ней — от нулевой до четвертой (рис. 25.2). Сверхнега- Uf- ¦ ? *'¦ .! *) ¦ Т ¦-Ч00О ¦$-гвоо-\~гово 0 Рис. 25.2. Негабаритности а — нулевой степени; б — первой степени; в — второй степени; г — третьей степени; д — четвертой степени; е — зоны негаба- рнтиости; Р—уровень верха головки рельса; 1 г- очертание по- грузки; 2 — зона верхней негабаритности; 3 — зона боковой негабаритности; 4 — зона нижней негабаритности , баритными считаются грузы, очертания которых при погрузке на подвижной, состав выходят за пределы: а) очертания III степени негабаритности на высоте (5т уровня головки рельса более 3608 мм; б) очертания не- габаритности IV степени; в) очертания погрузки.в зо- не нижней негабаритности (см. рис. 25.2,е). Перевозка негабаритных грузов, р особенности III и IV степеней негабаритности и сверхнегабаритных, связана со значительными трудностями для железных дорог, высокой стоимостью перевозок и может произво- диться только в исключительных случаях. Груз не должен выступать более чем на 400 мм за пределы буферных^ брусьев-(табл. 25.1) и очертания по- грузки (рис. 25.1;а), а по, весу не должен превышать грузоподъемности вагона. Центр тяжести груза должен находиться над центром платформы. Допускается сме- щение центра, тяжести груза от центра платформы в ¦'(поперечном направлении, на 100 мм и в продольном на '/а. Длины базы вагона. Груз должен располагаться.на полу вагона равно- мерно, а загрузка тележек или колесных пар должна быть' одинаковой. Допускается разница в нагрузках на колёсные пары двухосных вагонов не более 4 г и на тележки четырехосных вагонов не более 10 г/ Перевозка элементов конструкций длиной более 14 200 мм производится на сцепах из двух или трех платформ с опиранием груза соответственно на две или на одну платформу. При погрузке с опиранием на две платформы (рис. 25.3) необходимы специальные уст- ройства (турникеты),'обеспечивающие повороты плат- формы при прохождении по кривым и изменение рас- стояния между платформами при трогании поезда с ме- ста и торможении. Устройство турникетов очень тру- доемко . и дорого, поэтому следует преимущественно по- гружать на сцеп с опиранием на одну платформу. При погрузке длинномерного груза с опиранием на одну че- тырехосную платформу и совпадении центра тяжести груза'с серединой платформы максимальная длина гру- за в зависимости от его веса (при комбинированном рес- сорном подвешивании платформ) должна быть не бо- лее величины, указанной в табл. 25.2, Т а б лица 25.2 Наибольшая допускаемая длина груза, погруженного на сцеп с опиранием на одну четырехосную платформу Вес груза в т, не более ДлинаТгруза в мм, не 60 16 000 .50 17 000 40 19 000 30 22 000 ¦»;. 27 000
Гл. 25. Транспортирование 537 t * г ! -^ 'ТОР Рис. 25.3. Схема погрузки с опиранием на,две платформы а — схема погрузки; б — деталь турникета; 1 1 — подвижный турникет; 2 — неподвижный Чурникет; 3 — шкворень; 4 — груз При размещении на сцепе из двух платформ груза, опирающегося на подкладки, уложенные посередине каждой грузонесущей платформы, нагрузка на каждую из этих платформ не должна превышать величин, ука- занных в табл. 25.3. -у Таблица 25.3 Наибольшая допускаемая нагрузка на одну платформу сцепа Тип платформы Двухосная. грузоподъемностью 20 m ...... Четырехосная грузоподъемностью 60 m (типа Четырехосная.грузоподъемностью 60 m с уд- Допускаемая нагрузка в m 26 , , 35 Б. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НЕГАБАРИТНОСТИ ГРУЗА , НА КРИВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ ¦ ' ; i \. При прохождении подвижного состава : по Кривой' ось груза смещается с оси пути, п'рччем.' наибольшие смещения наружу кривой будут по'.'чкойцам груза,: а внутрь кривой — посередине груза. . . ] Условно габаритным считается груз; габаритный на прямых участках пути и выходящий за габарит очерта- ния погрузки (рис. 25,1,а) на кривой, если величина, выхода не превышает уширений габаритов приближения строений и междупутий на этих кривых.^ Проверка не- габаритное™ производится для кривой условного ради- уса /?==350 м; определенная для этого радиуса нега- баритность называется расчетной. •Расчетную негабаритность следует проверять для длинномерных грузов, перевозимых подвижным соста- вом с большой базой (транспортер, сцеп платформ), при длине груза более 24 000 мм или при отношении длины груза к базе более 1,41. Базой транспортера на- зывается расстояние между шкворнями главных балок; базой платформ —• расстояние между осями у двухос- ных платформ или шкворнями тележек у четырехос- ных платформ и гондол; базой сцепа — расстояние меж- ду точками опирания груза при опирании на разные платформы и расстояние между осями платформ — при опирании на одну платформу. Для грузов, погру- женных на сцеп с опиранием на одну платформу гру- зоподъемностью 60 либо 20 т и с опиранием на две платформы грузоподъемностью 60 или 20 т, расчетная яегабаритность проверяется только щля длин грузов, превышающих приведенные в табл. 25.4. Таблица 25.4 Предельнее длины грузов, погруженных на сцеп, при которых не требуется проверка расчетной негабаритности Шлина плат- Подвижной состав, на кото- 1 формы по рый опирается груз I лобовым i |листам в м База плат- формы или сцепа в м Наиболь- шая длина J груза в м 1. Отдельная четырехосная платформа с- удлиненной ра- мой • . . . 2. Отдельная четырехосная платформа типа 1936 г. . . , 3. Отдельная двухосная платформа . . ,. 4. Сцеп из двух четырех- осных платформ с удлиненны- ми рамами 5. Сцеп из двух четырех- осных платформ типа 1936 г. . 6. Сцеп из двух двухосных платформ ., 13,4 12,974 9,2 13,4 12,974 9,2 9,72 9,294 5,5 14,62 14,194 10,424 18 17,5 13 23,8 23,3 19,1 Приме ч а н и е. При погрузке на сцеп с опиранием на одну платформу длина груза определяется по позициям 1, 2, 3. При проверке расчетной негабаритности определяет- ся увеличение ширины груза, равное величине выходов его на условной кривой /?=^350 м за вычетом имеющих- ся на этой кривой уширений габаритов приближения строения и междупутий. Величина смещения оси груза с оси пути для двух- осных и четырехосных платформ, сцепа платформ, а также транспортеров, имеющих не более трех осей, определяется по формулам: L2 И Л = п г. — 8R сц 8R ' Л = 8R Л. 8R - а. — Ъ; (25.1) (25.2) где f\ — величина смещения наружу кривой в мм; U — величина смещения внутрь кривой в мм; L — длина груза в мм; I — база платформы или транспортера ь мм; 'сц— база сцепа платформ в мм; R_— радиус кривой в мм;
538 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Ь—'увеличение расстояния (по горизонтали) от оси пути до сооружения, находящегося с на- ружной- стороны кривой, или половина 1увели: чения ширины междупутий двухпутной линии в мм, определяемое по табл. 25.5; а — увеличение расстояния от оси пути'до соору- жения, находящегося с внутренней стороны кривой, при отсутствии возвышения наружно- го рельса, или половина увеличения ширины междупутья двухпутной линии в „ мм (табл. 25.5), . v Таблица 25.5 Увеличение горизонтальных расстояний между осями двух смежных путей и между осью пути и габаритом приближения строений на перегонах в кривых участках пути (а и Ь) Радиус кривой в м 4000 3500 3000 . 2000 1800 1500 . 1200 1000 800 700 600 500 400 350 300 250 200 180 150 ^ Расчетные возвыше- ния наруж- ного рельса в мм 35 , 40 ' 45 70 75 90 115 125 125 125 125 ' 125 125 125 125 , 125 125 125 125 Между осями при отсутствии возвы- шения илиЪри равных возвышениях наружных рельсов обоих путей; при возвышении на- ружного рельса внеш- него пути менее воз- вышения наружного рельса внутреннего пути 20 20 • 25 35 40 50 60 75 90 105 120 145 180 205 240 290 360 400 480 двух смежных путей в мм при возвышении наружного рельса внешнего пути более возвышения наружного рельса внутреннего пути 70 ч 80 ' 95 145 155 185 ( 235 • 265 280 295 310 ¦335 . 370 .395 430 480 550 590 670 . ' при отсут- ствии, воз- вышения наружного рельса внутренне- го пути 125 145 , 160 250 270 325 410 455 470 ~ 485/ 500 525 560 . 590 620 670 : 740 780 870 Между осью пути и габаритом приближения при возвышении наружного рельса а с внутренней стороны кривой на высоте \ 5550 , ' 130 150 - 170 , 260 280 340 430 470 480 485 495 505 525( 540' 555 580 615 635 675 4310 105 ¦ 120 135 210 225 270 340 375 385 •¦ 390 400 410 430 440 460 480 520 540 580 1200 35 40 45 70 75 95 115 130 140 145 155 170 185 200 215 240 275 295 335 267 15 20 20 30 35 40 50 60 '65, 75 80 • 95 ПО 125 140 165 200 220 " 260 Ь с наруж- ной сторо- ны кривой при высоте 5 550чт -i-267 10 10 15 20 20 - 25 30 35 45 50 60 75 90 105 i20 145 180 200 240 строений в мм при отсутствии возвышения наружного рельса с на- ружной и внутренней сторон кривой 10 10. '15s 20 20 25 •зо 35 45 50 60 75 90 105 ' 120 - 145 180 200 240 Для многотележечных транспортеров и сцепов плат- форм смещение середины груЗа внутрь Кривой увеличи- вается из-за смещения базы платформы, сцепа или групп тележек транспортера «а величину, зависящую от раз- мера базы, а смещение концов груза наружу ,кривой уменьшается на эту же величину. Величина смещения концов груза ft должиа быть увеличена на величину разбега ходовых частей вагона, определяемую по фор- муле ' . ч К= 57,5 (-^-—i;4l) мм, (25.3) Таблица 25.6 где L—пдлина груза в мм; I—¦ длина базы вагона или транспортера в мм. L2 1г Значения величин -— и—-¦ приведены в табл. 25.6, 8R 8R а величины К — в табл. 25.7. Величины а и Ь при рас- четном #=350 м принимаются равными 105 мм. Пре- дельные габариты отправочных элементов при наиболее часто встречающихся схемах погрузки с учетом выхода концов груза наружу при прохождении по кривой #=350 м и от разбега ходовых частей приведены в табл. 25.8. L2 / /2 Значения ——( -гт-1 в мм 8R\,8RI Длина L (1) в м 5 • 6 7 -8 9 10 . 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Радиусы кривых в м 200 16 23 31 40 51 63 76 90 106 123 141 160 181 203 226 250 276 303 331 360 250 13 18 25 32 41 50 61 72 85 98 113 128 . 145 162 181 200 221 242 265 288 300 10 15 20 27 34 42 , 50 60 70 82 94 107 4 120 135 150 ' 167 184. 202 220 240 350 9 13 18 23 29 36 43 51 60 70 80 91 103 116 129 143 158 173 189 206 400 8 12 16 20 26 32 . 38 45 53 ' 62 71 80' 91 102 113 125 138 152. 166 180 450 7 10 14 18 , 23 28 34 40 47" 54 63 71 80 90 100 111 123 134 147 160 500 7 9 13 16 21 25 31 36 43 49 57 64 73 81 91 1.00 111 121 133 144 550, 6. 8i И 15 - 18 23 25 33 38 45 ' 51 58 / 66 74 82 91 100 НО 120 131 600 5 8 Ю ^ 14 17 21 25 30 35 41 47 54 60 . 68 75 84 92 101 ПО 120
Гл. 25. Транспортирование , - 539 Продолжение табл., 25.6 Таблица 25.S Длина Щ) в м 25 26 27 28 29 '30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 200 391 423. 456 490: 526 563 601 640 681 723 766 810 856 903 951 1000 250 313 338 365 392 421 450 481 512 545 578 613 648 685 722 761 800 300 260 282 ¦304 327 350 375 400 427 454 482 510 540 570 601' 634 667 Радиусы кривых в м 350 223 241 260 ' 280 300 321. 343 366 389 413 438. 463 489 516 543 571 400 196 212 228 245 263 282 301 320 341 362 383 405 428 452 476 500 450 ¦ 174 188 203 218 234 250 '267 284 303 321 340 360 380 401 423 444 500 157 169 183 196 211 225 241 256 273 289 307 324 343 361 381 ¦ 400 550 142 154 166 178 191 205' 218 233^ 248 263 278 295 311 328 346 364 600 ,130 141 152 164 175 ' 188 200 214 227 241 255 270 ,285 301 317 334 Таблица 25.7 Выход концов длинномерного груза К от разбега ) Длина ; груза в м 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22\ 23 24 25 26 27 28 29 30 / 3 ; двухосную платформу с базой 5,5 м . 23 1 . 34 44 55 66. 75 86 — — — — — V. - — — — - -. ХОДОВЫХ частей Величина К в мм при погрузке на четырехосную платформу с базрй 9,3 м -г — — — .6 12 18 24 30 36 45 49 55 61 67 74 80 86 — — - 9,72 м — .— — ¦ — 2 7 14 20 ./25 31 37 43 49 55 . «1, 67 72 79 — — - сцеп из двух платформ двухос- ных с базой 10,42 м — - - — — — — " v 13 18 24 29 35 40 46 53 57 63 68 74 79 85 четырех- осных с базой 14,19 м — - — — — — — — —. i — j — — . 8 12 16 1 201 24 28 32 36 .40 четырех- осных с базой 14,62 м — - — — - ' - — — — — — — — 9 13 17 21 24 29 ' 33 37 Наибольшая ширина груза а в мм при высоте Я и длине LMaKc> соответствующая очертанию погрузки и негабаритности разных степеней Макси- мальная высота Я в мм Габарит очертания погрузки (рис. 25.1.а) Негабаритность степени При'погрузке иаодну платформу грузоподъемностью 60 m с базой 9294 или 9720 мм ®"- ui377u(mm)- wgttfnsi® 3800 '3700 3600 3500 3400 3300 3200 ' 3100 ¦ 3094 3000 2900 2800 2744 2700 . 2600 2574 2500 2494 2474 2400 2344 2300 2202 2194 2000 2094 2000 1900 .1800 1700 1600 1594 1500 1400 1300 1200 1154 и ниже 1240 ' 1385 1540 1694 1849 2002 2157 2311 2466 2475 2620 2775 2929 3016 3085 32.40 3250 3250 3250 3250 3250. 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 1400 1533 1675 1817 1959 2101 2242 2384 2526 2535 2668' 2810 2952 3031 3093 3235 3272 3377 3385. 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 1400 1533 1675 1817 1959 2101 2242 2384 2526: 2535 2668 '2810 2952 3031 3093 3235 3272- 3377 3385 3414 3520 ' 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 . 3600 3600 3600 3600 3600 3600 1760 1884 2015 2146 2278 2409 2541 2672 2808 2811 2935 3066 3198 3271 3329 3461 ,3494 3592 3600 3613 3663 3700 3729 3795 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 2000. 2147 2303 2459 2616 2772 2928 3084 3241 3250 3344 3444 3544 3600 3633 3707 3726 3781 3785 3800 3'854 3895 3928 4000 ¦ 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 , 4000 2000 2147 2303 2459 2616 2772 2928v 3084 3241 3250 3344 3444 3544 3600 3633 3707 3726 3781 3785 3800 3854 3895 3928 ' 4000 , 4006 4076 4080 4125 4173 4221 4269' 4317 4320 4348 4377 • 4407 4436 4450 При^погрузке на сцеп с опиранием на одну платформу грузоподъемностью 60 от и базой 9294 'мм Предельные габариты даны для максимальной длины отпра- вочного элемента, равной 24 000 мм при симметричной погрузке со свесами по обе .стороны средней платформы или 18 000 мм
540 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным' конструкциям Продолжение табл., 25.8 Продолжение табл. 25.? Макси- мальная высота Н в мм Габарит очертания погрузки (рис. 25.1, а) Негабаритность степени при свесе по одну сторону средней платформы. В обоих случа- ях наибольшее смещение продольной оси груза относительно оси пути на кривой R=350 м с учетом половины величины ушире- ния .междупутья двухпутной линии железной дороги и разбега ходовых частей составит 137 мм. При меньшей длине отправоч- ного элемента табличные значения размера а должны быть уве- личены: при длине груза до 17,5, м включительно — на 274 мм; 18 л»—на 254 мм; 19 м — на 216 мм; 20 М — на 170 мм; 21 м — на 132 мм; 22 м — на 90 мм и 23 м — на 46 мм При весе груза 60 m длина его не должна превышать 16 м; 60 m —¦ 17 м; 40 m — 19 м; 30 m — 22 м; 20 m и менее — 27 м 3900 3850 3700 3600 3500 3400 3300 3200 3100' 3000 2900 2800 2700 2600 2580 2580 2480 2400 2300 2208 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1160 и ниже 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 966 1043 1275 1430 1584 1739 1893 2048 2202 2356 2510 2666 2825 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 2976 1126 1197 1410 1552 1694 1835 1977 2119 2260. 2402 2544 2685 2827 2970 2999 3110 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 3140 1126 . 1197 1410 1552 1694 1835 197Т 2119 2260 1 2402 2544 2685 2827 2970 2999 3110 3140 3254 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 3326 . 1486 1550 1749 1880 2012 2143 2275 2406 2537 2669 2800 2932 3063 3194 3220 3326 3340 3393 3460 3520 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 3526 1726 1804 2038 2195 2351 2507 2663 2820 2976 3076 3176 3276 3367 3437 3452 3511 3526 3584 3658 3726 3726 3726 3726 3726 3726 3726 3726 3726 3726 3726 1 3726 3726 1726 1804 2038 2195 2351 2507 2663 2820 2976 3076 3176 3276 3367 3437 3452 3511 3526 3584 3658 3726 3732 3806 3854 3902 3950 3998 4046 4074 4104 4134 4164 4176 Максималь- ная высота Н в мм Габарит очертания погрузки (рис. 25.1,а) Негабаритность степени При погрузке на сцеп с опиранием на одну платформу грузоподъемностью 60 m и базой 9720 мм +ЯЯ0-г61Ю0~Г 1200—1 ¦L й18000 большее смещение продольной оси груза относительно оси пути на кривой R=3S0 м с учетом величины уширения междупутья двухпутной линии железной дороги и разбега ходовых частей вагона сдставит:128 мм. При меньшей длине отправочного эле- мента табличные значения размера а, должны быть увеличены: при длине груза до 18 м включительно — на 256 мм; 19 м — на 214 мм; 20 л—на 174 мм; 21 м — на 132 мм; 22 м — на 90 мм и 18 м— на 46 мм. При весе груза 60 m длина его не должна пре- вышать 16 м; 50 т—17 м; 40 m — 19 м; 30 m — 22 м; 22 m и менее —27 м Предельные габариты даны для максимальной длины отправоч- ного элемента, равной 24 000 цм при симметричной погрузке со свесами по обе стороны средней платформы или 18 000 мм при свесе по одну сторону средней платформы. В обоих случаях наи. 3880 3800 3700 3600 3500 •¦ 3400 3300 3200 3100 3080 3000 2900 2800 2730 2700 2600 2560 2480 2460 2330 2300 2200 2188 2180 2100 2080 2000 1900 . 1800 1700 1600* 1580 1500 - 1400 1300 1200 1140 и ниже 1108 1262 1417 1572 1726 1881 2035 2190 2221 ' 2345, 2500 2654 2762 2808 2963 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 2994 1144 1238, 1400 1543 1673 1825 1966 2108 2250 2278 2393 2533 2675 2774 2816 2959 3016 3130 3158 , 3158 3158 3158 3,158 3158 3158 3158 3158 3158 3158 3158 3158 3158, 3158 ' 3158 3158 3158 3158 1144 1238 1400 1543 1673 1825 1966 2108 2250 2278 2393 2533 2675 2774 2816 2959 3016 3130 3158 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 3344 1504 1,610 1740 1872 2003 2135 2266 2398 2530 2556 2660 2792 2923 3016 3055 3186 3238 3344 3357 3444 3464 3530 3538 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 3544 1744 1870 2025 2182 2338 2494 2651 2808 2964 2994 •3074 3174 3274 3344 3366 3440 3470 3529 3543 3640 3662 3736 3744 3744 3744 3744 3744 374!4 3744 3744 3744 3744 3744 3744 3744 3744 3744 1744 1870 2025 2182 2338 2494 2651 2808 2964 2994 3074 3174 3274 3344 3366 3440 3470 3529 3543 3640 3662 3736 3744, 3750 3809 3824 3862 3910 3958 4006 4054 4064 4088 4118 4147 4176 4194
Гл. 25. Транспортирование 541 : ¦ ¦ . / Максималь- ная высота Н в мм . При погру 7& t 3; 3840 3800 3700 - . , 3600 3500 3400 3300 3200 3100 3040 3000 2900 2800 2700 2690 2600 2520 2440 2420 2400 2300 2290 2200 • 2148 2100 2040 2000 1900 1800 1700 1600 1540 1500 1400 . 1300 1200 - 1100 и ниже Продолжение та Габарит очертания погрузки (рис. 25.1, а) б л.. 25.8 Негабаритность степени 0 1 2 3 4 зкё на одну платформу грузоподъемностью 20 m Lr —-16101Щ У/////////',///*/// уУуУ^Р^№/7Уу уу/(.{/ууу?у/у/(<;/у "«F— f Р,>~-3500—* Р2 (г1 -X к? " 10124 1240 1302 1456 1611. 1766 1920 2075, 2229 2383 2476 2538 2692 2847 3001- ' 3016 3158 3250 3250 3250 3250 v 3250 . 3250 3250 3250 3250 ¦ 3250 3250 ' 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 3250 . 3250 3250 1400 Ц57 1599- 1740 1882 2024 2166 2308 2449 2535 . 2591 2733 2875 3017 \ 3031 3159 3272 3385 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 3414 1400 1457 1599 1740 1882 2024 2166 2308 2449 '2535 2591 2733 2875 ' 3017 3031 3159 3272 3385 3414 3443 3586 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 !3600 3600 3600 < 3600 ¦-• 3600 3600 3600 3600 3600 «а* %Уу К/у '' t=t. 1760 1813 1944 2075 2307. 2338 2470 2601 2732, 2811 2864 12995 3127 3258 3271 3390 3494 3600 3613 3627 3693 3700 3760 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 3800 2000 2062 2219 2375 2581 2687 2844 3000 3156 3250 3290 339Q 3490 3590 3600 3667 3726 3785 3800 3814 3888 3895 3962- 4000 ' 4000 4000 ' 4000 4000 4000 4000 ¦ 4000 4000 4000 . 4000 .4000 4000 4000 ' i * S 2000 2062 2219 2375 2581 2687. .2844 3000 3156 3250 3290 - 3390 3490 3590 3600 3567 3726 3785 .3800 3814 3888 3895 3962 4000 4035 4080 4099 4147 4195 4243 4291 4320 4332 4362 4391 4420 4450 Продолжение табл. 25.8 Максималь- ная высота Н в мм Габарит очертания погрузки (рис. 25.1, а) Негабаритность степени 0 1 2 3 4 При погрузке на сцеп и опиранием на оХну^платфорМу грузоподъемностью 20 m j \ * ш/ии —ОООО— ¦* -—виии —г Lr-13000—- ШШШЙуЖ ^—^^НУ-= ~<~ ' ' * ^ г §1 -.§ ь^уТ^г-Ч^-^ 'аП } 'Ж* • т^ Р, 1*5500-'* f, 1 -—ют——4 Предельные габариты даны для максимальной длины отпра- вочного элемента, равной 16 000 мм при симметричной погрузке со свесами-по обе стороны средней платформы или 13 000 мм при свесе по одну сторону средней платформы. В обоих случаях наи- большее смещение продольной оси груза относительно оси пути на кривой R, = 360 же учетом величины уширения междупутья двухпутной линии железной дороги и разбега ходовых частей ва- гона составит 61 мм. При меньшей длине отправочного элемента табличные значения размера а должны быть увеличены: при длине" груза до 13 м включительно—на 122 мм, при длине груза 14 м—иа 82 мм и 15 м—на 44 мм. 3840 3800 3700 . .., 3600 " 3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 2690 2600 2520 2500 2440 2420 2400 .'. 2300 2290 . 2200 2148 2140 2100 2040 2000 1900 . 1800 1700 1600 1540 1500 1300 1200 1100 1118 1180 1334 1489 1644. 1798 1953 2107 2261 . 2416 2570 2725 2894 3036, .3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 ' 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 3128 и ниже | 1278 . 1334 1476 ' 1618 1760 1902 2044- 2186 2328 .2470 ¦2612 -2752 2909 . 3036 3150 3178. 3264 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 3292 127.8 1334 1476 1618 1760 1902 2044 2186 2328 2470 2612 / 2752 2909 . 3036 3150 3178 3264 3292, 3320 3464 ,¦3478 3478 3478 3478 3478 , 3478 3478 3478 3478 3478 3478 3478 3478 ' 3478 3478 3478 1638 1690 1822' 1954 2084 2216 2348 ,2478 2610 2742 2872 3004 3149 3266 '3372 3398 3478 3492 3504 3572 3578 3638 3673 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 3678 - 1878 1940 2098 2254 2410 2566 2722 2878 3034 3168 3268 3368 3478 3544 3604 3616 3663 3676 3690 3766 3772 3840 3878 3878 3878 3878 3878 3878 3878. 3878 3878 3878 38*78 3878 3878 3878 1878 1940 2098 2254 2410 2566 2722 2878 3034 3168 3268 3368 3478 3544 3604 3616 3663 3676, 3690 3766 3772 3840 3878 3882 3914 3958 3976 4024 4072 4120 4168 4198 4210 4268 4298 4328 ¦
542 . Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям В. ТРЕБОВАНИЯ К ЧЛЕНЕНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ НА ОТПРАВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Длины отправочных элементов, как правило, не должны превышать 14,2 М- для возможности перевозки • их на одиночных платформах грузоподъемностью 60 т. Большая длина отправочных элементов может быть допущена только при большой трудоемкости или слож- ности устройства монтажных стыков, так как при боль'ших длинах отправочных элементов- уменьшается использование грузоподъемности подвижного состава. При членении конструкций на отправочные элемен- ты необходимо стремиться к уменьшению количества работ на монтаже и наилучшему использованию грузо- подъемности вагонов, а также учитывать конструктив- ные особенности элементов, руководствуясь при этом следующими указаниями: колонны очень, мощных сечений,' как, например, колонны горна доменных печей не должны, члениться; колонны одноэтажных промышленных зданий мо- гут члениться в пределах их верхних частей (выше уровня опоры'подкрановой балки), за исключением тех случаев,, когда вес нижней части колонны превышает грузоподъемность заводских или (монтажных кранов; колонны многоэтажных зданий должны члениться вне пределов примыкания ригелей перекрытий; подкрановые балки высотой до 3900 мм должны иметь только поперечные монтажные стыки, а при вы- соте более 3900 мм — продольные и поперечные мон- тажные стыки; ' неразрезные балки должны иметь поперечные- мон- тажные стыки только в пролете; стропильные и подстропильные фермы[ пролетом до 36 м включительно не должны иметь более одного монтажного стыка; кожухи доменных печей, пылеуловителей, воздухо- нагревателей, электрофильтров и другие листовые кон- струкции, помимо монтажных стыков^ назначаемых исходя из размеров прокатной листовой стали, должны также иметь монтажные стыки в местах переходов кожухов от одной поверхности к другой; листовые конструкции типа резервуаров, газголь- деров и др., изготовляемые рулонным способом, долж- ны иметь длину рулонов, равную высоте конструкции, но не более 18 ж и вес до 60 г; \ трубопроводы членятся на элементы, длина кото- рых позволяет грузить их на одиночные платформы, т. е. не более 14,2 м; тормозные настилы отделяются от 'подкрановых балок и членятся на элементы длиной до 7 м\ .^лестницы членятся на марши — элементами до 7 м, на перила и стойки — отдельными несобранными сбо- рочными s марками; радиомачты из условий монтажа членятся на эле- менты длиной до 6,8 м. Г. СТОИМОСТЬ ПЕРЕВОЗКИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ ПО ЖЕЛЕЗНЫМ ДОРОГАМ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ , Стоимость перевозки стальных конструкций гру- зовой скоростью по сети железных дорог общего наз- начения 'в пределах территории СССР исчисляется в соответствии с действующей тарифной схемой Мини- стерства путей сообщения СССР на перевозку, а имен- но; на расстояние до, 50 км — 81 коп. за 1 т подъемной, силы вагона и за все расстояние; 51—500 км—к плате за 50 км в размере 81 коп. за 1 "-т прибавляется 0,18 коп. с каждого ткм; 501—1500, км — к плате- за 500 км в размере 1 руб. 62 коп. за 1 т прибавляется 0,27 коп. с каждого ткм; свыше 1500 км — к плате за 1500 км, в размере 4 руб; 32 коп. за 1 т прибавляется 0,288 коп. с каждого ткм. Плата за перевозку стальных конструкций в ва- гонах в зависимости от расстояния приведена в прейс- куранте 10—01 [33]. ' Расчетно-весрвая (техническая) норма загрузки вагонов для определения "платы за по- вагонную перевозку стальных конструкций принята: грузоподъемность вагона ( в'г 18 20 50 60 норма загрузки в т ' 17 19,89 44,75 49,7 ¦ Плата за перевозку грузрв большой скоростью ис- числяется по тарифам грузовой скорости с увеличением на 100%. Плата за перевозку негабаритных грузов увеличи- вается против установленных ставок для габаритных г грузов следующим образом: ' нулевой и I степени —на 50%; II степени — » 100%; , III » — » 200%; IV » — » 300%. Расчет платы за, платформы, используемые ка« прикрытия или под установку контрольной рамы, про- изводится по основному установленному тарифу без повышения за негабаритность. Коэффициент использования грузоподъемности же- лезнодорожного подвижного, состава при загрузке его следующими элементами стальных конструкций может быть принят равным: колоннами • 0,36 подкрановыми балками ..... 0,43 стропильными ' и ' подстропильными фермами 0,15 связями и фахверками . . . . . 0,7 фонарями ¦ . . 0,53 негабаритными листовыми конст- рукциями .......... 0,5 конструкциями многоэтажных зда- ний . . . 0,7 конструкциями цистерн и опор ' линий электропередач 0,17 В ооответртвии с действующим прейскурантом ( № 33—01 оптовых цен франко-вагон — станция назначе- ния на стальные конструкции промышленных зданий, сооружений и автодорожных, мостов,- 'Стоимость пере- возки габаритных конструкций грузовой скоростью до станции назначения на сети железных дорог обще- го назначения в пределах территории Советского Сою- , за включаются в отпускные цены прейскуранта. 25.2. ПЕРЕВОЗКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ Более полные характеристики автомобильного тран- спорта приведены в справочнике проектировщика [21]. а характеристики наиболее распространенного1 — дань» > ниже.
546 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям в, - Таблица 25.15 Плата за перевозку стальных конструкций на судах Министерства морского флота СССР малым каботажем в Черноморско-Азовском, Каспийском, Северном, Дальневосточном и Балтийском бассейнах и по трассе Северного морского пути Расстояния в милях Размер платы Черноморско-Азовский, Кас- пийский и Северный бассей- ны (схема тарифов № 1) Дальневосточный бассейн (схема тарифов № 2) Балтийский бассейн (схема тарифов № 3) Арктическое плавание. Трас- са Северного морского пути (схема тарифов Л6 6) 1-30 31-50 51-75 , 76-200 201-800 Свыше 800 90,3 коп. с тонны за все расстояние К плате за 30 миль 90,3 коп. прибавляется 1,806 коп. с m—мили К плате за 50 миль 1 -руб.? 26,4 коп. прибавляется 1,506 коп. с т—мили К плате за 75 миль 1 руб. 60,3 коп. прибавляется 0,903 коп. с т—мили К плате за 200 миль 2 руб. 73 коп. прибавляется 0,45 коп. с т—мили 0,679, коп. с т—мили 1 руб. 02 коп. с тонны за все расстояние К плате за .30 миль I руб. 02 коп. прибавляется 2,036 коп. с т—мили К плате за 50 миль 1 руб. 43 коп. прибавляется 1,528 коп. с т—мили К плате, за 75 миль 1 руб. 81 коп. прибавляется 1,017 коп. с т—мили К плате зг 3 руб. 08 коп. 0,509 коп. с т- 200 миль прибавляется -мили 0,766 коп.с т—мили 87 коп. с тонны за все рас- стояние К плате за 30 миль 87 коп. прибавляется, 1,733 - коп. с т—мили К плате "W 50 миль 1 руб. 22 коп. прибавляется 1,3 коп. с т—мили К плате за 75 миль 1 руб. 55 коп. прибавляется 0,866 коп. с т—мили К плате за 200 миль 2 руб. 63 коп. прибавляется 0,433 коп. с т—мили 0, 652 коп. с т—мили 1 руб. 44,4 коп. с тонны за все расстояние К плате за 30 миль. 1 руб: 44,4 коп. прибавляется 2,893 коп. с т—мили К -плате за 50 миль 2 руб. 02,2 коп. прибавляет- ся 2,165 коп. с т—мили К плате за, 75 миль 2 руб. 56,5 коп.' прибавляет- ся 1,441 коп. с т—мили К плате за 200 миль 4 руб. 36*6 кол. прибавляет- ся 0,721 коп. с т—мили 1,086 коп. с т—мили П р и м е ч а ни е. См. примечания к табл. 25. 16 Таблиц: 25,16 Плата за перевозку стальных конструкций на судах Министерства морского флота СССР большим каботажем ¦", Расстояние в милях I — 3000 3001 — 6000 Свыше 6000 Размер платы (по схеме тарифов № 4) 0,355 коп. с т—мили К плате за 3000 миль 10 py6.f65 коп. прибавляется 0,346 коп. с т—мили ' К плате за 6000 миль 21 руб. 03 коп. прибавляется 0,34 коп. с т—мили^ П р им е ч а н и я к табл. 25.15 и 25.16: 1. За перевозку эле-2 ментов стальных конструкций: (а) ве'сом от 3 до 5 т или длиной от9 до 12л либо и|то и дру- гое—плата повышается на 50 %; б) весом свыше 5т и до ,10 от или, длиной свыше 12 л, либо и то й другое—плата повышается на 100%; в) весом свыше 10, т—плата повышается на 200%, 2. При перевозке стальных конструкций от рейдовых пунктов или до ётих пунктов провозная плата взимается по действующим тарифам с повышением на 50%. 3. Портовый грузовой сбор взимается в размере" 27 коп. за 1 т конструкций. ; 4. За погрузочно-разгрузочные работы взимается по 3 руб. 76 коп. за 1 т конструкций. , . Б. Лоцманский сбор взимается ориентировочно в размере 1 коп. за \ т конструкций. Таблица 25.17 Плата за перевозку стальных конструкций на экспорт и импорт судами Министерства морского флота СССР (за исключением судов Каспийского, Среднеазиатского и Дунайскою пароходств) для расчетов между объединениями Министерства внешней торговли СССР и пароходствами Министерства морского флота СССР Расстояние в милях 1—200 201-1700 Размер платы 1,773 коп. с т—мили К плате за 200 миль 3 руб. 56 коп. прибавляется 0,3037 коп. с т—мили ;¦ . . ( Расстояние в милях 1701—3300 3301-5500 5501-8500 Свыше 8500 Примечание. См. Продолжение табл., 25.17 Размер платы К плате за 1700 миль 8 руб. 12 коп. прибавляется 0,19215?коп. с т—мили К плате за 3300-миль Ч руб. 18 коп. прибавляется 0,126 кОп- с т—мили К плате заг5500миль 13руб.95л<оп. прибавляется 0,11475 коп.с т—мила К плате за 8500 миль 17 руб. 40 коп. прибавляется 0,10125 коп. с т—мили примечания к табл. 25.18. Таблица 25.18 Плата за перевозку объемных стальных конструкций на; экспорт и импорт судами Министерства морского флота, ч СССР (за исключением судов Каспийского, Средне- азиатского и Дунайского пароходств) для расчетов между объединениями Министерства внешней торговли СССР и пароходствами Министерства морского флота СССР (см. примечание 1) Расстояние в милях 1—200 201—1700 1701—3300 3301^5500 Размер платы 1,4175 коп. с т—мили минус 74 коп- К плате за, 200 миль 2 руб. 10 коп. прибавляется 0,243 коп. с т—мили К плате за 1700 миль 5 руб. 74 коп. прибавляется 0,153 коп. с т—мили К плате за 3300.миль 8'руб. 24 коп' прибавляется 0,1025 коп. с т—мили
¦¦•.?yt'-" Гл. 25, Транспортирование 545 Вместимость грузовых помещение и размеры люков на судах разных типов Таблица- 25.14: Помещения (см. эскиз к табл. 25.12) Трюм № 1 ......... . То же, № 2 ..... . -.-¦ . . . , КЗ, V »i . '. „ J* ,5 ........ . Твиндек № 1 . ...... .1 . :.'.„ нижний . .... . . , верхний ....... to же, №2 ......... ¦'¦¦•„ ' » 3 ... . .' . ... .',. . »- 4 ....... . .. „ »5 ......... Диптанк № 1 . . . i . . • . . То же, № 2 ." . , .....-.' Итого ; . ¦¦'¦- ' . •'"¦"¦' Типы судов':':; ' Размеры грузовых помещений и люков на судах типа .. ; .Сухона" помеще- ний в м* 1021 2604 : 1692 . 1488 1459,5 1113 1206,5 676,5 840 , 874 . 163,2 308 13445,7 - люков- в м , 10,2 хб.06 : 10,6 хб.06 ' 6,06x6,06 9,14X6,06- ю;б хб.06 .10,2.Хб,06 10,6 Хб.06 ,6,06x6.06 10,6 хб.06 10,6 хб.06 4,4 Х2.31 '4,4 Х2.31 .. „Тимирязев?. помеще- ний в м' 1787 ' ,2471,9 2440,55 , 1313,2 '540,54 824,78 824,78 650,,61 /¦ 176 V' 11029,36 люков в м .11,1X6 11,1X6 , 11,'7Хб .10X6 !:11,1-Хб и, 1X6 , 1:1,7X6 .10X6 „Сергей Боткин" помещений в м* 1123 1930 1459 ' '601 , 1013- 1074 973 ' :986 9159 / : люков' в м : 10,245x6,98 10,54x6,98. 10,54x6,98 : 10,54x6,98 .- ^L .'¦-, J.10,245x6,98 Ю^Хб.ЭЭ .: 10,54x6,98 10.54x6,98 -: ., „Лениногорск" помеще- ний в м3 860 2502 ЗОЮ 3354 912 • '¦'¦¦ 832 ' Щ 1307 1285 1440' >921 .16874' ЛЮКОВ B.JK 7,5x3,75 15x6,5 12x6,5 13x6,5; ¦. . '8,5x6,5 7,5x6,5' 7,5X6,5 13,-5x6,5 11,5x6,5 .13X6,5 8/5x6,5 , ¦; - Стальные конструкции, перевозимые морским тран- спортом, доставляются в морские порты и от морских портов к месту назначения — преимущественно желез- нодорожным транспортом, поэтому габариты и веса отправочных элементов должны1 соответствовать тре- бованиям, предъявляемым для перевозок железнодо-. рожным транспортом. В случае перевозки конструкций в зарубежные страны должны учитываться также и 'габариты подвижного состава стран, получающих кон- струкции, и стран,.через которые груз следует ' транзит том. Такие' смешанные перевозки ^сопровождаются боль- шим количествам погрузоч-но-разгрузочных операций, и поэтому должны быть приняты специальные меры для : того,: чтобы избежать повреждений конструкций при транспортировании, в частности: .-'а).-стыковые детали не-должны выступать за пре- делы стыкуемых элементов; они' должны быть прочно прикреплены к элементу и вдвинуты внутрь'его. Если невозможно ;вдвинуть детали внутрьд! элемента; их снимают и отправляют отдельно пакетами;, б) в решетчатых колоннах элементы решётки должны быть обращены выступающими полками внутрь сечения колонны; I ,' в) в элементах не должно быть выступающих не- достаточно жестких деталей; г) свободные концы стержней отправочных эле- ментов должны быть жестко связаны при помощи уголков и планок, удаляемых на монтажной площадке; д) по коццам элементов трубопроводов, не имею- щих фланцев, должны быть вварены крестовые рас- порки; е) элементы конструкций весом 10 г иу'более долж- ны быть снабжены приспособлениями для строповки (проушины, скобы и др.), а места строповки должны быть отмечены краской. С .целью облегчения погрузочно-разгрузочцых ра- 35—Ш5 бот и во избежание повреждения элементы конструк- ций, Не обладавдшде,достаточной жёсткостью и . устой- чивостью в вертикальном, положении; должны быть - соединены в пакеты, ' а' мелкие детали конструкций упакованы в > ящики?'Пакеты, составленные; из отдеяь*: ных элементов,. , должны вписываться в.- : габарит очертания погрузки (рис. 25Л, а) и в процессе перевоз-; ки без -каких-либо--.переделок перегружаться с желез-:' нодорояшого на ^морской,транспорт и наоборот. ' Как правило, пакетйруй^ся.'; стропильные и подстропильные,- фермы; решетчатые .подкрановые балки; тормозные. . площадки; элементы-площадок, лестниц и перил; нега-: баритные . листовые;::; конструкции; ¦ прогоны,, связи, ' элементы, фахверка? >: .,,/'' '¦/¦'¦• ''''./'.:/- Перевозки-с ^участием речных,- и ; морских парр- ходств называется перевозками iв прямом водном, со- общении; перевозка' с/участием, г речных и : морских пароходств,: а .также;, других видов транспорта - (желез-': нодорожного. ав^рмрбильнбго и воздущного) называют- ся, перевозками в.:прямом смешанном' сообщении;: пере? возки морским- транспортом между портами ; СССР одного моря имеиуются,,:,«ерееозкал1« в малом каботаже, при этом как-одно море рассматриваются Черное и Азойское; Японское,'(ЭхотСкое и Берингово; Белое -море и Ледовитый, океан; перевозки морским транспортом между порта-ми „СССР!'. разных:~морей именуются пере-г возками в больщомкаботаже. . Стоимость перевозки стальных конструкций слага- ется из: собственно платы за перевозку 1 ¦ г' в' зависи- мости от тарифного ^расстояния в милях; портового грузового сбора; /платы за погрузочно-разгрузочныё работы в портах Л1инист;ёрства морского, флота,СССР;" корабельного сбора; платы за хранение: грузов; лоц- майского сбора; прочих сборов, удельный вес которых незначителен. Размер платы за перевозку стальных\ конструкций в прямом водном и смешанном сообще- ниях, в малом и большом каботажах и !на Экспорт приведены в1 табл. 25.15—25:18.
544 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям \ Габариты и веса элементов стальных конструкций, подлежащих перевозке на автотранспорте, определяют- ся габаритом приближения [28], размерами и грузо- подъемностью автотранспорта. Высота погруженного на автотранспорт элемента не должна превышать высоты габарита4 приближения на автомобильных дорогах, т: е. 4,5 м от уровня дороги* включая высоту автомо- биля или прицепа; ширина элемента не должна быть более ширины пола автомобиля или прицепа; длина элемента в зависимости от вида автотранспорта колеб- лется от 4 (при перевозке на автомашинах без прице- пов) до ,15 м. Плоские гибкие решетчатые и листовые конструкции длиной более 6 м для перевозки на автотранспорте должны пакетироваться. Стоимость перевозки элементов стальных конструк- ций автомобильным транспортом, исчисленная по ценнику № 3 сметных цен на перевозки грузов для строительства, приведена в табл. 25.11.' , v Таблица 25.11 Плата за перевозку стальных конструкций на автомобильном транспорте при поясном коэффициенте 1,0 Расстоя- ни е в км 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ) 10 11 . -12 Стои- мость в руб. аа 1 m 0—30 0—37 0—44 0—51 - 0—58 ' 0—65 0—715 0—78 0—845 0—91 0—975 1—04 Расстоя- ние в км 13 14 15 16 17 ' 18 19 20 '21—25' 26—30 31—35 36—40 41—45 46—50 Стои- мость в руб. за I'm 1-1 1-16 1—22 1—28 1—34 1—4 1—46 1—52 1—7 1—98 2—235 2—485 2—73 2—95 Расстоя- ние в км 51-60 61—70 71—80 81—90 . 91—100 ¦ Более 100 Стоимость в руб. за 1 m 3—23 3—63 3—97 4—23 4—5 +4,5 коп. за каждый ткм сверх 100 км При пользовании табл. 25.11 необходимо учитывать следующее: 1. К. тарифам устанавливаются нижеследующие поясные коэффициенты: . а) 1,05 — для Кемеровской, Новосибирской и Том- ской областей РСФСР; для Бухарской и Кашка-Дарь- инской областей Узбекской ССР, для всей территории Казахской, Киргизской и Туркменской ССР; б) 1,15 — для Архангельской области (за исключе- нием Ненецкого национального округа), Коми АССР (к югу от Полярного круга), Бурят-Монгольской АССР, Амурской области (за исключением Амуро-Якутского тракта), Красноярского края (к югу от Полярного круга)/ Иркутской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого национальных округов Тюменской области (к югу от Полярного круга), Тувинской авто- номной области, Читинской области, Приморского края, Хабаровского края ( за исключением Камчатской и Нижне-Амурской областей), «Карело-Финской АССР; для Хорезмской, Сурхан-Дарьинской областей и Кара- Калпакской АССР Узбекской ССР; в) 1,25 — для Ненецкого национального округа Архангельской области, Коми АССР (к северу от По- лярного круга), Ямало-Ненецкого национального окру- га Тюменской области- (к северу от Полярного круга); Нижне-Амурской области Хабаровского края, Мур-' манской области РСФСР; всей территории Таджикской ССР и' для всех местностей горных районов СССР (выше 1300 м над уровнем моря);-, г) 1,4 — для Амуро-Якутского тракта, Краснояр- ского края (к северу от Полярного круга), Камчат- ской области, Якутской АССР (к югу от Полярного круга), Магаданской области (к югу от Полярного круга), Сахалинской области, Тетюхинского и Кавале- ровского районов Приморского края РСФСР; д) 1,6 — для Якутской АССР (к северу от Поляр- ного круга) и Магаданской области (к северу от По- лярного круга). 2. При перевозке элементов стальных конструкций, ¦вес отдельной единицы которых превышает 250 кг, 'а катных'—400 кг, стоимость тарифов повышается в 2,7 раза.. - 3. Стоимость погрузочцых работ равна- Г руб. 32 коп. за 1 т перевозимых конструкций; стоимость разгрузоч- ных работ— 1 р'уб. 81 коп. за 1 г. 25.3. ПЕРЕВОЗКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МОРСКИМ ТРАНСПОРТОМ Характеристика ряда океанских грузовых судов Министерства морского. флота СССР, используемых для перевозки стальных конструкций, приведена в табл. 25.12—25.14. Таблица 25.12 Грузоподъемность морских судов ~шш да АС? N1 I Тип судна ;, „Сухона" типа „Ленинград" . . „Тимирязев" . . . „Сергей Боткин" „Лениногорск" . . Грузоподъемность судов в m водоизме- щение порожнем 3 688 4 122 3 620 4 750 дедвейт 10 575 9 149 7 560 11 000 чистая гру- зоподъем- ность при полных за- пасах 8 147 6 642 6 448 9 300 водоизме- щение с полным грузом 14 263 13 271 11 180 15 750 / Таблица 25.13 Количество и грузоподъемность стрел морских судов Номер трюма 1 2' 2 2 3 . 4 4 5 Тип судна „Сухона" а) 5 о 5 ш О н 2 2 1 2 2 1 2 ой - 5 .5 50 5 5 15 5 Итого| 12 | — „Тимирязев" а) § о о н 2 2- 2 2 to 3 3 з__ 3 „Сергей Боткин" н о а> к о о и со 2 2 1 2 2 1 8 | — |-10 ?§В 6. 10 60 10 6 40 „Лениногорск" о р 2 2 - 2 1 4 4 1 2 - | 18 О А и, а> ш 3 10 3 60 3 3 ¦ 25 3 —
Гл. 25. Транспортирование 543 ' На рис. 25.4, а —г схематически показаны грузо- вые автомобили и автомобильные тягачи; их основные Продолжениетабл. 25.9 эксплуатационные табл. 25.9. характеристики -1- приведены Рис. 25.4, Автотранспортные средства перевозки сталь- ных конструкций а — грузовая автомашина двухосная; б — то же, трехосная; в — автомобильный тягач двухосный; г —то же, трехосный с кузовом; д — автомобильный прицеп-роспуск; е — то же, при- цеп тяжеловоза Таблица 25.9 Характеристики грузовых автомобилейи автомобильных Параметры ~ Грузоподъ- емность на шос- се с твердым покрытием в m То же, ' по грунтовым до- Марка автомобиля < С 2,5 2,5 со СО < С 2 1.5 ю Ч S го 4 3,5 ю ч S го 4,5 2,5 8 СЧ го <; К 7 ' 5 о СЧ ¦ го < « 12 10 ¦ Ma < о ГО < №. 12 15* ~ рка тягача Ч о сч го < tR 40* 25* m о CN ,го <; S • 20* ~ Параметры Ю го <; , u Марка автомобиля со го < и ю -* Ч S ГО - ю> м ч S го о го ? Вес заправ- ленной маши- ны с полной нагрузкой в m То же, без груза ...... Число всех осей Емкость ку- зова погрузоч- ная в ж3 ... Мощность двигателя в л.с Полная дли- ¦ на машины . L в мм ..... . Ширина ма- шины в мм . . Полная вы- сота машины Ншв мм . >,'. База машины К в мм . . . . Ширина плат- формы кузова в мм Длина кузо- ва I в мм . • . Высота пола кузова (погру- зочная высота) h в мм . • . . Высота вер- ха . кузова Я в мм 5,35 2,71 2 3,16 .. 70 5525 2200 2130 3300 1990 2940 1185 1725 5,43 3,28 2 ) 70 5525 2200 2185 ЗЗф 1990 2940 1185 2075 8,05 3,9 2 4,78 90 6720 2385 2180 4000 2250 3540 1300 1800 10,23 5,58 3 4,91 90 6930 2320 2700 4225 2090 3560 1320. 2246 13,72 6,5 2 6,7 НО 7620 2650 2430 4520 2480 4500 .1375 1975 23,51 11,3 3 ' 11,65 165 9660 2650 2575 '5750 2450 5770 ) 1495 2323 Марка тягача 24,05 11,84 3 6,23 165 9490 2638 2570 5750 2340 5340 1495 2495 10,22 3 200 7375 2638 2575 4780 135 6800 2430 4520 * В знаменателе—общий вес прицепа с наибольшим грузом. На рис. 25.4, д и е показаны типы автомобильных прицепов; в табл. 25.10 приведены их основные харак- теристики. ! . Таблица 25.10 Характеристики автомобильных прицепов 1 Параметры Грузоподъемность в m . . База К в мм . Высота пола платформы Габаритные размеры в мм: длина с дышлом L , . . полная высота Н . . . Погрузочная часть плат- формы в мм: ,*Две полуоси, располож Роспуски типа со Р. С тн 1 3 1677 — — 1 3425 1910 2105 - СО ' с < *-1 1 3 1670 — 1140 0,94 3610 2220 2140 - :иные на од ияты за одну ось. ** Колея передних колес- -1920 мм. Кузовы типа ю ч-i С < "* 1 1,5 1550 — /— 0,66 3470 2020 1490 2210 1820 со С <; >> 2 3 1525 2475 — 1,8 5550 2280 1790 .3480 2080 той прямой Тяжеловозы типа ' < т-< н 2 20 2210** 7350 800 7,98 10530 2700 2070 5000 2700 условн 8 §- < 3 40 2240 7000 1000 14,4 11210 2900 1940 "5000 2900 о при-
Гл. 25. Транспортирование 547 Продолжение табл. 25.18 Расстояние в м^лях 5501^-8500 Свыше 85001 Размер платы К плате за 5500 мильЧО руб. 42 коп. прибавляется 0,09225 коп. с щ—мили К плате за 8500 миль 13. руб. 19 коп. прибавляется 0,081 коп. с гп—мили Примечания к табл. 25.17 и 25.18: 1. Стальные конструк- ции объемом более 5 м' на 1 m считаются объемными,и перевоз- ка их оплачивается за каждый кубометр как за 1 m груза. 2. За перевозку элементов стальных конструкций весом от 5 до 25 m плата повышается на 20 %; весомгсвыше 25 яг—на 40%, 3. Портовый грузовой сбор взимается в размере 18 коп. за 1 m конструкций. v 4. Стоимость погрузочно-разгрузочных работ: в портах Черно; морско-Азовского бассейна—2 руб. 60 коп., в портах Балтийского бассейна— 3 руб., в портах Северного бассейна— 4.руб. и в портах Дальневосточного бассейна—3 руб. 76 коп', за 1 m конструкций. 5. Лоцманский и корабельный сборы взимаются ориентировоч- но 11 коп, si'1./п конструкций. t 25,4. ПЕРЕВОЗКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ РЕЧНЫМ ТРАНСПОРТОМ Перевозка элементов стальных конструкций может производиться на грузовых речных пароходах, само- ходных и несамоходных баржах. Преобладающим ви- дом перевозок стальных конструкций на речном тран^- спорте являются перевозки прямым и смешанным железнодорожно-водным сообщением. Габариты элементов стальных конструкций при перевозке на речном транспорте должны быть анало- гичны габаритам, установленным для перевозки на же? - лезнодорожном транспорте. Однако вследствие боль- шого разнообразия погрузочно-разгрузочных средств портов и пристаней веса отправочных элементов должны быть в каждом отдельном случае согласованы с управлениями данных пароходств. Необходимые меры для избежания повреждения конструкций при перегрузке и перевозке речным транс- портом практически те же, что и при транспортирова- нии морским транспортом (см. п. 3 настоящей главы). Стоимость перевозок стальных конс/рукций речным транспортом исчисляется с учетом: а) перевозки в гра- ницах одного речного пароходства являются внутрен- ними водными сообщениями; б) перевозки в границах двух и более речных пароходств являются прямыми внутренними водными сообщениями; в) перевозки с участием речных и морских пароходств являются пря- мыми водными сообщениями; г) перевозки, с участием речных и морских пароходств, а также железных дорог являются смешанными железнодорожно-водными сооб- щениями. . Размеры плат за все виды перевозок на речном Транспорте приведены в табл. 25.19. ., Таблица 25.19 Плата за перевозку стальных конструкций грузовой скоростью на судах речного транспорта в водном (схема 67) и в прямом смешанном железнодорожно- водном сообщении (схема 68) между пунктами, связанными железными дорогами Расстоя- ние в км \ до 50 91-100 181—200 281—300 391—420, 481—510 571—600 681—720 761—800 881—920 Размер платы в руб. за 1 m . по схеме тарифов - №67 0,61 0,67 0,80 0,93 1,09 • 1,21 1,39 1,63 1,80 2,05 Примечани по схеме тарифов № 68 0,45 ¦ 0,49 0,59 0,69 0,80 0,89 1,03 1,20 1,32 1,51 ( Расстояние в кМ 961—1000 1201—1250 1451—1500 1901—2000 2401—2500 2901—3000 3401—3500 3901—4000 4401—4500 4901—5000 Размеры платы в руб. за 1 m по схеме тарифов № 67 2,21 2,72 3,24 4,27 5,35 ¦.- 6,43 7,51 8,59 9,67 . 10,76 по схеме ' тарифов № 68 1,63 2,00 2,39 3,14 3,94 4,73 5,53 , 6,32 1 7,12 7,91 е. Тарифы повышаются ежегодно с 1 октяб- ря до конца навигации на 21 %. По Главному управлению Днеп- ровского, падкого Ве'рхне-Днепровского, Нямунского, Вол<~о-Донского; da- и Среднеазиатского ¦ пароходств указанное.. повышение применяется с 1 ноября До конца навигации, а на участках, где флот работает круглогодично, —с 1 ноября до 1 марта. 25.5. ПЕРЕВОЗКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВОЗДУШНЫМ ТРАНСПОРТОМ Высота и ширина элементов стальных конструкций, транспортируемых на самолетах, должны быть на 30— 40 мм меньше размеров дверей самолетов, т. е. для элементов, погружаемых на самолет ЛИ-2, не должны превышать 1450X1600 мм. и на самолеты ИЛ-12 и ИЛ-14 — 1550 X 2350 мм. Длина элементов во всех слу- чаях не должна превышать 2500 мм. Вес отдельных элементов конструкций не должен превышать 1000 кг. Мелкие детали (фасонки, уголки и др.) " должны быть связаны в пакеты или упакованы в ящики. Стоимость перевозки элементов стальных конструк- ций воздушным транспортом может быть исчислена с помощью тарифного руководства «Тарифы на авиа- перевозки пассажиров, багажа, грузов и почты по воз- душным линиям гражданского воздушного флота СССР». В табл. 25.20 приведены некоторые данные для установления возможности перевозки элементов сталь- ных конструкций вертолетами. Таблица 25.28 •Тип верто- лета МИ-1 МИ-4 Объем грузовой кабины в м3 В кабине j 16 Транспортирование грузов вертолетами Размеры ворот грузовой кабины в мм ширина <, етчика можно пере ром 500x500x1001 1850 высота юзить груз разме- Э мм 7 1600 Груз, погружаемый в кабину • максималь- ная длина груза в мм 4500 максималь- ный вес груза в кг 300 700 1000 1500 дальность полета в км 270 400 300 100 , Груз, подвешиваемый к вертолёту максималь- ная длина груза в мм 4000 1 2000 1 2000 максималь- ный вес груза в кг 500 1300 1400 дальность полета в км 50 50 1 н а -"иг? р! И о О с о 130 140 35*
548 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Г ЛАВ А 26 МОНТАЖ 26.1 ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ , ' " Главным принципом современной организации монтажных работ является широкая механизация про- цессов монтажа на основе комплексной механизации с применением .специализированных механизмов. Во многих случаях это уже привело к полной механиза- ции монтажных работ, что значительно сократило сро- ки монтажа и снизило его стоимость.: Дальнейшее со- кращение сроков; монтажа вызывает необходимость укрупнения отправочных и, монтажных элементов, ч'то, уменьшает общий объем монтажных работ (количест- во подъемов, сборка, сварка и пр.) и объем монтажных работ, производимых наверху. ..':'¦ ' .' Предельные веса и размеры отправочных элемен- тов определяются условиями перевозки и погрузки (см. главу 25), а монтажных /элементов — характери- стиками выпускаемого монтажного обрудования. ЛЗ не-" которых "случаях, когда это оказывается целесообраз- ным по экономическим или техническим, соображениям, веса монтажных элементов; могут превосходить грузо- подъемность' типовых монтажных механизмов, так как ¦a„-'Jioao- I л f28tumno ВШ Рис. 26.1. Схема подмостей для монтажа доменной печи а — расположение кронштейнов и лестниц по высоте печи; б — расположение щитов по периметру печи возможно. сооружение индивидуальных, более мощных подъемных устройств в виде временных кранов, подъ- емников с гидравлическими домкратами и т. п. Выбранный способ монтажа должен способство- вать сокращению сроков работ и снижению их стоимо- сти, для чего производство монтажа не должно требо- вать устройства громоздких вспомогательных соору- жений и приспособлений, особенно устройства; несущих подмостей и лесов, которые, помимо удорожания работ и увеличения сроков монтажа, загромождают строи- тельную площадку, препятствуют перемещению кранов и транспорта и затрудняют автоматизацию процессов 'монтажа.'/.'-- ¦'¦¦¦¦,..- .'-.-''.," ¦ Указанным требованиям удовлетворяют навесной и полунавесной способы монтажа ,с .устройством под- мостей, подвешенных' к самим конструкциям, и под- нимаемых ; вместе С ними \ (рис. .26.1),. При монтаже промышленных зданий большой длины применяются подвижные катучие подмости, предназначенные .для установки связей, окраски и осмотра ферм. В основе современной организации монтажных ра- бот заложен принцип совмещения, монтажа металло- конструкций с некоторыми строительными и другими смежными работами,: в том числе;с монтажом механи- ческого, электротехнического, санитарноттехнического оборудования и др., в которых используются общие с монтажными работами механизмы. В тех случаях, когда, для монтажных работ может быть; рационально использовано крановое оборудование* предназначенное для постоянной эксплуатации, в строящемся здании, оно должно быть смонтировано в первую очередь, что- бы избежать ,завоза на площадку лишних строительно- монтажных экранов. Непременным условием комплекс- ной, механизации монтажных работ является широкое применение малой механизации, в том числе и механи- зированных инструментов.'Дальнейшее развитие мето- дов монтажа стальных конструкций должно быть на- - правлено на автоматизацию рабочих процессов, введе- . ние телеуправления/ некоторыми -механизмами,у в. том числе грузоподъемными, для чего должно быть усовер- шенствовано -управление монтажными механизмами, а конструкция монтажных стыков'—. предельно /упроще- на и типизирована. I '-,...-. Д , Все вышеуказанное должно предусматриваться в эскизном проекте организации работ по монтажу стальных конструкций, составляемом . одновременно с проектом .конструкций.; Необходимыми предпосылками успешного выполнения ..монтажа . -стальных конструк- ций, которые должны быть учтены при проектировании конструкций и организации работ, являются следую- щие основные требования: а) компоновка сооружения, прочность, устойчивость и конструкция его элементов и узлов, а также членение на монтажные элементы должны обеспечивать возможность осуществления на- меченного способа монтажа и всех связанных с ним Операций, в том числе предварительного укрупнения элементов; б) отгрузка легких элементов россыпью должна быть предельно сокращена за счет их укруп- нения на заводах, например отгрузка элементов кро- вель, площадок и т. п. должна производиться в виде габаритных плоских щитов, состоящих . из прогонов с приваренным к ним на заводе настилом, а отгрузка ли- стовых конструкций в виде рулонов и т. п.; в) широ- кое применение при монтаже автоматизированных операций, в частности автоматической сварки; г) строгая увязка чертежей стальных конструкций с чертежами оборудования (в частности, санитарного и электротехнического) с тем, чтобы трубы, кабели и
=?= Гл. 26. Монтаж 549 другие элементы не пересекали несущих конструкций и не ослабляли их вырезкой отверстий по месту; ' д) количество деталей, размеры которых принимаются «по месту», должно быть сведено к минимуму, так как всякие работы по изготовлению хотя бы небольших конструкций, затруднительны для монтажной органи- / ' зации. ,;. v '¦"¦: <-::¦ ^ 262. МОНТАЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ А. ПОДЪЕМНЫЕ КРАНЫ В настоящее время на монтаже исп&льзуется боль- шое количество монтажных кранов, в том числе и спе- циальных. Для монтажа тяжелых конструкций (домен- ные и: мартеновские цехи, тяжелые .каркасы промыш- ленных зданий и др.) широко- применяются в качестве основного монтажного оборудования; башенные' краны, что объясняется возможностью производства работ с командной высоты, полноповоротностью, /большим ра- диусом действия и возможностью перемещения, их по рельсовым путям. Меньшее применение' имеют различ- ные стационарные краны—вантовые и жесткие дер- "> рики, а также мачтовые краны, не обладающие преи- муществами башенных кранов и устанавливаемые обычно на расчалках, которые требуют достаточного свободного пространства : на строительной площадке и осложняют перемещение кранов. Для монтажа.газ- , гольдеров и резервуаров отдельными листами приме- няются специальные мачтовые краны. Для монтажа рулонированных конструкций применяются автомобиль- ные и гусеничные краны, а для разворачивания руло- • нов f-тракторы и лебедки. Монтаж высоких мачт, башен, труб и подобных им конструкций производится при помощи специальных ползучих кранов. Для мон- - тажа стальных конструкций промышленных зданий, и сооружений широко применяются гусеничные и авто- мобильные краны. Вследствие удобства и легкости пег ремещения этих, кранов коэффициент использования их выше, чем у башенных, и, железнодорожных кранов. По названным причинам железнодорожные:.краны .по- степенно вытесняются, кранами других систем, чему, кроме того, способствует увеличение грузоподъемности , последних.: „Однако для. догрузочно-разгрузочных\работ на; прирельсовыхскладах железнодорожные краны при- меняются достаточно'широко. ,.'. Для складских. погрузочно-разгрузочных работ,, а та^же .Для.укрупнителБнбй сборки конструкций на от- крытых стеллажах строительных площадок" и для мон- тажа невысоких конструкций большой протяженности' часто применяют козловые краны, а, при:, небольшом юбъёме, работ и относительно лёгких монтажных эле-у ментах — автокраны и краны на пневмоколесном хфду,, которые по мере увеличения их грузоподъемности и длин стрел смогут конкурировать с гусеничными, кра- нами и на других,объектах. : Характеристики и параметры , монтажных кранов приведены . в альбомах монтажного оборудования [38] И справочниках по монтажу [21 и 22]. В тех же спра- вочниках, приводятся данные для экономических под- счетов, а именно стоимости кранов,,их монтажа и де- монтажа и стоимость их машино^смен.. Пример; В качестве примеров практического ис- пользования кранового оборудования в табл. .2.6.1 приводятся' данные ,о типах кранов, применяющихся в основных монтажных работах при строительстве до- менного и мар.теновского цехов (по типовым проектам монтажа- выполненным ГПИ ПромстальконструкцияУ. ..'¦'.' Таблица .26.1 Типы, количество и назначение кранов Тип крана ./ Башенный кран* БК-406 грузоподъем- ностью 25 m со стрелой длиной 40 м 1 •.¦ . • Башенный кран БК-151; грузо- подъемностью 20 /га со стре- лой длиной 30 л ; Железнодо- рожный кран СК-25 Кран „Бака- леи";' грузо- подъемностью 7,5 m Краны козло- вые** грузо- подъемностью 30 /га, проле-.. том 32 м - Всего кранов Количество кранов для монтажа домен- ного цеха *> 24 2 ¦ ' 2 м арте- новско- го цеха 1 1 ' /.¦. ' "' 4 ' 3 С ' Назначение кранов (основная область монтажа) доменный цех: стальных.кон- струкций— 66001 /га; же- лезобетонных конструкций— 6600 м3 Центральный узел доменной печи ^Бункерная эстакада, га- лерея коксрпо- дачи, укрупни- тельная сборка, погрузочно-, разгрузочные работы * Бункерная эстакада', эста- када вагонов опрокидывателя мартеновский цех: стальных конструк- ций 15 500 /га; же- лезобетонных кон-, : струкций—6200 м? Главный корпус: каркасы печей, , колонны, балки, , щиты рабочей пло- щадки, подкрано- вые стойки и ко- лонны, щиты кров- ли, газопровод . Удлинение раз- ливочного пролета, здание миксера. Часть главного корпуса, шихтовый двор, отделение. подготовки изл^ж- , ниц н т., п. Разные легкие конструкции глав- ; ного корпуса . ' ¦ i 7 1 ¦ 1Ь\; | ¦""¦' ,1 .-¦•-¦ '¦ /" К - * Для монтажа мартеновских цехов, применяются краны ти- па БК-406, специально приспособленные самоходные, с облегчен- ной стрелой и видоизмененным :порталом. ** Для монтажа эстакады вагоноопрокидывателя козловый кран имеет удлиненную жесткую ногу. : ,- Б. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ РАБОТ Малая механизация такелажных работ осущестк . вляется при помощи электрических лебедок, домкра- тов разных типов, электрических и ручных талей, по- лиспастов, блоков и пр. Характеристики указанного оборудования приво- дятся в справочниках по монтажу [21 и 22]. 26.3. ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПРОЕКТНЫХ РАЗМЕРОВ И ПОЛОЖЕНИЙ Допускаемые отклонения от проектных < размеров и положений при монтаже1 стальных конструкций! зда- ний и сооружений,'допускаемые отклонения при устрой-, стве опор (мест .опирания) под стальные конструкции, а также в размерах и положениях опорных закладных ' частей устанавливаются в СНиП. 26.4. ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ СООРУЖЕНИИ . На всех стадиях монтажа стальных конструкций .должны быть обеспечены устЪйчйвость :и неизменяе- мость конструкций/ без применения Несущих -подлостей
550 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям и поддерживающих лесов. Для этого необходимо, чтобы геометрические схемы монтируемых стальных конст-; рукций также были неизменяемыми на всех стадиях сборки.. Это' требование является общим для всех стальных конструкций и для любых способов монтажа, но имеет особое значение для конструкций покрытий больших пролетов, многоэтажных каркасов/ а также для высоких решётчатых мачт и башен, которые не могут быть установлены путем подъема в целом виде после сборки в горизонтальном положении. В проектах сооружений, где неизменяемость геометрической схем,ы конструкций на всех стадиях монтажа неосуществима, необходимо предусматривать временные монтажные элементы для придания конструкции неизменяемости. Во избежание излишних затрат металла желательно использовать для этой цели элементы основных конст- рукций, подлежащие установке в более позднее время. Монтаж стальных каркасов многопролетных и мно- гоэтажных зданий, а также зданий большой протяжен- ности следует вести пространственными жесткими бло- ками (пролеты; части каркаса в пределах между тем- пературными швами; этажи) с комплексной установкой и закреплением всех "элементов конструкций каждого блока, обеспечивающих его устойчивость. При совмещенных методах производства строитель- но-мвнтажных раббт обычные монтажные приемы, применяемые для придания устойчивости . отдельным частям сооружения (например, устройство расчалок нз стальных- тросов и т. п.), неудобны, так как рас- чалки мешают ведению работ и требуют особого над- зора за их сохранностью на площадке, где работает* обычно несколько организаций. С тдачки зрения монта- жа удачной является схема, при которой применяется минимальное количество расчалок. и когда эта схема предусматривает обязательную установку расчалок ко- лонн сшарнирным опиранием или жестко опертых, но имеющих узкие башмаки, первых (по ходу монтажа) ферм перекрытий, больших резервуаров (диаметром свыше 15 м) и т. п. 26.5 МбНТАЖНЫЕ НАГРУЗКИ И ВРЕМЕННОЕ УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ Учет монтажных, кратковременно действующих на- грузок возможен только при наличии хотя бы эскизно разработанных вариантов проекта организации ' мон- •тажных работ. На монтажные нагрузки проверяются те узлы и элементы, в которых, безусловно, ' можно предвидеть возникновение напряжений более высоких, чем расчетные от эксплуатационных нагрузок или .^на- пряжений обратного знака, а также недопустимых де-1 формаций. В основном должны, быть проверены: 1) перекрытия, служебные переходы и мостики на возможные перегрузки, .прн перемещении по ним как монтажных элементов металлоконструкций, так и мон- тажного й технологического оборудования, а также те элементы перекрытий промышленных зданий, к кото- рым во- время монтажа > могут быть подвешены блоки ¦для подъема и монтажа мостовых кранов, металличе- ских конструкций и технологического оборудования; 2) сплошные и сквозные фермы, если монтаж их может быть выполнен исключительно посредством про- дольной надвижки или навесным способом; 3)' отдельные монтажные элементы (или укрупнен- ные конструктивные элементы), если выбор способов сх строповки, перемещения и установки ограничен ме- стными условиями, например, при реконструкции про- мышленных зданий без остановки производства. Временные усиления, наиболее. важных узлов и элементов конструкций должны быть запроектированы ' в рабочих чертежах стадии КМ; о необходимости всех остальных усилений должны быть сделаны соответст- вующие указания в проекте и чертежи этих усилений разрабатываются организацией, составляющей проект ) врганизации монтажных работ. При- проектировании должна быть также учтена ' возможность применения малой механизации (преиму- щественно приводного оборудования). Например, на- мечаемые места опирания конструкций на домкраты должны быть проверены расчетом и в случае необхо- димости усилены. При этом места еинрания домкратов отмечаются специально приваренными опорными пли- тами. Простейшие случаи усиления маложестких элемен- тов стальных конструкций, например стропильных ферм, разработаны ГПИ Промстальконструкция [38]. Фермы проверяются на устойчивость при изгибе из их плоско- сти; усиление их производится бревнами, пластинами или трубами, плотно прикрепленными к усиливаемым элементам болтами; хомутами или проволочной скруткой. 26.6. ТРЕБОВАНИЯ К МОНТАЖНЫМ УЗЛАМ. МОНТАЖНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Монтажные узлы должны быть настолько просты, чтобы допускать сборку их непосредственно сбороч- ным краном на весу с минимальной затратой времени и усилий рабочих; при этом предпочтение должно отда- ваться совмещенным стыкам перед ступенчатыми.' Расположение монтажных стыков и их конструкция должны* соответствовать намечаемому способу монта- жа, особенно в тех случаях, когда выбор способа ограничен. Вынесение стыка по ту или другую сторону от центра ,у»ла и включение косынок в состав того или иного монтажного элемента могут быть различны: для сборки ,на клетках, навесной, подунявесней. Зазоры в стыках должны допускать свободную заводку элементов, исключающую применение каких бы то ни было специаль- ных натяжных приспо- соблений, кроме обычно употребляемых распор- ных домкратов (рис. 26.2), винтовых стяжек и, в крайнем случае, легких талей. Грузо- подъемность распорных домкратов — 3 т, ход — 130 мм, усилие на руко- ятке длиной 300 мм — 32,5 кг. ' При проектировании . узлов, в которых сходятся элементы, должна быть обеспечена возможность про- изводства работ существующими монтажными инстру- ментами и приспособлениями — сборочными ключами, пневматическими и электрическими переносными ин- струментами^ распорными домкратами и т. п. с учетом их размеров.' ' > В узлах, где сходится несколько элементов, уста- навливаемых по ходу сборки в разное время, должна быть предусмотрена возможность независимого мон- тажного крепления в узле каждого'из этих элементов. Конструкции монтажных элементов, должны допу- скать подъем, установку и крепление их в узлах це- макс. 330мм Рис. 26:2. Распорный дом- крат
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 551 ликом, а не отдельными деталями, сборка которых на высоте и на весу затруднительна. Во всех сварных монтажных стыках должно быть предусмотрено достаточное количество отверстий для постановки сборочных болтов '(не менее двух в стыке). iB узлах, .осуществляемых на высокопрочных болтах, •'- «необходимо предусмотреть беспрепятственную, возмож- ность работы ключами специальных типов (динамо- метрическими, "с удлиненными рукоятками, гайковер- тами) и возможность поддержания геловки болта при завертывании гайки. Способ установки колонн должен быть указан в •проекте сооружения, так как опирание стальных ко- лонн на бетонные фундаменты может быть осущест- влено различно: нёпосредственночна бетонную поверх- ность фундаментов, выводимых до проектной отметки, ¦без последующей подливки; иа стальную плиту, зара- нее уложенную и подлитую; на заранее установленные и выверенные закладные балки с последующей подлив- 'Кой. Во всех случаях анкерные болты устанавливаются •в проектное положение и бетонируются одновременно с фундаментами. Характеристики монтажных приспособлений и ин- струментов приведены в справочниках по монтажу 1[21 и 22]. Г Л А В А, 27 ЭКОНОМИКА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 27.1 СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОДУКЦИИ (ИЗДЕРЖКИ ПРОИЗВОДСТВА) ПРИ ПРОМЫШЛЕННОМ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Себестоимость продукции при промышленном про- изводстве стальных конструкций включает в себя стоимость основных материалов (прокатная сталь, ме- тизы, электроды и лакокрасочные материалы, а также полуфабрикаты и изделия, приобретенные в порядке ••кооперации), основную заработную плату производст- венных рабочих и накладные (цеховые и общезавод- ские) расходы; эти издержки должны определяться с «учетом использования как более совершенной техники •и технологии производства, так и прогрессивных тех- нических норм расхода материалов и выработки про- дукции. В настоящем параграфе', приводятся указания «о порядке оценки основных издержек производства -(стоимость стали и трудовых затрат). А, ПОРЯДОК ОЦЕНКИ СТОИМОСТИ СТАЛИ 1. При калькулировании издержек производства «стоимость основных материалов для стальных конст- . йрукций (сталь, метизы, электроды и краски для огрун- товки) исчисляется на 1 т продукции франко-склад завода-изготовителя. Стоимость стали, составляющей "90-7-95% от стоимости -всех основных материалов, рас- ходуемых в производствёТ определяется за вычетом стоимости возвратных отходов по следующей методи- ке: а) количество стали выявляется по спецификациям к рабочим деталировочным чертежам (КМД) с учетом нормативных отходов; б) цена единицы веса стали оп- ределяется по сумме основной и дополнительной ее стоимости. Основная стоимость принимается в соответ- ствии с действующими оптовыми ценами на прокатную сталь; дополнительная стоимость — в зависимости от приплат, установленных в прейскуранте на прокатную сталь и возникающих вследствие требований,- предъ- являемых заказчиком к качеству стали (гарантирован- ное значение предела текучести, испытание на загиб в холодном состоянии и др.), и требований по мерности (когда металл заказывается в мерных длинах или в размерах, выходящих, за пределы нормальных). Основная стоимость стали и приплаты за мерность зависят от вида проката (угловая, балки,; швеллеры, листовая и широкополосная сталь"). С 1955 г, цены различных видов прокатной стали более унифицирова- ны, йо все же являются достаточно вариантными; так, разница в ценах кипящей стали марки "Ст. 3 составля- ет до 10%, спокойной стали марки Ст. ,3 —до 13°/0, а низколегированной стали марки 14Г2 — до 23%. Возврат отходов стали учитывается по цене их реали- зации. Оптовые цены на сталь , различных марок (без приплат), действующие с 1 января 1961 г., исходя из нового масштаба цен, привёдены'в табл. 27.1. Оптовые цены :на углеродистую сталь общего назначения, вы- плавленную в мартеновских \ печах, распространяются также на сталь, выплавленную в конвертерах с основ- ной футеровкой и с применением кислорода (с допол- нительной маркировкой буквой К). В соответствии с ГОСТ 380—60 и прейскурантом №01—02 для стали углеродистой обыкновенного каче- ства группы А (поставляемой только по механическим свойствам) гарантируемыми характеристиками являются временное сопротивление и относительное удлинение. В случае дополнительных требований, предъявляемых потребителями по гарантированному значению предела текучести (в соответствии с нормами, указанными в табл. 1. ГОСТ 380—60), по гарантированному пре-" дельному содержанию углерода, серы, фосфора и дру- гих-элементов, предусмотренных для-стали группы Б, а также по испытанию на загиб в холодном состоянии, по определению ударной вязкости при нормальной температуре и по гарантированным повышенным нор- мам предела текучести (в соответствии с п. 11в ГОСТ 380—60), эти требования подлежат особой оплате. Для стали углеродистой обыкновенного качества подгруппы В, поставляемой по механическим свойст- вам и с дополнительными требованиями по химическо- му составу (предельным содержанием углерода, серы, фосфора и других элементов, предусмотренных для стали группы Б), гарантируемыми характеристиками являются: а) предел текучести, временное сопротивле- ние и относительное удлинение, определяемые при испытании на растяжение по нормам, указанным в табл. 1 ГОСТ '380—60 (за исключением стали мар- ки В Ст. Зкп 2-го разряда, для которой предел теку- чести должен быть не менее 23 кг/мм2); б) верхние пределы содержания углерода, серы и фосфора, а для спокойной и полуспокойной стали также и кремния — ¦ в соответствии с нормами, указанными в табл. 2 ГОСТ 380—60; в) предельное содержание хрома,-нике- ля и меди — не более 0,30% каждого элемента. Постав- ка стали подгруппы В с перечисленными гарантиро- ванными характеристиками производится без какия- либо приплат.
ш Разделi VI./Учетприпроефировании требований к Стальным: конструкциям (WXO) ITHOX0I fir ш felfH) ITHOXSI OJXH '(HW)tfozjor ш- го ¦я-з ' >*о «о '• «.я о и ее о t- а» о,* S 2 ^^ S 5 s ¦ ч к о о«5 Ей" ¦•-'. О'о ЦЭ 'ХОрИ ? -ХЭ га -хэои ? -хэ е ,да.я ou? -хоа ияе -1оа ¦е- о 'О' ¦&<о ?| ¦¦•а * ¦ s »¦ ЕС О са <у И -Г Ф К 3 Я, л о 4 И; О' Д' к ч eg о s я си- R, К Ев. и -. . та и и « о к ¦S, а, я Я, к" и М О . а, а> S а> ¦ и и ю е MOW- 'S -хэ ЭП? 'XOW 'DUg -ХЭ ujis -xbw 'Ци'8 -хэ : 0 -JOW '0 -хэ .-1, > s¦'•log ¦"','; 'й '^э: пня -ХЭЗ 'nig "i0 0 'J03 '0 '-Ю о о ¦ ah 'ОУ -НО ^./тГ t-- 00 "¦* об .I:.I'-i-l.T I ooc ахоейсэиро I Mill -j'OCOCONS oioioo cooooq 000000 Ol tO Ol О «Э О '- ¦jlT'I i i i Ю'^Г CM CM —и—< 'CN C» CM CO Ol CO IXL ' t- t-^ l>- [— CO CO ЗШ popooo. нш! f*.i>-i>-»i>>-tO oooooc ~T U I I TTjT g-Hcnoiooi O'O о о о о СП СО СО 1Л ц? "Ф to to to to to to ТИШ iA -^см —.—<o (O tO (DCO to CO 1Л СЧ 1Л to oj to Mil I I to tD,CO to CI О © Q О О О' ос?0'-н с» —¦ Ш ¦' I '¦ to -т со см —¦—¦ to to to to to to cmcS см eo-cft-ч 1.1 'i III: IM оси CO IS N O.OOOOQ mini CO IS- Ю -3* i4t* CO Ю 1Л Ю'Ю ю ю 111 I Ii J-CO CM —tO-O to to to to tO CO ooooocp •-и аз со ic, —< ¦Ф MINI 00 tO Ю -rf rf CO Ю lO Ю..Ю Ю Ю O'O О О CD О / ?* CO LO 21 CO CM Ol Ol OJ Ol Ol СЯ ¦1Ш- "" OOQ b'J T i-N t'J.,3' I—» I J, 111 I OlcOC-CO Ю Ю CO CO OOOOOOOO . coto^-co ! N.I CM СЛЧ ii oooooo CO -^t" CM CO •*¦ о I Mill CO CM—"OOiOi t-.t--t--t>toto О О О О' тттт h,lOOCTi t>ip-f^to foo oo II sss. 43 -T-U3 «Э CN I I 111 to Ю ^f CO CO, Blffi CM—'tDlO WUUUUO 1Т7Ш О Ol CO !>• to Ю t-. to to to to to i T, i а CSCNCnC 5 to to to to ' ooo 00 CM*-* III 01 Г— -^f to to to fooooo Oi t-* CO CD *& CM *-чi О Oi CO 00 С0(01О>ЛЮЮ II ooo WCOQ to to to oooooo C7> о GO Ol О to to to ¦* CO CO CM to to to to to to; OOOOOO CO CM—*OOiO> (. to to to to Ю Ю I I ¦ Tt« CO- OlOl. I II I U i CO CO О О'С пт тт I I S-S'';,.gS со dit-^ со о> ю I Mill 1С -sf СО CM —<—I, ю ю ю ю ю ^о oooooo ЧТ^7?1: СМ —г о СП 00 СО to СО СО 1Л 1Л If? О O'O о CO tO —f Q to to to to I I I S'Sg ЮЮЮ1ЛЮЮ 111: Ю Tf.cOC I II I -¦•Зсй-Ф^; ЩЮЮЮ oo T.7 Oi CO II О CM 2ss?a If - ISM tHf-. §o 4 2 в «3 В о $' Оююо CM -*• t-^CM 111 I CMCMOO —'CNiOCO 77 too —«CO № S1I Из ¦ .tj p
Продолжение табл. 27.1 Профили и размеры сечеиия Сталь угловая -рав- нобокая (сортамент по ГОСТ 8509—57) Ширина полки в мм 20—25 28—32 36 40—45 50—75 80—140 160—250 •**—. — ¦— ' ¦ ¦ — Углеродистой обыкновенного качества Общего назначения (ГОСТ 380—60) " поставляемой только по механическим свойствам (груп- па А) или только по химическому составу (группа Б) бессемеровская .о 1 о . иш 56—20 54—20 53—00 51—80 51—00 49—70 49—00 „с И СО СО . НО ош 59—70 '57—80' 56—50 55—30 54—50 53—30 52—50 ..та СО . ои . 66—50 64—60 63—30 62—10 61—30 60—10 59—30 мартеновская о °"н ^ё •и? 60—10 58—00 56—70 55—40 54—50 53—20 52—40 5со *ё <->? 63—90 61—80 60—50 59—20 58—30 57—00 56—20 о *ё о? 67—70 ¦65—60 64—30 63—00 62—10 60^-80 60—00 ео ет"н *ё и? 71—20 ¦ 69—10 .67—80 66—50 65—60 64—30 63—50 поставляемой по меха- ническим свойствам и с дополнительными тре- бованиями по химиче- скому составу (под- группа В) мартеновская с и . СО и (О 67—20 65—10 63—80 62-40 61—50 60—20 59—40 и ¦ с со и (О 71—20 69—00 67—70 66—40 65—50 64—10 63—30 со и ю 74—70 72—50 71—20 69—90 69—00 67—60 66—80 Для мостостроения (ГОСТ 6713—53) для клепа- ных а и - и и о S СО и 4 71—20 69—10 67—80 66—50 65—60 64—30 63—50 конструкций сварных а и , CJ О со О 76—40 74—30 73—00 71—70 70—80 69—50 М16С 81—80 79—70 78—40 77—Ю 76—20 74—90 68—70 74—10 Н изколегированной конструкционной (ГОСТ 5058—57) 14Г, 19Г, 24Г 75—90 73—80 72—50 71—20 70—30 69—00 68—20 15ГС, 14Г2 77—60 75—50 74—20 72—90 72—00 70—70 69—90 и о g •— — 80—60 78—50 77—20 75—90 70—00 73—70 72—90 .к и — ,93—60 91—50 90—20 88—90 88—00 86—70 85—90 с; и , X — 101—40 99—30 98—00 96—70 95—80 94—50, 93—70 Сталь угловая равнобокая с уменьшенной толщиной полок (из числа предусмотренных ГОСТ 8509—57) расценивается дороже указанных цен: 32x32x3; 36x36x3; 40x40x3; 45x45x3; 50x50x3; 50x50x4 мм — на 9%; 56x56x3,5; 56x56X4; 63x63x4; 70x70x4,5; 70x70x5; 75x75x5; 80x80x5,5;, 90x90x6; 90x90x7 мм — на 6,5%; 100x100x6,5; 100х100> X14 мм — на 4,5% Сталь угловая не- равнобокая (сортамент по ГОСТ 8510—57). Ширина большей полки в мм 25 32 40—45 50—75 80—110 125—140 160—250 <7; 110x110x7; 125x125x8; 125x125x9; 140x140x9; 160x160X10; 160x160x11; 180x180x11; 180x180x12; 200X200x12; 200x200x13; 220Х220Х 59—80 57—80 54—20 52—20 51—00 50—20 49—80 63—30 61—30 57—80 .55—70 54—50 53—80 53—30 70—10 68—10 64—50 62—50 61—30 60—50 60—10 63—80 61—80 58—00 55—80 54—50 ,53—70 "53—20 j. 67—60 65—60 61—80 59—60 58—30 57—50 57—00 71—40 69—40 65—60 63—40 62—10 61—30 60—80 74—90 72—90 69—10 66—90 65^60 64—80 64—30 71—00 69—00 65—10 62—80 61—50 60—70 60—20 74—90 72—90 69—00 66—80 65—50 64—60 64—10 78—40 76—40 72—50 70—30 69—00 68—10 67—60 74—90 72—90 69—10 66—90 65—60 64—80 64—30 80—10 78—10 74—30 72—10 70—80 70—00 69—50 85—50 83—50 79—70 77—50 76—20 75—40 74—90 79—60 77—60 73—80 71—60 70—30 69—50 69—00 81—30 79—30 75—60 73—30 72—00 71—20 70—70 84—30 82—30 78—50 76—30 75—00 74—20 73—70 97—30 95—30 91—50 89—30 88—00 87—20 86—70 105—10 103—10 99—30 97—10 95—80 95—00 94-50 Сталь угловая неравнобокая с уменьшенной толщиной полок (из числа предусмотренных ГОСТ 8510—67) расценивается дороже указанных Цен: 40x25x3; 45x28x3;' 50x32x3; 56x36x3,5; 56x36x4 л»л —на 12%; 63x40x4; 70x45x4,5; 90x56x5,5; 110x70x6,5; 110x70x7 мм — на ХП ял —на 4,5% Балки двутавровые (сортамент по ГОСТ 8239—56). N> профиля 10—12 14—22 24-40 45—50 55-70 6,5%; 125X80X7; 160X100x9; 180X110x10; 200Х125Х Фа сгонная сталь (технические требования по ГОСТ 535—58) 52—20 53—30 52—20 55—90 56—80 55—70, 53—60 57—30 53—00 56—70 61—90 63—50, 62—40 64—50 63—80 56—70 56—90 55—70 57—20 56—60 59—30 60—60 59—40 61—20 60—50 63—00 64—70 63—50 65—70 65—00 66—20 67—90 66—70 68—90 68—20 62—50 63—90 62—60 '64—50 63—80 66—40 68—10 66—90 69—10 68-^40 69—60 71—80 70—10 72—30 71—60 66—20 67—90 66—70 68—70 68—20 71—10 76-^30 73^00 78—50 71—90, 74—за 73—60 77—30 80-10 7S—30 75—10 77—10 76—00 78—30 77—60 76—90 79—10 77—90 80—30 79-60 80—30 82—60 8J—40 83—80 83—00 82—90 85—50 84—40 86—1=0 85—50 101—60 105—00 103—80 106—10 105—20
Профили и размеры сечения Углеродистой обыкновенного качеств» Общего назначения (ГОСТ 380—60) поставляемой только по механическим свойствам (груп- па А) или только по химическому составу (группа Б) бессемеровская ии СО . н un 6U мартеновская 8% с §=о «и ОЙ 61—50 59—80 60—80 58—60 uS 65—30 63—60 65—00 62—50 поставляемой по меха- ническим свойствам и с дополнительными тре- бованиями по химиче- скому составу (под- группа В) мартеновская и m о и и (О Для мостостроения (ГОСТ 6713—53) для конструкций клепа- ных сварных М16С Продолжение саб д. 27.1 Низколегированной конструкционной (ГОСТ 5058—57) 14Г, 19Г, 24Г 15ГС, 14Г2 t_ х « ? "" CM ' Ч и X ю """ ч и =t к и • ел ел 4^ Швеллеры (сорта- мент по ГОСТ 8240—56). J* профиля 5-8 10—12 14—22 24—40 54—20 52—70 53—50 51—40 57—60 56—00 57—00 54—90 64—10 62—50 63—70 61—50 57—90 56—20 57—10 54—90 68—50 66—80 68—20 65—70 64—80 63—00 64—10 61—80 68—70 67—00 68—40 65—90 71—90 70—20 71—60 69—10 68—50 66—80 68—20 65—70 73—40 71—80 73—30 70—80 78—70 77—00 78—80 76—20 77—50 7.5—80 77—50 74-90 79—30 77—70 79—40 76—80 82—70 71—10 83—00 80—30 85—20 83—70 85—90 83—20 104—2 0 102—60 105—50 102—30 Листовая и широкополосная универсальная сталь (технические требования по ГОСТ 500—58 и 501—58) Сталь листовая (сор- тамент по' ГОСТ 3680—57 и 5581—57). Толщина листа в мм 2—2,8 3—4 4—4,5 6—5,5 6-9' 10-15 16—20 . 21—32 34—60 63—160 61—80 58—80 58—80 54—90 53—40 52—40 51—70 50—90 51—20 51—50 65—50 62—40 62—40 58—50 57—00 56—10 55—40 54—50 54—80 55—10 74—80 71—70 71—70 67—70 65—90 64—70 64—00 63—20 63—40 63—70 66—20 62—90 62—90 58—70 57—10 56—10 55—30 54—40 54—70 55—00 70—10 66—80 66—80 62—60 61—10 60—00 59—20 58 -30 58—60 58—90 76—40 73—10 73—10 68—80 66—90 65—60 64—80 63—90 64—20 64—50 80^10 76—80 76—80 72—50 70—60 69—30 68—50 67—60 67—90 68—20 73—50 70—20 70—20 65—90. 64—40 63—20 62—40 61—50 61—80 62—10 80—00 76—70 76—70 72—30 70—40 69—00 68—20 67—30 67—60 67—90 83—70 80—40 80—40 76—00 74—40 72—70 71—90 71—00 71—30 71—60 81—00 76—40 74—40 73—10 72—20 71—10 71—40 71—70 89—60 84—70 82—50 81—10 80—00 78—80 79—20 79—60 — 96-80 91—50 89--10 87—60 86—40 85—10 85—50 86-00 90—00 86—70 86-70 82—40 80—50 79—20 78—40 77—50 77-80 — 92—60 89—30 89—30 85—00 83—10 81—80 81-00 80-10 80—40 — 96—80 92—50 92—50 88—20 86—30 85—00 84—20 83—30 83—60 — 97—10 94—20 94—20 90—30 88—60 87—50 86—80 86—00 86—20 — 122—50 119—20 119—20 114—90 113—00 111-70 110-90 110-00 110—30 Оптовые цены установлены на листы нормальных размеров. Тонколистовая сталь (до 4 мм) поставляется только по химическому составу (группа Б), с испытанием на загиб в холодном состоянии; то же, по подгруппе В — поставляется с испытанием на растяжение. Тонколистовая сталь (по ГОСТ 3680—57) и толстолистовая сталь (по ГОСТ 5681—57), поставляемые в рулонах, расцениваются по оптовым ценам листов нормальных размеров со скидкой 3% при поставке с необрезными концами Сталь широкополос- ная универсальная (сортамент по ГОСТ 82—57). Толщина полосы в мм 5 &П-9 10—20 21—60 51—50 50—00 48—70 47—40 55—20 53—60 52—30 51—10 59—70 58—10 56—70 55—40 55—10 53—40 52—00 50—70 59—00 57—30 56-тОО 54—60 60—90 59-10 57—60 56—20 63—90 62—10 60—60 59-20 62—20 60—50 5!>—20 57-70 64—20 62—40 60—90 59—40 67-20 65—40 63—90 62—40 65—00 63—10 61—50 60-10 72—30 70—20 68—40 66—80 78—10 75—80 73—90 72—10 67—70 65—90 64—40 63—00 69—70 67-90 66—40 65-00 72—20. 70—40 68—90 67—50 75-60 74—00 72-60 71-40 96—30 94—50 93—00 91-60 Оптовые цены установлены на полосы нормальной длины шириной 400—1050 мм. Широкополосная сталь шириной менее 400 мм до 200 мм расценивается дороже на 3 руб., а шириной менее 200 мм до 160 мм — дороже на 9 руб. за I т. Оптовые цены установлены иа широкополосную сталь с ребровой кривизной класса Б (по ГОСТ 82—57); за поставку такой стали класса А (по ГОСТ 82—57) начисляется дополнительная приплата 4% к оптовой цене
556 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Продолжение табл. 27.4 Форма' поперечного сечения №. профиля высота в мм ширина в мм Цена за lm в руб. при толщи- не профиля в мм 2-2,5 3-54 5—6 V-o бразные равнобокие профили (по РОСТ 8279—5 16 16 160 160 16—50 60—120 76 70 72 67 V-o бразные равнобокие профили (по ГОСТ 8280-57) 10—12 100—120 120—160 70 67 67 64 64 Примеча и е. У1 неравнобоких угольников в графе .ши- рина" указан размер большой полки. 2. При разработке прейскуранта на стальные кон- струкции стоимость стали была определена с учетом минимальных требований к качеству стали: а) сталь углеродистая обыкновенного качества общего назна- чения, мартеновская, марки Ст. 3 (кипящая и спокой- ная) принята из условий поставки по механическим свойствам группы А и дополнительных требований по химическому составу (с предельным содержанием уг- лерода, серы, фосфора и других, элементов по группе Б), с приплатой 2% за гарантировамный предел теку- чести, что соответствует характеристикам подгруппы В по ГОСТ 380—60; сверх того, учтена дополнительная приплата 1% за испытание на загиб в холодном состоя- Я'Ии (с распространением ее на 90% стали листовой и широкополосной и на 10%. остальной профильной стали). Не были учтены приплаты, возникающие в слу- чаях требования гарантии пониженного содержания серы и.фосфора и за испытание ударной вязкости угле- родистой стали при нормальной температуре и низко- йегированной стали при минусовой температуре или после механического старения; б) сталь углеродистая для мостостроения (клепаные конструкции— марка Ст. 3 мост, спок.; сварные конструкции — марка М16С), низколегированная сталь любых марок, а также углеро- дистая сталь обыкновенного качества, мартеновская марки Ст. 0, в том числе .фасонная сталь специальных профилей для металлических переплетов промышлен- ных зданий, приняты по основной оптовой цене без каких-либо дополнительных приплат. , В соответствии с действующим прейскурантом на прокатную сталь за поставку, согласно заказу угловой «тали, балок и швеллеров определенной мерной длины ' начисляется дополнительная приплата 9% к действую- щей оптовой цене. За поставку листов мерных разме-. ров ¦ приплата составляет в зависимости от ширины и длины листа.: тонколистовой стали — от 0 до 10%; тол- втолистовой стали — от 0 до 25%. Сверх припла/r за листы мерных размеров взимается дополнительно! (осо- бая приплата) 10% за нестандартные размеры листов. Исходя из специфики и практики применения про- катной стали при изготовлении конструкций, в усред- ненных расчетах по определению стоимости стали пра разработке прейскуранта на стальные конструкции бы- ли, заложены следующие приплаты за поставку мерных размеррв (в процентах к оптовой цене): а) листовой и широкополосной стали'марок Ст. 3 кипящей и споко'й- ной, Ст. 3. мост, спокойной и М16С—2%; б) угловой стали тех же марок—5%; в) балок и швеллеров тех же марок — 6%; г) листовой и широкополосной из низко- легированной стали любых марок —5%; д) уголков, балок и швеллеров из низколегированной стали любых марок —9%. Б. ПОРЯДОК ОЦЕНКИ ТРУДОВЫХ ЗАТРАТ Калькулирование (оценка) трудовых затрат при из- готовлении стальных конструкций из-за обширной и разнообразной номенклатуры изделий и множествен- ности технологических процесоов является весьма сложной задачей. Значительное упрощение может быть достигнуто "с помощью системы коэффициентов/учиты- вающих относительную трудоемкость изготовления различных видов конструкций. Такая система была раз- работана Проектстальконструкцией (1954 г.) в резуль- тате проведенного тщательного изучения трудоемкости стальных конструкций. 1. При разработке системы коэффициентов, были приняты: а) трудоемкость конструкций, характеризую- щая затраты рабочего времени на изготовление 1 т продукции, в единицах рабочего времени (в человеко- часах); б) трудоемкость конструкций, характеризующая затраты рабочего времени основных и вспомогательных ' рабочих, занятых в основных цехах, равняется сумме трудоемкости отдельных операций — основных (опре- деляемых технологическим процеосом), транспортных (включающих затраты на внутризаводской железнодо- рожный 'Транспорт) и вспомогательных (включающих: затраты по уходу за оборудованием); в) технологиче- ская схема , производства стальных конструкций, вклю- чающая подготовку металла (в цехе подготовки метал- ла), обработку металла (в цехе обработки),- сборку - полуфабриката (в сборочных цехах — сборо-еварочном, сборо-клепальном и общей сборки), предохранение кон- струкций от коррозии и погрузку конструкций (в цехе маляро-'погрузки); г) основные (технологические)'опера- ции при изготовлении стальных конструкций: правка металла, резка металла (кислородная и механическая), разметка шаблонов, наметка деталей, образование дыр (на прессах и сверлильных стайках), фрезеровка, гибка деталей (в холодном и нагретом состоянии), правка деталей, сборка, электросварка, правка i конструкций после сварки, рассверловка под клепку, клепка, фре- зеровка торцов, общая сборка с рассверловкой "мон- тажных отверстий, разметка и установка кондукторов-, сверление монтажных отверстий по кондукторам, юонт- рочьная. сборка, установка и монтаж комплектующих изделий, огрунтовка конструкций 2. Разработанная система коэффициентов относи- тельной трудоемкости изделий была применена при со- ставлении прейскуранта на стальные конструкции (в части оценки трудовых затрат) и широко используется ' для*целей внутризаводского планирования (в частности, для калькулирования трудовых затрат). В табл. 27.5 приведены коэффициенты относительной трудоемкости основных видов стальных конструкций, а определение эталона коэффициента трудоемкости дано в п. 7 § 27.1.Б.
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 555 Требования, предъявляемые потребителем к указан- ным в стандарте, но не гарантируемым характеристикам стали, подлежат особой оплате. При поставке углеро- дистой стали обыкновенного качества с удовлетворени- ем этих дополнительных требований взимаются припла- ты (в процентах к оптовой цене): а) за ограничение содержания серы в стали под- группы В. (не более 0,05%) —2%; б) за удовлетворительные результаты испытания на загиб в холодном состоянии (по нормам табл. 1 ГОСТ 380—60) - 1%; в) за гарантированный повышенный предел текуче- сти в соответствии с'п. 11,в ГОСТ 380—60 (в стали марки Ст. 3 группы А и подгруппы В, за исключением стали марки ВСт. Зкп 2-го разряда) —2%; г) за ' иопытание на ударную вяакость при нор- мальной температуре +20° для проката толщиной 12— 25 мм (по нормам табл. 4 ГОСТ 380—60)—4%. Требования по содержанию кремния в спокойной' стали марки ВСт. 3 в пределах от 0,12 до 0,22%, по суммарному содержанию хрома, никеля и меди не бо- лее 0,60% и по содержанию мышьяка не более 0,08% дополнительно не оплачиваются. Сталь аля мостостроения и низколегированная сталь поставляются с гарантируемыми, без особой оп- латы, характеристиками — пределом текучести; времен- ным сопротивлением и относительным удлинением при разрыве; предельным содержанием углерода, марганца, кремния, серы, фосфора, хрома, никеля и меди; удов- летворительными результатами испытаний на загиб в холодном состоянии и на ударную вязкость -при нор- мальной температуре. За поставку низколегированной стали с необязательным по ГОСТ' 5058—57 испыта- нием на ударную вязкость после механического старе- ния или при температуре —40° предусмотрена припла- та к оптовой цене в размере 4%. Поставка термически обработанной (упрочненной) толстолисто.вой углеродистой стали марок Ст. Ткп, Ст. Тпс и Ст. Т по ГОСТ 9458—60 производится по цене, указанной в табл. 27.2, .в зависимости от толщины лис- та. Поставка по требованию потребителя термически об- работанной низколегированной стали по ГОСТ 5058—57 производится с приплатой к действующей оптовой цене, согласно данным табл. 27.2, в зависимости от ви- да проката. ' Таблица 27.2 Оптовые цеиы термически обработанное стали Вид и марка . стали Углеродистая, марок Ст. Ткп, Ст. Тпс и Ст. Т (по ГОСТ 9458-60) Низколегирован- ная любых, марок (по ГОСТ 5058-57) Вид проката Толстолистовая тол- щиной в мм: 6—9 10—15 16-20 21—32 34—60 >. Сортовая и фасон- ная Тонколистовая .Толстолистовая и широкополосная Цена за ' 1 m в руб. 69—10 68—00 67—20 66—30 66—60 ~ _ — Приплата к оптовой цене за 1 m —коп. —¦ — — — 9-00 5—70 4—00 За травление тонколистовой низколегированной стали начисляется приплата 5 руб. за 1 т. 36* Поставка специальных профилей фасонной стали марки Ст. 0 для металлических переплетов промышлен- ных зданий по ГОСТ 7511—58 производится по цене, указанной в табл. 27.3. При'заказе профилей для окон- ных и фонарных переплетов из стали другой марки указанные в табл. 27.3 цены увеличиваются на разницу в ценах к^адр'атной стали размером 105—120 мм. зака- занной марки и стали марки Ст. 0. При поставке про- филей холодной формовки по ГОСТ 7511—58 кратной (или мерной) длины особой приплаты не взимается. Поставка гнутых профиле» из стали марки Ст. Зки производится по цене, указанной в таблГ 27.4. Гнутые профили из стали марки Ст. 0 расцениваются на 6% дешевле, а из низколегированной стали' (с временным сопротивлением не более 50 кг/мм2) — на 25% дороже, чем указано в табл. 27.4. При поставке гнутых профи- лей кра!ной (или мерной) длины особой приплаты не начисляется. г Таблица 27.» Оптовые цены иа сталь марки Ст.О для оконных и , фенарных переплетов промышленных зданий № профиля (пр ГОСТ 7511-58) Размер поперечного сечення в мм Цена за 1 m в руб. — коп. Профили горячекатаные 25x35x3,3 30X42X3,3 ' 30x35x3,3 24x35x3,3 50x35x3,3 35x35x3,3 90x65x3,5 25x55x4 65—00 67-80 67—80 67—80 62-50 67—80 62—70 69-60 Профили холодной формовки 5а 7а 10 11 1 50x35x3,2 90X65X4 68X20X2,5 15X25x95x2,5 30x60x2,5 82—00 70—00 70—00 75—00 87-00 Таблица 27.4 Оптовые цеиы иа гнутые профили из стали марки Ст.Зкв Форма поперечного сечения профиля высота в мм ширина в мм Цена за 1 m в руб. при толщи- не профиля в мм 2-2,5 3—4 5-6 Угольники равнобокие (по ГОСТ 8276—57) 4-5 6-8 10—12 16-25 40—50 ' 60-80 100-120 160-250 90 83 75 71 82 75 70 66 75 74 68 64 Угольники неравнобокие (по ГОСТ «277—57) 6—10 12—16 20—25 60-100 120—160 200—250 83 75 71 75 70 66 V-образные равнобокие профили (по ГОСТ 8278-57) 10—16 100—160 100—160 70 67 68 64 64
558 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Продолжение табл. 27.5 - I я я «- к So § S *§3 Наименование и характери- стика стальных конструкций 41 42 43 44 45 82 82 83 83 84 85 85 86 II -86 87 90 :98 Рабочие площадки легкого типа из прокатных балок с листовым настилом весом 10,7 m ¦ Рабочие площадки ¦ легкого типа,в среднем Рабочие площадки тяжело- го типа для мартеновских пе- чей с балочным и листовым настилом .......... То же; без листового на- стила То же, без балочного и листового настилов ..'... Тяжелые конструкции типа станции метрополитена (с фрезеровкой торцов элемен- тов! Колонны легкого . типа из швеллеров и двутавров весом 0,7 m . . . Колонны со сплошной стен- кой весом 1,3 m То же, весом 2,6 m ... . Колонны со сплошной стеикой весом до 5 /те, в среднем ...... Колонны со сплошной стен- кой весом 9,6 т ^ То же, весом 24 т .... Колонны со сплошной стенкой весом до 25 т, в среднем ....... Колонны со сплошной стен- кой весом 45,6 т Колонны решетчатые весом 2.5 т J То же, весом 3,9 т . . ¦ . Колонны решетчатые весом до 5 т, в среднем Колонны решетчатые весом 6.6 т . . То же, весом 18,8 т . . То же, весом 71,1 т . . . Колонны решетчатые весом более 5 т, в среднем ........ Монорельсы из двутавров— прямые звенья . То же, звенья криволиней- ного очертания Подкрановые балки из дву- тавров длиной 6 м для кра- нов малой грузоподъемности Подкрановые балки со сплошной стеикой весом до 3 т, длиной 6 м для кранов грузоподъемностью 100 т То же, длиной 6 м для кра- нов грузоподъемностью 20 т Подкрановые балки со сплошной стенкой, сварные весом до 3. т, в среднем lilii :k Hit 1 Сварка 16,4 Сварка Клепка Сварка 20,4 22 24,4 44,2 13,7 45,2 37 Сварка 23,8 Сварка 20 42 44,2 Сварка Клепк Сварка 25,7 27,8 29,0 13,8 28,4 13,4 27,3 23,7 •В- •е- §я *§ о» И я 2 0,75 0,7 0,9 1 1,1 0,6 2 1,65 1,8 1,1 1,3 1.2 0,9 1,9 2 1,9 1,15 1,25 1,3 1,25 0,6 1,25 0,6 1,2 1,05 1,1 М° позиции раздела 1 прейскуранта № 01—09 (изд. 1960 г.) 91 91 91 91 91 94 94 94 95 95 92 ' 93 96 97 , 101 101 101 101 Продолжение табл. 275 Наименование и характери- стика стальных конструкций Подкрановые балки со сплошной стенкой весом бо- лее 3 т, длиной 18 м для кра- нов грузоподъемностью 10 т То же, для кранов грузо- подъемностью 75 т (пролет То же, для кранов грузо- подъемностью 75 т (пролет То же, для кранов грузо- подъемностью 100 т .... . То же, длиной 24 м для кра- нов грузоподъемностью "50 т Подкрановые балки со сплошной стенкой, сварные весом более 3 т, в среднем .... Подкрановые балки со сплошной стенкой весом до 25 т, длиной 12 м для кранов грузоподъемностью 125 т . . То же, для! кранов грузо- подъемностью' 150/30 т То же, длиной 24 м для кранов грузоподъемностью Подкрановые балки со сплошной стеикой, .клепаные, весом до 25 т, Подкрановые балки со сплошной стенкой весом бо- лее 25 т, длиной 24 м для кранов грузоподъемностью 125 т . . . То же, длиной 36 м для кра- нов грузоподъемностью 250 т Подкрановые балки со сплошной стенкой, клепаные весом более 25 /и, в среднем .... Подкрановые балки решет- То же, весом более 3 т . . . То же, весом до 3 т То же, весом более 3 т . Стропильные фермы решет- чатые (отгружаемые целиком) длиной 14 м, весом 0,9 т, трапецеидальные . . То же, длиной 15 м, весом 1,2 т, трапецеидальные То же, длиной 15 м, весом 1,4 т, треугольные То же, длиной 15 м, весом 1,8 т, с параллельными поя- сами . . .... Л. Стропильные фермы решетчатые пролетом до 21 м, в среднем . •' к я X <У X к о о CJ о о и о я о Сварка Клепка ¦ Клепка Сварка Клепка Сварка - Фактические затраты ра- бочего времени на 1 т в чел.-час. (иа основных, транспортных и вспомога- тельных операциях в ос- новных цехах) 17,9 15,9 15 17,7 16,4 24,7 20,9 Л8.8 23,3 24,0 31,6 ' 27,1 35,2 30,2 36,7 36,5 34,3 28,9 - и н Я а>- я я •8- •8- 01 я О н М о о Si * я s 3$ 0,8 0,7 0,7 0,8 0,7 0,8 1,1 0,95 0,8 0,95 1,05 1,05 1,05 1,4 1,2 1,55 1,35 1.6 1,6 1.5 1,3 1,5
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 557 „ .. Таблица 27.5 Коэффициенты относительной трудоемкости для основных видов стальных конструкций Продолжение табл. 27.6> 2°: = 5'- ¦ =>?•§ 1-а 1-6, l 1-в 1-г Л-д 1-е 1-ж 1-й 1-к 1-л 2 з-е 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 16 18 19 20 21 22 23 23 23 Наименование и характери- стика стальных конструкций ч l~iH «а « и с Сия о е и я « я " г « я о а * х S а « 2! о га я ? 5* Й <и '. х я- е- , О (1J ГО 5* III III f. ? ч 2 >* СО |Г Доменные печи объемом до 1513 л1 включительно (без лестниц и площадок), веред-, нем В том числе отдельные ча- сти доменной печи: Опорное кольцо ,'. Опорные колонны горна и шахты со связями ..... Мораторное кольцо ... Броня горна . . ..... Кожух шахты печи ... Купол печи . Колошниковый копер и мон- тажная балка Кольцевой воздухопровод Газоотводы; со свечами . , Нисходящие газоотводы до. пылеуловителя (прямые) . Колошниковая площадка Наклонные мосты с пилона, ми (без рельсов и лестниц) Воздухонагреватели (без лестниц и площадок), в сред- нем В том числе отдельные ча- сти воздухонагревателя: Кожух (без лестниц и пло- щадок) Купол и днище Здания'воздухонагревателей (без лестниц и площадок)1, . . Лифты и подъемники (вклю- чая лестницы и площадки) . . Литейные дворы и поддо- меиники (без лестниц и пло- щадок) ... .... Кожухи пылеуловителей (без лестниц и площадок) . . Кожухи скрубберов и элек- трофильтров (без лестниц и площадок) Здания лебедок (без лест- ниц и площадок) ... • . . . Здания разливочных машин (без лестниц и площадок) :'¦'. Площадки и лестницы ком- плекса конструкций доменно- го цеха—прямые ,. То же, кольцевые и лома- ные , ¦. . Каркасы мартеновских пе- чей (без стоек из слябов) . . Стойки мартеновских печей (из слябов) .;..:. Трубопроводы, прямые звенья диаметром до '0,6 м включительно То же, диаметром 1 м . . ,. ' То же, диаметром 2,3 м (с внутренними кольцами жест- кости) ............ То, же, ломаные диаметром до 0,6 м включительно ... То же, диаметром 1л.. То же, диаметром 1,85 м . То же, диаметром 1,86 м- . То же, диаметром 2м.. . Сварка: Трубопроводы лома- ные диаметром более 1,2 м, в среднем . , . , Клепка Сварка Клепка Сварка 20,6 17,5 24,5 21,4 23,8 26,6 31,1 52,7- 48,5 39,2 28,3 49,9 13,5 11,4 29,7 17 44,4 24,2 33,8 26,4 20,4 37,6 46,2 57,7 25,5 12,2 40,1 24,2 42,1 99,1 59,6 52,7 50,8 41,4 1,3 0,9 0,8' 1,1 0,95 1,05 1,2 1,4 2,35 2,2 1,75 1,3 2,2 0,6 0,5 1,3 0.75 2 1,1 1,5 1,2 0,9 1,7 2,1 2'6 1,15 0,55 1,8 1,1 1,9 4,45 2,65 2,35 2,3 1,85 2;2 я в и s So 5 * 2 о w 25 25 25 25 26 28 29 30 31 32 33 * 34 35 36 37 38 39 40 41 41 Наименование и характер.и - стнка стальных конструкций Фасонные части трубопро- водов сложные (элементы га- зопровода) диаметром 1070— 1260 мм То же, диаметром 2050 мм То же, диаметром 2300 мм То же, диаметром 2320 мм Фасонные части тру- бопроводов сложные диаметром более 0,6 м, в среднем Фасонные части трубопро- водов особо сложные диамет- ром 2150 мм (сопряжение га- зоходов получистого газа пе- ред пыльником) . Колонны под газопроводы и воздухопроводы решетча- тые плоскостные высотой 5,9 м, весом 0,7 г То же, высотой 10,9 м, ве- сом 2,3 m . Колонны решетчатые плоскостные, в среднем То же, решетчатые прост- ранственные высотой 8,2 м, весом 2,1 m ' . Бункерные эстакады домен- ных цехов (без рельсов, лест- ниц и площадок) Эстакады обычного типа (без рельсов, лестниц и пло- щадок) То же, сложной конструк- ции типа наклонных мостов (без рельсов, лестниц и пло- щадок) Лестницы и площадки эста- кад Галереи переходные . . . . Бункера угольные больших емкостей (210 м?) негабарит- ные,, весом 109 m То же, для шихты малых емкостей (15 м3) негабарит- ные, весом 14 m , То же, для сыпучих мате- риалов малых емкостей (4,5 м") габаритные, • весом 0,5 m Декомпозеры ; . . . Сгустители Силосы для хранения це- мента . . . . '. Жесткие пространственные арматурные каркасы для же- лезобетонных конструкций (без огрунтовкн)'....... Рабочие площадки легкого типа из прокатных балок с листовым настилом весом 87,9 m . . . . ., . То же, весом 49,6 m . . . . Сварка « в м о,- Я ?яо' 'so к №\ ill Сварка Сварка 52,3 63,4 69,6 59,6 91,2 34,5 33,6 40,5 » V Клеп- ка Сварка • • Ш " » 22 16,6 46,6 44 28,8 30,4 I 41,8 58 31,2 28 22,1 45,15 13 14,3
560 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Продолжение табл. 27.5 Продолжение табл. 27.$ ~1 я 5 " 111 = ? . а) й ? с5 НО 140 140 141 142 143 144 145 146 150 151 152 153 154, 155 156 157 174 176 218 2!9 221 222- 223 324 230 229 Наименование н характери- стика стальных конструкций 1 Газгольдеры мокрые посто- янного давления, емкостью 2400 м3 То же, емкостью 6400 я3 . То же, емкостью 10 000 м' Газгольдеры мокрые постоянного давления, емкостью от 2000 до 10 000 ж3, в среднем . . Газгольдеры мокрые посто- янного давления, емкостью 15000 м* То же, емкостью 32 000 м3. Газгольдеры постоянного объема под давление до 11 аши, габаритные (со сфе- рическими днищами) Резервуары цилиндриче- ские с металлической кров- лей на металлических стро- пильных фермах, типовые (изготовляемые методом сво- рачивания), емкостью 300 м". То же, емкостью 2000 м3. . То же, емкостью 5000 л8 . Цистерны стационарные, горизонтальные, цилиндри- ческие, с плоскими днищами емкостью 25 м" То же, емкостью 75 м3 . . Баки для воды цилиндриче- ские с коническими днищами (негабаритные) То же, со сферическими днищами , . Градирни нз сортовой ст'а- Водонапорные башии из стоек составного , сечення (со связями, лестницами и пло- Трубы дымовые цияиндрн- То же, а нижней кониче-, Двустворчатые ворота . . . Сороудерживающие решет- ки, габаритные Надшахтные здания . . . Надбункерные галереи . . Бункера параболические негабаритные, ёмкостью 100 мв (без здания бункеров) " То же, прямоугольные, га- баритные, малых емкостей . . Копры шахтные, постоян- ные, весом до 25 m ..... То же, весом более 25 m . Мачты линий электропере- дач напряжением 110, ¦ 220 и 400 ке, пространственные из Тй же, напряжением 35 ке (технология и трудозатраты приняты из данных завода, специализированного на из- готовлении мачт ЛЭП) к я V Я Я 0) о и о и Сварка г — Сварка „ » в , .1 в , / „ . я ¦ • . ¦ . . . „ „¦ ^ я | М ? и cwg 3 3 о о. и о и к ,, QJ И И G-и Й аЙ н о а* 27.8 21,9 17,8 — 20,7 25,5 39,8 45,7 30 21,1 59,1 53,8 26,4 35.2 27,5 13,4 \ 27,1 29 65,2 52,2 28,8 , 25,9 30,4 39,7 39,9 . 57,5 50,2 53 я а> s Я s •в- •в- at я о н и о «J И S я й ° со р* \ 1,35 . 1 0,8 1 0,9, 1.1 1,8 . 2,05 1,35 0,95 2,65, 2,4 1.2 1,6 1,2 0,8 1,2 1,3 2,9 2,3 1,3 1,2 1,35 1,8 1,8 2,6 ¦ \ 2,25 2,4 . та О.Я, , Я Я> 5 2.S я >?о> m г. о.Ы . 227 226 238 239 Наименование и характери- стика стальных конструкций з 2 о я S <u ш 2 «g • ? si« :s3„ о я a a 2 я « ч a d,aj о Опоры и станции (погру- зочные и натяжные)- канатных дорог, в среднем . . . . В том числе Станции .......... Опоры '. . . Пролетные строения бето- ноукладочиых эстакад .... Опоры бетоноукладочных эстакад .... (трудозатраты на из- готовление бетоноукла- дочных эстакад приняты из данных специализиро- ванных заводов Мини- стерства строительства электростанций) Сварка Клепка 40,5 28,7 44,3 27,8 31.4 •а. - Л Я ч at Ш я s Я Qi а о о- et 2 >. 1.8 1 3 2 1,25 1.4 * В прейскуранте № 01—09 галереи переходные объединены с мостами и галереями под транспортеры (поз. 220). 3. При создании системы коэффициентов относи- тельной трудоемкости изделий были использованы дан- ные о фактических и нормативных затратах труда, полученные непосредственно на одном из отраслевых предприятий, ведущем по степени механизации, уровню технологии и организации труда. Обобщение и анализ заводских данных по трудоемкости позволили опреде- лить: а) нормативную трудоемкость технологических операций (количество труда, подлежавшее затрате на основных технологических операциях по действующим на заводе нормам), равную 20,17 чел.-час. на 1 г про- дукции; б) фактическую трудоемкость этих же техно- алогических операций (определенную по нормативной трудоемкости, с поправкой На фактический уровень выполнения норм по каждой из технологических опера- ций), составившую 12,46 чел.-час. на 1 т продукции; в) трудоемкость транспортных операций (работа кра- новщиков « такелажников в цехе подготовки металла по разгрузке, .сортировке и подаче металла^, в цехах обработки, сборки и маляро^погрузки, а также работа заводского железнодорожного транспорта на внутриза- водских перевозках и по погрузке готовой .продукции), показавшую, по фактическим данным, 7,91 чел.-часа на 1 т продукции; г) трудоемкость прочих. вспомогатель- ных операций (приемка металла, подвозка кислорода и уборка пустых баллонов, заправка ацетиленовых ап- паратов, изготовление реек, выдача шаблонов, марки- ровка деталей, сортировка и выдача заклепок и элект- родов, приемка деталей, рубка, автогенная резка, за- чистка и т. п., а также работа по уходу за оборудова- нием, по изготовлению кондукторов и приспособлений), составившую, по фактическим данным, 7,52 чел.-часа на 1 т. продукции. 4. Исходя из приведенных данных, было установле- на отношение затрат общег© вспомогательного рабоче-
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций ^ 559 Продолжение табл. 27.5 Продолженне табл. 27.S -л Я Ё & S&2 102 102 102 102 104 .104 105 105 106 107 108 109 109 НО 111 111 112 Наименование и характери- стик» стальных конструкций Стропильные фермы решет- чатые (отгружаемые двумя половниками) длиной 24 м, весом 3,1 /те, трапецеидальные То же, длиной 30 м, весом 3,5 /те, криволинейного очер- тания То же, длиной 36 л, весом 6,5 тп, треугольные То же, длиной 36 м, весом 16,7 т, полигональные . . . . Стропильные фермы решетчатые пролетом от 24 до 36 м, в среднем Подстропильные фермы ре- шетчатые длиной 12 м, ве- сом 1,1 m То же, 2,5 m . длиной 12 м, весом Подстропильные фер- мы решетчатые проле- том до 24 м, в среднем Подстропильные фермы ре- шетчатые длиной 30 м, весом 13,7 m То же, длиной 36 м, весом 18,5 m Подстропильные, фер- мы решетчатые проле- том более 24 м, в сред- нем Рамные конструкции прос- тые, прямолинейного очерта- ния, весом до 18 лг То же, весом более 18 m Рамиые конструкции слож-' ные, полигонального очерта- ния Прогоны из одного профиля двутавровых балок То же, из одного профиля швеллеров . . Прогоны из .одного профиля двутавровых или швеллерных балок, в среднем . .- Прогоны составные из 2—3 профилей Прогоны сложной конструк-. ции решетчатые длиной 12 м, весом 0,38 m . То же, длиной 12 м, весом 0,34 m . . . . Прогоны сложной конструкции, решетча- тые, в среднем . . . . Прутковые прогоны весом 0,3 m Сварка Клепка ! Sw3 : о> ¦ в III! II 25,8 25,5 22,4 22,1 Сварка Клепка Клепка Сварка 36,1 22,8 23,3 20 Сварка Сварка •е- СП к о р Й& 1,15 1,15 1 I 1,1 1,6 1 1,3 1,05 0,9 33 26,4 36,4 13.9 14,1 1.5 1,2 1.6 0,6 0,65 — 16,8 39,4 42,8 0,6 0,75 .1,75 1,9 40.1 1.8 я я к и §1. со S Наименование и характери- стика стальных конструкций 113 114 115 116 116 117 118 119 120 121 122 122 125 127 128 129 130 132 133 134 135 136 137 Связи из одного профиля угловой стали (по колоннам) То же, из двух профилей угловой стали (по колоннам) То же, решетчатые (по фермам) . . , . Тяжи (с нарезкой концов) прямые То же, гнутые Тяжи, в среднем . . . Световые фонари нормаль- ного типа с вертикальным остеклением То же, специального типа (М-образного очертания) . . Стойки каркаса стен из двутавровых балок высотой 12 м, весом 0,9(1 То же, составные, со сплош- ной стенкой высотой 25 м, весом 4 m Ригели каркаса стен' из швеллеров длиной 6 м, ве- сом 0,14 m Ригели каркаса стен состав- ные из двутавровых балок с листами усиления длиной 6 м, весом 0,8 m То же,.весом 0,6 m . . , . Ригели каркаса стен из двутавровых балок и листа, в среднем . . . Лестницы, площадки и пе- рила Каркасы ворот * Стандартные стеновые пере- плеты глухие То же, створные и откры- вающиеся Стандартные фонарные пе- реплеты подвесные Импосты для стандартных переплетов (технология и трудовые за- траты по переплетам приняты из данных завода, специали- зированного на их изготовле- нии) Радиомачты на ваитах пря- моугольного сечения высотой 120 м, из сортовой стали То же, треугольного сече- ния высотой 235 м, из горяче- катаных труб . . Радиобашни, отдельно сто- ящие треугольного сечения высотой 80 м, из сортовой стали . , То же, высотой 100 м, из горячекатаных труб (без ме- ханических деталей) То же, высотой 250 м, из горячекатаных труб . . . . Газгольдеры мокрые, посто- янного давления (без армату- ры и механических деталей), емкостью 1000 м' 3-* а ; !Ь !!, и Я и О.Й §•* с а а U3 Л Я А Я Сварка Сварка Сварк: 12,8 19,3 34,3 36,5 43,2 20,2 22,4 18.4 22,4 12,6 20,4 25,1 73,9 41,4 73,3 102 43,7 15,5 31,5 47,7 39,1 33,9 32,1 34,3 1,4 2,1 1,75 . 1,5 1,4 1.5
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 561 го времени к затратам по основным технологическим операциям 7,91+7,52 -15,43 , .. — — = = 1,24, 12,46 12,46 Все приведенные значения (абсолютные и относи- тельные) предварительно были скорректированы за счет исключения затрат труда, «е учитываемых в тру- доемкости продукции и вызванных изготовлением про- ¦ дукции вспомогательных производств (инструменталь- ного, теплосилового, ремонтно-строительного и пр.), либо- изготовлением эпизодической или, конъюнктурной продукции (сборно-разборных мостов, электродов, ме- тизов и т. п.), резко отличной от обычной. 5. Кроме обгцего вспомогательного рабочего вре- мени, были выявлены затраты дополнительного вспомо-. гательного времени по отдельным видам продукции: а) проходившей контрольную сборку,, кондукторное" \ сверление и фрезеровку торцов в цехе общей сборки — 1,7 чел.-часа.на 1 т продукции (дополнительных 11% К:,общему, вспомогательному времени, или 0,14 к зат- ратам по основным технологическим операциям); б) •проходившей механическую обработку (строжку, рас- точку, токарные работы и фрезеровку) в механическом цехе—1,4 чел.-часа на 1 т продукции (дополнительных 9% к общему вспомогательному времени, или 0,11 к затратам по основным технологическим операциям). Затраты дополнительного вспомогательного рабочего времени в тех случаях, когда продукция проходила об- работку в обоих цехах (общей сборки и механическом), составили 20% к общему вспомогательному времени, или 0,25 к затратам по основным технологическим опе- рациям. 6. Таким образом,' принципиально единая методо- , логия разработки рабочих проектов,, общая технология, одинаковая степень механизации производственных про- цеосО'В, один и тот же уровень организации труда и од- нородность изделий, обеспечившие сопоставимость тру- довых затрат по всей' номенклатуре стальных конст- рукций, позволили, исходя из установленного соотноше- ния, определить суммированные затраты на основные и вспомогательные операции почти по воем видам сталь- ных конструкций. Трудовые затраты по некоторым, не- многочисленным видам сходных конструкций были оп- ределены по методу аналогии. . 7. С целью сравнения трудоемкости различных кон- струкций за единицу трудоемкости условно (в качестве эталона) были приняты 10 чел.-час. трудозатрат на ос: новяых технологических операциях и соответствующие им 12,4 чел.-часа на вспомогательных операциях,, При- нятый эталон — 22,4 чел.-часа комплексных трудовых затрат — позволил выразить трудоемкость всей много- образной номенклатуры изделий в единых .коэффици- ентах (имеющих относительное значение), названных «коэффициентами трудоемкости». Эти коэффициенты для одноименных и однотипных изделий,- отличавшихся по длине, ¦' высоте, диаметру, объему, весу и т. п., под- верглись усреднению в соответствия с принятой укруп- ненной номенклатурой конструкций. . . 27.2. ЦЕНЫ НА СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Здесь излагаются основные сведения, характеризу- ющие 'Систему действующих в СССР оптовых. цен на стальные конструкции, а также данные по. построению и применению этих цен. 1. Оптовые цены на стальные конструкции промыш- ленных зданий, сооружений и автодорожных мостов франко-вагон — станция назначения (раздел. 1 прейс- куранта № 01—09, изд. 1960 г.), утвержденные Гос- планом СССР в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 4 мая 1960 г. № 470, введены в действие с 1 января 1961 г. В основу построения единых для всех предприятий оптовых цен на стальные конструкции была принята среднеотраслевая себестоимость, отражающая издержки производства по плановым нормам 1955 г., с последую- - щими изменениями стоимости отдельных видов метал- лопроката за период с 1955 по 1960 г. и поправками, вытекающими из нового масштаба лен, при этом: а) стоимость основных материалов (стали, метизов, элек- тродов и краски для огрунтовки) Определена по тех- ническим расходным нормам, действующим оптовым цена-м (включая приплаты) и с учетом расходов по дос- тавке материалов на склады предприятий. В частности, стоимость стали исчислена по методике, изложенной в главе 27.1,А; б) оценка трудовых затрат произведена на основе системы коэффициентов относительной тру- доемкости стальных конструкций (табл. 27.5) из расче- та 6 руб. 70 коп. основной заработной платы производ- ственных рабочих на 1 трудо-тонну; в) накладные рас- ходы приняты на уровне 271,5% к основной производ- ственной зарплате рабочих, включая 7% на дополни- тельную зарплату производственных рабочих; г) вне- производственные расходы в части погрузки, транспор- тировки от завода до станцин отправления и упаковки стальных конструкций приняты в размере 2 руб. 10 коп. на 1 т, а в части прочих расходов (отчисления на научно-исследовательские и экспериментальные рабо- ты, осуществляемые централизованно) — 0,4% к обще- заводской себестоимости; д) плановые накопления — на уровне 3% к коммерческой себестоимости. Примерная; калькуляция стоимости отдельных видов стальных конструкций (без включения платы за перевозки), под- считанная по методике и нормам 1955 г., принятым в расчетах к прейскуранту и в соответствии с ценами, действующими с 1 января 1961 г., приведена в табл. 27.6. Таблица 27.® Примерная калькуляция стоимости стальных конструкций Статьи расходов 1. Основные материалы франко-склад завода (за вычетом реализуемых от- ходов): сталь, метизы, элек- троды материалы, для огрун- Стоимость I m конструкций в руб. — коп. та от °э ™ S «2 Я 3 ,сия <и аз я Е О е< 76—52 0—89. 77—32 подкрановых ба- лок со сплошной стенкой весом бо- лее 3 m ¦ 69—14 0-80 ' 69-94 о. о с: о я я S 03 я я о] Q< И о» 68—96 0—97 69—93 индивидуальных листовых конст- рукций весом до 10 m t 74-01 0-80 74—81
562 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям Статьи расходов 2. Заработная плата ос- новная (производственных 3. Заработная плата до- ' полнительиая (7%) . . . 4. Накладные расходы Заводская себе- . 5. Внепроизводственные Итого, полная се- 6. Плановые накопления Всего, оптовая цена франко-вагон— станция отправле- Округленно . , . . . Справочио: позиция прейскуранта. Марка стали и группа i стальных конструкций по Коэффициент трудоем- Продолжение т а б л. 27.6 Стоимость 1 m конструкций в руб. — коп. <° о •8 а и я я. О.Я в я >,о 6—70 0—47 17-72 102,21 2—51 104—/2 3—14 107—86 108—00 № 30 Ст.З гр.Г I подкраиовых'ба- лок со сплошной стенкой весом бо- лее 3 m 5—36 0—37 14—18 89—85 2—46 92—31 . 2—77 95-08 95—00 № 91 Ст.Зкп гр.Г 0,8 о в и я я О. И Я я э я S 11-73 0—82 31-01 113—49 2-55 116—04 3—48 119—52 "119—50 № 202 Ст.Зкп гр.Б .1,75 индивидуальных листовых конст- рукций весом до 10 m 13-40 0-94 35—44 124-59 2—60 127—19 3—81 131—00 131—00 № 245 Ст.Зкп гр.Ж 2 2. Оптовые цены на стальные конструкции, предназ- наченные для расчетов с заказчиками, установлены с включением провозной платы франко-вагон — станция назначения общего пользования магистральных желез- ных дорог СССР. Все последующие /транспортные рас- ходы, возникающие после прибытия конструкций на станцию назначения (за подачу вагонов к местам вы: грузки местного пользования, за хранение груза, за услуги траншортно-экспедициояных контор на станции , назначения и другие), несет заказчик. При необходи- мости дополнительной перевозки , конструкций 'водным транспортом или за пределами железнодорожных пу- тей общего пользования стоимость перевозки оплачи- вается заказчиком по фактической стоимости. . При определении оптовых цен на стальные конст- рукции с включением провозной платы приняты следу- ющие положения: а) вся номенклатура конструкций сведена в шесть укрупненных групп; б) районы потреб- ления разделены на три территориальных пояса: I по- яс — районы со средней протяженностью перевозок 660 км; II пояс—районы со средней протяженностью 2110 км; III пояс—районы расположения предприя- тий, на продукцию которых была установлена 10%-ная ^надбавка (районы Дальнего Востока, Коми АССР за 63-й параллелью, Архангельской и Мурманской облас- тей); в) размер платежей за перевозку стальных кон- струкций грузовой скоростью во внутреннем железно- дорожном сообщении определен в соответствии с дей- ствующими с 1 января 1961 г. тарифными руководст- вами Министерства путей сообщения СССР № 1, 2, 3, 4 (прейскурант № 10-7-01). В соответствии с тарифным руководством № 1 (стр. 91) и тарифным руководством № 2 (стр. 148) конструкции металлические (стальные) относятся к первой позиции 39-й группы номенклатуры грузов; исчисление провозной платы за их перевозку произведено по повагонному тарифу схемы № 87 и соответствующим расчетным таблицам (тарифное ру- ководство № 3, отдел 1, стр. 88—102). Средние коэффициенты использования грузоподъем- ности железнодорожного подвижного состава по укруп- ненным группам конструкций, определенные в соответ- ствии с нормами загрузки железнодорожных платформ стальными конструкциями (согласованными с Мини- стерством путей сообщения СССР 27 февраля 1953,г.), и провозная плата за перевозки по железнодорожным путям общего пользования, включенная в цену 1 т кон- струкций, приведены в табл. 27.7. Таблица 27.7 Средние коэффициенты использования грузоподъемности железнодорожного подвижного состава и провозная плата за перевозки стальных конструкций Стальные конструкции (укрупненные группы) Доменные цехи Промышленные здання, соору- жения типа метро, негабаритные газгольдеры и резервуары .... Эстакады, радиомачты, радио- башни, конструкции для шахтно- го строительства и для гидротех- нических сооружений . . ... Газопроводы, бункера, силосы, декомпозеры, сгустители, арма- турные каркасы, переплеты, газ- гольдеры постоянного объема, дымовые трубы, конструкции коксохимических заводов и инди- Автодорожные мосты и мосты Габаритные резервуары (цистер- ны) и опоры (мачты) линий элек- ¦& !i ! я в 00 •& 0,46 0,52 0,36 0,33 0./5 0,2 Провозная плата за 1 m стальных кон- струкций в руб. — коп. районы I поя- са 1—60 3-50 6-00 4—50 4—70 10—00 II поя- са 4-10 8—00 12—70 13-80 5-50 20—90 III поя- са 3—70 8—20 13—80 10—40 11-00 23—40 3. Оплата изготовленных стальных конструкций про- изводится по их теоретическому весу, исчисленному по деталировочным рабочим чертежам (КМД) завода-из- готовителя, с учетом наплавленного металла заводских сварных швов (для. сварных конструкций) или веса головок заводских заклепок (для клепаных конструк- ций). При исчислении теоретического веса стальных конструкций объемный вес прокатной стали принимает- ся равным 7,85 г/см3. Вес наплавленного металла при- нимается по рабочим чертежам в размере 1,5% от тео- ретического веса основного металла в сварных элементах конструкций независимо от количества сварных ,швов и привариваемых деталей в элементе. Вес головок завод- ских заклепок принимается в размере 2% от теорети- ческого веса основного металла клепаных элементов. В прейскуранте на стальные конструкции преду- смотрены комплексные цены промышленных зданий, применение которых обязательно при расчетах во всех случаях заказа здания полностью (или поблочно); при
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 563 этом не разрешается выделять и оценивать по более высокой цене отдельные элементы зданий, входящие в1 поставляемый заводам комплекс. Прейскурантом на стальные конструкции преду- смотрены шесть степеней готовности и двенадцать групп конструкций,^ в'.зависимости от преобладаниям них видов прокатной стали. Прейскурант предусматривает возможность постав- ки конструкций из стали различных марок, приведен- ных в табл. 1 прейскуранта. В случае обоснованного применения стали другого качества (марки), чем ука- зано в графе 5 прейскуранта, оптовая цена корректи- руется путем замены принятой стоимости основных материалов, включенной в оостав этой цены, стоимо- Запрещается применять оптовые цены, предусмат- /ривающие использование более качественных сталей, если в технических условиях и чертежах (или в спе- циальных требованиях заказчика) отсутствуют прямые указания на изготовление конструкций из более каче- ственной и соответственно более дорогой стали. Конструкции изготовляются, как правило, по за- водским деталировочным рабочим чертежам (КМД). Стоимость разработки этих чертежей включена в опто- вую цену на стальные конструкции (в составе наклад- ных расходов) и особой оплате не подлежит. В случае согласия завода-изготовителя на изготовление стальных конструкций по деталировочным рабочим чертежам (КМД) заказчика стоимость таких чертежей, при от- сутствии каких-либо переделок со- стороны завода, должна оплачиваться заводом-изготовителем по дейст- вующим ценам на соответствующие проектные работы, установленным в утвержденном- Госстроем СССР с стью этих материалов, соответствующей фактически применяемой марки стали. В табл. 27.8 помещены данные о стоимости основ- ных материалов, соответствующие качеству стали, обыч- но применяемой при изготовлении конструкций. Эти данные, расширенные и дополненные по сравнению с табл. 1 прейскуранта, могут быть использованы также при определении стоимости и оценке экономичности проектных решений конструкций из стали различного качества. В этих случаях стоимость материалов долж- на рассматриваться как примерная, степень приближе- ния которой зависит от условий сравнимости и совпаде- ния запроектированной конструкции с одной из 12 прупл стальных конструкций, принятых в табл! 27.8. 1 января 1958 г. «Справочнике укрупненных показате- лей стоимости проектных и изыскательских работ» (см. 31-ю часть справочника «Специальные проектные ра- боты», раздел 7 — деталировочные чертежи металличе- ских конструкций «КМД»); в этом справочнике цены установлены на один стандартный лист. При пользова- нии этим справочником необходимо учитывать измене- ния в масштабах цен с 1 января 1961 г. . Деталировочные рабочие чертежи (КМД), принятые заводом-изготовителем от заказчика и требующие пе- ределок по каким-либо производственным условиям, оплачиваются заводом по тем же действующим ценам ^за вычетом стоимости расходов по их переделке и ис- правлению. Прейскурантом предусмотрена огрунтрвка конст- рукций масляными составами, стоимость которой, вклю- ченная в состав оптовой цены 1 т стальных конструк- ций, приведена в табл. 27.9. Таблица 27.8 Стоимость основных материалов, расходуемых на изготовление 1 т стальных конструкций Группа конструк- ций (в за- висимости от видов прокатной стали) Характеристика конструкций Стоимость основных материалов в руб.—коп. на 1 m конструкций нз стали марки Ст. О и Э со к 61 .42 н о О X М16С НГ2 15ХСНД (НЛ2) принятая в прейску- ранте № 01-09 по дей- ствующим ценам на сталь А1 Б В Г Д Е Ж Е+Ж 3 3' к Типовые пролетные строения стальных мостов с ре- шетчатыми фермами То же, со сплошной стенкой Конструкции с равномерным соотношением профи- лей стали, ...... То же, с преобладанием угловой стали То же, с преобладанием листовой и универсальной стали . : То же, с преобладанием швеллеров-и двутавров ,. То же. из листовой стали толщиной от 2,5 до 4,5 мм включительно , То же, из листовой стали толщиной болев' 5 мм . . То же, нз тонкой и толстой листовой стали . . . . Фонарные переплеты из специальных профилей . Оконные переплеты из специальных профилей . . Мачты и башни из горячекатаных труб ...... 69—70 76—70 80—60 73—00 80—90 86—50 60—10 60—50 65-40 69—90 78—10 81—80 70—50 78-50 81—20 73-40 76-30 69-90 68—10 82-00 74—80 78—20 91—30 77-30 75-80 92—90 85—10 88—80 82—60 77—90 93—20 86—40 92—60 87—90 87—20 88—70 83—70 100—00 83—40 89—10 86—60 85-30 84—60 85-90 6-70 89-90 92-50 94-30 99-60 89—60 91-30 94—50 91—30 97—00 97—20 101—30 92—50 93—30 103-60 Примечания: 1. Стоимости основных материалов на 1 тп стальных конструкций, очерченные рамкой, указаны в соответствии с табл. 1 прейскуранта № 01—09, где стоимость низколегированной стали марки 15ХСНД (НЛ2) принята по ценам, действовавшим до 1 января 1958 г. (с пересчетом в новый масштаб цен), и до предстоящего изменения этого прейскуранта должны пока" использоваться при расчетах с потребителями конструкций. 2. Вне рамки указаны стоимости основных материалов на 1 m стальных конструкций, не вошедшие в табл. 1 прейскуранта № 01—09; эти дополнения подсчитаны по методике и нормам, принятым в расчетах к прейскуранту в соответствии с ценами на прокатную сталь, действующими на 1 января 1961 г. (в частности, стоимость низколегированной стали марки 15ХСНД принята по ценам, введенным в дей- ствие с 1 января 1958 г.), и могут быть использованы при расчетах экономического характера. .
564 Раздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям I Таблица 27.9 Стоимость огрунтовки 1 т стальных конструкций Группа конструкций (в за- висимости от видов ста- ли — по табл. 27.8) А А1 Б В Г д Е Ж 3 и З1 К Стоимость в руб.—коп. огрунтовки 1—80 1—30 1—60 1—90 1—30 1—60 1—60 1—30 6—60 1—80 в том числе матери- алов для огрунтовки 1—00 0—80 1-00 1 1—10 0—80 0—90 1—00 - 0—80 2-10 1—30 В случае поставки неогрунтов аиных конструкций, обусловленных договором с заказчиком, стоимость ог- рунтовки возвращается заказчику. ¦ ' • 4. При выборе вариантов проектных решений сталь- ных конструкций сопоставляется экономичность этих решений с конструкциями, принимаемыми в качестве эталона. В табл.. 27.10 приведена стоимость конструк- ций,, отдельных частей промышленных зданий.из "стали различного качества (без включения платы за перевоз- ки). При необходимости получения более полных дан- ных о стоимости стальных конструкций рекомендуете» пользоваться прейскурантом № 01—09. Таблица ?7.10 Стоимость (оптовая цена) 1 т стальных конструкций отдельных частей промышленных зданий Наименование Стропильные фермы Подстропильные фермы Прогоны / Световые. фонари Связи ( Рамные конструкции Подкрановые балки с тормоз- ными площадками (без ,краиовых рельсов и рельсовых креплений) Колонны (без анкерных болтов) Рабочие площадки (предназна- чаемые для опирання или уста- новки оборудования) Характеристика То же, пролетом' более 36 м ... . . ... Решетчатые, пролетом до 24 м Из одного профиля двутавровых или швеллерных Из двух-трёх профилей ',; Сложной конструкции решетчатые (типа ферм) . . Нормального типа с вертикальным остеклением . . Простые прямолинейного очертания, весом до 18 m Сложные, полигонального или криволинейного Со сплошной стеикой сварные, весом до 3 m ... То же, клепаные, весом до 25 m . Решетчатые сварные, весом до 3 /и ....... . 1 Легкого типа, весом до 2 m ... . Тяжелого типа для мартеновских печей свалочным Группа (в зависи- мости от стали "по табл. 27.8) в1- В В в в д в в в в в в , в > в г • г г д г г г г ' в в в в. г л г г в в д Б Стоимость франко-станция от- правления в руб.—коп. из стали марок Ст. Зкп 112—00 103—00 100—00 107—00 100—00 87-00 93—00 119—00 ¦-.116—00 101-00 103-00 95—00 ' 101—00 115—00 111—00 104—00 114—00 ,92—00 102—00 95—00 98-00 99-00 110—00 105-00 114—00 108—00 ¦ 91—00 118—00 104—00 96—00 121—00 106—00 94—00'. ' 97—00 Ст. 3 120-00 . 111—00 , 108-00 115—00 108—00 - . 109—00 111—00 103—00 109—00 123—00 118-40, 111—40 121—40 99-J-70 109—40 102—40 105—40 106—40 118—00 113—00 .. 122—00 116—00 98—70 125—40 . 111—40 , 113—40 129-20 114—20 101—70 105—20 14Г2 126—80 117—80 114—80 .121-80 114—80 - • - , ' — 125—70 118—70 128—70 116—70 . 109—70 112-70 " 113—70 124—80 119—80 128—80 122—80. ; 108—80 . 132-70 118—70 110-70 137—70 122—70 113—70
Гл. 27. Экономика промышленного производства стальных конструкций 565 Продолжение табл. 27.10 Наименование ¦ Каркасы стен Междуэтажные перекрытия й Лестницы, лестничные площадки и перила ^ Характеристика Стойки из двутавровых балок и швеллеров Ригели из швеллеров Стойки составные Ригели составные Балки Предназначаемые для перехода или нахождения обслуживающего персонала Группа (в зависи- мости от стали по табл. 27:8) Д Д Б Д" д Б Стоимость франко-станция от- правления в руб. — коп. * из стали марок: Ст. Зкп . 97—00 92-00 103-00 102—00 94—00 161—00 Ст. 3 104—70 99—70 111—20 109—70 101—70 - 14Г2 ~ г> - - 27.3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТАЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ Для строительных стальных конструкций из числа ¦известных марок низколегированной стали должны применяться, как травило, стали, не содержащие нч- жель, и в первую очередь .марганцовая марки. 14Г2 и кремнемарганцовая марки 15ГС. Средние нормативные размеры возможного 'сниже- ния веса строительных конструкций, т. е. вероятная экономия металла при применении вместо углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст. 3, низколеги- роваиной стали — характеризуется данными, указанны- ми в табл. 27.11. Таблица 27.11 Экономия стали (снижение веса конструкции) при ' использовании низколегированной стали вместо углеродистой марки Ст.З Марка стали 15ХСНД (НЛ2) 15ГС н 14 Г2 Г9Г 14Г (в случае применения в напорных трубопроводах, ре- зервуарах, мокрых и габарит- ных сухих газгольдерах) Примечание. Средни чены на основе раздельного* у конструкций — на растяжение, > удельным весам этих элементе Толщина проката в мм ' { 4—32 4—20 4—32 4—10 г значения эконс чета характера сжатие и изгиС в. Средняя экономия стали (возможное снижение веса конструкций) в % 19 19 8 14 >мии стали полу- работы элементов и соответственно Применение низколегированных сталей в строитель- ных конструкциях стационарных объектов экономически целесообразно в тех случаях, когда получаемая эко- / номия металла от снижения веса конструкций (в цен- ностном выражении) перекрывает удорожание, вызы- ваемое изменениями стоимости изготовления (включая стоимость стали) и монтажа конструкций. Относитель- ное увеличение стоимости набора низколегированных марок стали при замене ими углеродистой5 стали обык- новенного качества маржи Ст. 3 представлено в табл. 27.12. / Таблица 27.12 Сравнительная экономическая эффективность применения низколегированных сталей в стальных строительных конструкциях Показатель Вес элементов при примене- • нии стали различных марок: а) растянутых в) изгибаемых .... Вес конструкции при приме- нении стали различных марок Стоимость работ при изго- товлении конструкций (за иск- лючением стоимости стали) ,. Стоимость работ при мон- таже конструкций Экономически обоснованная стоимость набора стали с учетом снижения веса, удоро- жания изготовления и монта- жа конструкций ... Фактическая стоимость на- бора стали при применении низколегированной стали вза- мен углеродистой обыкновен- ного качества марки ВСт.Зкп То же, марки ВСт.З .... Весовые и стоимостные соотно- шения, для конструкций из стали марок - В Ст. 3 (кипящая и спокойная) 14Г2 и 15ГС !/ 15ХСНД (НЛ2) Толщина проката в мм 4^40 | 4—20 | 4—32 Расчетные сопротивления в кг/мм3 2100 | 2900 1 1 1 1 1 1 I 1 . 0,725 " 0,81 0,83 0,81 1,32 1.09 1,34 1,29 1,12 2900 0,725 0,81 0,83 0.81 1.32 1,09 1,34 1.41 1,22 Из данных этой таблицы очевидно, что использова- ние в расчетных элементах конструкций стационарных объектов взамен углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст. 3, безникелевых низколегированных сталей марок 14Г2 и 15ГС экономически целесообраз- но во всех случаях. При этом следует иметь в виду, что найденные размеры среднего относительного сни- жения веса конструкций, вытекающие из удельных ве-
566 Рйздел VI. Учет при проектировании требований к стальным конструкциям сов и характера работы отдельных элементов конст- рукций, являются оптимальными и в ряде практиче- ских случаев могут быть более низкими." Использование в расчетных элементах конструкций стационарных объ- ектов низколегированной стали марки 15ХСНД (НЛ2) экономически оправдано только при замене ею спокой- ной стали" марки ВСт. 3; при замене же кипящей стали марки. ВСт. Зкп стоимость набора стали превышает до- пустимое относительное увеличение примерно на 5%, Использование, стали марки 19Г нецелесообразно, таж как, исходя из ориентировочного расчетного сопро- тивления 2400 кг/см2 (принятого дифференцированно, по толщинам проката до 32 мм), теоретически возможная средняя экономия стали составляет 8%, максимально допустимое удорожание стоимости расходуемого при этом набора стали всего около 3%, а фактическое удо- рожание при замене стали марки ВСт. Зкп превышает 25% и при замене стали марки ВСт. 3— 10%. Возможность применения .стали марки 14Г пока огг раничена толщиной проката от 4 до 10 мм. В конструк- циях, работающих преимущественно на растяжение, она дает экономию в весе около 14% при максимально до- пустимом удорожании стоимости набора стали до 21% и фактическом удорожании при замене ею стали марки ВСт. Зкп до 25%, я стали марки ВСт. 3 —до 10%. Та- ким образом, применение взамен углеродистой спокой- ной стали марки ВСт. 3 низколегированной стали1 мар- ки 14Г целесообразно в листовых конструкциях (напор- ных трубопроводах, резервуарах, газгольдерах и т. п.).
ПРИЛОЖЕНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ (ГОСТ) К РАЗДЕЛУ VI 82—'57. 103—57. 380—60. 500—58. 1—58. 535—58. 2690—57. 2591—67. 2914—45. 3680—57. 5058—57. 5264-^58. 5681—57. 6713—53. 7511—58. Сталь прокатная широкополосная универ- 8239—56.* сальная. Сортамент. • Сталь прокатная полосовая. Сортамент. 8240—56.* Сталь углеродистая обыкновенного качества. 8276—57. Марии и общие технические требования. Ст-аль толстолистовая и , широкополосная 8277—57. (универсальная) низколегированная и углеро- дистая обыкновенного и повышенного качест- 8278—57. ва. Технические требования. Сталь тонколистовая низколегированная и 8279—57. углеродистая обыкновенного и повышенного качества. Технические требования. 8280—^57. Сталь сортовая низколегированная и углеро- дистая обыкновенного и повышенного качест- 8509-=-57. ва горячекатаная. Технические требования. Сталь горячекатаная круглая. Сортамент. 8510—57. Сталь, горячекатаная квадратная. чСортамент. Лебедки однобарабанные электрические об- 8713—58. щего назначения. Основные данные и габа- ритные размеры. Сталь прокатная тонколистовая. Сортамент. 9238—59. Сталь низколегированная конструкционная. Марки и общие технические требования. 9458—60. Швы сварных соединений. Ручная электроду- говая сварка. Основные типы и конструктив- ные элементы. 9466—60. Сталь прокатная толстолистовая. Сортамент. Сталь углеродистая горячекатаная для мосто- строения. Технические требования. , 9467—60. Сталь для оконных и фонарных переплетов промышленных зданий. Сортамент. Сталь прокатная. Балки двутавровые. Сор- тамент. Сталь прокатная. Швеллеры. Сортамент. Профили гнутые стальные. Угольники разно- бокие. Сортамент. Профили гнутые стальные. Угольники нерав- нобокне. Сортамент. Профили гнутые стальные. V-образные раз- нобокие (h=e). Сортамент. Профили гнутые стальные. V-образные равно- бокие (h>e). Сортамент. Профили гнутые стальные. V-образные рав- нобокие (h<e). Сортамент. Сталь прокатная угловая равнобокая. Сор- тамент. , Сталь прокатная угловая неравнобокая. Сор- тамент. ч Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Ос- новные типы и конструктивные элементы. , Габариты приближения строений и подвиж- ¦ного состава железных дорог колеи 1,524 мм. Сталь углеродистая толстолистовая и широ- кополосная термически обработанная. Техни- ческие требования. Электроды металлические для дуговой свар- ки сталей я наплавки. Размеры и общие тех- нические требования. Электроды металлические для дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы. , БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ VI 1. Апарин Г. А., Городецкий И. Е., Допуски и.технические изменения, Машгиз, 1953. 2. Велихов П. П., Монтаж стальных конструк- ций, Госстройиздат, 1953. 3. Мошнин Е. Н., Гибка, обтяжка и правка на прессах, Машгиз, 1959. ¦ 4. Новожилов Н. М., Соколов А. М., Тех- нология полуавтоматической и автоматической сварки углеродистых и Низколегированных сталей в углекислом газе. Вып. Центрального бюро научно-технической ин- формация тяжелого машиностроения, 1959. 5. О к ер б л ом Н. О., Сварные деформации и на- пряжения, Машгиз, 1948. 6. О к е р б л о м Н. О., Расчет деформаций метал- локонструкций при сварке, Машгиз, 1955. 7. Рябов А: Ф., Изготовление стальных конструк- ций, Трудрезервяздат, 1958. 8. Стрелецкий Н. Си др., Стальные конструк- ции, Госстройиздат, 1952. 9. Стрелецкий Н. С, О методах определения стоимости стальных сооружений во время процесса про- ектирования, сб. «Материалы по стальным конструк- циям», № 3, Проектстальконструкция, 1958. 10. Фрид л ян д Л. С, Расчеты к прейскуранту № 33—01 на стальные конструкции промышленных зда- ний, сооружений и автодорожных мостов. Вып. 1510, Проектстальконструкция, 1955. ч 11. Ф р и д л я н д Л. С, Обобщение и анализ трудо- емкости изготовления стальных конструкций. Вып. 5500, Проектстальконструкция, 11958.
568 Библиография 12. Фридлянд Л. С, Вопросы экономики приме- нения низколегированной стали т строительных конст- рукциях. Вып. 5463, Проектстальконструкция, 1958. 13. Фридлянд Л. С, Экономическая эффектив- ность применения низколегированных сталей в метал- лических конструкциях стационарных объектов. Вып. 5487, Проектстальконструкция, 1958. 14. Ф р и д л я н д Л. С, К вопросу об экономиче- ской целесообразности применения низколегированной стали в строительных конструкциях. Сб. «Материалы по стальным конструкциям» № 2, Проектстальконст- рукция,' 1958. , 15. Ч е с н о к о в А. С, Производство стальных 'кон- струкций, Гоостройиздат, 1951. 16. Ч е с н о к о в А. С, Ближайшие задачи совер- шенствования технологии изготовления стальных конст- рукций. Сб. «Материалы по . стальным конструкциям», № 2, Проектстальконструкция, 1958. 17. Справочник монтажника стальных конструкций, Госстройиздат, 1959. 18. Справочник укрупнённых показателей, стоимо- сти проектных и изыскательских работ, часть 31. Спе- циальные проектные работы, Госстройиздат, 1958.. 19. Справочник строительного оборудования для гидроэнергетического строительства, Госэнергоиздат, 1954. 20. Справочник инженера-строителя, т. I, Гоострой:- иэдат, 1958. 21. «Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений», том «Организация строительства и производство строитель- но-монтажных работ», Госстройиздат, 1961. 22. «Справочник по общестроительным работам», Г. IX. Монтаж стальных конструкций, Госстройиздат, 11959. 23. ТУ на изготовление и монтаж стальных конст- рукций из углеродистой и низколегированной стали (СП 95—60), Госстройиздат, 1960. 24. ТУ на погрузки и крепления грузов с использо- ванием грузоподъемности вагонов, Трансжелдориздат, 1955. к разделу VI 25. ТУ на -погрузки и крепления стальных конструк- ций; на открытом подвижном железнодорожном составе, ч. I и II. Вып. 95, Проектстальконструкция, 1958. , 26. Инструкция по членению стальных конструкций на отправочные элементы. Вып. 1707, Проектстальконст- рукция, 1956. 27. Инструкция по перевозке на железных дорогах СССР грузов негабаритных и погруженных на транс- портеры- УД-1863, Трансжелдориздат, 1956. 28. Нормы габаритов приближения конструкций для мостов на автомобильных дорогах (Н 112—53), Гос- стройиздат, 1953. 29. Правила перевозок пассажиров и багажа по железным дорогам Союза ССР (тарифное руководст- во № 5), Трансжелдориздат, 1957. 30. Правила перевозок грузов в прямом смешанном железнодорожно-водном сообщении (руководство 7— 0), Изд-во «Речной транспорт», 1958. 31. Прейскурант № 01^02 цен на сталь обыкновен- ного качества. Бюро цен при Госплане СССР, 1960 32. Прейскурант № 01—09 цен на стальные конст- рукции. Бюро цен при Госплане СССР, 1960. 33. Прейскурант № 10—01 . тарифов на грузовые железнодорожные перевозки. Тарифные руководства № 1, 2, 3 и 4, Трансжелдориздат, 1960. 34.. Прейскурант № 11—01 тарифов на грузовые перевозки морским транспортом (тарифное руководство 1—М). Бюро цен при Госплане СССР, 1960.- 35. Алфавит к номенклатуре грузов (тарифное р'у-.л ководство № 3—Р). Изд-во «Речной транспорт», 1957. 36. Прейскурант № 14—01 тарифов речного транс- порта на перевозки грузов и буксировку плотов (та- рифное руководство № 3—Р). Бюро цен при Госплане СССР, 1960. 37. Сб. «Новые методы монтажа металлических KoHCfрукций», Стройиздат, 1949. 38. Альбом «Оборудование и приспособления для монтажа металлоконструкций». Вып. Промстальконст- рукций, 1957. ' ! 39. Ценник № 3; сметных цен на перевозки грузов для строительства ГЭС, Госстройиздат, 1956.
'¦;':, : 'г Раздел vii строительные кШ^ ¦:' '•''...¦'.' .. ; ¦'. . '¦'¦!.; '"¦ .¦'•' "¦'¦-'. '' тЛ'А в а;.:28:-^:''';'/;;. "/¦'._' ¦'¦+:¦ •'",•:"'//.';', ,.":4' ' .;'- ;':;Ц v;V:'P" материальг и их^и^ ¦ > 28.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Алюминиевые"сплавы начали применяться..в" строи- тельных конструкциях около 25 лет назад; -такие спла- вы приближаются к прочности стали и. обладают, почти в 3 раза меньшим Объемным, весом, вследствие чего" резко (в 2—3 раза) снижается вес конструкций из них. Одновременно алюминиевые сплавы; отличаются повы- шенной /противокоррозийной устойчивостью'. Недостат- ком алюминиевых сплавов является "' меньший, (почти в"3/раза) по сравнению со статью модуль/ продольной, , упругости их,, снижающий эффект применения/таких сплавов vb: элементах конструкций, размеры которых определяются расчетом на устойчивость. j3tot недоста- ток в значительной степени устраняется возможностью получения из алюминиевых сплавов разнообразных прессованных профилей, максимально Выгодных для различных конструктивных решен№; Объясняется;; это характером технологического /.процесса 'изготовления таких профилей путем выдавливания, их";мощными прес- ¦ сами через соответствующие Матрицы. V Вместе^ с ; тем резко пониженный модуль продольной У$р'угос-;ги "алю- миниевых сплавов приводит ¦Н:/'к существенному: увели-'; чёнию дёформативности конст:рукДйй;,-;ч,т0^т'акже:/яв'ляет- ся их недостатком. Кроме; того,, такие сплавы; пока еще сравнительно дорога, УчиТыВдя'/значитёлвйое развитием алюминиевой промышленности ,,Bi'текущем .семилетии, которое должно обеспечить; в 1965 г. увеличение произ- водства алюминия в 2,8—3 раза по сравнению,с 1958 г:, можно ''полагать^ что разрыв между стоимостями сталей1: и,; алюминиевых оп'лавов будет существенным , образом уменьшен. Пока можно считать наиболее целесообразным и рациональным применение/,алюминиевых сплавов в сле- дующих ,обл астях: в конструкциях подвижного: тип» (краны^разлийнрго назкачения, в том числе^ испо^льзуе-' мь;е'в строительстве;; подъемные,: поворотные, раекрйва-/. ющиёся, пролетные ;строейия мостов :и.."-др.)'; в сборно-" разборных•,:конструкциях,^предназначенных для1 много-, кратного:' использования;;..'.;; в - ,-;¦ разных;..-1.' местах ;» транспортирования их на далекие расстояния (сборно- разборные мосты, инвентарные подмости," большие во-, рота эллингов: и ангаров и пр.); в крупных высотных сооружениях, в которых монтажные элементы должны-, ^подниматься на очень большую высоту; в ограждаю- щих (стеновых и кровельных) конструкциях'промыт-''-' ленны.х зданий, резко/снижающих ,постоянную,нагрузку на ' несущие:.-конструкции' этих .здании;1 в. покрытиях большепролётных зданий различного назначения,, в "ко- торых, влияние собственного ,веса! в напряженном со- стоянии, конструкций оказывается очень значительным » одновременно играющим, важную роль при!монтаже; в- проезжей части широких городских мостов, в значи- тельном- собственном весе;.'которых.' она занимает очень- существенную : долю; в городских транспортных соору- жениях : (путепроводах, пешеходных уличных пересече- ниях в разных уровнях и др.), .строительство которых- • приходится вести в,'весьма стесненных условиях. /В, Советском Союзе в послевоенные . годы; алюми- ниевые сплавь! получили значительное распространение-'; в строительных: к.оцструкниях.' Для, примера можно- указать .на: ^арочные; расфрные конструкции :для/йы- хтавочного: павильона, построенного в .1959 г.- на ;'Май-"' , ском /просеке парка «Сокольники» в Москве;, ограждаю- щие конструкции и покрытия крупного выставочного, па- вильона, построенного в Сокольническом парке В Москве
570 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов а) I *:\? "т---,. V"1 ^ *« f **~. fZt>iJ^7?uu?Zll л!:11- .4 Рис. 28.2. Купол в Техасе а—.общий вид; б — плоские концентрически расположен» ные кольца Piiv. 2b. 1 .Ч.ыние .-ир-июгта к Лондоне a —nfiuuiil .iii.i. и — rh.inmue ппрнлмше р.шы \ Г. и :<У> :.'4^>... •--¦- -./V . ¦ . Я-1^1 ¦*--*—¦* - f ?\***f? л***-™ да*«3 Рис. 28.3. Купол павильона изобретений в Англии Рис. 28.4. Конструкция сборно-разборного ангара
Гл. 28. Материалы и их использование 571 •в 1961 г. в связи с английской промышленной выстав- кой; переплеты и покрытия Дворца съездов на 6000 мест, построенного в Московском Кремле; формы для изго- товления армоцементных плит, предназначенных для по- крытий промышленных зданий, и др. За рубежом построен ряд своружений различного назначения с конструкциями из алюминиевых сплавов, причем некоторые из этих конструкций имеют относи- тельно большие размеры. Можно указать, например, на здание аэропорта в Лондоне (рис. 28.1), в кото- ром несущие конструкции выполнены в виде сквозных клепаных портальных рам пролетом 45,7 м из алюми- ниевых сплавов с применением холодной клепки. За- служивает; также внимания построенный в Техасе купол •диаметром 9:1 • м и высотой 26 .и (рис., 28-2, а), несущи- ми элементами которого .принята центральная мачта и расположённые вокруг нее плоские кольца из алюмй- ниевых листов толщиной 3 и 6 мм, х поддерживающие алюминиевую Листовую кровлю (рис. 28.2, б). Интерес- на и. конструкция купола павильона изобретейий в Анг- лии (рис, 28:3), построенного из алюминиевых сплавов и, имеющего несущие пересекающиеся элементы, в фор- ме сквозных трехгранных призм. Можно указать также на сборно-разборную алюминиевую конструкцию анга- ра (рис. 28.4), образуемую из быстро собираемых лег^ ких, удобно перевозимых элементов. Весьма эффектив- но и в значительном объеме были использованы алюминиевые сплавы в строительстве павильонов Брюс- сельской международной выставки 1958 г. Для приме- ра можно указать на павильон Транспорта (рис. 28.5) размерами в плане 70X200 м, в котором основные не- сущие конструкции' были выполнены из алюминиевых сквозных рыбообразных ферм пролетом 70 м с шагом 10 м, имеющих крестовую решетку с дополнительными стойками и подвесками. Наличие такой решетки умень- шило расчетные свободные длины для раскосов, что для алюминиевых сплавов имеет существенное значе- ние. Характерно, что на все эти фермы было затрачено всего лишь 252 т алюминиевых сплавов, т. е. 18 кг на 1 м2 площади павильона. Следует отметить также кон- струкции из алюминиевых сплавов, примененные для аэровокзала на той же Брюссельской выставке. Здесь в качестве несущих элементов были использованы сквозные одноконсольные фермы длиной 52,65 м (рис. 28,6), имеющие также рыбообразную схему и шпрен- гельную раскосную решетку, характеризующуюся малы- ми расчетными свободными длинами элементов. За рубежом алюминиевые сплавы используются также и в мостах. К настоящему времени в разных •странах построено свыше 20 мостов, в пролетных строениях которых применены алюминиевые сплавы. Наиболее значительным из них является автодорожный мост, построенный в 1949 г. через реку Сагеней в Ка- наде, имеющий полную длину 153 м (рис. 28.7) и ос- новной, русловой пролет 88,5 м, перекрытый бесшар- нирными арками сплошного коробчатого двухстенчато- го сечения высотой 1,39 м. На мост при полной его ширине около 10 м было затрачено всего около 170 т алю- миниевого сплава марки 26S7", имеющего предел теку- чести 35 кг/мм2,, при наличии которого принятое основ- ное допускаемое напряжение 14,7 кг/мм2 следует при- знать необоснованно заниженным. Алюминиевые сплавы были использованы за рубе- жом и в мачтовых конструкциях. Для примера можно указать на телевизионные опоры, построенные в Ман- честере (Англия), высотой 18,3 м и весом 152 кг; ра- диомачты высотой 76 м, изготовленные в Дортмунде (ФРГ), имеющие вес около 1 т; опоры линии электро- передачи высотой до 20 ж при весе до 420 кг. Заслужи- вает внимания также-мачта высотой 152,4 м (рис. 28.8), построенная в Англии и имеющая оболочку из алюми- ниевого сплава, образуемую из отдельных секций, снабженных прорезями. Весьма широко применяются в разных странах (США, Бельгия, Франция, Швейцария и др.) оконные переплеты из алюминиевых сплавов, отличающиеся по- Рис. 28.5. Павильон Транспорта на Брюссельской международной выставке 1958 г. а — общий вид; б — несущие фермы пролетом 70 *: 1 — стальная труба диаметром 200 мм; 2 — тросы ветровых свя- зей; 3 — компенсационная пружина; 4 — железобетонное основание вышенной коррозийной стойкостью. Находят практиче- ское развитие конструкции из алюминиевых сплавов и в краностроений. Например, во Франции замена на двух кранах-драгл'айнах стальных стрел на алюминие- вые позволила удлинить их на 50%. Уже практически осуществлены из алюминиевых сплавов мостовые краны пролетом до 60 ж и грузоподъемностью до 125 т. 28.2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ Алюминиевая промышленность СССР в настоящее время производит алюминиевые сплавы многообразного ассортимента, в котором наибольшее практическое зна- чение для строительных конструкций имеют деформиру- емые (обрабатываемые давлением) сплавы. Необходи- мые для конструкций профили из алюминиевых спла- вов поставляются в различном состоянии: мягком отожженном (М), закаленном и естественно состаренном (Т), закаленном и искусственно состаренном (Т1) и во-
'Ш-fy. , Раздел у//, ^ сплавов tO;2L-it:23:W''25 llzfiifir: 2</6W 22 758 196)1 u: международной выставки 1958 г. уэльской ' — колонна Рис. 28.7. Мост через реку Сагеней (Канада) со средним пролетом 88,5 м I > у т- I "¦*,*, v Ь* ,ф « s/V^V-Sv ^ 'l- Ml Ч . • s?> ', - *i •S* ' ^f Iff ¦ -.-^л :~ -K5: v . * -„ ¦ * и-*—t/. i'l*z« Рис. 28.8. Мачта высотой 152,4 м (Англия)
28:. Материалы и их использование ш лунагартованном (П). Влияние различных компонентов на свойства сплавов приведены/в табл. 28.1. :' '•'¦'-.. . '.-•¦ Таб,л ица 28.1 Влияние химических элементов на свойства алюминиевых сплавов Элементы Кремний . . Марганец,,. ¦Магний'-,'. .Медь . Цинк . .: . . Хром . . •'.'. . Ш Ш x-h V4 " at а) О-У О) ' к. о ?.Д м >з СО ;и <-> я 1?а май X X XX X XX X X X X X 'XX X 0 ¦— . — — — '" ~1/. X X X X X X 0 0 0 0 ¦ —. о X ¦ X '•;¦ — /.-г' ,' — .'О о ;'0 О бозн ачен и я: XX — значительно увеличивает; X—увеличивает; О .— не оказывает заметного влияния; ¦——' понижает (уменьшает) Наиболее( подходящими алюминиевыми легкими «плавами для элементов строительных конструкций яв- ляются: термически неупрочняемые —' алюминиево-мар- ганвдвый сплав марки, АМц и /алюминиево-магниевые/ сплавы марок АМг, АМгб и АМгб 1; термически упрочт ..- няемый сплав — АВ (типа авиаль), имеющий1 систему Al+Mg+Si+Cu/ дуралюминиевые сплавы нормальной прочности Д'1 и повышенной прочности, марки Д16, а также коррозиостойкиё сплавы международного ста'н- ¦; /дарта марок АД31 и АДЗЗ, имеющие систему А1+: ,,-hMg4- Si. Кроме того, в , I960- г, появился высокопроч- ный сплав; марки В92 (термйчёс'ки упрочняемый),, име- ющий систему Al+ZH+Mg и отличающийся,, высокой; .свариваемостью и удовлетворительной коррозийной -';'СТ6ИКРСТЬ.Ю.-"' ?/"' , ., Сплавы Марок, АМц, -,' АМг,, АМгб, : АМг61 и. АДЗЗ-Т1 хорошо "свариваются, и обладают повышенной . коррозийнрй стойкостью, поэтому; они, рекомендуются . для/элементов сварных конструкций;, для несущих: сварных конструкций предпочтительны сплавы марок АМгб, *АМгб1 и АДЗЗ-Т1. Сплавы марок АВ-Т1, Д1-Т и Д16-Т отличаются неудовлетворительной сваривае- мостью и поэтому применяются для элементов клёпа- ных конструкций; для несущих клепаных конструкций может применяться также й сплав марки АДЗЗ-Т1. Сплав марки АВ в закаленном и естественно состарен-' ном состоянии в отношении коррозийной стойкости почти \"нё-' обличается от сплавов марок АМц и АМг. Сплав марки Д16 обладает невысокой коррозийной стойкостью. Можно указать и на выпускаемый нашей алюми- ниевой промышленностью высокопрочный сплав алюми- ния с магнием, медью- кремнием и марганцем марки В95, который в термически; упрочняемом (закаленном и искусственно состаренном») состоянии обладает пре? делом текучести 55 кг/мм2 при временном сопротивле- нии 60 кг1ммг; однако он отличается повышенной' хруп- костью* малой вязкостью, плохой свариваемостью и сред- ней коррозийной стойкостью. Для склепывания хрлодными заклёпками конструк- ций из термически упрочняемых-.'/сплавов тИпа авиаль используются заклёпки также из термически упрочняем , могозаклепочного сплава .повышенной прочности марки - В65, Обладающего более; высоким относительным удли- нением (большей, вязкостью)'; в/случае /применения в, ; оклеиваемых конструкциях сплавав типа дуралюмйн (марка Д16). рекомендуются заклёпки как из сплава I- марки, В65, так и из термически упрочняемого дюралю- миниевого заклепоЧнОго сплава повышенной пластично-;* : ети марки Д18П, имеющего повышенное относительное удлинение по сравнению с заклепочным сплавом марки Д16.:' : ¦.¦'..:¦¦] ; .' ,, „¦¦; Для сварки конструкций из термически .неупрочня-: емых сплавов АМг и АМгб используется присадочный; материал- в виде проволоки из сплавов АМг-П (где П указывает на изготовление из этого сплава прессован-; ных прутков: и проволоки) Или АМг-5-В (где В указы- , ваёт на повышенное качество выкатки .закаленных и' 'состаренных листов). При, сварке конструкций из тер- >, мически упрочняемых сплавов типа АВ присадочным , ¦'¦'. материалом может служить проволока из этого же Сплава, или из сплава.АК- ' Для,, конструкций из термически неупрочняемых; / алюминиево-магииевых/сплавов с болтовыми, соедине-5: ниями болты".; могут изготавливаться из сплава марки. Та б ли а а; 2812 Химический светив, алюминиевых сплавов (в %:): Сплав марки АМц АМг АМгб '; , ".-,'- ''¦¦". ¦ АВ Д16-Т . • Д1-Т, В 92 АД 31 АДЗЗ АМг5-П Д18-П В65 / . ¦¦ Химический состав в % /''¦¦¦¦' ¦¦ ¦¦-¦>..'" ':'.¦.:..¦ /-.'' '¦"-./' А1 Основа - / \-'"> '-"'' -\ " 'Mg, 0,05 2—2,8 5,8—6,8 ' ¦'¦ ," ¦ "-'-; 0,45-0,9 , 1,2—1,8 0,4—0,8 , „3—4,5. 0,4—0,9 0,8—1,2 /.! 4,7—5,7' 0,2—0,5 0,15-4),3 < Мп ¦ Сплавы, 1—1,6 ,0,15—0,43 0,5-гО,8 Спла 0,15^-0,35 0,3—0,9 0,4—0,8 0,6-1 0,1 0,15 0,2—0,6 0,2 0,3—0,5 ,Si' '".".-'" 'Си -'¦ ¦]'¦¦'¦',-. ','Zn | ;--iti,"' ¦:¦, ' не упрочняемые термической обработкой. 0,6 ' 0,4 : 0,4 / 0,2 0,1 , 0,1 :0,1 ; 0,2 \. 0,02-0,1 вы, упрочняемые; термической обработкой ',-.'/. ,0,5—1,2 - 0,5,, ¦•;' 0,7. 0,2 , 0,4^0,8 ,0,2—0,6 ,3,8—4,9 3,8—4,8- 0,'05 0,1 0,15-0,4 0,2 0,3 , / 0.3 2,3^3,2 . 0,2 - ' Г 0,25 -¦ -- } <У,2 -, 0,15 ¦¦ 0.15, /Заклепочные сплавы 0,4 0,5 0,25 ,: 0,2 2,2—3 3,9^-4,5 , 0,1 0,1 "~ ', Fe-Y, j ' ''¦'¦- ¦i;-."0,7' .---'¦ '0,4 . 0,4, ':' ''¦¦¦' ¦¦''. ¦0,5 "•¦' 0,5 0,7 . 0,3 0,5 ¦ :• 0,7 0,4 0,5 , 0,2 Fe + SL 1 ¦';¦' 0,6: -:'¦' /.' '¦¦' oTs 1,4 1,1—1,5 .'"¦'0.i'6:...... прочие примеси , ,;¦'-;¦,„¦ 0,1 0,1 • 0,1 Oil , V-' :Q.i-.-" 0,1 0,1 ,, ¦O'.l"'"-. .
574 Раздел VII. Строительные; конструкции из алюминиевых сплавов Т а б л и'ц а 28 3 Механические характеристики полуфабрикатов из алюминиевых сплавов Сплав марки Виды и размеры [полуфабри- катов Условный предел текучести при растяжении в кг/см™. Временное сопроти- вление в кг/см' при растя- жении при срезе Предел выносливо- сти в: кг/см' ** Относительное удлинение в % при длине / ='10 d, (d,— диаметр образца) Твердость по Бринел- лю Сплавы для элементов конструкций АМц-М АМц-П АМг-М АМг-П , "А'Мгб АВ-М с ограни- чением содер- жания меди1 АВ-М АВ-Т с ограни- чением содержа- ния меди1 i АВ-Т "J '¦' . . i АВ-Т1 с ограни- ' чением содержа- ния меди1 АВ-Т1 '¦ * - _ Д16-М ( ' f : Д16-Т ' ' г Листы, прутки, профили, Проврлока . .. Листы Листы, прутки, трубы ... Листы, трубы Листы, прутки, профили . . Листы ........... Трубы • . . ,. Листы толщиной 8 = =0,3-5-5 мм ........ . . То же, 8>5-s-10 мм'. . .... Трубы .'. Листы толщиной 5 = 0,Зч-5 мм . . . То же, .8>5-И0 %jk . . . . . Трубы ..... . ,. .... Листы толщиной 8 = 0,3-г-5.мл« .•¦•.' То же, 8>5-s-lQ мм . . . . . Профили . Трубы Листы толщиной 8 = 0,3-5-5 мм То же, 8>5-5-10 мм ¦ ¦ '¦ ¦ ¦ Прутки Трубы -.. . . Листы плакированные тол- щиной 8 = 0,3-5-2,5 мм . . . ¦ Тоже, 8 = 2,6-5-10 мм . . . Листы неплакированные тол- щиной 8 = 0,3-5-3 мм. ... . То же, 8 = 3,1-н10 мм . . . Крупногабаритные профили Трубы холоднотянутые . : . Листы плакированные тол- щиной 8=0,3-5-2,5 мм . % ; . То же, 8 = 2,6-5-6 мм .4 . Листы неплакированные тол- щиной 8 = 0,3-5-1,5 мм .... То же, S = 1,6-5-6 мм .... То же, 8 = 6,1-5-10 мм . . .-, Профили прессованные с толщиной полки' 8 = 5 мм . . < То же, 8 = 5,1-5-10 мм . . . , 8 = 10,1-5-20 мм . . . 8 = 20,1-5-40 мм . . . ' Профили прессованные всех размеров3 . . . Профили прессованные всех Крупногабаритные профили 500—600 — ' 1300 • .800 2100 1600 , — — '.' ' — — ;. ,— , , — ¦i- ' — . ¦- —Л — —' , ' —, — — ,— — 2300 . - —- —\ — . —; 1000 — J 2750 2800 2800 2950' " , 2900 2950 3000 3000 • 3000 • -3200 --.;'. 3600 По ширине 2900 По толщине 2900 3800 1000—1700 i '— 1600—2200 1700—2300 2100—2400 3200 <1400 <1400 <1500 <1500 1800 ,\ 1600 1600 1900 2000 1800 _ 1800 2100 '2800 - 2800 ; 2800 2800 3000 3000 ..- 3000 3000 3100 •<2300 : <2400 <2400 <2400 2200 <2500 4150 4350 ¦" 4350 . 4500 . 4500 4500 4000 4200 4300 •-¦ 4500 4900 ' юлки 4000 полки 3500 5200 800 .. 700 1000 1250 ' 1200 1500 '— , — '— — — — * — — — — ' — — ' — ' • \—- — • — - ' ./ - — _ ' — . . ¦-'-'" ' — - '-—; 3000 500 . — 650 .... 1200 1250 — ' — "< — ¦— — - — — — -— , -_ . . — ' — — —¦• — — >. — - ,. — .—. — г — 900 ¦ — — — —: — — — — — — — , - ' — 1400 16—22 при -' 1=11,3^ F — ,6 10—18. ' 4-6 15 20 1.7 - 20 '"., 17 18—20 - ' • 16 1* 14 . 18—20 16 14 '.¦ и ¦ 10 8 16 8 10 8 10 12 (при 1 = 5 'а,)-.. 8 15 10 10 12 П 13 10 13 . 11 11 - 14 13 12 ю ¦ ¦ ' 10 10 (при 1 = 5 d,) 10 (при 1 = 5 d„) 10, (при 1 = 5 da) 6 (при 1 = 5 d„) 4 (при 1=5 d0) Л 12 --?. \ 30 ' \ — 40 ^ 45 ; N60 — '""' ! ¦ i __ — — __ - -) " . j ., —- ¦. ¦\ - ". ' ' *, ! ; Г" ! у — ' ¦ - L ¦— ' ! —¦ ¦ ¦"95 , — : —..: '¦ ¦;„ — — — — .— — — — — — - - 131
Гл. 2$. Материалы и их использование 575. 1 Д16-Т "¦> Д1-М Д1-т В92 АД31-Т1 АДЗЗ-Т1 2 ¦ Прутки прессованные" диа- ¦ Тоже, d = 23—160 мм . .'. „ d>lSO мм ...... Прутки диаметром d=40 мм Трубы прессованные толсто- стенные диаметром d<120 мм То же, d>120 мм '. Трубы холоднотянутые диа- метром d<22 мм ...... . Листы плакированные ... . Профили прессованные . . . )Листы плакированные тол- щиной S = 0,3-ь2,5 мм .', . . . То же, 5 = 2,64-10 мм . . . Плиты горячекатаные тол- : То же, 8 = 26-ь4р мм ... . Плиты прессованные толщи- То же, 5 = 10,1ч-20 мм . . . Прутки диаметром d>160 Мм Трубы, холоднотянутые диа- метром d<22 мм и толщиной Профили и трубы прессо- Листы горячекатаные и про- Листы и профили прессован- 3 .2600 2800 2600 3500 ; 2600 2800 2600 2900' — — 1900 2000 2200 2100 ¦ 2200 2300 2500 2000 2000- 2300 >200р' >2900 ' 1500 2300 4\ 4000 ¦'.. 4300 с 4200 5200 4000 4300 4200 4300 <2300 <2500 3700 3800 3800 \ 3700 3600 3800 4100 ^ 3800 3800 4000 >3600 >4000 . /2000 ' • 2700 5" — — 2500 "— ¦ ,- : --..- ^ - — — ¦ - ,- — " ' - . '— — — ' \ - ' ч _ .; - Продолжение 6 _"-.. — '¦'"' - 1400 — - ,-— ' - - - L' •¦; — — - — — , — •¦ — . Заклепочные сплавы : AMrS-T Д18-М Д18-Т В65 * Условный г Проволока для заклепок . . То же Проволока для заклепок . . То же , Проволока ......... 1500 . ;600 . 1700 ') -_ ' ¦ .— — , 2700 , 1600 • 3000 ' —.'¦¦ 4000 ' 1900 2000 1900 2500 2600 1406" 950 . — — ' •' .. федел текучести при растяжении соответствует напряжению при относительном остаточ •* Предел выносливости приведен при ^V = 5-10 Э. Примечания: 1. Содержание в сплаве меди и цинка не более 0,1% каждого. 2. механические свойства даны в продольном направлении; то.же, по ширине полки профиля. 3. Механические свойства даны по толщине профиля. 7 \ . 12 (при 1 = 5 do) 10 (при 1 = 5 du) & (при 1 = 5 do) 9,5 12 10 13-14 ¦' , 11—10 12 (при.Г = 5 da) 12 (при 1 = 5 d„) :15 (при /='5 d„) 15 (при 1 = 5 da) 11 (при 1 = 5 do) 10 (при 1 = 5 do) 12 ' 12 10 13 13 12 ' >20 • >7 10 ю 23 24 24 ./ '— /¦ 20 ном удлинении 0,2% ' . -, табл. 28.3 8 _ - — ^3I. —' - V - ¦ -¦ - - — • - — ^ - ¦ ' —' — - - — — - 70 38 70 — ¦ АМ.г5-П, а в конструкциях из термически упрочняемых сплавов — из сплава АВ-Т1 (для конструкции из спла- вов типа авиаль) и из сплавов марки Д16-П, В95 (для дуралюминиевых конструкций). Вполне возможно при- менение в конструкциях из алюминиевых сплавов и стальных высокопрочных болтов, изготавливаемых из углеродистой стали (марок Ст.5 — ГОСТ 380—60, Ст. 35—ГОСТ 1050—60) или низколегированной стали' (марки 40Х—ГОСТ 1051—50) и подвергаемых в готовом виде термической обработке. Изготовление отливок может производиться и» специального высокопрочного сплава марки АЛ8, тер-
-Л.Ж : ¦/vS 576 Раздел УIГ.. Строительные конструкции изi алюминиевых сплавов 2-10 *:$¦ f 5 6 7,89НО1 у' 2 ,3 ¦ * 5 67 89H0l_^2 3.,« 5,6 7891-W7 "'."¦.-¦;• ; Число циклов N ' ; Рис. ;28.9; Кривые регрессии вибрационных испытаний на растяжение плоских образцов i ... 1 /,. ¦, из алюминиевых сплавов различных марок Обозначения: I — с отверстием d = IS мм | обра: зцы из специального профили основной металл (#_„_= 75) 1 _ ,. „„ ,. , w • '... v ,оПеР 'образцы из полосы 12x200; 2 = 6 м —X—-с отверстием d= 18 мм ' : , , — И.-—основной металл (/?.= 7,5) — II с отв — — вдоль поперек •—о— вдоль ; • —о— поперек образцы из основного листа 10X1200; 2 = 3 м } образцы с отверстием из листа 10x1200; 2 = 3 м мцчески обрабатываемого закалкой1 и искусственным ^старением. ' : ,\ ''•...' • Подробные характеристики алюминиевых сплавов, наиболее приемлемых для- строительных конструкций," приводятся в табл. 28.2 (химический сост(ав) и в табл; 28.3 (механические характеристики' полуфабрикатов), . .Как видно, из табл. 28.3, предел выносливости у спла- вов марки AM оказывается относительно (по отноше- нию. к! временному сопротивлению -при растяжении) выше, чем у сплавов марок АВ и Д16,, причем отнрси- тельио наименьшие значения предела выносливости на- блюдаются у сплавов марки Д16. , ' В 1.959. г. институтом Проектстальконструкдия'были проведены вибрационные исследования алюминиевых сплавов марок АМгб-Т, АМ-6, АВ-Т1 и Д16А-Т на пло- ских образцах, вырезанных из прессованных профилей и прокатного листа. Результаты этих исследований по-, казали, что вибрационная прочность "основного металла ¦ из прессованных профилей вдоль прессования, оказыва- ется практически одинаковой для всех, исследованных марок сплавов и равной 1250—1350 кг/см2 на базе 2 млн. циклов и 1100^—1150 кг/см2 (для марок АВ-Т1- 950 кг/см2) на базе 10 млн. циклов. Кроме, того, было установлено значительное, влияние отверстия; при Нали- чии которого вибрационная прочность при испытании на .базе 2 млн. циклов образцов сплавов марок \AMr6 и АМгб-Т уменьшалась до 650—700 кг/см?, а образцов из сплава марки АВ-Т1 до 800 кг/см2 и образцов из сплава марки Д16А-Т до 400—500 кг[см2. Таким образом, виб- . рационная прочность сплава Д16А-Т наиболее сильно •снижается при наличии отверстия. Выяснилось также, что вибрационная прочность прокатного металла i ниже, чём прессованного;,, так, например,, для сплава марки Д16А-Т при испытании прокатных, образцов без отвер- стий на базе 2 млн. циклов вибрационная прочность оказалась равной 800—900 кг/см2, г. е. на 36—33% меньше по сравнению с аналогичными образцами из прес- «сованных профилей: Кривые регрессии (рис. 28.9), по- строенные .пр результатам испытаний ,5—6 образцов каждой группы, указывают .на отсутствие 'Сколько-ни- будь четкого /перелома, имеющегося, как известно, 'на- аналогичных кривых,, построенных для малоуглероди- стых сталей: : ? '" ', ' При расчете алюминиевых конструкций принимают- ся осредненные значения^ основных упругих характери- стик алюминиевых сплавов:, модуль .продольной упруго* сти —710000 кг/см2, 1модуль- сдвига —270000 "кг/см2, коэффициент Пуассона-^ 0,3. Вводимое в расчет ое- , редненное значени啦 объемного веса} этих сплавов — 2,7 т/мг. Коэффициент линейного расширения алюмини- евых сплавов принимается 0,000023. J 28.3. СОРТАМЕНТ Кроме прокатных листов/ шириной от 400 до 2000 мм и толщиной от 0,3 до 10 мм при нормальной длине 2000, 3000 и 4000 мм, отечественная алюминиевая промышленность вырабатывает из алюминиевых спла- вов плиты толщиной от 12 до 80 мм с наибольшей шй?\ риной 500—г 1200 мм и длиной до 3000 мм. Весьма широ- кими возможностями располагает отечественная алю- миниевая промышленность в отношении прессованных профилей. Для изготовления^ последних необходимо выдержать следующие условия:^ - 1) соотношение между; площадями поперечных се-, учений стального, контейнера ; (в него заключается нагре- тый слитрк алюминиевого, сплава для- выдавливания
Пл.' 28. Материалы,;в/ цх, использование [ШТ пуансоном/через соответствующие отверстия/матрицы НУЖНОГО ПрофИЛЯ) И ИЗГОТОВЛЯЕМОГО ПрофИЛЯ Ив' ДОЛЖт, но/быть,больше 30; , // '¦'. ¦¦¦'¦ ,.- / 2)-'."разность между" диаметрами контейнера и ок- ружности, описанной вокруг профиля,, должна, нахо- J./1.I X Рис. 28:10;, Типы прессованных; профилей йзалю- .-, >- i мйниевых сшивов дйться в. пределах.40—i60 мм. При этом диаметры при-./ меняемых 'контейнеров изменяются от 160.; д& 500 мм. ¦'.'.;¦'/¦¦,. : : ;. Сотласно действующим ^го- сударственным . стандартам алюминиевая промышленность СССР, производит 'Следующие прессованные ;:йррфили йзЗалю- мйнйевых сплавов (рис.. 28t 10): уголки р'авнобокие и/нёравнр- бокйё с'.прямым ..углом;, уголки с острыми тупым углом; тавры; двутавры; швеллеры;, зеты; коробчатые (двустенчат ьте); ' трубчатые и другие; ¦ профили. Свободные грани прлок/и- сте- местные ... утолщения Wбульбы, повышающие - жесткость профилей. Практически вполне 'возможно изготовление разнообразных прес- сованных плит. и профилей сложного/ очертания; так, .например, в настоящее время, некоторые-заводы выпускают': ребристые плиты, имеющие поперечное -сеЧе-. ние, изображённое на рис, ,28.1.1, и представляющие значительный практический интерес для строительных 'конструкций.. Ширина .таких плит ; в настоящее йремя обеспечивается до 800.мм, а'в ближайшей перспективе дойдет' до 1200 мм при высоте до 100 мм; длина по- добных- плит может составлять. 6—10 .MS, Существенное практическое значение для конструк- ций из алюминиевых сплавов имеют гнутые, и, гофриро- ёанные профили, достаточно;просто изготовляемые из листов толщиной до 4 мм путем гибки в.холодном со- сто.яний. на специальных многороликовых 'ц гофриро- вочнЫх, станках/На. рис. 28.12 приводятся типы и раз- меры подобйых профилей, причем гофрированные' про- фили изготовляются ИЗ ЛИСТОВ ТОЛЩИНОЙ; ДО:' '1 'ММ. как- а продольными; так и с поперечными гофрами. Про-., -Рис.,28.и..;:По> перечное сеЧе- . ние прессован- ной, /ребристой плиты/из алю? мйниевых сплавов нок могут; получать дольные гофры;; могут-иметь Длину до 300.0 ..жжг й ширину листов (до 'гофрирования) —до: 1000 мм; Длина tione- рёчнык, гофров ^: до. 1000/11Ж при щирйне" Листов (До .гофрирования) До 3000 лш. , i . Трубчатые; профили также: являются весьма целесо- образными в конструкциях/из алюминиевых сплавов, особенно для элементов,. р"аб6т.а]ющих на сжатие. Тон- Рйс. 28:12,:Типы холодногнутых,и гофрированных профилей из алю-, : мйниевых сплавов ' - Варианты профи- . лей ':/¦ а 'J>J б- :.-.- ¦' / в г. .;.-- в '¦ / ё ¦ ж .-..• а.-/- "-,- :"'' ,, /Размеры в л»'-/ ',','ЛГ....'."" ".-:'"35 ¦¦'-,; ' /20 / " 15-20: /'20—30 15—45/ .','45—ВО:-" ,. 18/-38' : 20—25 , 6-15,5:; ;; ,.в ¦ ¦ ^ ' ',45 , '40 : 38-52 45—80 45s-86 87il89 18—39 20 .30—52 - . 8 0,6^У,2 0,5--l,5 0;5—0,8 -0у5—2- " •0,5—2 1-2' ' 0,5-1,5 .0,8—li'5 0,3-1 , Рис; 28.13, Типы, трубчатых профилей,из алюми-> .' ' ниевых сплавов а—в —. варианты различных профилей Варианты профилей а б , ¦'/•¦ -.-в / ;. и ." Размеры в мм. А • ;•: ie—90 14-_120 / 27^135 В'. | 8 10--60 11,5—^57 1—5 1-^5 1-3,5 .37—915-
578 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов костенные трубы круглого сечения с толщиной стенок от 0,5 до 5 мм, диаметром от 6 до 120 жж и длиной до 5,5 ж изготавливаются холодной протяжкой или про- каткой, а толстостенные трубы с толщиной стенок от. 5 до 32,5 жж и диаметром от 25 до 280 мм — прессо- ванием. Трубы могут иметь не1 только круглую, но и квадратную, прямоугольную и каплевидную формы ч| (рис. -28.13): - ^ ' ГЛАВА 29 ПРОЕКТИРОВАНИЕ полуфабрикатов — по табл. 29.1, а для упрочняемых термической обработкой — цо табл. 29.2. ^ N ,,...'; ¦ 1 v .Таблица 29.1 » Расчетные сопротивления i? растяжению, сжатию и изгибу сплавов, не упрочняемых термической обработкой 29.1. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ Расчетное сопротивление для алюминиевых спла- вов устанавливается как произведение нормативного сопротивления, равного: условному пределу текучести или 0,7 временного сопротивления при растяжении (в з'ависимрсти>от того, какая из этих двух величин ока- зывается .-..меньшей),, на коэффициент ^однородности, равный 0,85. Значения расчетных •сопротивлений на рас- тяжение, сжатие и изгиб принимаются: для листов, и профилей'из алюминиевых сплавов, не. упрочняемых термической обработкой; независимо от характера ¦-..'. . ;' .';'.-. ' Таблица 29.2 Расчетные сопротивления R растяжению, сжатию и изгибу сплавов, упрочняемых термической обработкой . Значения R, в кг/см1 для сплавов марок ' AAta-M 600 ".- АМц-П 500 АМг-М 1000 АМг-П 1400 , , АМгб-М 1400 АМг61-М " 18<?° Вид изделия (проката) и размер в мм Значения R в кг/см* для сплавов марок АВ-М АВ-Т- АВ-Т1 Д1-Т Д16-Т АД31-Т АД31-Т1 АДЗЗ-Т1 В92-Т Листы толщиной: 8<5 8=5,1-5-10 700 700 1100 1200 1000 1100 1700 1800, 1700 ,1800 Плакирован- ные '• 1600:;, ... Плакирован- ные ¦ , 1600 .'.. Неплакиро- ваниые 2500 .-: Плакирован- ные 2400 850 850 1200 1200 1600 1600 1700 1700 Плиты толщиной: ' «=10. l-i-25 5=26-5-40 700 700 1000 1100 900 1000 1700 1800, i'eob 1700 Плакирован- ные 1800 Плакирован-. *' ные • 1800 НеплакирЬт ванные 2400 . \ Плакиро- ¦ ванные 2300 Профили толщиной: 8<10 ' 8=10,1-5-20 8=20,1-5-40 8>40 700 700 700 700 1000 1100 1700 1800. В продольном направлении профилей., 1850 1950 2100 2100 2500 2500 2700 2900 850 850 1200; 1200 1600, 1600 .2500, 2500 Прутки диаметром: . d<22 d>22 Трубы диаметром: d<120 <*>120 700 700 1700 - 1,150 1250 1150 1800 , 1700 1800 -. 1750 - 1850 1750 1250 1850 1850 1850 1700 1850 2200 2300 2200 ./ 2300 850 850 1200 1200 1600 1600 2500 ". Трубы прессован- ные -П р и м е ч а н и я: 1. В числителе—для сплавов с содержанием меди до 0,1% (для повышения коррозийной стойкости)-; в знаменателе— для сплавов с содержанием меди до 0,2—0,6%. ,•-..-'¦ . , 2. Для всех видов изделий из сплавов'Д1-М и Д16-М расчетное сопротивление может приниматься 1350 кг/см1. ' • .
Та. 29. Проектирование 579 Таблица 29.3 Расчетные -сопротивления #свдля сварных швов, выполняемых аргоно-дуговой сваркой Сварные швы В стык . Угловые Вид напряженного состояния Сжатие, растяжение, изгиб Срез ¦ ¦ ., л Сжатие, растяжение, изгиб, срез . Условное обозна- чение асв- ясв- ясв'' ¦^с >. «р > «и ¦ «ср RCB Значения Rcb в кг/см* для'конструкций из сплавов марок ' АМц 500 300 350 АМг '700 400 450 АМгб 1300 800 850 АМг61 1600 ,950 ¦'¦ 1050 н со < 600 .350 400 со . < , 750 '450 500 Ц. СО СО ч 1000 600 650 ' Н (В < 800 500 550 ю 1100 650 ¦ 700 ' CN С7> СО '¦ 1500 900 .1000 ¦' , . j -Таблица 29.4 Расчетные сопротивления Rзакл заклепочных соединений с заклепками из алюминиевых сплавов, поставленных ' в холодном состоянии и на электрозаклепках \ Вид напряженного состояния Растяжение (отрыв головки) Срез В Срез С Смятие В Снятие С При м е ч а н (в пределах 0,2—0 ". ¦. 2./.; Группы В ¦, 3. Значения Условное обозначение „закл отр . „закл кср „закл „закл ксы пзакл ... *см. и я: 1. В » 6%). ,. и С принима «ЗЯ*Л ДЛЯ 9 Значение ^закл в; кЫсмг для холодных заклепок из сплавов марок АВ-Т1 | Д18п * | В65Т - : Значения Дзакл для ¦ эле'ктрозаклепок В конструкциях из сплавов марок АВ-ТГ: - .1000 1050 800 850 : 2400 2700 ': 2150 ¦ .2400 шслителе — ются так же лектррзаклег Д16-Т 500 , '/, '.1100 900 3900 3100 для сплава < '1 , как и для о к'в констр Д1-т ¦' 500 1100 ,900 2900 , 2300 : содёржани заклепочные укциях из д; АДЗЗ-Т1 | Д16-Т 500 1100 / 900 .2400 V ' ' 1900 гм меди до ( -соединений >угих,сплаво 700 1450 1150 \ ¦ ¦' 3900 .3100 ),!%; в зна в стальных в (АВ-Т и А Д1-Т 700 :. 1450. .1150 2900 , 2300 ленатёле— ( конструкция Д31) приним АДЗЗ-Т1 700 . - 1450 1 1150 2400 :_ .1900 5ез ограниче х (см. главу аются по спс АМг 700 , . 1050 ; ' - - ; -¦ ' - ния содержания меди .2.5)., циальным указаниям. Расчетные сопротивления .при срезе и смятии опре- деляются умножением величин, указанных в табл.'29.1 и 29.2, на переходные коэффициенты: 0,6 — при срезе, 1,5 ¦—при смятии пригнанных торцовых поверхностей и 0,75 —при местном смятии или при плотном касании. Сварка конструкций из алюминиевых сплавов про- изводится электродуговой ручной, полуавтоматической и автоматической сваркой в защитной среде аргона неплавящимйся вольфрамовыми электродами "и. с при- садочной проволокой, а также полуавтоматической электродуговой сваркой в защитной среде аргона пла- вящимися электродами. Листы толщиной, до 3 мм из сплавов АМц и АМг могут свариваться газовой кисло- родной сваркой. Допускается также электрическая кон- тактная точечная сварка. Расчетные сопротивления для сварных швов разных видов, образуемых при сварке в 37* ¦ ' > защитной среде аргона, принимаются по табл. 29.3. Приводимые расчетные сопротивления рас- ¦ пространяются и на, свариваемый металл vb; пределах зоны термического влияния. Ширина зоны определяется от одного сварного шва суммой ве- личин 3,5 Аш, откладываемых в Каждую сторону от оси (шва, причем в соединениях в стык Лш — наименьшая, толщина стыкуемых элементов, а в соединениях флан- говыми или лобовыми швами Яш — катет сварного шва, примыкающий к элементу, для которого определяется зона термического влияния. При двух сварных швах (фланговых или лобовых) ширина зоны в каждом, эле- менте определяется границами, полученными при нало- жении зон термического влияния обоих швов. Расчетные сопротивления , заклепок из алюмйние-: вых сплавов в алюминиевых конструкциях принимаются
-к 580 : Раздел VIIl' ОтррительЩе'Конструкции >уз Алюминиевых сплавов Т а блица 29.5. Расчетные сопротивления R6 для болтовых соединений из алюминиевых сплавов Вид напряженного состояния ¦.¦-'. Условное обозна- чение Значения R? в /сг/?ж5 ддачистых болтов из'сплавов марок ;К№Щ АВ-Т1 В9.4 •' Д16п В конструкциях из сплавов, марок А'М'гб АВ-Т1 АДЗЗ-ТК ; /Д1-Т;: Д16^Т, Д1-Т Д16-Т Значения R для болтов с обжимными коль? нами из сплавов марок и состояния ! Д16п, Д1-Т Д1.6-Т В65 Д1-Т Д1&-Т' Растяжение (от- рыв головки) ,1250 1700' 4800 1700 . 1800 2950 Срез В, ¦R, Ср 900. ,900 950V i900, 950\ 1600 2950 2000 , 2000 : ,1600 1600 1600 1600 1300 1300 1700 1700 ./".. 1700 1600 ',1700 Смятие В ;, 1900 .2500 2700 2150 2600 -3500 2600 3500- 2600 3500 2600 3500 ; Примечание. В числителе — для (сплава с содержанием меди до 0,1%, в знаменателе— без ограничения меди (в пределах: по табл. 29.4. Заклепки из алюминиевых Сплавов; не следует использовать для работы: на растяжение; Йоста- 1 новка, заклёпок; в горячем состоянии в конструкциях- из: алюминиевых сплавов, подвергаемых. термическому ; упрочнению,, недопустима. В случае применения^ закле- "пок с потайньщй 'или полупотаиными головками.-; .рас- , чет;ные ;ср'противления для заклепочных соединений на: -срез и смятие снижаются на 20%.' "*.'¦¦:¦'.,¦¦¦ Для чистых болтов из а.люмини.евьГх сплавов в алюминиевых конструкциях расчётные сопротивления приводятся. в табя. 29.5// "'¦"•''•'.' ¦ ¦¦¦''"'¦ При работе'конструкций и соединений из; алюмини- евых сплавов при температуре металла более 50° рас- чётные 'сопро'тйвления,:4ни^аются, (ом; ,СН Г13—60). Расчет алюминиевых конструкций по второму.^пре- дельному сЬстоянйю (по деформациям) ..производится Так же, как",'я ;стальных конструкций и,,с теми, ^fe' вели-, чинами предельных деформаций (см. главу 2.1). Одна- ко при Цаличий соответствующих обоснований' указан- ¦ ные предельные деформации могут быть повышены. ;¦;.'"'. '¦^,29Д::,0,СОБЕННаеТИ:.РА€ЧЕТЛ;;;.,'' ;',:''¦¦ ;4V' :/кд-1{он^ртровАншЯу' к:Уук/:-. Расчет конструкций. из алюминиевых сплавов и их соединеций. производится по соответствующим форму-; лам .расчета стальных-конструкций ::(см.. главу 2. п._, 1-—5),;. но без учета пластических: деформаций, так. как .разви- тие их,, в конструкциях из ''•¦алюминиевых сплавоВгНе; до- пускается; Особенности' расчета ;на устойчивость и конструктивных, требований к конструкциям из алюми- ниевых сплавов .приводятся ниже.. -; а1: центрально сжатые элементы ' - Коэффициент продольного изгиба f при, -централь- ном, сжатий определяется по'табл.; 29.6^ . : _ Приведенные гибкостидля составных стержней'из,, алюминиевых . Сплавов: определяются так '.же,.,как и для . стальнЫх конструкций .(см.: п," 2.2), ,нр,; гибкость 'от- , деЛьной ветви на-участке", между ,пЛанками .должна быть' х.«з6. . ,, "•;'-,. ...ч' ;'.,';' ,\'';,¦'../. Условная, поперечная; Сила Сусл в кг для расчета Таблица 29:6, Коэффициент 9 продольного изгиба центрально сжатых ¦элементов. -¦,/<- '¦ ¦ л н : : О . ,:¦'-¦'¦ . 0 10 ,20 . 30 40 ¦50 60 70 80.' ¦¦: 90 100 ПО : 120 s 130 140 150 ¦¦' i Значения ср для сплавов марок . .; '¦¦"«¦¦ S <, А 0,974 0,947 0,921 0,895: 0,'815, 0,73 '¦¦ 0,655 :0,585:,: 0,521 0,463, -0,415- 0,375 : 0,336' 0,3: ,v 0,27 Ш ¦¦.<< :1-¦''""¦' 0,973 0,945, 0,9.17 0,87 0,77 . 0,685 0,603 0,58 0,465 0,415 0,365 0,327 0,296 '0,265 0,235 ¦ У:ь :<<.* Г'¦'¦¦¦;'' 0,999 , 0,'998 0,98 ' 0,88 0,78 0,69 ' 0,6 0,525 0,457. .0,395 0,335 0,283, 0,241 0,208, 0,181 ^'. ¦¦¦"?¦? < к 0,998 0,997 : 0,943 0,83 . • 0,725 0,628 0,538 :0,46 'О,388 0,332 ¦0,273 • 0*23 0;196 ; 0,169 0,147,' н ¦ СО .' со :.- ч ¦¦¦ .-¦ ^-" „,] „¦„... - •0j 998 0,996 .0,917 : 0,8 ¦: 0,686 О;'587 ¦¦: 0,i493 '0,416 : 0,342 ^ 0,28 : ¦.0,23,, ¦ 0,194 ¦o,,i65: ;ю;'йз ¦0; 124 К и - К <<ю 0,998 0,995 ; :о,э:: 0,78 0,66 . 0,557 0,463 0;387 0,312 ,0,252 0,208 .¦; о,17б 0,15, 0,129, 0,113 ¦, f^ ,; 3; .: -.I ' 0,994 :0,988 0,889. .0,766' 0,644 0,539: ..' 0,444 .0,361' 0;285 . 0,231 : 0,19 . ;0,16 •'- №136.' 0,118' 0,103,, -Г 16-Т В92 роф 4.SS- 0,99' ,0,98 .0,83 0,»7-. s 0,568 .0,455 :й,352 : 0v268 0,21 0.171 0,141 :--;,'0;'li8 ¦0,1.01 ,0,087 , 0,076, соединительных элементов -центрально сжатых состав- ных стержней принимается: . ¦¦¦:-" ¦; 'для Конструкций йз; алюминиевых сплавов- марок йМц,;АМг, АМгб, АД31-Т-: - ']:" ' ;; > •.V:.""\" ,.". '.. ". :Qy™ = 20F6^:,: ,, , (29*^ 1> .:., для конструкций из сплавов-марок Д16-Т, В92 (про- филь) ¦ -V •'"':' -;-': ;"' 'v.: ' " ' Qy« = 40/бр; : ¦.,.." ¦¦¦'V(29..'2K для конструкций из сплавов марок АВ-Т, АВ-Т1, TH-T/'AMr-ei, АД31-Т1, АДЗЗ-Т1'-''". ' Ч '¦;-;.ц /'';(29л;3). Qycn = ЗО^бр, где Fqp'—^^ площадь брутто' всего, поперечного сечения1 стержня в см2. ¦'¦''¦' _ - ,.'¦
¦ ;Тл.}- :.2?,--Щфе&ир/?ш1Шй^ SW ';¦:',, В; составных' стержнях, соединенных1 прокладками и рассчитываемых как сплошные, ^наибольшие ' расстря1- . ния: между прокладками не. д6лжны: превышать: в.сжа- тых'элементах—^30. г; в'."'растянутых элементах —80г, , Предельные' максимальные гибкости элементов- из .алюминиевых сплавов принимаются:1 сжатых-^пр табл: -:29.7; растянутых-—по табл.:29.!8. ''¦•'-., Таблица. 29.7 Предельные максимальные гибкости сжатых элементовХпр 4 ' ¦"'¦'¦-'. , "'..:..". Элементы конструкций. ' ПоясД, опорные раскосы, и стойки ферм,: переда- ющие опорные реакции- . . . ... ... . . . i'. . .-..- Прочие, элементы ферм ... . ; . t . . . ¦. . . . . .Основные колонны 1 . . .. ..'•.<....-..-,. . ;:- Второстепенные колонны (стойки фахверка, фона- рей и.Т!:-п.), элементы решетки колонн, связи, по. колоннам .... . : . .'•-. .-. .'...¦. -. .. , .'-¦-. ..-:-. . ; , Связи (за, исключением связей ¦ между -'колоннами) . Стержни для уменьшения расчетной; длины ежа-. тых,стержней и другие неработающие элементы '; ". '¦." ¦ . .'.,¦']',¦¦"¦'.-- . ' Предельная ', гибкость .'¦ 10,0> 120 ' 10.0 : ," ¦".,-'¦ 120 '¦;¦¦ ".,'.- 150' ' 150 ;. : ' ;...-.,¦, ' . , Та б ли ца 29.8 Предельные максимальные гибкости растянутых элементов 4ip Элементы конструкций ,'¦'.'[- ' Пояса и опорные/раскосы ферм . : Прочие-элементы ферм ..:. . .---. Нижние пояса подкрановых ферм Связи (кроме элементов, подвер- т гающйхся предварительному на- ¦ . ТЯЖению) : .-;. ... . ...-..¦ . . ..'.:,';. , Предельная гибкость Хп_ при непосред-.. ственном воз- действии ДИт !намической ; нагрузки' ¦¦:'. 2оо .. "'.: 300 120 ' \л - зод: при. воздёй- ; етвии статиче- ской нагрузки; г ¦."•¦'."'-.¦,' .,.; 300 ¦ ¦ 300 ,. . • '¦* ¦: .- : . -г.. -¦' < ¦ '.'"-309 '„,-- ¦ ,Б. внецентРенно СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЬД ;:!;•:¦ Припроверке устойчивости сжатргизогнутых етёрж-.: ¦ ней; постоянного сечения; при- изгибе в главной' шюско- icTH,-1 совпадающей- ^плоскостью'симметрии; крэффици-. ент <рвн , понижения несущей способности таких: стерж- ..нф!\определяется', в завиеимости от относительной, 'тибкрейи,: X в/плоскости действия, .момента, определяет мой по формуле (29.4), и относительного^эксцентрици- тета еь определяемого по формуле-(29.5). Значения коэффициента увн для' разных типов сечений приво- ¦ дятся в табл. 29.9; при этом они не должны' превышать значений, коэффициентов <f для >центрально сжатых элементов (табл. 29.6). Относительная гибкость.".Ж вы-' /чйсляется по формулам: ';' Лдля сплошностенчатых/ стержней : -( "Х = аХ; (29-4) , для составных стержней (при изгибе параллельно плоскости -'.решеток) -.;¦': ¦?;у]?С/+.: ;С , Д=аХ™,: ¦¦¦¦ .'¦¦: Ц29.4а> ¦¦3,8—915:.':'"..-'" .'¦ ; • ". Пр1 где X и Хпр --соответственно гибкость ¦ сплошнбетенча* J '¦'¦'' тогр^ртёржня:;й; приведеннаяVгибкость : .составного; стержня в плоскостях „деист-. . . вия.момента^ , ' '" : Значение коэффициента ..а приводится для сплавов различных марск в.табл. 2ЭЛО- •: Относительный эксцентрицитет е{ определяется по, -.формуле ; '¦ ¦;¦'.-' :"-, ;. ¦-. F '- е^—е W (29,5) где №—момент сопротивления, для наиболее сжатого ¦ '¦' волокна; - ;.'' :/ i ';-. - ., е,-^ эксцентрицитет в плоскости действия момента^ "равный . ¦-. "."¦ с'" ¦ •'•-- ... "',.'"'' м '.У ..".-' ¦'.'¦ -: ¦¦ , • . ';¦/¦¦'¦-:> ';.'¦ \.-Л^^Й'';>.;У.-='V ;¦.-'- --:'' где .М.принимается: для колонн;., рамных- систем с 'поетоянным сечением -^наибольший на ..всей длине ко? -. лонны, а .для ступенчатых -т. наибольший на ::длий& ' ¦ участка;постояНног6 сечения; для консолей — момент в заделке; Iдля .стержней;; с,:inарнирно' .опертыми.¦ конца-* ми -—в; зависимости: от: значений1.: ;ei; ичЯ пЬ табл: 29.11, 'Г1р.р'верка: устрйчив.рСти внецентреннр: сжатых ctep-i жней :и.з:пло:скостй:;дей^ ;ся!; учитывать.:. изщбЛгкрутильную -;:::форму ''потери устойчивости;;'-.'; пр-свизврдитЪя :пр ".гсжймаю силе. N с .введением коэффициента ;С<Ру>¦- где - <ру:—.коэффициент ¦ ; 1пр6дольного . изгиба, - принимаемый, по'¦ ¦, гибкости Ху; стержня ;в плоскости,] перпендикулярной плоскости дей-. ,ствйя «момента. ,В хлучае; .эксцентрицитета : еу ф 0'\и Ху <?ХХ::, ;где'"'. 1-х —т гибкость стержняд плоскости дей^ ствйя момента, проверка устойчивости: :по; сжимающей, силе- ^производится; при; коэффициенте; продольного изгцба: -, <р^ .: .без введения коэффициента -f- Коэффици» :ент'с рпределяётея для;всех."сплаврв (за исключением АВ-Т1 и ;АД;33-Т1, дйядаторых::с принимается по таблч 29.14) нетависимо от величины, Ху по формуле ¦'•¦ '¦'¦':-'¦;':::--':J-:;:";;-.:.-.-i-:- ::V:.:й-'."¦¦":-¦ :'- ¦' '';.;''л';', .. ';.., .;,' ^ (29.6) , ... . ¦¦-... ¦:¦¦ ..:Л+'ае^::.- -". . , - _ црйчем;:,коэффициенты а и р ,::входярие в формулу ' ; (29.6), ^прйиимадатся по, табл,.:29,12.. '¦''.-;: . '' В, табл.:.29.12 величины 1Л ж1з\ гт моменты' инерции .сеч*ний;геортветсТвеннс>:;^больц1ей:,й; меньшей пОлокой нОейтедьно рей стенки,;:а'гибкость Х;б. й коэффициент . пррдбйьного лзгиба?.$ъ ,. прИнймаютбя по табл. ,29,13. При:-вычислении;: эксцентрицитета,^дл- момент М* 1 для 'стержней, .¦закрепленных концами против смещения перпен^и&ум принимается' наи? ^ большим на участке;сред но :нёменьг шим;.Цолрв,инь1;:;:максимального::м6ментау:'( Имеющегося 'на всей.. длине:--.хтержня; для коцерлей', Мх считается ; - равным ;моменту:;в -заделке. ."' " '"-..>¦' 1 Для составных стержней,, состоящих из' отдельных, ветвёй,';соеди,н.еннЫх;;,решетками:: или планками, при из- гибе в, плоскости^ параллельнбй" плоскости .решёток, , значения" коэффициента , 9жвн определяются пр табл. 29,9-при величине ' -. л '¦'-.;,, :" v Чх — MtFyx (29.7) где ,#i—^ расстояние от нейтральной оси до оси:даибо* .,';¦' лее ^сжатой .ветви: ётержйя; ::> J ; ' Дри этом величины;коэффициентов.(р^внсПринимаюТ'
-х^: ¦ -¦©pop ppoo 'СЛЮ co-^ poop CVCn rfa- CO P.°S.° ?P?.M oooo ooooo .oooo »«Й2 SSS-1 OS OS-J --4 CO ^J ^- to CO tO-^JOS pop>- 05(0(00 В-°>.й ©ооо oooo osЪъ"сг> -4 -J 00 oo to !_• 4^ —3 —' .'OS Ю (ЭТ *- * CO ?- oo oo ¦ 4*- CO CO CO oooo poop ' СЛ СЛ CTIOS OS -^ -J -J i— -4 00 CO CO 00 tO 00, coop, ooppp poop poop s?li й^а!- СП Сл OSOS' СЛСОЮМ ¦^r-j coco OlOS - tO EC я a a a oooo ooooo oooo oooo .ssgr«s§is 4*СЛСЛСЛ OiO^J^J -jg^.4 toootoco oo os oo *. -^i -vj oo OOOO OOOO' Ji ji. Ji СП СП OS OS OS. t?cnco — СЛ COCO © © О О OOOO "fij W A ^ Ji-СЛСЛСЛ viaoow asocooo i— CO oo to ЫАФ oooo. ooooo fe-JOOi OO >— *-,~J CO a> to to toaacot— oooo poop OOOO О OO О О • oooo . o.'o о о - вг?Ш№ CO CO CO rf». ¦ слог CO-— СОЛО 4*. ;iiii .oooo о о op ГО CO CO CO . CO 4»- .?>. СЛ »— Ю 4*. СП 00 — 4* © to o> to Ю СП •— 4v S6Sf Ifilll ,5111 «'I'll OOOO' oopo. " "to "to Ю CO CO OO CO CO CD -0 00 ¦— it*. ost© ,^4ь.СЛ COCO ь- oooo poop toto'toto. to "to toco - ЮСО*-СЛ OSCOCOQ rf* Ю — —* ся to CO © ©oop'opoo ^ >-• to Ю' to to to ю . (OCOO^1 tOC0 4»OV Ю 00 Ja. tO . tO 4*. ¦— oooo о ooо OS^J^JCO OOtOOO СЯ СЛ>— -JO"S*--~J ;©pop poop 4* 4* Сл'СП OS OS -g -J Js-COh—CO ^--J . rfs. oooo- oooo tO CO CO. CO CO Ja. 4». 4*. -4 со -os to 4». os oo "oooo oooo L.» oopb rop,°P.to -9PPP PPPP ' н Co со со со I— СО СЛ СО ' ОзО>"— оооо оооо© о ооо; ^РРР\ ¦Z-Z-il-Z- ^-t-^юьо totototo tototoco = 1— СО СП -JOOCDOO WtOC0 4a. Os-^poO. ел to ел to fro coco -j спел en oscoto oooo ooooo oooo ooop to 4»- to -*j •; ooo^jpi pppp PPPPP -OOOO- OOOO" ъъъ~ :ppPPP ЯРР& P&&P oooo ppppp oppo pppp OOOO- — >~ч—1^"^ i—^-i^-'н- _i^-^~ -J-lCOtO. 0.*->— tO tO ЮСОСОСО QOrfi.Jb.,*; i^» CO -J CO ¦ ¦-^ to OS rfs. --1. -COO) CO 4=- OS CO OOOO OOOOO', О O.-OO poop ОООО О >—>— н— ^ i_h-ih-w- ь—i-i. k^.i—. OS -O -J CD , OOOO >—* h-*i—i—«и- tOtOfrOtO 4=- tO CO . ~-l *- 4*. GO . (OW4CD. н-СЛО со- pppp- pppp op op OOOOO о о oo О о o.-o о о *- РРро pppp ,Сл 4>.со ЬО *-* '. •—¦ *-• о о оооо оооо СП tO 00^4 OSCn?*-W lo'-'O PPPPP \PPPP- PPPP РРГГ ш^.-шё gi.ii Visis OOOOO OOOO ooop tO tO CO 4=" 4s- cncnCftOs-osVj-j^j J^CO*.COtO tf.OoM.rfk ^J cocn CnOS-^l^OS rfa-tOCO-vJ Ю СЛ ¦PPPPP <=>PPP poop pppp f°. ! 1 ю to to CO *. ^-CntOOJtO OS CO CD»— .ooooo —i to loco CO аз — от-' ел •—to-j en as ij». "^ь. СЛ СП CnCnOSOS OS>4^1^J OlCDtO*. OSCOi—• *. 00СОСЛСО os ¦ СПСЛ СП CO-J CO CO OOOO pppp pppp pppp PPPPP PPPP~ PP><=>P <&<=>&-<=> ^->-':^o^ os о Ю - СОЮСО CO COCO CO to *¦ OS 00 oscn^j 4ь СПСЛ СП ^J — rfi oo osto CO ooo^o© 'ooop pooo oooo -to to ЭСОСЛ nto --I to tO CO GO COCOCOCO СО^>.4з.СП -jcoo— torf»-cn-^ cororf^o-- СП — 00 00. -00 •— *. to _. cocoes-** oooo ooPo tsototoio, ^tototoco t4J COJb-OSOS ЧООФО ">— -Ji. -^J vj СПСЛСЛЮ 3QO -NJtO -CO COCO CO to en os со OS СЛ*- ?pp S5S oooo oooo oooo to to to to . to to to*o Of-tOM CO rfs. rfs. <n fc-i—t— os to -jco to to toco PPPPP PPPP: PPPP oppp §г88,<-К§§^Ш* PP°<=>c> pppp PP&P o,ooo сос-ш*. слспоз ov> '<js*jQe to too о Os'^pCpJ»- H4WS iP*-00«P>.'/ COtO"^- ooooo pooo,oopo oooo COCpO^-tO COCOrfi*. ^СПСЛСЛ OSOS-4--J OSOiOS^JOs tO^l^-rf».' N WJ . Моон*. ooooo pppp pppp ppoo mm 5E§? PPPPP: 111Г pppp pppp -pppp 888=.БШ----Нё§8 ?opo,po' ooop pppp . ppoo мт OQOO.O>-k-i— n-h-1—,— COCOCOtDtt» OO OOfc-i— tocn-^co .to^ SSrf». *^to Ф В o^ о Йгаь S :: 2 Я E о ,o 4a. о CD . О 00 to i. ф. да. н- 00 . to to to — to *- to OS to oo .CO. ,'J » v CO w X (I> ¦к s u ¦6 Ю CD CD s ? ¦ о s . о HI '.B о ГЗ^ s ... n> f о Sc ¦ -1 s СЛ - ¦ к о -i s- M - ;-,'¦ о ш е- е- s S ' в Сл 00 ю 'I R О Ж ¦а «: О S я ж е
СЛ *¦ CO tO >—•— »— OOOO ooooo СЛ to СО-ДООТ rfa-WbOb-1 oooooo ooooo oooo»-* мсосо^слш оэ о o> -a -л -40000ЮО ¦Jp-'^OJlOCO MOiCDwrfi. 00 tO СП Ю rfa. . 03 rfw rfa. GO Ю G0*-CO-100 ^^ОО^ОЗ PPPPP? PPPPP PPPPP "O oooooo oppop apppp » PPPPP? PPPPP PPPPP I gSi|8g gg§g§ §§§§? OOOOOO -ooooo ooooo H MHMMtaw со со со со со Va-j^j^oi i-* -4^-100 0О00ЮО1Ю t-» 55 CO .F-CO oooooo ooooo ooooo i— м'иЮЮЮ totowww Co CO CO tf=. Сл ел сэ ю to *¦ oi ostoonw *.oico>--o toco coooco cnoioot— ел to •?¦¦¦ со •?. н oooooo pp&PP PPPpP О "LiT-T-i-H-NaND toTotototo J°wcoo?oo -¦g gsssSi ?2°>s°° fflsMfe? и ; 45 .oooooo о op op ppppp ' " * ' * "^ Тою to to to to to ьэ tow •^ oooooo ooooo ooooo S 't-Wnl-l-t 1_*1-*"»-ч-«~ю to to tow to о>-.аэ*-о sj -jcacoioo oi—tococn e -J tO N) CO to" *J СП CO >Р* н- »4 <?¦- СЛ CO ¦ 2 popppo op pop ' op о op J5 ЮОиСО*.л, СЛСП0101-^1 --JOOCOCOO ,2 сл^лоо to со со w-Jto -J« a\-A ЕЕ '¦ = — о -1 о о ¦ <? рррррр PPPPP PPPPP est S oooooo opppp pppPP oooooo opppp ppppp •?iir§ oooooo ooooo ooooo §?§f 8§ §1§Г ?s§§? от*-соьэ~ ^-h-oo poop oooo. ел to ooo осл^оэ toi—o 43 О I 1 ! Ipp PPPPP mm 0,775^ 0,73,* 0,692 oooo от а>о о d^*-OT-0 CJ 00--J oo oooo ggfgS poop §g§? 1,043 1,01 0,-675 0,945 oooo ОО0ОО0Ю ^-OlOO — to CTitO H о •о о ЕЕ ooooo oooo oooo oooo w>-(otow to со со со CO CO CO CO >|А>Ь^СЛ 01-40^01 CO ,— to COrf^OiGO OtOOTO со ^ со ^a ел о ел en go i— tooo.torfb ooooo oooo. oooo oooo 1—u^^-toto tOtOtOM to ю со со со со со CO ^сл^ою ф-слсп-^ oooo >— cocnoito .— QOCOOOCD COcoOTtO CD ?ь cO^Ji— ooooo oooo oooo oooo 1—"«^-*_1— totototo to'tototo "tototoco tOCOCn—1 CD O—NSUD CO^OlOl -J CO CO О отсослсо*" ОТСЛ*.СО СЛСО *- »f*Q0COtD ooooo poop poop -oooo н->—»— _ h— _ >!,*- — - to ю to to ю to to to ^tococnai -аоосою o — ¦— toco^cn соосл-J cnco>—*от от со ~q oo ^ о ooooo opoo oooo oooo 0_^-_|—. и- H- b-' M ^- >— >—. fc— h— ^- fo (^ СООЮСО*. СЛСЛОСП ^J -J ~4 00 CO-tD о о COCO1— СЛОТ tOCOiKCO ^-СЛСООТ i—GOto-^l ooooo oooo oooo о op о о о— "^-1— ^-T—к-к- ^-_ *-^- .——. — >— Со СО О >— to COCOkti*. J^OTOTOT'.CjaJ^J^J oia)cn--jcn to-^1—^ ^4 со-q ЮСО — Ф. oooop OOOO oooo oooo ooo"Uh- ~_t—k-1- 1-1-«1- "Ut-^Z- SOOtDO- •— tototo tOCOCOCO co*-*»Ji. so^^K) ai сосл со сооз cd^cioo^ 'ooooo oooo oooo OOOO- OO О О — 1- н-1-t — *- ^- >— H- Mfc-^-^- Oi-^iOOCO OOO1"* и-и-и-i—. to ю ю to CO 00 ^- ^ CO ,01 CO tO-CO ^J CO >— СЛ OJ 00 OOOOO OOOO, ¦ OOOO poop 00000 QOOO Ой-1— 1- ^-^-^-k- 01 ^4 ~4 CO CO .COtO CDCD CD OO О О — •— tO СЛОТ tOOT-^00 CD COrfi. -^ICO H- ^Д ' от*-соto>— -а от sa -Зя Ю . ниОО "to OO^J ooooo oooo oooo oooo totocoj^rfi. *.слслсп oioioiai oi-^i ^*-^ >Р=-ООСООСЛ CO >— ото CO •— со Ol <o CO Ol CO со *- cp^to •— oo*. -4 >— от со ooco^oo ppppp poop poop pppp s*gi§ isss i§si §iss ocfooo opoo oooo- o.ooo ^-tOtOtOCO COCOCOCO ttb^-Jb.*. ^-слслот OOOOOO— rfi.OlG0CD ОЮСОСП CO — »> OO CO^J OiOi CO ^ i— o> 00CO OTCOOICO —II , J 1 L. г о ! ooooo oooo I 1 ooooo poop tototoeo*. *.слслсл o^co-^co ^J — СЛОО СЛ >^ >J O) *¦ оооооосл. ooooo opoo - tO tO CO CO rfa. ip. ttb *; PPPPP pppp о pop о oooo •— ^- to to to CO CO CO CO OT-00*.-J tO >Ci ОТ tocoto Ol*^ *--^ ooooo oooo O) CO' CO *- to -У CO to >- g я - to *. oi ¦— •— to to to . rfi. K- *. 00 tOOi-"1 »-^-tooo PPPPP PPPP ooooo oooo ooooo oooo cotoo^to tococo^ to^-^-toto -^ICOCOh- ooooo oooo О О О н- — i—H-b-ih- -JCOCOOO ¦— н-. to to ^i,jO^-H-CO Ф-oo to *- ooooo oooo isggi'gsfs's ooooo oooo ooooo oooo OJOT^ICOOO CD CD CD CD CI ?ь CO CO •— *. —1 CO cKHQ w Я ? н *4 "1 ¦1 CO Д R СЛ 00 CO
584 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов Относи- тельный эксцентри- цитет е, 0,2 0,3 0,4 , 0,5 0,6 0,7. 0,8 1 1.2 1,5 2 3 4 о " ¦ 0,4 1 '. 0,938 0,885 0,835 0,788 ' 0,746 0,705.- , 0,668 0,601 0,541 0,469 0,378 0,269 0,215 0,186 0,6 0,822 0,77 0,723 0,68 0,639 0,603 0,57 0,51 0,462 0,4 0,325 01233 0,185 0,161 0,8 0,701 0,652 0,61 0,571 0,536 0,505 0,477 0,428 0,388 0,338 0.278 0,204 0,163 0,141 Значения фвн в зависимости от относительной гибкости X 1 0,585 0,542 0,506 0,474 0,445 0,419 0,396 0,357 0,325 0,286 0,239 0,18 0,146 0,124 1,2 0,48 0,445 0,416 0,39 0,368 0,347 0,329 0,299 0,273 0,243. 0,206 0,158 0,131 . 0,11 1,4 0,3921 0,365 0,341? 0,322-] 0,305 6,29 , 0,275 ¦' 0,252 ' 0,232 0,208 0,179 о, и; 0,117 0,1 1,6 0,32 0,3 о; 282 0,268 0,254 0,243 0,232 0,214 0,198 , 0,18 0,157 0,125 0,105 . 0,091 1.8 0,264 0,248 0,236 0,225 0,214 0,205 0,197 0,181 0,17 0,156 0,137 0,112 0,095 0,083 2 0,22 0,208 0,193 0,19 0,182 0,175 0у169 0,158 0,149 0,137 0,121 0,1 0,086 0,076 2,2 0,186 0,177 0,17 • 0.163 0,157 0,151 .0,147 0,138 0,131 0,121 0,108 0,09 0,078 0,07 Продолжение та 2,4 0,16 • 0,153 0,147 0,142 0,137 0,132 0,128, 0,122 0,116 0,107 0,097 . 0,082 0,071 0,065 2,6 0,138 0,133 0,128 0,124 0,12 0,117 0,113 0,107' 0,103 0,095 0,087 0,074 0,065 0„0б 1 2,8 0,12 0,115 0,Ц2 0,108 0,105 0,103 0,1 0,094 0,09 0,085 0,078 0,67 0,08 0,055 б л, 29.9 3 0,104 0,Г 0,097 0,095 . 0,092 ! 0,09 0,088 0,083 0,079 0,076 0,071 0,062 0,055 0,05 i Таблица 29.10, Коэффициент а (при ?=710 000 кг/см?) Сплавы марок АМц-М АМг-М и АД31-Т АВ-Т, АД31-Т1 н АМц-П АМгб-М н АМг-П , АДЗЗ-Т1 Значения а 6,0093 0,0108 0,0137 0,0152 0,0166 Сплавы марок. АВ-Т1 и АМг-61 Д1-Т дш-т В92 Глист) В92 (профиль) Значения а ' 0,0174 6,0182 0,0212 0,017 . 0,0207 Таблица Значениям для стержней с шарнирно опертыми концами ' 29.11 № п/п 1 2 3 4 5 Относи- тельный эксцен- трицитет е,<3 е,<3 е,<3 в!>20 3<et<20 Гибкость стерж- ня X Х=0 Х>120 0<Х<120 Расчетный момент М, Максимальное значение момента в пределах всей длины стержня . Максимальное значение' момента в' пределах средней трети длины, но не менее макс 240 По линейной интерполяции между значениями 1 и 2, Максимальное значение момента в Пределах всей длины стержня По линейной интерполяции между значениями для е, =3 (в зависимости от гибкости X) и е, = 20 . ¦ся не более значений 'коэффициентов <р, отвечающих центрально сжатым стержням (табл. 29.6). Коэффициенты, приводимые в табл. 29.12 для замк- нутого сечения, могут использоваться, когда стержень такого сечения имеет по длине не менее двух попереч- ных диафрагм; в противном случае Для стержня замк-, нутого сечения следует принять коэффициенты, отвеча-L ющие стержнем, имеющим открытые сечения. При гибкости Ху > Хс принимаемые значения коэф- фициентов с не, должны превосходить величин, приве- Таблица 29.12 Значения коэффициентов аир Тип сечения и место приложения нагрузки (+) при Ху<Х с при Ху>Хс Открытые сечения двутавро- вые, и тавровые II т 4- + Замкнутые се-* чения, сплои* ' иые или с ре- шетками (план- ками) [ 0,85 1—0,15?«_ 0.6 ио не менее 1 Таблица 29.13 Значения Хс и фс Сплавы марок АМц-М АМг-М и АД31-Т АВ-Т, АД31-Т1 н АМцП АМг-6 и АМг-П АДЗЗ-Т1 *с 132 114 90 81 75 "Рс 0,33 0,36 0,46 0,38 0,46 Сплавы марок АВ-Т1 н АМг61 д1-т Д16-Т В92 (лист) В92 (профиль) h 71 68 58 72 60 фс i 0,46 0,46 0,48 0,45 0,46 . денных в табл. 29.14, в зависимости от отношений .—-г и ¦—— , ,где h — высота сечения; о и 8i — ширина Nh oh и толщина более сжатой полки сечения.
Гл. 29. Проектирование < 585 м ¦ При отношении -—- > 10 стержень должен рассчи- тываться только на изгиб, без учета продольной силы, причем при вычислении коэффициента ?б значение ф в этом случае принимается по крайней правой колонке табл. 29.16. . . . . ' Если стержни сплошного сечения подвергаются сжатию и изгибу в обеих главных плоскостях, то при совпадении плоскости наибольшей жесткости с пло- скостью симметрии устойчивость стержня проверяется ,по сжимающей силе с учетом коэффициента ' Чху вн =?у вн V (29.8) где <ру вн определяется по табл. 29.9 в зависимости от еу, а коэффициент с — по указаниям, приведенным выше. > Т а б л н ц,а 29.14 ¦*¦ ' Коэффициент с при^у>Хс 1 »1 Ь h 0,1 0,5 0,8 1 1 8, * h 0,1 0,5 - 0,8 1 0 1 1 1 1 1,6 0,27 0,3 0,33 0,35 0,2 0,88 0,89 0,91 0,93 1,8 0,24 0,17 0,3 0,32 М Значения с при. ¦ Nh ¦ 0,4 | 0,6 0,69 0,73 0,77 0,8 0,56 ,0,59 0,64 0,67 0,8 0,46 0,5 0,54 0,58 М Значения е.при Nh 2 0,22 0,24 0,27 0,3 2,5 0,18 0,2 0,23 0,26 3 0,15 0,27 0,19 ¦0,21 1 0,39 0,42. 0,47 0,5 4 ' 0,12 0,13 0,15 0,16 1,2 0,34 0,37 0,41 0,44 5 0,1 , 0,11 0,12 0,13 1,4 0,3 0,32 . 0,36 0,39 .10 0 0 0 0 В, ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Расчет общей устойчивости балок может не произ- водиться, если нагрузки передаются на эти балки через жесткий настил (железобетонный, металлический, армо- пеноб.етонный и т. п.), а также в- случаях двутавровых балок,- имеющих отношение свободной длины / сжатого пояса к ширине его Ь, не превышающее величин, приве- денных в табл. 29.15 и зависящих от марки сплава,; от- ношения полной высоты h к ширине Ъ полки балки и от места приложения нагрузки.:3 Коэффициенты ^б уменьшения несущей способно- сти изгибаемых балок двутаврового двояко симметрич- ного сечения из алюминиевых сплавов, обеспечивающие общую устойчивость этих, балок, определяются по той же формуле, что и для стальных конструкций, в зави- симости от коэффициентов а и ф, вычисление которых производится по формулам, дспользуемым при расчете стальных конструкций. Значения ip-, принимаются для элементов из сплава Д16-.Т в соответствии с табл. 29.16. Для сплавов других марок значения ф, приведенные в табл. 29.16, должны умножаться/ на поправочные коэффициенты, принимаемые по табл. 29.17. Для сплавов всех марок, за исключением АВ-Т1 и АДЗЗ-fl, в 'случае получения значения ?б >0,667 не-1 обходимо вместо табл. 29.18. 38* ^g принимать коэффициент ^.6 по Наибольшие отношения Таблица 29.15 —, при которых не требуется проверки устойчивости балок h Ь <2 <5 <10 <2 <5 ' <ю . Сплавы марок V ' Наибольшие отношения ijb при нагрузке, приложенной к >, ¦ ¦ ct х а . си О >, х >> Я о в с при наличии . промежуточ- ных закреплен ний верхнегЪ ,. пояса незави- симо от ме- ста приложения нагрузки Сварныей прессованные балки ; АМц-М, АМг-М и АД31-Т АВ-Т, AB-TI, АД31-Т1, АДЗЗ-Т1 и АМц-П АМгбМ и АМг-П АМг61 и В92 (лист) Д1-Т ,- Д16-Т и В92 (профиль) АМцМ, АМг-М и АД31-Т АВ-Т, АВ-Т1, АД31-Т1, АДЗЗ-TI и АМц-П АМгб-М и АМг-П АМг61 и В92 (лист) Д1-Т Д16-Т и В92 (профиль) ¦ АМц-М, АМг-М и. АД31-Т ¦ АВ-Т, АВ-Т1, АД31-Т1.АДЗЗ-Т1 и АМц-П АМгб-М и АМг-П АМг61 иВ92(лист) Д.1-Т- , ' : . Д16-Т и В92 (профиль) 15,5 12,5 И 10,1 . 9,2 8 12,8 10,5 9,1 8,3 7,6 6,6 11 9 7,9 7,2 6,5 5,7 24,2 20 17,2 15,8 14,3 12,4 . 20,5 17 14,8 13,5 12,2 10,6 17,3 14 12,3 ' 11,2 10,2 , 8,8 К л е па н ы е б а л к и АМц-М, АМг-М и АД31-Т АВ-Т, АД31-Т1 и АМц-П АМг6-М,АДЗЗ-Т1 и АМг-П АМг61, В92 (лист) и АВ-Т1 Д1-Т Д16-Т и В92 (профиль) АМц-М, АМг-М и АД31-Т АВ-Т, АД31-Т1 и АМц-П АМг6-М,АДЗЗ-Т1 и АМг-П АМг-61, В92 (лист) ' и AB-TI Д1-Т Д16-Т и В92 (профиль) АМц-М, АМг-М, и АД31-Т АВ-Т, АД31-Т1 и ;АМц-П АМг6-М,АДЗЗ-Т1 и АМг-П АВ-Т1, АМг61 и В92 (лист) Д1-Т Д16-Т и В92 (профиль) ¦', 17,6 13,9 12,5 11,5 10,4 : 9 15 11,8 10,6 9,8 8,8 . 7,6 12,9 10,2 S,l 8,4 7,7 6,6 27,3 21,4 19,5 17,8 16,2 13,9 23.4- 18,3 16,5. 15,2 13,8 .11,9 20,2 15,9 14,2 13,2 •¦ 12 ., 10,3 18,3 15 13,1 11,9 10,8 , 9,4 15,7 13 11,2 10,2 9,3 8 13, J - 10,5 8,4 8,5 ' 7,8, 6,7. , t 20,8 16,3 14,8 13,6 12,3 10.6 17,7 13,9 12,5 11,5 10,4 9 \ 15,2 . 11,9 10,7 10 9 7,8 1 При наличии в балке более развитого сечения сжа- того пояса,- размещенного симметрично относительно оси стенки, коэффициент <fe определяется по формуле (29.9> где j/i — расстояние от нейтральной оси х до наиболее удаленного волокна сжатого пояса;
586 ? Раздел VII. Строительные конструкции'из алюминиевых сплавов Таблица 29.16 Коэффициент ф для изгибаемых элементов из алюминиевого сплава марки Д16-Т ;. а ¦ \ 0,1 0,4 1 4 8 : 16 24 ,32 48 64 . 80 96 v. : 128 : 1бо 240 320 400 Значения ф Для элементов без закрепления в пролете при сосредоточенной нагрузке, приложенной к верхнему канту 0,45 0,46 ¦ 0,48 0,57 0,68, - 0,87 1,04 1,18 1,45 а,№ 1,89 2,08 2,43 2,74 3,42 3,96 4,45 нижнему канту 1,29 1,3 1,32 1.41 1,52 1,72 1,89 2,04 2,3 2,53 . 2,74 2,92 3,27 3,57 4,22 4,8 5,3 при равномерно рас- пределенной нагруз- ке, приложенной по верхнему канту 0,41 0,42- 0,43 | . 0,51 ¦' 0,61 0,77 0,91 1,04,- 1,26 1,46 1,52 , 1,79 . 2,07 2,33 2,89 3,36 3,75 нижнему канту 0,98 0,99 1,01 1,09 1,18 - 1,35 1,49 1,62 1,84 2,05 2,22 2,38 2,66 ' 2,92 -3,49 8,95 4,35 При нали- чии связей в пролете независимо , от места 1 приложе- ния на- грузки 0,56 0,57 0,59 0,66 '0,75 0,89 1,03' 1,25 1,35 '. 1,53 1,68 1,82 2,08 2,31 -2,8 3,22 3,6 ¦"" Табл и ца 29.17 Поправочные коэффициенты к значениям '\> изгибаемых элементов из сплавов различных марок и состояний Сплав марки Поправоч- ные коэф- ,фнциенты S а 5 5,16 s^r II « 3,87 Р ^53 << 2,33 CD < 1,94 -Н СО < 1,63 — СО << 1,48 Н 5 1,34 to п 1 В92 'Ч 1,55 1 л о g ¦ с-9- 1,05 Таблица 29.18 ч Е>б 0,667 0,667 Коэффициент с 0,7 0,698 0,8 0,747 0,9 0,786 Рб 1 . 0,82 1.Д . 0,85 1,2 0,876 >б У 5 1,з 0,887 1,4 0,917 1,5 0,934 1,6- 0,949 1,7 0,965 1,8 ,0,975 1,9 0,986 2 1 ф—коэффициент, вычисляемый в зависимости от отношения - : - ' Н - ¦ . в котором /ци h — моменты инерции сечений соответ- ственно сжатого и растянутого поясов относительно оси симметрии сечения, причем для балок без закреплений в пролете при п < 0,8 значения <р принимаются по табл. 29.16 и « необходимых случаях с поправочным коэффи- циентом 'по табл. 29.17, а для балок с закреплениями в пролете и для балок без закреплений в пролете и при п>0,8 значение <|> определяется по формуле <{;=? Уа'+40п(п— 1) , (29.10) где ?—коэффициент, принимаемый по табл. 29.19 в зависимости от марки сплава; а—.коэффициент, шрчнимаемый по формуле (2.41). Таблица 29.19 Сплав марки Значения ? S я < 1,1 < s 0,69 Коэфф sP << 0,42 ц < 0,34 ициент ? Р СО СО < 0,29 3 PS < X 0,26 Н 3 0,24 3 0,18 В92 к о S 0,28 Й 0,19 В случаях ^б > 0,667 в расчет вводятся коэффици- енты <?6 > Определяемые, в зависимости от полученных по формуле (29.9) значений ?б> по табл. 29.18. Для балок швеллерного сечения коэффициенты <f6 > вычис- ленные для двутавровых балок, уменьшаются умноже- нием на 0,5 в случае действия нагрузки в главной плоскости, параллельной стенке швеллера, и на 0,7 — в случае приложения ее в плоскости стенки.л . Г. МЕСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНОК И ПОЛОК ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ И СЖАТО-ИЗОГНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Местная устойчивость отдельных частей (полок, стенок), поперечных сечений центрально сжатых стерж- ней из алюминиевых сплавов может считаться обеспе- ченнои, если отношения — или —- (где По— расчетная ¦ о о высота стенки; D — средний диаметр трубчатого круг- лого сечения; 8 — толщина стенки) не будут превосхо- дить величин, приведенных в табл. 29.20 <и зависящих от марки сплава, формы сечения и гибкости стержня X. Для стержней, имеющих недонапряжения, приводи- мые в табл. 29.20 отношения могут быть увеличены , «о не 'более чем в Ji+Ji умножением на коэффициент 1,5 раза, где R—расчетное сопротивление; ср—коэф- фициент продольного изгиба; а—расчетное напряже-, ние. В сжато-изогнутых стержнях наибольшие допуска- ло емые отношения —— зависят от коэффициента т] = = 1——-, где а и а' —расчетные напряжения у расчет-" а ' ных границ стенки. При этом, если ¦»). < 0,4, то наи- Ао большие допустимые отношения —р принимаются, как для центрально сжатых стенок,, т. е. по данным
Гл. 29. Проектирование 587 Наибольшие допустимые значения — я-В/б Таблица 29.20 Марки сплавов Гибкость Значения й0/8 для сечений двутавровых и швеллерных JJ JL двустенчатых прямоугольных HjiycTO- = телых ¦I Ъ- -йЦЬ'п Значения D/S для сечений У трубчатых АМц, АМг-М н АД31-Т <37 >148 .40 70 45 70 35 65 45 70 200 250 АМгб-М и АД31-Т1 >104 35 55 40 60 30 50 40 .60 160 250 АМг61 <23 >92 30 50 35 55 27 43 35 55 120 190 АВ-Т >П6 55 65 60 70 48 54 60 70 190 250 АВ-Т1 >92 45 50 50 55 37 42 50 55 •120 190 АДЗЗ-Т1 «24 >96 45 53 52 60 40 45 52 60 130 220 Д1-Т 30 .45 35 50 25 40 о ( 35 50 ПО 180 Д16-Т >76 25 40 30 45 22 35 30 45 130 В92 (лист) 30 50 35 55 28 43 35 55 120 200 В92 (про- филь) >76 25 40 30 45 22 35 30 45 85 140 табл. 29.20; в случаях, если т)^ 0,8, эти отношения опре- деляются по формуле "~ k (29.11) юрмуле \ ¦где k — коэффициент, устанавливаемый в зависимости от т) из табл. 29.21. Таблица 29.21 Значения k ¦ч k 0,8 0,63 1 0,74 1.2 0,89 1,4 1,09 1,5 1,4 1.8 1,75 2 2,1 При необеспеченной устойчивости стенки в расчет вводится ограниченная площадь ее сечения, определя- емая со стороны каждой расчетной границы шириной 12 о, где 8 —' толщина стенки. При соотношении: ho ¦ • " ¦ ( —" > 55 стенка укрепляется поперечными парными ре- брами жесткости, располагаемыми на расстоянии (2 -г 2,5) h0 друг от друга, но не менее чем в двух мес- та^ на отправочном элементе; при этом выступающая часть 6Р каждого ребра жесткости должна быть не ме- нее ho .п . 6о '+40 мм и толщиной не менее ——., Для значений т), находящихся в интервале между -*¦¦'¦ h0 - 0,4 и 0,8, отношения —— определяются соответствую- 8 щей прямолинейной интерполяцией между отношениями -—.отвечающими f] =0,4 и •») =0,8. 30 . 12. Ширина парных продольных *ребер должна.быть не менее 105 и.толщина ие менее 0,75 &„ где. 5 — толщина укреплённой стенки. Неокаймленные свесы поясных листов и полок в центрально сжатых и сжато:изогнутых элементах долж- ны иметь наибольшие допустимые соотношения между расчетной шириной свеса и его толщиной, не превосхо- дящие Значений, приведенных в табл. 29.22, в зависи-
588 Раздел VII. Строительные конструкций из алюминиевых сплавов Наибольшие допустимые значения b, Т> б .л и ца 29:22 ¦ ¦ -•; 1 s >¦ : : Сплавы марок И' состояния АМц-М, АМг-М и АД31-Т АМгб-М, АД31-Т1, АМц-П и АМг-П АМг-61 ч АВ-Т4, АВ-Т1 . .:, ' АДЗЗ-Т1 , дьт; 1 * :.'¦• Д16-Т В92 (лист)' В92 (профиль) Гибкость 1<0,4 <37 <26 ч <23 <29 <23 <24 ¦ <22 <19 <24 ' J <19 Х>1,6 >148f >104 >92 >116 >92 >96 ; ¦ >88 >76 >?6 >76 Значения-^й/З для сечений ^-1»f- » 1"И ¦*?-, Ш- . , """ . и 20 .10 15,5 9 14 14 , 17 ¦ 11 14 12 14,5 8,5 13 7,5 И ; - 9 14 7,5 11,5 t~-J^ с: 4$ = i Ai 5Г «й* ~ ' 20 10, 19 9 17 • 14 J 20 ь 11 17 12 18 8,5 . : 16,5 •7,5 14 9 17 /' 7,5 14 мости,от марки сплава, формы поперечного сечения и „щбкости стержня. При недонапряжении стержня приведенные в табл. '-*>'" • ь. : 29j22 отношения -т—увеличиваются умножением на ука- мое отношение расстояния V от центра бульбы до .грани примыкаюдцей полки (стенки) к толщине 6 свеса устанавливается формулой занный выше коэффициент §/> , > который-не дол- 'жен приниматься большим. .1,5 и в котором значение ср берется наименьшим из принимавшихся при расчете устойчивости стержня величин у, tpBH и с ср; * Наибольшая ширйнанеокаймленной полки уголка от обушка до кромки в сжатом элементе не должна пре- восходить при толщине этой полки 8 следующих ве- личин: для сплавов марок АМц-М, АМг-ДТ, АМгб-М, ¦--¦¦' АВ-Т, АД31-Т и АД31-Т1 . . 15 о ' „ • ' , АВ-Т1, АДЗЗ-Т1 ...... 14 о ^. ; „ \ „ Д.16-Т, В92 ......... 11 8 'V: , . ¦. Д1-Т, АМг-61.. ....... 12 о •¦•••' iB случае наличия на свободном конце свеса утол- -щения, например в виде бульбы, наибольшее допусти- Sl-Pl/WK1- 1+4 1 ¦тП*. (29.12) P + 2.35Y2 Коэффициент с Таблица 29.23 Сплавы марок j Относительная гибкость Значения с для сечений типа швеллер и двутавр Все, кроме АВ-Т1 1 и АВ-Т Х<0,4 Х>1,6 0,2) уголок, тавр и зет ' 0,2 0,8 _ 0,4 АВ-Т1 и АВ-Т .Лкбая "0,8 0,4
Гл. 29. Проектирование 589 где Р — наибольшее допустимое отношение ширины d свеса без бульбы к толщине; v Y = "7~; dt—диаметр бульбы; е — коэффициент, определяемый по табл. 29.23, причем К — относительная гибкость, опреде- ляемая по, формуле (29.4). д, устойчивость стенок балок ,¦• Местная устойчивость стенок балок, при отсутствии непосредственного воздействия подвижной нагрузки на верхний пояс, может считаться обеспеченной, если наи- большие отношения расчетной высоты стенки h0 к тол- щине 8 стенки не .превосходят значений, приведенных в ¦табл.' 29.24: : Л0 Таблица 29.24 Наибольшие отношения —- для стенок балок, В '1 при которых не требуется поверка местной устойчивости стенки Типы балок ! и! Отношение при сплаве марки 80 АМгб-М, АД31-Т1, АВ-Т, АМц-П и ¦ АМг-П 60 80 со и 55 70 ц <! 70. 75 ) . со J СО ч < 75 "80 н ч 55 65. СО - 45 55 / 0,32\ , 1005 \2 х0 = 10,42+ -^—) ( —-) т/см*; (29.15) а — меньшая сторона поверяемого отсека; jj. — отношение большей стороны к меньшей. Значения коэффициента м принимаются равными единице для стенок из сплавов марок АВ-Т1 и АДЗЗ-Т1, а для стенок из других сплавов — в зависимости от со- о/ '¦¦ . / ¦ ' отношения -г~~ , где Я — расчетное сопротивление рас- тяжения для данного сплав,а и <зг — приведенное на- пряжение, причем °г; Yib) + 3т2 (29.16) а; V ..'¦ 2 ai Если отношение— находится в интервале—'<-г-<1 , А 3 /с Td коэффициенты ч принимаются по табл. 29.25. При этом значения —, превышающие единицу, не до- пускаются для всех сплавов, в том числе и для спла- вов марок АВ-Т1 и АДЗЗ-Т1. Таблица 29.25 ¦ °г Коэффициент v в зависимости от -тг- ; Л. Значения v 2 1 0,7 0,974 0,75 0,922 0,8 0,86 0,85 0,788 0,9 0,703 0,95 0,607 1 0,5 При отношениях —-, превышающих 60, необходима о ¦ i . постановка поперечных ребер жесткости на расстояни- t .'¦'.. , h0 ях, не превышающих 2я0. При отношениях —-, меньт щих приведенных в табл. 29.23,'но не больших 60, ребра, жесткости могут не ставиться. Поверка местной устойчивости стенки балки произ- водится с учетом нормальных ( а .), скалывающих ( х) напряжений и напряжений смятая (a„)- Последние возникают в стенке в случае действия подвижной сосре1 доточенной нагрузки. в местах, не укрепленных попе- речными ребрами жесткости. Напряжения, о', т й . а,, вычисляются так же, как и в стенках стальных м балок. ! , В случае отсутствия подвижной сосредоточенной нагрузки,, когда1, °л,=0, поверка устойчивости стенки, укрепленной только поперечными ребрами жесткости, производится по формуле где / °0 < 1, т/см2, (29.13) (29.14) При наличии, кроме поперечных ребер Жесткости, одного продольного ребра; удаленного от сжатой кром- ки отсека на расстояние- Ьъ производится-поверка ус- тойчивости стенки по каждой из пластинок отсека, раз- деленных продольным ребром. Для отсека пластинки между сжатым поясом, и продольным ребром пбверка производится по формуле + где °01 0,32 (29.17) I 100 8 \2 - ( т/см2, (29.18) 1 — a т01 определяется по формуле (29.15), в которой зна- чения а и (J. принимаются отвечающими рассматривае- мой верхней пластинке. Значения коэффициента n ус- танавливаются В соответствии с , помещенными выше указаниями; только приведенное напряжение ^i в дан- ном случае вычисляется по формуле, ;, / г = "|/|1-^-Уч2 + 3(0,дх)2. (29.19)
590 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов Для отсека пластинки между растянутым поясом и продольным ребром поверка устойчивости стенки производится по формуле /: <-: Ъх ¦ + где а02 0,38 5ог ао2 : М)' /loosy <1 т/см* (29.20) (29.21) to2 —ооределяется по формуле (29Л5), в которой значения а и (л принимаются отвечающими рассматри- ваемой нижней пластинке. При наличии только поперечных ребер жесткости ширина выступающей части парного симметричного h ребра принимается не менее "ГГ+40 мм, где h — полная . оО высота стенки; толщина ребра назначается не менее 1 , ' его ширины. Расстояние между поперечными ребра- ми назначается не более 2АП, а требуемый момент инерции их. сечения, при наличии одного продольного ребра, должен быть не менее J = Sh0b3. (29.22) Продольным ребрам жесткости обеспечивается ' мо- мент инерции, величина которого зависит от. отношения bi ¦ ¦ и определяется в соответствии с данными табл. йо 29.26 (где а -—¦ расстояние между поперечными ребрами - жесткости). Таблица 29.26 Требуемый момент инерции / продольного ребра ft. 0,2 0,25 0,3 жесткости Значения J продольного ребра жесткости необходимое (2-s-°-sv) V3 l,5ft„S3 минимальное l,5ft08' l.Sft„8» — максимальное 7 ft08» 3,5 ft„8» — При .отношениях V имеющих промежуточное значение, необходимые величины момента инерции / ус- танавливаются прямолинейной интерполяцией. В случае действия* по верхнему п о ? я су балки подвижной сосредоточен- ной нагрузки, когда о Ф 0, поверка устойчивости стенки, укрепленной только основными поперечными а ребрами жесткости, при — <• 0,8 (где а — расстояние «о между ребрами) производится, по формуле to <0,9v, (29.23) где а0 и т0 определяются по формулам (29.14) И' (29.15), а ¦ / 1008 у a»o=ki(—^-j "Чсм\ (29.24) а причем коэффициент яь зависящий от— , принимается По по табл. 29.27. Значения коэффициента ч принимаются та1к же, как в (формуле (29.13). Коэффициент k\ в зависимости от- Таблица 29.27 а а ft. Значения ?, 0,5 .0,67 0,8 1 1 1,2 1,2 1,34 1,4 1,52 1,6 1,73 1,8 1,97 2 2,25 При а>2 ho, вычисляя значение сгм0 , принимают а=2А0- а При-— >0,8чустойчивость стенки проверяют дваж- «0 ды: в первой поверке напряжение сг0 вычисляется по формуле ;.« -Э0Э\2 (29.25) где коэффициент й2 принимается по табл. 29.28. Во второй проверке напряжение сто вычисляется по формуле (29.14) и ам0 — по формуле (29.24), в кото- • а рой вместо а вставляется -г-, а коэффициент к\ в табл. 29.27 определяется по-дВеличине отношения 2/г0 Коэффициент k2 в зависимости от Таблица 29.28 а «о а К Значе- ния кг . 1 2,39 1,2 2,75 1,4 3,21, , 1,6/ 3,77 1,8 2 4,41 5,12 2,2 5,94 2,4 6,82 2,6 7,77 Вторая проверка может не производиться, если от- °М I V ношение — превосходит следующие значения: а ft. а м а 0,8 0 - 1,2 . 0,25 1,6 0,4 2 0,5 При наличии у нагруженного пояса коротких верти- кальных ребер жесткости длиной не менее 0,3 высоты
Гл. 29. Проектирование , 591 стенки и не менее 0,4 расстояния а( между осями ко- ротких ребер или короткого и основного ребер устойчи- вость стенки проверяется по формуле (29.23) в предпо- ложении отсутствия коротких ребер ' и при ам = О, по формуле ' 1! 4>M(ioos)2<1 m/CM*- ' (29'26) В случае наличия, кроме вертикальных ребер' жестко- сти, горизонтального ребра, отстоящего от сжатой кромки на расстояние 6,, устойчивость стенки проверя- ется Для каждой пластинки отсека отдельно. Пластинка, расположенная между сжатым поясом и горизонтальным ребром, проверяется по-формуле а °oi ¦+¦( — I < 0,9v, . 4i! (29.27) где т01 определяется по выражению (29.15); ч при- нимается по примечаниям к формуле (29.17)', а ом 0,08 .Q + t*?)2 1005 У8 Ж А \ bj т/см2; , (29.28) 2\2 : 0,12 (1 + Hj> 'к? m т/см2 (29.29) причем jj.i= —. При .сосредоточенной нагрузке, прило- Ь\ женной к растянутому поясу, аМи =0. а i Если— >2, то вычисление ам производится при Ь\ 01 а = 2Ь\. .'- Пластинка, расположенная между растянутым .поя- сом и горизонтальным ребром, проверяется по формуле / 'Hi) <*02 + ' — ) <1, (29.30) tQ2/ - вычисляются соответственно по где ; ч02, т02 и айи формулам (29.21), (29.15)-и (29.24) с использованием • а табл. 29.26, в которой отношение —¦ заменяется отноше- Ло> а нием . Кроме того, принимается ом<2 = 0,4<гм- ho—bi При наличии дополнительных коротких вертикаль- ных ребер устойчивость стенки первой пластинки про- веряется по формулам '(29.27) —(29.29), в которых рас- стояние а заменяется расстоянием а( между соседними короткими ребрами. ' 29.3. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Листы из алюминиевых сплавов типа дуралюмина, применяемые в несущих конструкциях, должны преду- сматриваться плакированными. При введении -новых профилей следует исходить из необходимости вписыва- ния их в круг диаметром, как правило, 320 мм и в ис- ключительных случаях—диаметром 530 мм. Наиболь- шая длина новых профилей'может определяться из ус- ловия, чтобы объем готового элемента данного профиля, не превосходил 80% объема'- стандартного слитка, име- •¦ ющего диаметр 345 мм и длину ' 1450 мм. Радиус за- кругления в пересечении двух плоскостей новых про- филей следует принимать не менее: для уголкового про- филя — 0,03 (Л 4-5)+0,12 мм; для таврового и швел- лерного профилей — 0,12 5+0,12 мм, где А и 5— ши- рины полок уголка от обушка до пера; Б — ширина, полки тавра или швеллера от обушка до пера. В нерав- нобоких уголковых профилях, имеющих утолщения в виде бульб, ширины полок принимаются с соотношени- ем 3 : 2. Наименьшая толщина элементов конструкций- и± алюминиевых сплавов принимается для несущих частей внутри зданий и для выступающих наружу деталей не менее 1,5 мм, а для конструкций, располагаемых на открытом воздухе (кроме выступающих элементов),— не менее 3 мм. В конструкциях кровли и панелей стен — /не менее 0,3 мм (при обеспечении должной устойчи- ' вости соответствующих элементов). Сварка в стык листов разной толщины должна про- ¦ изводиться с' обеспечением плавного перехода от тол- стого листа к тонкому, если толщина первого превос- ходит толщину второго более чем на 25%. В против- ном случае швы в стык необходимо рассчитывать как угловые. Наибольшая вводимая в ¦ расчет длина флан- гового шва яе должна быть более 40 толщин (по кате- ту) шва, если этот шов непосредственно не восприни- мает усилий по всей длине; в противном случае длина шва вводится в расчет полностью. Наименьшая рас- четная длина флангового и лобового швов должна быть не менее 40 мм и не менее 4 толщин (по катету) шва. Толщина (по катету) шва при сварке элементов толщи- ной более 4 мм должна быть не менее 4 мм, причем1 если 6—наименьшая, толщина свариваемых элемен- тов, то толщина шва принимается не более 1,5 8 в кон- струкциях, работающих на статические нагрузки, и не более 1,2 .8 в конструкциях, воспринимающих динами- ческие и вибрационные воздействия. ч Результаты технологических исследований, прове- денных Проектстальконструкцией ло сварке элементов, конструкций из сплава марки АМгб, указывают на не- обходимость использования в этом случае проволоки .' из того же сплава. При этом может применяться аргоно- дуговая сварка как плавящимся (при толщине свари- ваемых деталей от 4: мм и более), так и неплавящимся (вольфрамовым) электродом (при толщине от 0,5 до> , 12 мм включительно). Выяснилось также, что прочность стыковых соединений при сварке вольфрамовым элек- тродом,, составляя около 90% прочности основного металла, оказывается выше прочности таких же соеди- нений, но образованных с применением плавящихся- электродов. Установлено также, что для обеспечения должного качества сварных соединений необходимы тщательная очистка от жира свариваемых кромок,, а также химическая обработка сварочной проволоки (обезжиривание раствором едкого натрия, промывка в теплой воде,при температуре ее не ниже 4-25°, осветле- ние водным раствором азотной' кислоты, повторная про- мывка в теплой воде, промывка в холодной проточной воде и сушка при температуре +60° до полного удале- ния влаги).. Толщина склепываемых пакетов при холодной за- водской клепке на скобе не должна быть больше 4 ди- аметров заклепок. Для монтажной клепки в два мо^ лотка толщина склепываемого пакетаАне должна быть более 3 диаметров заклепок: Диаметр'заклепки должен
592 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов быть не более утроенной толщины самого тонкого и не менее толщины самого толстого элемента в склёпывае- мом пакете. При разбивке мест заклепок и болтов не- обходимо руководствоваться при назначении расстоя: ний между ними требованиями,, приведенными в табл. 29.29, в зависимости от диаметра отверстий для закле- пок и болтов и толщины S наиболее тонкого наружно- го элемента. V , • Таблица 29.29 Наименьшие и наибольшие расстояния между центрами v заклепок и болтов Наименование расстояний Расстояние между центрами заклепок и болтов в любом направлении: а) наименьшее '.' '. б) наибольшее в крайних рядах при от- сутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии . . . ' в) наибольшее в средних рядах и в крайт них рядах при наличии окаймляющих уголков при растяжении г) то же, при сжатии . ......... Расстояние от центра заклёпки или болта до края элемента: ' ). а) наименьшее вдоль усилия и по диаго- нали . г...'¦-.¦ . . , б) наименьшее поперек усилия при об- резных кромках . . в) то же, при прокатных или прессован- ных кромках г) наибольшее ¦¦¦.'. Величина рас- стояния Для заклепок 3d „ болтов 3,5 й 5 йЦили 108 12 d или 20 6 10 d или 14 5 2,5 d 2,<5 d 2d 68 В результате выполненных в Проектетальконструк- дйи технологических исследований клепки , и за- клепочных соединений,на заклепках из алюминиевых сплавов марок Д18-П и В65 диаметром от 10 j,0!:22 мм установлено, что для заклёпок диаметром до 10 мм включительно может использоваться .,' проволока яз обоих указанных сплавов, хотя сплав В65" обес- печивает несколько большее сопротивление заклепок срезу. Заклепки диаметром 12 мм и более целесообраз- но изготовлять из; прессованных прутков сплава марки Д18-П, так как сплав В65 в этом случае не приводит к повышению сопротивления заклепок'срезу и в то же время, отличаясь меньшей пластичностью, он усложняет' клепку. Эти же исследования выяснили, что оптималь- ными формами заклепочных головок при клепке как скобой, так и пневматическим молотком . могут убыть признаны: для заклепок диаметром до 10 мм. включи- тельно— сферическая и для заклёпок диаметром от 12 до 16 мм— коническая; ,для заклепок диаметром 17 мм и более—'коническая при клепке скобой и фасонная при клепке пневматическим молотком. Требуемые^ для образования сферической и конической головок давЛе- .<, ния определяются формулами: для сферической голов- ки — 5,4 авр d2; для конической головки —< 3,3 сЕр \ d2, где сгвр— временное сопротивление металла на разрыв; d — диаметр стержня заклепки. Рассматриваемые опыты позволили также устано- вить, что силы трения в клепаном пакете, в котором по- верхность листов только обезжирена протиркой раство- рителем, весьма незначительны й не должны принимать- ся во внимание в расчете. Кроме того, алюминиевые заклепки слабо стягивают во время клепки пакет и по- этому количество сборочных стяжных ' болтов должно быть большим, чём при сборке стальных конструкций. - Разность между диаметром (номинальным) отвер- стия и диаметром стержня -заклепки не должна пре- восходить 0,5 мм для заклёпок диаметром .до' 12 мм включительно и 1 мм для заклепок диаметром более 12 мм. Наибольшую допустимую черноту в отверстии следует считать: 0,5 мм для заклепок, диаметром до 15 мм включительно при клепке как' скобой, так и пневматическим молотком; 1 мм для заклепок диамет- ром от 16 до 21 мм при клепке скобой и 0,5 мм при клепке пневматическим молотком; 1 мм для заклепок диаметром от 22 мм и более. В случае применения в конструкции сочетания алю- - миниевых сплавов со сталью отношение между мо- дулями продольной' упругости стали и алюминиевого сплава можно принимать равным 3, а отношение коэф- фициентов температурного линейного расширения стали и алюминиевого сплава — равным 0,5. Для повышения коррозийной стойкости смешанных конструкций. необходима изоляция соприкасающихся поверхностей алюминиевых сплавов и стали прокладка- ми из полиизобутилена, тиоколовой ленты или ткани, пропитанной грунтом АЛ Г-1 или АЛ Г-5; Помимо про- кладок, рекомендуется также оксидирование алюми- ниевой поверхности с последующим грунтованием, оцин- кование или кадмиррвание стальной поверхности, про- питывание деревянных деталей в этиленовом .л^ке. Недопустимо использование свинцовые грунтов, и кра- сок, а также непосредственное соприкасание алюминие- вых сцлавов, с бетонными и кирпичными конструкциями и штукатуркой. Противокоррозийной мерой "в этих случаях .может быть покрытие битумом. ; Если в необходимых случаях в конструкциях из алюминиевых сплавов используются стальные заклепки, то при постановке последних в горячем состоянии дол-v жны приниматься, специальные меры против возмож- ного-при этом снижения механических качеств элемен- тов из алюминиевых сплавов. При использовании в конструкциях из алюминиевых сплавов стальных бол- тов и шайб последние должны подвергаться, с целью увеличения коррозийнйй стойкости, кадмированию или оцинковке. , г л А в А 30 ПРИМЕРЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИИ При использовании алюминиевых сплавов в строи- тельных или подобных им конструкциях обязательным условием является тщательный учет отмеченных в гла- вах 28 и 29 особенностей этих сплавов. Применяемые конструктивные формы должны обеспечивать, с наи- . меньшими затратами' металла необходимую прочность и устойчивость элементов с учетом резко пониженного по сравнению со сталью модуля упругоёти алюминие- вых сплавов. Заслуживают внимания некоторые конст- руктивные решения с применением алюминиевых спла- вов, разработанные в течение последних лет институтом Проектстальконструкция. Одним из, такцх конструктивных решений является подвижной рудногрейферный кран-перегружатель из
Гл. 30. Примеры конструктивных решений 593 алюминиевых сплавов, имеющий двухконсольную схему со средним пролетом 76,2 м и консолями;27,22"и 25,5 м (рис. 30.1). Основным, материалом для конструкций крана был принят сплав марки АВ-Т1 с основным до- пускаемым напряжением 1650 кг/см2.1 Исходя из осо- бенностей этого материала, необходимо было, в целях обеспечения должной .вертикальной жесткости,' крана, принять увеличенную высоту главных ферм/Последнее было достигнуто за счет расположения нижних поясов ферм на 2,5 ж ниже отметки кранового рельса; это конструктивное мероприятие позволило довести высоту ферм1 до 10 м без соответствующего повышения отмет- * ки верха крана по сравнению с подобным краном, запро- ектированным из стальных конструкций. Не ограничива- ясь одним этим конструктивным приемом; способству- ющим увеличению вертикальной жесткости крана, в, разработанном проекте принята,) по-видимому, еще ни- когда ранее не применявшаяся схема крана с обоими жесткими ногами; жесткость сопряжения ног крана с главными фермами обеспечивается введением предвари- тельно напряженных стальных наклонных канатов из высокопрочной проволоки, соединяющих промежуточ- ные по высоте точки ног с соответствующими нижними узлами ферм. Подобная жесткая связь ног крана с фер- мами делает систему распорной, в которой распор, воспринимаемый силами трения, развивающимися меж- ду рельсами' и колесами тележки, разгружает изгибаю- щие моменты в основном пролете и уменьшает его про- гибы; следует отметить, что благодаря, наличию консо- лей распор от постоянной нагрузки (собственного веса конструкции) не возникает. Очевидно также, что в процессе движения крана вдоль путей, когда, по пра- вилам его' эксплуатации, тележка находится над опо- рой, распор также допустимо считать равным нулю, так ¦как;даже в случае его возникновения он будет иметь, незначительную величину, которая |при движении неиз- бежно должна уменьшаться до нуля за счет соответст- вующих смещений колес тележки. Однако; все же кран рассчитан и на тот случай, когда тележка с незагру- женным грейфером в процессе движения крана, т. :е. при отсутствии распора; находится в пролете или на консоли, йричем нагрузка от тележки в таком расчете принималась без учета динамического коэффициента. ; Необходимо иметь в виду, что соединение нижних ч-астей ног с 'нижними поясами главных ферм стальны- ми канатами достаточно эффективно, так как, не созда- вая очень высокой жесткости сопряжения, оно снижает влияние температуры, а также горизонтальных воздей- ствий на ноги и тележки крана. С целью максимального уменьшения неблагоприятного влияния низкого модуля продольной упругости алюминиевых сплавов на работу сжатых элементов конструкции сквозные главные фер^- мы, имеющие параллельные пояса,!приняты с решеткой крестовой системы, при которой существенно умень- шается гибкость раскосов как в плоскости, так и из •плоскости фермы. Что же касается стоек, то их расчет- ная свободная длина также уменьшается введением посередине высоты фермы горизонтальных распорок, предусматриваемых не в каждой панели, а через одну. Одновременно для увеличения другого параметра, влия- ющего на гибкость элемента, — радиуса инерции сече- ния — все 'стержни ферм запроектированы из труб ди- Рис. 30.1, Общий вид рудно-грейферного крана- перегружателя со средним пролетом 76,2 м из алюминиевых сплавов :
594 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов аметром 350 мм и толщиной от 6 до 14 мм: Трубы ис- пользуются также в элементах связей / ног. Все это позволило получить расчетные гибкости в основных сжатых стержнях конструкции в приемлемых пределах, -не потребовавших сколько-нибудь существенного до- полнительного расхода металла. ¦ ' _\ ^Примененные в главных фермах трубчатые эле- менты привели к специфической конструктивной форме узлов (рис. 30.2, а), характеризующейся наличием соот- ветствующих узловых патрубков, образованных сваркой пересекающихся элементов, имеющих в связи с \этим увеличенную на 2 мм толщину стенок, чем учитывается соответствующая потеря прочности алюминиевого спла- ва в околошовной зоне. Сопряжение трубчатых поясов и элементов решетки фермы с узловым патрубком ,(рис. 30.2,6) осуществляется высокопрочными (из ста- ли марки 40Х) болтами в предположении наличия ко- эффициента трения, между алюминиевыми листами, рав- ного 0,3. При этом предложено оригинальное конструк- тивное решение, обеспечивающее" практическую - возможность постановки болтов в условиях наличия за- крытых трубчатых сечений сопрягаемых элементов. Для этой' цели в конец присоединяемой к патрубку трубы вставляется свальцованное внутреннее стальное кольцо из стали марки Ст. 3, в котором предварительно,^ до свальцовки, по кондуктору просверливаются отверстия для болтов и привариваются соответствующие гайки из стали марки 40Х.- Во избежание возможности развития коррозии между сталью и алюминиевым Сплавом на- ружная поверхность кольца, а также нижние поверхно- сти стальных шайб под ^головками болтов обрабаты- ваются соответствующим антикоррозийным защитным покрытием. В"других элементах конструкции использу- ются сопряжения в виде вилок из алюминиевых лис- тов, охватывающих узловые фасонки, а также сварка. Наибольший прогиб середины пролета крана составля- 565 пролета, а конца консоли ¦ 1 • около -— ее длины. Нужно отметить, что итоги экспериментальных ис- следований, проведенных в Проектстальконструкции, указывают на • возможность использования высоко- прочных болтов из менее дефицитной и дорогой по сравнению со сталью марки 40Х среднеугле'родистой,. термически обработанной стали марки Ст. 5. Исследова- нию были подвергнуты получистые болты М22, предва- рительно (Закаленные в воде, что обеспечило предел прочности не менее 110 кг/мм2. Гайки и шайбы изго- тавливались соответственно из стали марок Ст. 5 и Ст. 3 и подвергались закалке в минеральном' масле. -На рис. 30.3 приводятся кривые статического растяже- ния соединений плоских образцов из алюминиевых спла- вов марок АВ-Т и AB-TJ на таких высокопрочных бол- тах при разных способах обработки соприкасающихся поверхностей. По оси ординат графика отложены.' ус- ловные напряжения т уел болта, а по оси абсцисс- деформации Д / соединения. Наиболее высокой несущей способностЁю обладают рассматриваемые соединения при обработке поверхностей пескоструйным аппаратом. За предел прочности при сдвиге можно принять, на- пряжение, при котором тангенс угла касательной кри- вой деформаций к оси напряжений увеличивается на 50% по отношению к первоначальному его значению. /Среднее напряжение условного среза, которое можн» принимать за нормативное расчетное сопротивление при обработке поверхностей пескоструйным аппаратом, ока- зывается для болтов М22 равным 1700 кг/см2, отвеча- ющим коэффициенту трения 0,40. Предварительное яадряжение болтав 'Можно дово- дить до величины; отвечающей условию. ипр где = V"0a_j_ з-сз <0,8ат Рис. 30.2. Конструкция узлов из трубчатых элементов а — узлы главной фермы; б — сопряжение в узле трубчатых элементов ' с узловым патрубком; / — элемент фермы из сплава АВ-Т1; 2 — изоли- рующий слой (лак или краска); 3— стальные кольца из стали марки Ст. 3; 4 — узловай обойма из еллява АВ-Т1; 5 — стальные гайки на при- " хватках; 6 и 7 — стальные болты и шайбы опр — приведенное напряжение в бол- те; ¦ ;, а—напряжение растяжения \ болта от предварительного его натя- жения; т -— касательное напряжение в бол- те от момента, составляющего 0,6 полного момента закручива- ния, болта; "ат — условный предел текучести ма- териала 'болта. Что касается расчетного сопротивления условного среза высокопрочных болтов из термообработанной стали , марки Ст. 5, имеющей предел , . прочности не менее ПО кг/мм2, то он определяется • введением коэффициента однородности 0,85 в величи- ну нормативного сопротивления условного среза болта. Последнее для соединений в' алюминиевых конструкциях при, пескоструй- ной обработке соприкасающихся поверхно- стей может быть принято равным 1700 кг/см2. Исходя из "всех этих условий, были вычислены показанные на графике ' (рис. 30.4) расчетные нагрузки, которые могут быть приняты для болтов разного диамет- ра из термообработанной стали марки Ст.5 ' . с временным сопротивлением 110 кг/мм2 при различных коэффициентах условий ч ра- боты. Общий вес конструкций крана по рассматриваемому проекту составляет 245 т . (вместе с рельсами, тягами и
Гл. 30. Примеры конструктивных решений 595 бб- > о. 3 0,02 WW 0,0В 0.1 ' /// // / f • ' 12 ft IS 18 20 -22. 2<t' Диаметр Sorima в мм ' 27 Рис. 30,3. Кривые статического растяжения соединений на чвыеокопрочных болтах плоских образцов из алюми- . .ниевых сплавов ' 1 — поверхность очищена пескоструйкой; 2 — обработана наж- ... ¦ • даком; 3 — без обработки скреплениями, составляющими 23 т), из которых 128 т— легких сплавов. Такой же-кран из низколегированной «тали марки 15ХСНД имеет вес 573 т, т. е. в 2,3 раза больше. Если же сравнить ¦ только те конструкции стального крана, которые заменяются (алюминиевым <спла»ам, то вес их при этом снижается в 3,6 раза. Вы- сокая эффективность от применения легких сплавов -объясняется .главным образом ^рациональностью конст- руктивных форм,, связанных с особенностями материала, а также наличием у крана жестких наг, позволяющих рассматривать его расчетную схему при .неподвижном положении крана как распорную, в которой распор вос- принимается силами трения между рельсами и колеса- ми тележек. Другим видом/конструкций, в которых широко при- меняются алюминиевые сплавы, являются рефлекторы радиотелескопов и других устройств, достигающие иног- да очень,больших размеров (100 и более метров в диа- метре) . ¦ Отличительной особенностью таких сооружений является большая точность" изготовления и легкость уп- равления, что требует [применения для них легких сила- ивов.' Повышенные требования к точности изготовления заставляют иногда переходить к клепаным соединениям. 'Заслуживает внимания разработанное Проектсталь- конструкцией опытное алюминиевое пролвгноёх строение. для балочного однопролетного автодорожного моста." через феку Колочь |(рис. 30.5). Расчетный пролет про- лётного строения — 42,5 ж; ширина проезжей части -^- 7' м; ширина тротуаров — по 0,75. ж;- нормативная Рис. 30.4. Расчетные нагрузки для высо- копрочных болтов из стали марки Ст. 5, в соединениях из алюминиевых сплавов при различных коэффициентах условия . . работы т временная подвижная нагрузка — класса Н18, НК80 и толпа 300 кг/ж2. Поперечное сечение пролетного строе- ния (рис. 30.5, б) принято в виде двух главных сплош- ных балок, между которыми располагается средний прогон, опирающийся на верхние пояса сквозных попе- речных связей. Железобетонная ;плита проезжей части, в целях снижения постоянной нагрузки, предусмотрена из керамзитобетона марки (по прочности на сжатие) i200. Она уложена на верхние пояса главных ^ балок и среднего прогона и включается при помощи предусмот- ренный для этой цели упоров в совместную работу с главными балками и1 прогонами. Для металлических конструкций пролетного строе- ния моста использованы следующие алюминиевые спла- вы: марки ДШ-Т — для главных балок, продольных и поперечных связей, домкратных ферм; марки АВ-Т1 — для средних, прогонов и упоров; марш Д18-Т—для за- клепок. Для сплава Д16:Т расчетное сопротивление при действий Ьсевых сил Принималось равным 2500 кг/ом2; и при изгибе —2660 кг/см?; для сплава АВ-Т1 соответ- ствующие значения расчетных сопротивлений- были при- няты 1700 и 1800 кг/см2. В конструкции клепаной глав- ной балки высотой 3 м (рис. 30.6) следует обратить внимание на прессованное тавровое сечение поясов, имеющее щель для размещения в ней стевки балки тол- щиной 12 мм. Так как эта толщина составляет '/250 вы- соты стенки, а модуль продольной упругости алюми- ниевого сплава в 3 раза меньше, чем стали, то, кроме вертикальных ребер жесткости, в сжатой зоне стевки
596 Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов Рис. 30.6. Схема автодорожного моста пролетом 45 м через реку Колочь с алюминиевым пролетным строением а —продольный разрез; б— поперечный разрез пролетного' строения поставлены еще два горизонтальных ребра, причем реб^ ра лфиняты из неравнобокогр уголка, в котором более широкая полка имеет .на свободном конце утолщение —' «бульбу». Прогиб [пролетного - строения от статической нагрузки класса Н18 составляет '/бое I, а от нагрузки НК.80 —,'/52в I, что вполне допустимо; 'Для изготовления пролетного строения необходимо затратить 26,2 .т (без перил) алюминиевых сплавов, из которых 20,9 т — на главные балка. Для аналогичного "стального пролетного строения,.разработанного институтом. Проектсталькон- струкция, с главными 'балками из низколегированной стали 15ХСНД, требовалось- 52,9 г, из которых 42 г — на главные.балки. Полный вес алюминиевого пролетного строения .вместе с проезжей частью составляет 172 т, а стального ^пролетного строения—.303 т. Таким образом, затрата 'Металла' при 'алюминиевом пролётном строении снижается по сравнению со стальным пролетным строе- нием но весу в '2 раза, а полный вас — в 1,8 раза. Ука- занная разница в весах несколько уменьшилась бы, ес- ли-бы в стальном пролётном ^строении железобетонную : плиту проезжей части заменить на керамзитобетонную. Строительные коэффициенты веса основных элементов ¦, алюминиевой; конструкции пролётного строения оказа- лись равными: для главной балки (с учетом фаеонок связей и упоров для плиты) — 1у64; для" среднего про-; гона — 1,Йб; для продольных связей — 0,9; для попереч- ных связей— .1,11. Для всей конструкции в целом строи- тельный коэффициент веса получился 1,5. t "¦''- . Весьма эффективную роль сыграло использование" алюминиевых сплавов при решении поставленной перед Проектстальконструкцией задачи по разработке проекта висячего, моста пролетом 776 м- через реку Волгу > в г. Волгограде под легкие нагрузки с использованием для наго пилонов и стальных" канатов вантового: пере- хода пролетом.873 м, эксплуатировавшегося при строи- тельстве плотины Волжской ГЭС имени XXII 'съезда КПСС и разобранного после окончания строительства. В этих условиях наибольшая возможная расчетная на- грузка ^практически была задана несущей способностью уже имевшихся стальных канатов. Поэтому для воз:' , Можности обеспечения требуемой полезной грузоподъем- ' ности моста 'необходимо было максимально облегчить конструкцию, проезжей части^ и балок- жесткости, что и было достигнуто применением для этой, конструкции алюминиевого сплава марки Д1.6-Т; Для моста была иринята оригинальная висячая система (рис. 30.7), име- ющая треугольную решетку и сквозную балку жестко- сти. Панель висячей фермы определена размером около 97,5 ж. .На постоянную, нагрузку (собственный вес про- летного строения) работает система, образуемая из верхнего пояса я наклонных подвесок (раскосов решет- ки) из стальных канатов, получающих от этой нагрузки предварительные растягивающие усилия, что обеспечи- вает подвескам возможность воспринимать в последую- щем (после включения в работу балки жесткости) со- ответствующие по величине .сжимающие усилия от вре- менной нагрузки. Однако в некоторых подвесках (рас- косах) при определенных '¦положениях' на, пролете вре- менной-нагрузки могут возникать сжимающие усилия, в йвязи с чем подвески будут выходить из работы; соот- ветствующая поперечная сила в таком случае, очевидно, передается на балку жесткости. Последняя все же оказывается достаточно легкой, так как практически, в основном она работает, лишь на Местный'изгиб (между узлами -висячей фермы).; Поперечное сечение пролетного, строения представлено на рис. 30.8, из которого видно, что. балка жесткости.подвешивается к наклонным под- вескам,-не непосредственно, а через мощную сплошную двустенчатую траверсу, к поперечным диафрагмам ко- торой прикрепляются узловые фасонки соответствующих верхних-узлов балки жесткости. - Принятое расстояние между осями балок жесткости 7,2 м обеспечивает возможность устройства проезжей части шириной 3,5 м и двух тротуаров: по 1,5*, распо-, ложенных в плоскости нижних поясов балок жесткости. Балочная клетка проезжей части образуется, из основ- ных поперечных балок,. продольных балок, размещенных пониженно по отношению к основным,, поперечным, и, вспомогательных поперечных балок, отвечающих шири^ не проезда. В целях максимального облегчения лррез^ жей части настил для автопроезда ^принят решетчатым из стальных полос сечением,75x8 мм и 60X8 мм. Для тротуаров предусмотрен также стальной настил, но в виде сплошной ребристой плиты, покрытой сверху слоем асфальта толщиной Й0 мм. Для верхних поясов сквоз- ных балок жесткости, имеющих треугольную с дополни- тельными стойками и подвесками решетку, применены П-образные, для нижних поясов и раскосов — Н гобраз,- ные и для дополнительных стоек и подвесок —двутав- ровые прессованные профили' из алюминиевых сплавов,
Гл. 30. Примеры конструктивных, решений 597 'J*6fl 5Ш 3*5/ "* 350 "•¦ 1 J 7. / ;-7 t _ii? Г 60* шаг в W ^Накладки iOO'lZ в S) ум 40 =dfc || И и и II и 110- Рис. 30.6. Конструкция клепаной главной балки алюминиевого пролетного строения автодорожного моста через реку Колочь а — сечение верхнего пояса; б — сеченне ребер жесткости Рис. 30.7. Схема висячего моста через р. Волгу в Волгограде причем в первых двух, профилях свободные концы сте- нок имеют отбортовму. Конструкция верхнего я нижнего узлов балки жесткости показана на рис. 30.9. В .связи с' тем что пролетное строение имеет очень малую относительную ширину, составляющую около '/юо', предусмотрено расчаливавие его в плане с верхо- вой 'и. низовой сторон стальными криволинейными' кана- тами, заанкереюными на берегах и связанными с про- „ летным строением гибкими распорками также из сталь- ных канатов. Для конструкций пролетного строения при- нят алюминиевый Сплав марки Д16-Т, для заклеоок — сплав марки Д18-Т. На все конструкции (включая к« •'проезжую часть) требуется около 650 т сплава мар- ки Д16-Т. ' ' . , •
¦598 """ Раздел VII. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов ¦¦ ¦ ¦ *;¦ §? 'Рис. 30. 8. Поперечное сечение алюмини- евого пролетного строения висячего моста через, р. Волгу в Волгограде ¦а — стальной решетчатый настил проезжей части Рис. 30.9, Конструкция узлов алюминиевых сквозных балок жесткости
ПРИЛОЖЕНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ 1946^50..-. Листы из алюминия, и алюминиевых слла- ¦..'.-.¦¦¦•'• : вов. Сортамент. t -\'J . 1947—56. Трубы из алюминия и алюминиевых сплавов. : Сортамент. .. . ' / ,2171—52. Детали, изделия и заготовки из цветных . металлов и Сплавов. Маркировка. 2685—53: Сплавы, литейные алюминиевые.^.. •2788—51." Сплавы алюминиевые,, литейные и деформи- руемые. Методы химического анализа, , ' ;4773-+49; Трубы из : алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия.' ;::. ,;:'i 4783—49. Прутки прессованные из алюминиевых спла- : вов. Технические условия., 4784—49. Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. - ' 4977—52. Листы из сплавов типа дуралюмин, плаки-' ¦¦'..'"¦¦' рованные. 7727—55. Сплавы- алюминиевые.. Метод спектрального анализа. > ' . 7857—55. Прутки из алюминия и алюминиевых спла- вов. Сортамент. ,¦ (ГОСТ) И АМТУ К РАЗДЕЛУ VII 7869—56, Листы из, ленты алюминиевые. Технические условия., '¦-,,.¦ „. ' 7871—56. Проволока сварочная из; алюминия и алю- ; миниевых ¦ сплавов. • ¦¦ > 8110—56. Профили, преосованные ^из .алюминиевых , сплавов.. Угловые профили. Сортамент., ¦8112—56. Профили, прессованные из алюминиевых ¦ сплавов. Тавровые, и-двутавровые профили. '..<. •: ¦ .'Сортамент. . - г.'-, ';. 8113—'56: Профили, прессованные -из. алюминиевых сплавов.. Швеллерные- профили... Сортамент. !8114—56..Профили/ прессованные из алюминиевых сплавов. Зетовые ^ профили. Сортамент. 252—57: Листы неплакированные. АМТУ. 258'—55. Профили, прессованные из алюминия и- алю- миниевых сплавов. АМТУ. 259-^-48. , Трубы прессованные толстостенные из алю- миниевых сплавов. АМТУ. 332—53. Проволока (прутки), для заклепок из алк> V миниевых сплавов. АМТУ. 347—55. Плиты горячекатаные из алюминиевых, спла- вов. АМТУ. / : Библиография к разделу VII ', 1, Байкрв. д; м., Золотаревский, Ю. , С. и др., Сваривающиеся алюминиевое сплавы, Судпром- гиз, 1959. 2. Беляев Б. И., Применение алюминиевых спла- вов в строительстве, Госстройиздат, 1958. 3. Бродский А.'Я., Аргоно-дуговая сварка воль-. фрамовым электродом, Машгиз,-1956.'• ¦•.' 4. Во,ронов С. М., Деформируемые алюминиевые сплавы, Машгиз, 1951. ';¦- , ' N 5. Е в е н к о С. К.., Опыт дуговой сварки алюминия. 'Холодная . сварка алюминиевых деталей.''«Автогенное дело» № 1, 1953! 6. Звягинцев Н. В., Сварка алюминиевых спла-, вое угольными электродами. «Автогенное дело» № 3, J947. 7. К от л яр Е. Ф., Алюминий рубежом, Госстройиздат, 1958. ' 8. Кот.ляр Е. Ф., Алюминий в пролетных строени- ях мостов-(за рубежом). «Транспортное строительство» № 6, 1958. л •' .. ¦ 9. Кот л яр' Е. Ф., Строительство конструкций из айоминиевых сплавов за рубежом, Госстройиздат, I960. .ДО. Л и з а р ев' А. Д., Склеивание металлических ¦конструкций эпоксидными, смолами. «Строительная про- мышленность» № 1, 1958:' ч в строительстве за Конструктивные формы Госстройиздат, 1962. Применение металличе- «Промышленное строи- ..' 11. Л ь в о в Ю, С., Алюминиевые мосты, Автотранс- издат, ,1958. ' .12. Мельников < Н. П., Брюссельской выставки 1958 г., , 13. М е л ь н и к о в Н. П., ских конструкций во Франции, тельство» № 4, 1962. 14. Наумов В. Г., Сварка конструкций из алюми- ния и его' сплавов. «Новая техника и передовой опыт в строительстве» № 8, 1958. ( 15.: П а в л о в С. Ё.,. Коррозия плакированного дуралюминия, Оборонгиз, 1940. - J6; Павлов С. Е., Коррозия дуралюминия, Обо- ронгиз, 1949. 17. П л а к и д а М. А., Современные подвесные Бай- товые конструкции. «Новая техника и передовой опыт в строительстве» № 9, 1958. ' 18. Попов Г. Д., Перспективы применения легких сплавов в строительстве мостов. «Промышленное строи- тельство» № 1, 1959. ' . . 19. Попов С. А., О применении' алюминиевых сплавов в строительстве.^ «Строительная промышлен- ность» № 1, 1959. ' ', : / 20. П о п о в С. А., Проектирование сооружений из алюминия, Госстройиздат, 1960. •
т Библиография ^к разделу^71 21. Пугачев' А.. Й„ Шаговая роликовая сварка алюминиевых сплавов новых марок, Госстроййздат, 1958. А : . . '"¦'. j ¦¦• 22. Пугачев А. И., Повышение надежности.свар- ных точечных соединений из легких сплавов. Труды ; ВИАМ МАП, №;4, 1956. . '' \ 23. Пухов Г. А., Сварка легких металлов и их сплавов,. Судпромгиз,' 1959. 24.,Руссо В. Л., Сварка алюминия и его сплавов, Судпромгиз, 1956.,, ,.'-•'.' .25. Треть я ко в Ф. Е.,. Аргоно-дуговая сварка дуралюминия. «Автогенное дело» № 2, 1952. . 26. Ш а вров В... Б., Справочник для конструктор- ских бюро .по самолетостроению, 1946.' 27. Энштейн Т. Л!-, Склеивание металлов,Обо- ронгиз, Т956.\ , ' , "'- V ¦'"¦; -, ;- 28. Як о в л ев А. А.,. О структуре и-свойствах прес1 сованных и штампованных изделий из алюминиевых сплавов,.Оборбягиз, 1958.;; ¦-, ';. ;'. ' ,29. Pagonis G., The lightmetal handbook, Toronto,, '1954V.., ....',¦¦ ¦¦¦'¦,'¦-.-¦ , '' . '-"'.":¦ v"-/" 30, Reinhold J., Etude et; .ealcu'l. des structures en alliages legers, Paris et Liege, 1955;.* ¦-'.' 31. Stiissi F., Tragwerke aus Aluminium, Berlin, 1955- .••"¦.<¦- , . ' V : > .- ; ; 32. Gaylord El, Gaylord Ch. Ni, De'signsteel structu-: res including, applications in aluminium, Mc .GrawVHiH book qompahy, New York, 1957. -'¦ "'<¦¦ • . 33., Алюминий в мостостроении. «Бюллетень техни- ;'ко-экономической информации МПС» № 9, 1956. ' 34. Сварха черных и цветных металлов. Кислород- ная резка, вый. 3, ВНИИ, автогенной обработки метал- ' лов, Машгиз, 1957. ¦ , , . '35. Прессованные профили, каталог МАП, Обо- ровгаз; 1957, ..".'¦•¦•¦"'.'•"" ¦'¦' - 36. Технические условия проектирования алюминие- вых мостов (2-я редакция), МИИТ, 1958. ' 37., Прейскурант №02—-07 Оптовых цен на прокат- нотянутые и прессованные изделия из цветных метал- лов и„ спла'вов, гМеталлургиздат,! 1955/ ! ! 38. Сб. «Алюминиевые сплавы», Оборонгиз, 1955. ¦¦''.: 39. Сб, Промышленные здания № 2 НИИПС АСиА СССР, Госстроййздат, 1961.- '•;:.'¦' ~ /" 40. Применение алюминиевых сплавов в строитель- стве. Сборник трудов МИИТ J^101,,;1958. , 41. Совещание по применению алюминиевых /спла- вов в ^ строительстве. «Строительная промышленность» №'Т,;':1958;Г "¦¦¦: ¦¦¦' г ¦ .}., Г:; '[ -".у-'. .';;;¦ 'V' ' 42..Применение алюминия:Гдля; металлических кон- струкций. Сб. переводов. ОНТИ¦¦.'¦Проектстальконструк- <Шъ:ъ^ЪА&ЛЩ1угъ\.Х-"%- ¦,,¦''• ¦ 43. Технические- условия, проектирования строитель- ных конструкций, из алюминиевых сплавов, СН 113^—60, Госстроййздат, 1961. ,, ''''-<'-.', - ч ¦¦•¦¦ 44, Легкие хаплавы. ТрудыВИАМ, № ;4,;1956. ¦'.-,, : 45. Неметаллические'матёриальг (клеи и клеевые, йо- ,, единения). Труды ВЙАМ,;№, 5, 1956. :'.,"'.¦; • 46. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов, Госстроййздат, \ 1962. > .¦''' -
-; '„; ' ."'- •'"• РАСЗДЕ.Д^ VIII;:1 '¦•,,... ¦;¦';.>'¦ _;.-.•.¦¦¦„ ПРЕДБАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ СТАЛЬНЫЕ -;;::;-;;.;-:;;;;: , конетрукции >::;'v,''"? ''¦..; .', ¦'., .¦:" '"',' глава31, , ',.;, ВИДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ¦ А:- '.,./"¦ ''-'.. • ¦•"-•¦¦ '¦'„¦ ¦'¦¦ ,^Л'•¦''¦" С> 31.1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, V;. СОЗДАВАЕМОЕ НАТЯЖНЫМ УСТРОЙСТВОМ А ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Одним из возможных приемов предварительного на- пряжения стальных конструкций является обжатие ча- ¦ '•сти элементов конструкций или всей конструкции , в; це- лом,, 'выполненных из жестких профилей. 'Обжатие до- : стиг.ается' натяжением, стальных тросов' или тгучков^ вы- сокопрочной проволоки либо, кругдых; стержней высоко-, прочной стали: Цри,этом в конструкции создаются ,bv ос- новном напряжения, обратные.по знаку напряжениям от эксплуатационных нагрузок. Экономия стали ei конструк- ции достигается частичной заменой углеродистрй или; низколегированной стали '.небольшим 'количеством значи- ;. тельно более прочной стали -. напрягающего' устройства, '¦*.:. Предварительное напряжение может рсущёствлять'ся однократно или многократно, отдельными ступени .ответственно приложению; отдельных частей постоянной, нагрузки. При многократном предварительном напряжё? '-. нии' достигается большая экономия стали. Выбор, спосо- ба предварительного напряжения.вависит от 'характера действующих .нагрузок , и определяется; экономической целесообразностью.\ ...;7'."';' . "''¦ , ]'}. Сталь'^ля/конструкций, в^которых создается предйа- . рительное натяжение, и сталь' для напрягающих элемен- ,' тов Должны удовлетворять требованиям, изложенным в главе1, п. 1, и 2. .Напрягающие''элементы могут :вьшолт Сняться'из пучков и, прядей, высокопрочной проволоки ^ГОСТ 7348—55*), Из Стальных канатов с жесткой серд-. : цевиной .(ГОСТ 3062^-50,. 3063-^50, ; 3064—55,, 3065—55, 3090—55, 7675—55, 7676—55 и 324Н55) и"из"горячека- , таньгх стержней,,из.низколегиров.айнЫх (ГОСТ\5058—57*?, , 57ST—61); и: термообрабртанных (ГОСТ 9458—6Q). сталей. ".,;,\ Расчётлые солдотивлёния для',прокатной : сталЙ,',со- " единений элементов, конструкций.'и для литья ;из. углеро-; диетой стали; и серого".:чугуна приведены в .главе:2, а , для высокопрочной..проволоки: (табл.31.Г),'!канатоВ и арматурной стали, так же как и. ориентировочные моду* ли. упругости проволоки и канатов, приведены ниже. •'¦.' ;..'¦ . ¦'¦' ! ','¦ '/' ,',.',>>'-':'¦.'.¦. ' Таблица 31.1: Расчетные сопротивления высокопрочной углеродистой проволоки (ГОСТ 7348—55*) -по СНиП ll-B.l"—62 Диаметр проволоки! J2,5 10 !¦'¦'¦ Временное',:'' сопротивление -.'.,¦ в кг/см? '' Расчетное., сопротивление ,,„¦; .в.'Лг/сл2 .' 20 000 11200 19 000 10 600 18 000 10 100 17 000 9,500 16 000 9 000 15 000 8 490 ^000 7 800 10:ооо 5 000 • .:'¦',¦ Примечание. Для проволоки, отгибаемой, ::на: уг6л;; более 30° вокруг штыря 'диаметром менее,8d, расчетные сопротивления снижаются : на(30%;на участке длиной 30 а в „ каждую, сторону, от места перегиба, где d — диаметр проволоки. ; Расчетное сопротивление для .'арматурной стали 30ХГ2С принимается 5100 кг/см?. Расчетные сопротивле- 'циявитых светлых стальных канатов принимаются в ,;65%; от предела-прочности и в 60% для канатов из оцин- кованной проволоки, ¦/¦',' V, ". Значения 'модуля упругости': Ё•", принимаются;; для пучков; из проволоки,— Г800 000 кг/сж2;.для стальных ка-'"-' натов —.'I 700 000 кг/сЖ, Величины модулей упругости , уточняются при: изготовлении. ; 'Предварительно напряжённые конструкции ^рассчи- тываются по-Двум. предельным состояниям:, 1) по''несу?., щей способности (прочности, устойчивости иди;вЫн©сли- ; востй) и 2), по деформативности.1 Расчет '•.¦rip-'' несущей способности на. прочнреть; и устойчивость должен произ-. водиться: на Действие7 предварительного напряжения в,,; ща, воздействие расчетных-внешних нагрузок; с .учетом^
602 * .,^??d?4^ предварительного напряжения. Расчет по, "несущей спо- собности -.".'на; выносливость, ;а;такжё гго 'деформациям производится на воздействие нормативных нагрузок. Предельные деформаций (прогибы) изгибаемых "элемен- тов ;принимак5Тся; по главе'-'2.. При; наличии строительного подъема величина; его: определяется с учетом действия предварительного напряжения. -Коэффициенты условий работы для; предварительно напряженных конструкций принимаются по главе 2. Коэффициент условия работы -для .анкерных устройств принимается¦,равным" т=0,65: Коэффициент релаксации, напряжений ;в затяжках из/ пучков прово- локи или^ канатов,' принимается.:; равным .0,95. ' Величина податливости анкеров принимается: для ' анкеров в виде гаёк^й клиновидных шайб; .Д а=0,1 см; Для' анкеров с: прокладками :Д а=0,2; еж. Величина «онт- ролйруемого; усилия. хК; напрягающего элемента (затяж- ки.); с::учетом релаксаций'и податливости опор опреде- ляется пб '•формуле ' ', : хк= 1,05л; -f Да -^-, ' / ..(31, Л) где «о и Ёш — площадь и модуль упругости затяжки; л; —расчетное усилие затяжки; • . L — длина затяжки. ... , Затяжки из лучков проволоки или-из стальных ка- натов до, постановки в .конструкцию вытягиваются уси- лием, превыща1ощим' расчетное нха ;20%. Практически в силу неточностей определения величину контролируемо- • го .усилия дёлесробразно: увеличивать на 5%, или вводить в расчёт;напрягают^й^элейейтов коэффициент,!перегруз^ кй, равный 1,05,L' и .коэффициент недогрузки, 'рав- аый, 0,95. .-'-.. ~ ; Б, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ "' И КОНСТРУКЦИИ ;¦• Стержни. Для,предварительно напряженных; стерж-,.'; яей целесообразно (применят^ /трубчатые, коробчатые. . Н-рбразнЫ^или иные'симметричные' сечения;;; Шпрюкё-- Йиё осуществляется ;пучками проволок или тросами, рас-1 положенными симметрично ;йо отношению к; оси; сечения. Проволоки^ .или трр.сы закрепляются.;в.торцах/стержней, натягиванзтея, исжимают стержень. Для устранения яв- ) лёния т1р^Дольнрго''изгиба*ставятся:;диафрагмы,; средидя^:; Юцщётррйса /стержнем./BF дальнейшем такой комбин.и-'._ рованный стержень;может 'растягиваться расчетной, си- лой, выз'ьтвающей-в ,стержне напряжения, равныё.сумме Напряжений; предварительнргб сжатия -;о и' расчетного йапряжёния; растяжения ,;^;; это .положение; может быть ааписанр в .виде следующего выражения: .. где Площадь сечения напрягающего элемента (затяжки) Связана с площадью сечения напрягаемого стержня ра- венством .... ... где, Ф'.— площадь сечения, стержня, .'воспринимающего без. предварительного, напряжения: то же усилие, что-и предварительнонапряжённый.элемент; F— площадь се- чения предварительно,,напрягаемого стержня; чр — пло- щадь сечения напрягающего элемента (затяжки); , Р = " ': к ?:,¦¦¦ ' >¦¦¦ V ;."•; '..¦:'.,'-;-:-; " ,'..' ''¦-:" ¦= -"Г-':; Е— модуль, упругости напрягаемого стержня; •¦¦'¦ Цт ¦ ' \.4'. ¦'•'.'' . 1',,":'.•'.' Еа. -т-т модуль упругости' напрягающего элемента (за- тяжки), откуда; ¦'¦.';' F+a>—- = Ф-—-, ;*• : ¦¦: , Т -'У, 1'+» г_(# + с) тИ- где it.— расчетное напряжение затяжки, сортветствую* щее напряжению в стержне R, откуда 'К-т^]; -aF, где (*.= Из предыдущего /? = ф <о= Ф Р(л-(1н-а) (1+а)(Р^-1)' "Р (1 4- a>(p;u.-t 1) ' (31.2) (31.3) В формулах (31.2) и (31.3) вместо Ф можно под- , N ¦•:...:. - " ставить -рг, где N — расчетная сила,. ¦¦'..'. ° ¦¦¦' ¦....'¦• ¦"''¦. - . В табл. 31.2 приведены численные значения величин V F 4- м ¦ со —~- и. —- в % . , Ф . F ¦¦ /. ¦х . '• Таблица 31.3 . 'рЦ-(лг <о "¦¦' . 2,1 ¦ Величины ——— и—для а= 1 при 3— --г =1,25 Ф F ' - lit ¦<ъ. »' '.''¦' 'о> Значения-г" в %,. /У- ;''.. ¦ Г ;' ''' •У. '\;-F-±<*>^ 1- Значения ,.,i в % 2,6 100 55,9 3 71,4 54,6 3,5 52,6 53,7 ¦*> 41.7 53,1 '4,5 34,5 52,7 5 29,4 52,4 5,5 25ч,6 52,1 ;¦&•. 22,7 51,9 ¦Л '¦¦ .18,5 51,6 8'' 15,6 51.4 Экономия стали составляет 45—48%.. Увеличение стоимости, тросов или пучков в деле по сравнению с уг-- лёродистой: или низколегированной сталью может быть принято равным 2. Тогда, отношение, стоимостей будет Sx , F-f2,<o 5 Ф (р;х— 1) -|-а(2Э— 1) (l+»)(P(i-l),, (31.4) Впределах данных табл. 31.2 экономия, в стоимости получается of 20 до 42%. л '' ; ¦'•'.. Фермы. Предварительное напряжение в фермах мо- жет быть создано, в; отдельных растянутых элементах (рйс.? 31;1, а) или присоединением затяжек, создающих предварительное напряжение в'6^ многих элементах фер- мы; (рис. 31.1, б, в, г, д). Затяжки могут располагаться
Гл. 31. Виды предварительного напряжения 603 в пределах контура фермы (рис. 31.1, б, в) или вне его (рис. 31.1, г). Сечение затяжек может меняться путем перепуска их одна за другую (рис. 31.1, в) или путем добавления новых элементов затяжек на более напря- женных участках ферм. а) ' №М/УИ .а у\|/\|Л]/\^ в) г) в) ^УШД^Т^Д&ДДА^ Рис. 31.1. Схемы предварительно- го напряжения ферм (штрихами показано положение напрягающих , .;¦ элементов) а— предварительное напряжение растя- нутых элементов; б — предварительное напряжение-нижнего пояса: в — то же, с перепуском .затяжки; , г.,— прёдвари- ; тельное .напряжение . • затяжкой; д г-., предварительное напряжение растяну- тых участков поясов неразрезной фермы1' Статический расчёт ферм с предварительно-напря-^ женными отдельными ¦стержнями производится, без ,уче-л ja предварительного напряжения, Сечения предваритель- но напряженных стержней, подбир'аются,' как указано выше. ..'¦ .¦.''.¦' ,'¦}¦. Предварительно напряженные фермы с затяжками должны 'рассчитываться на усилие 'от предварительного напряжения затяжки' И: на совместное;действйе внешних нагрузок' и предварительного напряжения. К. усилию' предварительного ' напряжения в затяжке необходимо добавлять усилие,:,развивающееся рт.нагрузок, как в эле- менте статически неопределимой системы. За лишнее, не- ¦ известное цёлесоббразно принимать усилие:.в затяжке. Приращение усилия в затяжке определяется из ра- венства '- ' ' *NxNp * EF ГГ-EF (31.5) Примеры. На рис. 31.2 приведены схема и' сечения элементов опытной фермы,, исследованной проф. Манье- лем (Бельгия). Элементы фермы выполнены из. гнутых • профилей, корытного и трубчатого сечений толщиной 6 и 3 мм.- Предварительное напряжение создавалось натя- жением шестнадцати проволок диаметром 5 мм,'идущих вдоль всего нижнего пояса... Временное сопротивление стали элементов 3700—4300 кг/см2, проволоки— 17,500 кг/см2. Модуль упругости проволоки 1 950 000 кг/см2. " На рис. 31.3 показана трехгранная ферма из элемен- тов трубчатого сечения. Напрягающие элементы нижне- го пояса из 3 стержней диаметром по 26 мм в средней части фермы перепущены один за другой, чем достига- ется ступенчатое изменение напрягающего усилия в по- ясе. В основных элементах принята сталь с допускав. ш м\|\кг\|\М!/И/И/И/| Рис. 31.2. Предварительно напряженная ферма • а — схема; б — нижний "пояс; в — верхний пояс; /е — раскосы! 5 —стойки;: / — напрягающий элемент— затяжки мым -напряжением 2100 .кг1ем21 и1; пределом текучести 3600 кг/см2, а в. круглых. Стержнях — сталь:-х допускае- мым напряжением \4950 кг/ли2 ,и ^пределом : текучести ,6000. кг/см2. Модуль упругости для обеих сталей принят 2 100000 кг/см2. У г : \а):"у.::,:::f ".'.-.¦,;:¦> f .. .\-:..v! "- ¦is?- ¦ 35000 а*гв ?*2f8/fj а*28 </=г/б/д Рис. 31,3, Ферма треугольного сечения а —схема; б —сечение; в— промежуточное крепление на- тяжного.устройства; :'г^- концевое крепление натяжного устройства; / —напрягающие элементы—затяжки Нарис; 31.4;показана ферма анга;ра в.:г. Мёльсборнв (Бельгия), ПреДварйтель.нф:напряженйёхпарённой фер- мы создается четырьмя: тросами, Идущими от средней, опоры вниз к' срединам, пролетов: Каждый трос сострит из 64 проволок диаметром : 7. жж. Для элементов, ферм, принята сталь¦-..', с допускаемым' :напряжениё» 1400 кг/см2, а для трбсов — проволока ;с< временным: со- противлением, 15 500 кг/см2 и допускаемым Напряжением в 8060 кг/см2. Экономия металла определена в размере- 12%; уменьшение'стоимбсти в 4%... \<-i;. Для перекрытия цеха на одном из заводов в г. Гар«- лоу (Эссекс) были применены'•¦'¦'.предварительно напря-- женньшфермы сзатяжками.'На рис. 31.5 пОказайД'сх^ ма фермы по ^первоначальному проекту. Осуществлена.^
ф4{ Раздел VIII.^Предварительно.капряжфные стальные ^конструкции- ферма: без, верхнего ригеля; Затяжка -выполнена из стержней'.. углеродистой: стали диаметром/32 'мм,. "¦¦; На рис., 31.6 показана опытная .стропильная ферма' (Проектстальконструкция) пролетом , 30 ж. Материал элементов фермы — Сх-З; затяжка в виде двух-^ петель, идущая; по нижнему поясу, выполнена Из .высокрпрДч-' ной проволоки диаметром '.'5 мм с временным сопротив- .. ленйём^ 17 000 кг/см2. В поперечном сечении ;;каждая пет- /, 52 '¦W^NiK см -'..- ':":':' • У—t,v'"S;;<';. Л^ЛЛ^ё^^ ry2mpotai6W)y<> tl^r^S^DsiNJ/l/^reW ¦¦.:'¦:.¦: -.•¦ ,.: '¦.¦¦.¦.¦•.:.-: | ¦ «vV — 7Ш0/У -. ' , ^2щроса:[6Ь07}" УУ.'.7бШ-у У-t- s ¦¦ У:Ш в -.¦>¦.¦ X эс ;0oi-r 1—75.5-4—75,5-1 УСГ,- Шраса(!б?р7) 1йГ Рис. 31.4; Перекрытие ангара .в; г. Медьсбррне (Бель- /,У •-...'¦¦'¦ г'ия) .Л. -¦•¦'.'.,.'У'• -:';^:У./- "¦¦/.''¦¦ а —схема; ,6 — план лв~яг Рис. 31.5. Перекрытие на заводе в г, Гарлоу ля/имеет-. 15 проволок. Петли ,, расположены внутри И-образного сечения .нижнего пояса -и заходят одна за/ .другую, ..образуя; в средних панелях затяжку/ дврйного седения. Затяжки, :натягиваются посредством, клиньев'. Балки.! Симметричный бег/тавр. Пренебрегая, с ма- лой погрещнрстькУ величинами моментов инерции п'рлок двутавра относительно их собственных, /(горизонталь* /ных), осей, длячдвутавра можно принять следующие ге- ометрические зависимости::/ У/ --/v. ; :-й=>1/яп1%/2.. У У ¦Ея\ Fh : :W=:— е-(3_2й) =-т-(3-2й); ; ' '• О ; .'"¦'. о '' .., "/У ^.Ft=kF)'Tn^(X^k)F', У, (31.6) где п — отношение/ высоты стенки, /г к/ ее толщине d ' г ,.7гУУ.,' '•'¦¦;. '"' ¦/:. ' ¦- у.у(?-^;. у -¦ ^; /:-;, у .-^ . ft — отношение площади сечения, стенки iv' к площа- "'¦ ' л";. ,::;У* :'У -'У ; "> - УУ.Р;;':; ' ди сечения всего' двутавра i7(fe=~~); Fn—г пло- . ', ' ¦ ., ^ ' ' щадь сечения двух полок двутавра. / г:'./ я ' , U) »>¦¦¦', ¦V'i , '•'.'-. "•' ' ''.V г-./;;/"/ У. ' ¦':*'' - - - ' ¦(; - ¦- ^У ¦¦:¦¦¦¦-•¦ / ¦''.= ¦".¦'" ' -~±?Sj ': р % 15 У ' Рис.;;31<7. Йредвдрительнр/напряженнце балки ,//'; a-irс"затяжкой, расположенной' в плоскости/.;-нижней пЬлки> :в'.-т-.с затяжкой,/ расположенной/ниже, нижней полки;''а';: и -б*-1'-*.- эпюры нормальных/напряжений;//Л затяжка •У' Максимальная „величина //момента; сопротивления балки /Й^макс'/ при постоянном я получается/ при k=0,5 И'макс == : ¦ Р2 „ Г П У ууу^му -2*2ЭТ? Рис. 31.6. Опытная'/стр.опильная ферма института / ••¦¦-.. ; ПроектйталЬконструкция :'-.' 'о -^ схема; б — узлы; /.— пуяок.проволрки d^=5. мм; 2 — нижний "пояс; 3 — упор; 4 — клинья; 5 -^неподвижный -блок; б,—' натяж-, • ;вой блок;, 7 — трубка <2=16 мм;, S —2,5 'лш; S,— скрутка d~2 мм ; Затяжка, создающая предварительное напряжение двутавра, монсет; располагаться в плоскости нижнейпоЛ- _jch двутавра или ниже ее на / некотором расстоянии ;-.(рис./31.7),' ''-..:"••-.. '¦" ¦ - .-' /:,,/1. Балка с затя/яжбй; расположенной в плоскости нижней полки, изображена на /рис- 31.7» а. Сила Р пред-: варительного натяжения в¦'-затяжке (тяжение троса) сжимает и выгибает, балку вверх; напряжения в верхней ,,и; нижней полке балки от.предварительного натяжения -',, / -.- -¦••. -¦•' -¦Рг'Л Ph л-,.,:. / /,«.„,'¦ .' выражакэтся формулой а=1--;-^— ,±.л-;Jr или, при .под- 'Становке величины W:' . , .' ¦,[¦¦ ' ¦;.:, ,-¦ » ,; в нижней полке (сзкатие) ^ ^ ¦ у'У'У'У :У:"-:;,.л-у/,;2Р;;3:'—й""-:; (31-7)
Гл. 31. Виды предварительного напряжения 605 в верхней полке (растяжение) откуда 2/> 01 = oi F 3^26' k Ъ — k (31.fi) (31.9) Изгибающий момент М предварительно напряжен- ной балки равен M'=(R + ai)W=R [1 + а . 3 — k F2 2 ь2 X ——(3 — 2k) (31.12) Эффективность предварительного напряжения тем больше, чем больше абсолютное значение отношения '•— .'Максимальное значение этой величины получается ; С при 6=1; значит, предварительное напряжение особенно эффективно для балок с малой площадью сечения полок. При 6 = 0,5 растяжение в верхнем поясе составляет одну пятую сжатия. Увеличение несущей способности балки при предва- рительном напряжении мож"ет быть оценено' следующим образом. Сила Р создает в нижнем поясе напряжение s = ос/?, где а — коэффициент, R — расчетное сопротив- ление. Напряжение растяжения в верхнем поясе выра- k зится формулой '1=аЛг—г • Увеличение несущей спо- 3—к собности балки при заданном значении k определяется величиной /? + °i R = 1 + а- (31.10) В табл. 31.3 приведены численные значения увели- чения несущей опособности балки для различных k при * = 1. < Таблица 31.3 Увеличение несущей способности при различных значениях k при а = 1 k k x+z-k 0,3 1,111 0.4 ¦1,154 0,5 1.2 0,6 1,25 0,7 1,304 0,8 1.314 При определении силы предварительного напряже- ния Р следует иметь в виду, что балка с затяжкой пред- ставляет собой статически неопределимую систему и при изгибе такой балки в затяжке возникает дополнительное чапряжение, определяемое из "равенства 1 _ »= ¦ ) EJ Li EF • С М2 V» N2 J EJ ^ EF (31.11) Происходит как бы самонапряжение системы, кото- рое может быть учтено соответствующим увеличением коэффициента а . Наивыгоднейшая форма двутавровой балки опреде- ляется из следующих условий. 39—915 при а= 1 M'. = R _з_ j_ с-2 2 j_ F П .2 k (3— 2k) 3 — k . (31.13) При определении Ммакс ния k получается уравнение ' 2k2—156+9=0 и 6=0,658, " в зависимости от измене- тогда М[. = Д F* п 1,75 Таким образом, наиболее выгодной формой симмет- ричного двутавра при предварительном напряжении яв- ляется двутавр, у которого площадь сечения полок рав- на 1—6 = 0,342 всей площади сечения балки. Величина изгибающего момента двутавровой балки наивыгодней- шей формы без предварительного напряжения выра- жается формулой М; тогда макс М„ = я F2n 1,414 Мы 1,75 1,414 = 1,24, т. е. несущая способность наиболее выгодной предвари- тельно напряженной балки по сравнению с наиболее вы- годной ненапряженной балкой 'Той же площади сечения больше на 24%. Площадь сечения затяжки определяется из равен- ства Р п 2Р 3 — 6 ' <о 0,=-; aR = —.-—-.,. _ = -.?.!=?*. (31.14) х 2(3-6) * В табл. 31.4 дано отношение в % площади сечения затяжки ш к площади сечения F балки при о = 1. От- - ношение — обозначено. через R (х. .Сечение затяжки составляет от 4 до 15% сечения балки. При работе балки только на ^ постоянную нагрузку возможно чередование предварительного напряжения с загружением постоянной нагрузкой; в этом случае воз- можно получение по всему сечению балки прямоуголь- ной эпюры напряжения сжатия, т. е. сжатие в двутавро- вом сечении и растяжение в затяжке.
ш Раздел VIII. Предварительно напряженные стальные конструкции Таблица 31.4 Отношение F, -';'*..¦¦¦'"г. ' 0,3, , 0,5 .,' :0,7 '"..;¦: • •'¦"• 3 '¦'•4.8'' 13,3 ¦ 11,6 (0 ,-.р *¦¦¦'¦' 11,if , 10 8,7 в. % при (i, равном ¦'•'¦ 5 8,9 8. 7 , 6 . 7,4 6,7 ¦5,8 •'¦¦ Т 6,3 5,7 , .' 5.. 8 .5,5' 5 •¦-4.3- V Предельный Возможный изгибающий момент в прёд- :•¦ ft ".¦''.- варительно, напряженной балке M'=R.F——. Отношение этого момента к предельному .моменту той же балки без .-.' - У-уг '.'¦',-• М' ' 3 предварительного напряжения составляет 'г—7 =» ,-,, g .:...'¦¦¦/ , М. о—Ik¦'.;¦' При ft*=,0,5 увеличение момента М' равно 50%., , .'Практически , предварительное напряжение"' вдоль балки Должно осуществляться ступенчатым. ''¦ '.\ " 2. Валка с затяжкой, расположенной ниже нижней полки, изображена на рис. 31.7,5. При размещении за- тяжки н'а- расстоянии rnh or нейтральной1 оси балки нап- ряжения в крайних фибрах будут равны '° = — 77Г± Pmh W ' откуда сжатие в нижнем ,поясе ¦' : -и^Л: 3t2m+l)—2k ¦;'.•;-.¦ 'V ^-''•-/,;-;•' 3^-2ftS \ -растяжение в верхнем поясе ¦ v v.: '; '-р.--; 3(2« — '1>4'2й-'' °i — При ^•:,''.V з—ал*. '¦ 3(2m- l)+2ft (31.15) (31.16) (31.17) 3(2w-t l)—2ft 'Увеличение несущей. способности такой предвари- тельно напряженной ;.' балки определяется выражением ;i) + 2А л-г-^t:;,;,.' з,(2м Я 3(2иг -f-1) — 2ft (31.18) .На рис, 31.8 приведена кривая увеличения несущей способности В;зависимости от изменёмия'm для случая а = 1 и. А=0,5.' При т= о?'несущая способность увели- чивается вдвое. При /п=2 увеличение равно 70%. Следуя приведенной выше' методике, можно определить наивы- годнейшую, форму двутавра при различных т. В табл.. 31.5 приведены значения ft наивыгоднейших форм балок ; для ряда частных значений т. :' • ¦ ' " ' Таблица 31:5: Значения ft наивыгоднейших форм предварительно напряженных балок с .затяжкой,, расположенной ниже нижнего пояса т :'"к.-- .'.:.Vt'."' 0.658 '¦'"•1 '"¦• 0^591 "..'¦'• 2 0,649 ' . 3''; , 0,535 4 . ' 0,526 . 5 0,521 00 ¦0,5, Площадь сечения затяжки <<> определяется из ра- венства ¦' -'О • о # 3—2ft — =«—;.- ?-^-:: (31.19) F t 3(2от+ 1) — 2ft •¦-,¦ ,.:'. Асимметричный двутавр. В условиях внецентренно- го сжатия наивыгоднейшей формой сечения балки яв- ИГ50 Р у 7 1 ¦' ¦ 2 1 « ¦'. Г; 6 Г в Ь i .-, и Значение m Рис. 31,8: Кридая увеличения в процент /'•¦'.', ;: тах,несущей способности;предварительно напряженной балки с затяжкой, располо- ••¦'¦./''¦', . женной ниже нижней полки в зависимо- сти от расстояния затяжки до оси балки ;:.':-;,'• ляется асимметричный двутавр, (рис. 31.9), характеризу- "'- „ ' " '''"' ' . 'Й2'-"".'\. ющиися: величиной асимметрии Л = —, где fti и А2 — ' • ••' hi ; ;;. - у/ расстояния центра тяжести сечения от крайних волокон; .Аналогично равенствам \ (31.6 )для асимметричного дву-. тавра справедливы выражения: h = F \ W{-k "'WV— F Е- :У±М; ЗА М^ 1+Л F2n 2- ¦•*.= А к 1 + Л: -?. 2 /?н="^ да ft* Л i+л 2Л 1+Л. 2 $ ? Wi = F п ft WV 2 —¦¦ -L. П2 ft2 1+Л Г Л _ *(1 + Л)Г 11 +Л 6 j ' [г + Л 6Л (31.20) где F-^ площадь сечен.и.я_ двутавра; /с ^ площадь сече-; h ния стенки; k=—\ h—~;Fb F ¦:. a .¦¦•¦; ния верхней полки; FK ней полки. площадь сече- площадь сечения нйж- ¦./¦'
Г;л: 31. Виды предварительного напряжения 607 . .При заданной площади сечения F группа коэффици- Гентрв д, k, А определяет «форму сечения асимметрич- ного- двутавра.. ¦-¦с-... ; 4 Ю \х- -'«¦'¦ Ш -xj^jx- Рис. 31.9. Асимметричные сече- '."'.,- ния балки .,: а —"двутавр; б — тавр у , Асимметрия двутавра увеличивается "по мере перено- са материала Из ..нижней полки в верхнюю, .Предельной ^формой является тавр (рис., 31.9, б), для которого гого- 'щадь стенки F с и площадь полки 'Fn выражаются фор- мулами Рс—ЪР? Fn = (l—k)F,¦.- ;"~: ,:¦¦¦'-'¦¦-¦',::\ ¦^"-¦¦.'- '.-,:¦ . 2 .^,. где k. .Л+А (31.21) а) 17- V Ь.' ,Рие. 31.10. Асимметричная балка: с затяжкой (1),"рас- положенной ниже нижней полки, ¦'.¦¦:'¦'¦, : а — эпюра нормальных напряжений , . ; Предварительное натяжение затяжки, прикреплен-, ' ной! к балке на расстоянии ; mh2 от нейтральной оси (рис. 31.1Of, создает напряжения, в верхней и нижней полках балки ."-,-¦ ! -'"'¦ -'""¦¦¦¦. ''¦ :"'• tPmht Wi F , "При отсутствии предварительного напряжения и при. загрузке балки в ней возникают момент Л4 и соответ- ствующие ему напряжениязв=--——;ан==——. Выбирая величины Р и.ЛГ И суммируя „напряжения от их действия, ..можно' получить любой вид; прямолинейной эпюры нап- ряжений, т; е. можно задаться любыми величинами' нап- ряжения ав"й %..':.-':¦. ';..;.', ..''¦•. При отсутствии силы (Р= 0) эпюра напряжения бу- дет иметь; вид, изображенный. на рис. 31.11, а- увеличи- вая силу• Р_ и одновременно величину момента М, можно перейти к .эпюрам, показанным на рис. 1 \,б, виг, при условии сохранения в верхней полке постоянного напря-' жения R. Такое изменение эддары напряжений возможно при, повторном применении предварительного напряже- < : ния, когда увеличение силы Р и момента М будет чередо-: ва1,Ься;.-.Э.трт-.приём целесообразен Только при постряннрй 'нагрузке.: '""". '-•'-:-. ', ,: ,.:';¦.:';. Если напряжение в нижней полке а#, то для схем, локазанных, на рис. 31.11*6, в я г, щ имеет соответ- ственно следующие значения; а == + 1; а =0; :.а ——1,_."¦ г) Рис. 31:11: -Суммарные эпюры нормальных напряжений, при различных соотношениях между силой предварительного напряжения* .1 и изгибающим моментом V, г а—г.— варианты эпюр Результативные: напряжения в верхней и фибрах двутавра определяются равенствами: М___Р__ ~М F~ :Pmh\ г. Wi- . P,mhz = #; -¦=.*%; откуда P = RF где В = А — я l+A- A —a = RFB , нижней (31.22) (31.23) Значения Я Рис. 31.12: Графики зависимости С ¦_6т Л; при различных значениях а . * = 1 ..-.,. с'=/Г-^-_,А] . Ь+А 3J' А ;при А < 2 k ,;¦ ¦:., 1Ц-А при А > 2 "к= 1 '.:.:','::4 ":./~-**а ¦ а = р '.¦,- Ь+А-- 6 J /i ^1 и' 2А при л < 1 «=—.— .;';¦'' ;л*л -, > ¦ \ ¦ 2 ' ПрЙ А > I k= : ¦ -- ¦С':'-:- Г-' 1+Аг '«¦=— 1 '.,.¦ ¦¦'¦'. ^./.; . '¦'¦¦'¦'.&А при Л < 1 «= .-¦-¦ 1+А при1 Л > 1'' к= —— ¦:\:Х, ¦/.:-. -А-г-1.-.
608 Раздел VIII. Предварительно напряжённые стальные конструкции Отметим, что Р не зависит от пг, т. е. от расположе- ния затяжки. Из уравнений (31.20), (31.22) и (31.23) получается з 1 1 M = RF 2 п2 k2 k(l+a) А(А — а) (1 + АУ 1 + А (т- ,]. (31.24) Величина момента М в зависимости от т увеличи- вается цо линейному закону. При расположении-затяж- ки в плоскости нижней полки, т. е. при т=1 з_ _1_ M = RF 2 п2 С , 1 (31.25) где С = k *(!+.«) \ + А 6 J Величина С в случае постоянного значения А имеет максимум при 2А k = . 31.26) (1+а)(1.+ Л) * Значение k не может быть больше величины fe= 2 = , при которой двутавр приобретает форму тав- 1-|-Л ра, поэтому в случаях, когда формула (31.26) дает боль- шую величину, следует подставлять величину k — ¦ .. \-\-A Кривые зависимости С от А для значений а =1, о=0 и о=—1 даны на рис. 31.12. Для определения С.макс в частных случаях для а =1,'о=0,. а=—1 следу- 2 ет полагать k= '- 1+А и тогда С=У2 /4(1 +Л) 2 — /Г П+а)(1 + Д) и для Смакс по переменной /4 JL_. г _ 2/2" ьмакс — :3 + <z; ft = - 4 + а _ Ч . 3(4+а)2 В табл. 31.6 приведены максимальные значения М для различных а. Т а б ли ц а 31.6 Наибольшие значения М при разных а. Тип балки Тавр предвари- тельно напря- женный Двутавр симмет- ричный без пред- варительного на- пряжения а 1 0 —1 - А 4 3 2 1 k 0,4 0,5 0,667 0,5 М _3_ 1 0,422 RF2 Л2 oaurf2 я2 _3_ _1_ 0,544 RF2 л2 0,236 Я/? 2 л 2 Р 0,6 RF 0,75 RF 1 RF 0 Из табл. 31.6 следует, что при т—\ в пределе воз- можно увеличение изгибающего момента (несущей спе- 0,544 собности) в = 2,3 раза. 0,236 Практически величину k следует принимать равной . 1|5 к = , при которой кривая изменения С для случая 1 + Л а =1 показана на рис. 31.12 пунктиром. Для определения экономичности системы затрат* металла принимается пропорциональной площадям се чения балки и затяжки. Стоимость проволоки в изделия принята удвоенной против стоимости металла балки Приведенная площадь, учитывая формулу (31.23), будет Пр: 2Р :F + 2<* = F + — =f(l+2 т')- (31.27! где t — допущенное в проволоке напряжение, Из формулы (31.25) следует, что 2 . ' пр = где D ¦¦ М6 D 2 1 /?3 И3 i В (31.28> _2_ С3 При заданных R и п приведенные площади fnp про- порциональны величинам D. В табл. 31.7 приведены зна чения величин В, С и D. Таблица 31* Значения В, С и D при #=2100 кг/сж2 и т Тип балки Тавр предварительно напряженный Двутавр симметрич- ный без предваритель- ного напряжения = 10 500 Л 1 0 — 1 - В 0.6 0.75 1 0 кг/см? С 0,422 0.471 0,514 0.236 О 2,2 2,15. 2,1 2,62 % 84 82,1 80,2 100 Экономия в % 16 18 20 , 20°/< Таким образом, экономия по стоимости достигает При временной нагрузке расчетными эпюрами нор- мальных напряжений будут: эпюра от действия силы предварительного напряжения Pi и эпюра результатив- ная от совместного действия момента М и силы Р = =» Рi + ?2, где Рг — приращение усилия в затяжке при .действии момента М (явление самонапряжения). При действии силы Pi напряжение в нижней полке не должно превышать расчетной величины R, т. е. ~jrA- + =/?, а для полной силы Р напряжение может VV2 быть увеличено в отношении
Гл. 31. Виды предварительного напряжения , 609 ¦*!ожна написать Pi Р~Р2 Р ,. Pmh2 полагая -т- =-5, получим 1 — P = $RF F Wi 6А — k(l + Af 6Д1 +A)—k(l + Af p/?, откуда при m=! (31.29) Сила Pi определяется как усилие в затяжке Р.= _о 1 1 Ml EJ dl + NXNP EF Nl s (31.30) *"' EF Пренебрегая работой упоров и учитывая, что Np =0; J, W, F — постоянны; Mx= mh2; Nx=l; Mp = M, по- дучим mhi^Mdl Р* = - аМ mh2+ +—- 7И(0 /ПГ (31.31) = де о — коэффициент, зависящий от вида нагрузки; при разномерной нагрузке а'=2/з; при сосредоточенном грузе Для случая расположения затяжки в плоскости ниж- ней полки балки (т=1) аМ (31.32) Для симметричной эпюры напряжения при а=1 по предыдущему P = RF-A~l Pa р Аа+ F + Я р(а2+ -у-)+ И72х 1+Л' i_ J. -L M = RF2 n2 А2 1+Л -]' k = — l+A (31.33) При подстановке в (31.32) — =а- 4 А 5(А-1)+(5-А)— R Pi _ аА_ ¦" 5 (31.34) Рис. 31.13. Опытная подкрановая балка с предваритель- ным натяжением ' «я положение, затяжки до натяжения; 2 — то же, после натя-. жения Сопоставляя выражения (31.29) и (31.33), получаем для величины Р другое выражение ¦ Р = 5(Л - 1) Ъ — А (31.35) Приравнивая выражения (31.34) и (31.35), находим уравнение, определяющее значение А, в котором при од- нократном предварительном напряжении и симметрич- ной эпюре напряжения момент приобретает наибольшую величину аА2 — (6 + а) А +10 = 0. (31.36 При равномерной нагрузке а=2/3 и уравнение (31.36) принимает вид Аг—1071 + 15=0, откуда Л = 1,84; {3= 1,33; А=0,648; С=0,348; В = 0,296; D = 2,25. При сосредоточенном грузе а= Ч2 и уравнение прини- мает вид А2— 13А+20=0, откуда А = 1,78;? = 1,21; fe = =0,64; С=0,342; В = 0,28; 0=2,27. Следовательно, при однократном предварительном напряжении достигается экономия с. учетом стоимости 2 25 тросов (табл. 31.6) в 100— ~— 100=14%. Экономиче- ский эффект может быть повышен путем некоторого уко- рочения длины затяжки и соответствующего увеличения коэффициента а. '
6i а Раздел VIII. Предварительно напряженные стальные конструкций Примеры! На рис. 31.13 приведена отечественная конструкция одной опытной подкрановой балки из се- рии 8.балок с предварительным напряжением пролетом 12 000: мм и высотой: от 850 до 1500 мм', рассчитанных под краны грузоподъёмностью от 5 до ,75 т. Сечение ба- тяжным болтом. Пучки скреплены- с/нижним поясом/ скобами;:',:, ¦'¦¦¦;_ '''¦¦¦-}'.¦'¦'-. ;¦¦', •¦¦..-¦', ' .; /¦ " На-рис. 31Л4 показано, выполненное за рубежом сталебетонное,пролетное.; строение моста пролетом 34 м. Главные стальные предварительно напряжённые, балки .сплошного сечения, высотой 1400 "Мм. Предварительное . напряжение создается трр'сами, по четыре для каждой балки, расположенными внутри нижнего пояса коробча- того сечения. Каждый трос состоит из 52 проволок диа-- метром 5,3 мм.' Проволока — из, стали Сигма 1&0, бал- ки — из Ст., 52 с.допускаемым напряжением 2400 кг/см2. Железобетонная плита, проезжей части включена в ра- боту, главных'балок.. Натяжение тррсов выполнено с^по- . мощью домкратов. ГО)Л0СТЬ нижнего: пояса: балок, .где расположены тросы, заполнена битумом. '¦.'.: На.рис.; 31.15 приведена схема трехпролетного авто- дорожного моста;с -пролетами, 37,8-^50,44-37,8 м. Тросы ¦¦¦ диаметром^72 мм расположены по синусоидальнымгкри- Рис, 31.14. Сталебетонное предварительно; напряжен- : ' ¦ '! , ное пролетное, строение моста-,'"¦ '- ' а — схема; б — поперечный '.''разрез; в —зажимное приспо- собление : /./ лЬк — асимметричный двутавр с величиной асимметрии Л = 1,7+ 1,8. Затяжка представляет собой пучки из 52 проволок диаметром; 5 мм: Балки выполнены из марте- новской стали-мар^ки Ст. 3, затяжка из проволоки с вре-г в) Г?"/ По 2-2,^:. ;.У 1-400^ : Рис. 31.15. Сталебетонное, предварительно напряжен-, ^ ,' ; ное пролетное'строение моста. «¦:— схема пролетного строения; б — схема расположения тро- сов; в — поперечный разрез менным сопротивлением 17 000 кг/aw2, расчетные сопро- тивления соответственно 2100 и 9500 кг/см2:- Площадь сечения:- затяжек составляет, от 5,5. до 8%; от, площади сечения балок. Натяжение затяжек производилось на- Рис. .31Л6; Сталебетонное предварительно напряженное ,.'..'-.' /пролетное строение. Моста ; . ,: ; ' : :. দ— схема моста (продольный и поперечный разрезТ: б,.-— схема , расположения упоров. и проволочных петель натяжного .уст- ройства; а — конструкция упоров; / — неподвижный упор; 2 — подвижнйй упор; 3—домкрат мощностью 100 т вым с внутренней стОроньгетеНок главных балок пролет- ного строения. Предварительное напряжение создается в зонах положительных и отрицательных моментов. Эко- номия, стали, составляет 33%. , /,/'. .¦';¦. Для одной из сибирских рек запроектирован мост С нёразрезнымйглавными,балками (рис. 31.16). Натяжные устройства здесь сконструированы в виде петель из. мот-/ ков проволоки. Каждая петля надевается; на два упора,., •расположенные на. верхнем- поясе на участке опорных моментов. Один,,упор в каждой паре —.подвижной. Нос-' ле необходимой подвижки и натяжения петли этот упор приваривается к поясу балки^ Восемь петель одинаковой длины расположены симметрично по отношению к оси ¦ опоры., со :_сдвижкои на 3,66 ж. Для компактности пет- лям путем скручивания придана форма, восьмерок. Каж-/; дая петля состоит из 90 витков, проволоки диаметром 34мм, с временным, сопротивлением 18.000 кг/см2: Систе- м*а петель при их напряжении дает ступенчатую эпюру разгружающих моментов. :v \
:Гл. 31. Виды предварительного напряжения. 611 31.2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, СОЗДАВАЕМОЕ ВИДОИЗМЕНЕНИЕМ ЭПЮР НАПРЯЖЕНИЙ ; ; '"•, '¦''¦:' ,. '" ''¦¦¦¦'¦ ¦• :'*v' '!¦' ' '"¦ >. Предварительным; выгибом вверх силой Q располо- женных одна над другой балок :(рйс. 31.17) и соедине- нием их в: таком положении ё последующим устранением силы Q [Получается балка со- ступенчатыми эпюрами внутренних напряжений. Для балок с равным распреде- лением материала между полками и стенкой остающееся м\ #"' Е==тг- _^=Si "•¦«."¦¦л -j ¦¦¦-¦' Жъ к :¦¦¦' Рис. S1.17. Создание предварительного, напряжения в ¦ , балке путем, предварительного выгиба ее ' о — предварительный выгиб; ;б — эпюра нормальных напряже- ний, соответствующая предварительному выгибу; в — эпюра напряжений пс)сле снятия силы; г — нагружениё полезной на- - грузкой; д — эпюра нормальных, напряжений, соответствующая нагружению полезной нагрузкой на кромках напряжение составляет \]ъ напряжения на нейтральной оси и обратно ему по.знаку. При расчетной нагрузке эпюра упругих напряжений становится прямо» угольной. Увеличение несущей способности /составной балки за счет предварительного выгиба получается око- ло 20%v; ;;л" ¦;;¦'.> •..¦¦,.,'"' '"''¦ Рис. 31.18. Предварительное напря- жение балки из ^та ли марки Ст. 3 ,, с листами из низколегированной ' :"' ¦'•' стали: а ---сечение; б — эпюра нормальных, напря-' жений при, предварительном выгибе (без. Включения в. работу листов); в -г- эпюра анормальных напряжений после присоедине- ния листов и устранения силы, создающей - предварительный выгиб; г — эпюра нор- мальных напряжений,, соответствующая предельному. использованию несущей спо- собности балки: при ее загружении Предварительное напряжение позволяет: получить ступенчатую эпюру напряжении в 'составной балке из < различных марок стали и использовать расчетное напрят жёниё каждой издеталей.: Например,, комбинированная;; балйа сбетайляется из прокатйого двутавра стали' марки Ст. 3 и ^горизонтальных листов из низколегированной/ стали. Расчетные сопротивления сталей соответственно . Яо/и Ri,- причем /?о< Ri- Предварительное напряжение: для получения.'скачка в напряжениях создается выгибом вверх прокатного двутавра. В этом положении, к нему присоединяются горизонтальные листы, и сила 'предвари- тельного выгиба устраняется.- Сечение балки и последо- вательно: получаемые эпюры .напряжений приведены на рис. 31.18. Прёдварйтёльнбенапряжение балки задается равным: •':, ; -.¦¦'-'. ', ," Т ;¦'"¦' D 'Ла "¦¦¦¦"¦ „-¦¦;. ''¦ -\-:У\ у : ¦ ;¦:-¦ у й< -::¦¦¦; у/-' ¦;'. .¦ г Напряжение Я) в листах после устранения силы предварительного! изгиба равно'-01= а6~ . Здесь Wo и W\ — моменты; сопротивления; двутавра и составной бал- ки, W\ = W0 -7-'¦¦Чт'-р {,-—¦ +1 ) или приближенно Wi = '•'¦' "1 "• -4. \ hi у /:;¦ ,„¦ , ¦ К '-¦"' ¦¦¦' ":Г;С " ' "¦'¦' '--¦¦ ¦ " ¦"'' '¦'" ¦fafj'7 -f-FAo, где F—площадь; сечения каждого из гог '¦¦ А' "¦'-' .-¦ •':'•' ¦ ': ' ;''V "'•¦¦v К ¦' : "-.уЧ' ризонтальных листов. : . . у При 7?о=210б кг/см2 и /?i=2900 -кг/см? общая эконо- мия 'ст;али около. 10%, при этом экономия в стали заме- няемых листов— около 30%. У' 31.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, СОЗДАВАЕМОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ЭПЮР ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ В гмнбгопрблетных Аёразрёзнкх балках путём,nbfc; домкрачиванйя, подъёма или опускания опор можно ме- нять очертание эпюры моментов, добиваясь того или .( ;¦ Рис; 31.19. Эпюры момен- тов, 'в ..«еразрезных балках, регулируемые за счет подъ- ёма "или опускания опор или 'введением шарнирЪв в ¦¦про-., ¦¦:>¦ летах'; '/у--.'у а —при неизменном состоянии опор и пролетов; б— при подъ- еме средних,опор; в —при опус- кании средних..¦¦, опор;^ г —при введении шарниров посередине средних пролетов'У" ' иного соотношения величин опорных и пролетных > момен- тов., На рис. 31,19 приведены эпюры моментов, трехпро- летной, балки при;равномерной нагрузке: а) бёз.поддом-
612 Раздел VIII. Предварительно напряженные стальные конструкции крачивания; б) при подъеме средних опор; в) при опу- скании средних опор. Регулирование эпюр моментов практически дает весьма существенный, результат в ав- тодорожных и городских мостах, у которых постоянная нагрузка составляет 60% и более от полной нагрузки. В связи с возможностью регулирования эпюр мо- ментов особенно выгодно применение балок переменной высоты; при этом целесообразно увеличивать момент там, где больше высота балки, т. е. на опорах. Для ба- лок переменной высчпы при преобладании постоянной нагрузки может оказаться выгодной эпюра, соответст- вующая постановке шарниров посередине средних про- летов (рис. 31.19, г). Практически такая эпюра создает- ся' при навесной уравновешенной сборке пролетных строений; затем'временные шарниры в серединах проле- тов глушатся, и система начинает работать на полезную нагрузку как неразрезная. 31.4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, СОЗДАВАЕМОЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ КОНСТРУКЦИИ Элементарной статически неопределимой системой является плоский стержневой прямоугольник с двумя гибкими диагоналями (рис. 31.20, а). При натяжении од- ной из диагоналей такое же натяжение создается и во второй, а все стержни наружного контура получают сжатие. При действии на прямоугольник боковой силы Р работают обе предварительно напряженные диагона- ли; если сжимающая сила не превосходит силы предва- рительного натяжения, сжимаемая гибкая диагональ не выпадает из работы. Поэтому перемещение узла А бу- дет вдвое меньше против'случая .ненапряженных диа- гоналей. Предварительно растянутыми и гибкими могут быть и элементы внешнего контура прямоугольника, при этом жесткие диагонали окажутся сжатыми (рис. 31.20.6). Эти приемы используются в конструкциях радиоба- шен, опор водонапорных башен (рис. 31.20, в, г), опор шаровых емкостей и др. Запас против выпадения из ра- боты гибких напрягающих элементов принимается в 80—30%. Путем предварительного напряжения можно резко уменьшить переменность величин напряжений и, следо- вательно, возможность усталостных явлений. Простей- шим примером является балка, раскрепленная напряжен- Рис. 31.20. Пред- варительное на- пряжение, повы- шающее жест- кость конструкций а — жесткого прямо- угольного контура с помощью гибких диа- гоналей-, б — жестких диагоналей с помо- щью гибкого конту- ра: в — опоры водо- напорной башни из жестких прямоуголь- ных контуров с по- мощью гибких диаго- налей; г — то же, из жестких диагоналей с помощью гибкого контура Р а) Ж =ъ S7777777 Рис. 31.21. Балка, раскреплен- ная чатяженным тросом (тя- жем). ным тяжем (рис. 31.21). При загружении балки нагруз- кой Р, не превосходящей силы тяжения троса, она рас- пределяется между балкой и тяжем пропорционально их жесткостям. Прогиб балки от действия силы Р резко уменьшается. Тяж работает на сжатие. ГЛАВА 32 ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 32.1. РАБОТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ НИТИ НА СЖАТИЕ Способность растянутого гибкого элемента работать на сжатие используется в устройстве жестких опор на- плавных мостов. Понтон грузоподъемностью большей, чем возможная на него нагрузка (постоянная + времен- ная), погружен в воду ниже поверхности и прикреплен к заанкеренным на дне тросам. При появлении нагрузки понтон сохраняет свое положение по высоте и ведет себя так, как если бы вместо тяжей были жесткие стерж- ни. Положение и грузоподъемность понтона сохраняются независимо от колебания уровня воды. Этот прием был использован в варианте проекта перехода через Мессинский пролив, схема которого по- казана на рис. 32.1, а. Опорами двухсотметровых про- летов служат торообразные понтоны, закрепленные на 13 м ниже уровня моря (рис. 32.1, б). Наружный диаметр тора 40 м; диаметр сечения тора 10 м; объем 7400 мг. Сверху тора размещается пирамидальная опора из четы-, рех трубчатых стоек и оголовка. Тор в четырех точках соединяется тяжами с тремя из четырех анкерных бло- ков (всего 12 тяжей). Каждый тяж представляет со- бой стальной канат диаметром 85 мм. На каждую опо- ру приходится нагрузка в 2900 г. ' Работа на сжатие гибкой напряженной нити в иной форме использована в конструкциях моста Флорианпо- лис, построенного в Бразилии в 1926 г. Мост несет ав- тодорогу, железную, дорогу и акведук. Пролет моста 340 м (рис. 32.2) Особенностью этой схемы является совмещение цепи и верхнего пояса жесткой фермы, т. е. элементов, работающих на противоположные по знаку ч >
Гл. 32. Особые случаи предварительного напряжения 613 Рис. 32.1. Схема моста через Мессинский пролив о — об.щий вид; б — опора (перспектива) Рис. 32.2. Схема моста Флорианполис напряжения, при преобладании напряжений растяже- ния; при этом цепь заменяет верхний пояс фермы. По-, вышенная высота фермы имеет место в четвертях про- лета, что увеличивает жесткость системы. Байтовый переход через Волгу для канатной дороги на строительстве Волжской ГЭС имени XXII съезда КПСС построен в 1955 г. Байтовый мост пролетом 874 м Рис. 32.3. Схема вантового перехода через р. Волгу а —исходная, схема; б — осуществлённая система предназначался для четырех линии канатной дороги с суточной производительностью до 20 тыс. т груза. Ис- ходной системой послужила схема из двух поясов кана- тов, соединенных треугольной решеткой, как это показа- но на рис. 32.3. Все элементы выполнены из тросов. При натяжении нижнего пояса все элементы системы полу- чают растяжение. В таком предварительно напряжен- ном состоянии система под нагрузкой работает как жест- кая ферма. При наличии в узлах нижнего пояса усилий от постоянной нагрузки криволинейное очертание ниж- него пояса могло быть заменено прямолинейным. Сис- тема получает вид по рис. 32.3, б. Эта схема и была осуществлена. 32.2. НОВЫЕ СИСТЕМЫ А. КОНСОЛЬНАЯ БАЛОЧНО-РАМНАЯ СИСТЕМА В автодорожных и городских мостах - нашла при- менение новая консольная балочно-рамная система про- летного строения с предварительным напряжением. Про- летное строение представляет собой двухконсольную балку переменного сечения, опирающуюся на стойки. В таком виде система весьма выгодно работает на боль, шую часть постоянной нагрузки. Для остальной нагрузки система меняется. К консолям крепятся тяжи, идущие наклонно к.низу опорных стоек. Предварительное напря- жение тяжей достигается присоединением их к консолям при соответствующем временном загружении консолей Система' превращается в двухшарнирную раму. Распор в раме появляется только от временной, а не от суммар- ной полной нагрузки, вследствие чего величина его зна- чительно меньше, чем в других распорных системах; уменьшается соответственно и объем кладки' опор. На рис. 32.4 приведена схема конструкции моста этой си- стемы пролетом 102л« с первыми примененными в СССР сварными пролетными строениями из низколегированной стали марки НЛ2. Б. ОБОЛОЧКИ Предварительное напряжение может быть использо- вано для увеличения устойчивости оболочек. На рис. 32.5 показана схема конического предварительно напряжен- ного . покрытия резервуара. Конструкция состоит из бор- тового кольца жесткости, конической оболочки, ради- альных тяг и центрального распорного кольца. При на- тяжении радиальных тяг распорное кольцо подымается вверх и натягивает оболочку. В целом конструкция по- добна велосипедному колесу.
614 Раздел VIII. Предварительно напряженные стальные конструкции По 1-1 0J5 Рис. 32.4. Схема моста консольно-рамной системы / —тяж Ри* 32.5. Схема предварительно на- пряженного покрытия резервуара а,— план; б — вид сбо- ку; 1 — кольцо жестко- сти; 2 — коническая обо- лочка; 3 — радиальные тяги; 4 — распорное кольцо По принципу предварительно напряженного велоси- педного колеса сконструировано и перекрытие американ- ского павильона на Брюссельской выставке 1958 г. (см. главу 14). 32.3. СЕТЧАТЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ Сетчатые покрытия двойной кривизны с висячими несущими тросами 'и выпуклыми удерживающими тро- сами. Такая система при предварительном напряжении удерживающих тросов работает как жесткая. Конструк- ция покрытия образует как бы высечку из поверхности гиперболического параболоида. Рис. 32.6. Сетчатое покрытие над спортивным зданием в г. Ралей (США)
fл. 32: Особые случаи: предваритёльного'напряжения 615 :'¦'¦,-. Найболее^круцНое. сооружение такого; типа—- в'ыста-; ¦-. вочнбе.испортавное здание в. г. Ралеи штата Северная Каролина в США (рис. 32.6). Здание рассчитано на разг . ¦';..'мещ'ени'ё трибун на 5424 'зрителей и размещение еще ¦4000 переносных мест. Диаметр перекрытия 91,5ж. Жёст- ким, контуром 'являются две железобетонные наклонно ''"¦расположенное, и .пересекающиеся, параболические арки. К. ним прикрепляются тросы перекрытия, идущиё-в двух ¦взаимно перпендикулярных-.направлениях и образующие "поверхность двоякой кривизны. Ячейки сетки 1,83Х1,83л«. ШасТил из волнистой стали. Вес кровли. 30 кг/м2. ' Диа- метр несущих тросов от 19 до 33 мм, поперечных от 12 до 19 мм. ; ¦¦' ¦¦¦¦¦ ¦ •;> Конструкция секции Советского павильона выставки 1959 г. в Сокольниках (Москва) состоит из 4 вертикаль- но стоящих алюминиевых арок пролетом'по 15 м. Меж- ду арками натянуты несущие тросы. Удерживающие тросы расположены .поперёк: лгесущих- и прикреплены концами к контртросам, идущим вниз от арки к арке.. Натяжение кбнтртросов приводит все сетчатые перекры- тия в напряженное состояние. Таким образом, система тросов образует, напряженную сетчатую поверхность двоякой кривизны. - ¦ • .''¦' Примеры других сетчатых конструкции, (павильон Европы; на Брюссельской выставке, перекрытие театра ЦДСА) приведены в главе 14. ~
ПРИЛОЖЕНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ (ГОСТ) К РАЗДЕЛУ VIII 3062—55. Канаты стальные. Канат спиральный т%па ЛК-0 1X7=7 проволок. Прядь 1+6. 3063—55. Канаты стальные. Канат спиральный типа ТК 1X19=19 проволок. Прядь 1+6+12. 3064—55. Канаты стальные. Канат спиральный типа ТК 1X37=37 проволок. Прядь 1+6+12+18. 3065—55. Канаты стальные. Канат спиральный типа ТК 1X61=61 проволока. Прядь 1 + 6+12+. + 18+24. 3090—55. Канаты стальные. Канат спиральный закры- тый с одним слоем зетообразной проволоки. 3241—55. Канаты стальные. Технические условия. 5058—57*. Сталь низколегированная конструкционная Марки и общие технические требования. 7348—55. Проволока стальная круглая углеродиста» для предварительно напряженных железобе тонных конструкций. 7675—55. Канаты стальные. Канат спиральный закры- тый с одним слоем клиновидной и одним слоем зетообразной проволоки. 7676—55. Канаты стальные. Канат спиральный закры- тый с двумя слоями клиновидной и одним слоем зетообразной проволоки. 9458—60. Сталь углеродистая толстолистовая и широ- кополосная термически обработанная. Техни- ческие требования БИБЛИОГРАФИЯ К РАЗДЕЛУ VIII 1. Б и р юл ев В. В., О стальных балках с предвари- тельно напряженной затяжкой. Известия высших учеб- ных заведений. «Строительство и архитектура» .№ 3, 1958. ' 2. В а с ил ь е в А. А„ Евдокимова В. П., Опыт- ное применение стальных предварительно напряженных балок. «Промышленное строительство» № 10, 1960. . 3. ВахуркинВ. М., Предварительное напряжение элементов стальных конструкций. «Бюллетень строи- тельной техники» № 18, 1949. 4. Вахуркин В. М., Предварительное напряже- ние стальных конструкций. Экономия металла при при- менении стальных конструкций, Госстройиздат, 1958. 5. ВахуркинВ. М., Предварительное напряжение стальных конструкций., ГПИ Проектстальконструкция. «Материалы по стальным конструкциям» № 2, 1958. 6. Вахуркин В. М., Предварительное'напряже- ние м, оптимальные формы изгибаемых элементов. ГПИ Проектстальконструкция. «Материалы по строительным конструкциям» № 3, 1958. 7. Вахуркин В. М., К выбору формы стальной балки с предварительным напряжением. «Строительная механика и расчет сооружений» № 2, 1959. 8. В е д е н н и к о в Г. С, Предварительно напряжен- ные стальные балки.. Известия высших учебных заведе- ний «Строительство и архитектура» № 1, 1958. 9. Воеводин А. Н., Легкая стальная радиомачта шпренгельного типа. «Вестник связи» №5, 1952. 10. Гайдаров Ю. В., Об устойчивости предвари- тельно напряженных конструкций при их изготовление и эксплуатации. Известия высших учебных заведений Министерства высшего образования. «Строительство в архитектура» № 5, 1959. 11. Гайдаров Ю. В., К вопросу о предваритель- ном напряжении в элементах .металлических конструк- ций. «Бюллетень строительной техники» № 23, 1950. 12. Гайдаров Ю. В., Предварительно напряжен- ные стальные конструкции. «Строительная промышлен- ность» № 6, 1957. 13. Г о р д и н Ц. Г., Предварительно напряженные металлические балки комбинированного сечения. Глав- ленинградстрой. «Бюллетень технической информации» № 7, 1958. 14. К а р т а ш о в К. Н., Висячие покрытия общест- венных зданий. «Архитектура СССР» № 5, 1957. .15. Кириллов К. М., Предварительное напряже- ние металлических конструкций за рубежом, Автотранс- . издат, 1956.
Библиография к разделу VIII 617 il6. Клепиков С. Н., Расчет предварительно на- ¦ фяженных стальных форм. «Строительная промышлен- шсть» № 7, 1958. 17. Красавин Б. Г., Большепролетные галереи : применением напряженно армированной конструк- ции. «Новая техника и передовой опыт в строительстве» \ь 9, 1957. 18. Л а б з е н к о В. И. и Я р е с ь к о В. Д., Экс- периментальное исследование стальных предварительно чапряженных составных балок. «Бюллетень строитель- ной техники» № 12, 1957. 19. Л я щ е н к о М. Н., Искусственное регулирова- 1ие напряжений при усилении металлических конструк- ций путем введения предварительного напряжения эле- «ентов. Труды Ленинградского технологического инсти- тута, вып! XXI, 1951. 19а. Николаев И. С, Мельников Н. П., Все- мирная Брюссельская выставка 1958 г. Госстройиздат, 1962. 20. Попов Г. Д., Байтовый переход канатной до- эоги рекордного пролета на строительстве Сталинград- ского гидроузла. «Строительная промышленность» № 12, 1955. 21. Скурат Г. И. и др., Мост с, предварительно «пряженным металлическим пролетным строением. «Транспортное строительство» № 6, 1960. 22. Сперанский Б. А., Стальные предваритель- но напряженные фермы производственных зданий и со- оружений. «Промышленное строительство» № 10, 1960. 23. Инструкция по проектированию предварительно напряженных стальных конструкций (Проект 1960 г., ПСД и ЦНИИСК). 24. A s h t о п N. Prestretching increaser strength of steel T — beams in University Lowa tests, «Civil Engine- ering» № 3, 1949. 25. В a n d e 1 H. Das orthogonale Seilnetz hyperbo- lischparabolischer Form unter vertikalen Lastzustanden lind Temperaturanderung, «Der Bauingenieur» H. 10, 1959. 26. В a u с h F. und J о о s J., Strassenbrucke fiber ien Wesel — Dateln — Kanal in Dorsten, «Per Stahlbau» H. 11, 1955. x 27. В er ridge P., Lee H., A see M.,Prestressing restores weakened truss bridge, «Civil Engineering» № IX, 1956. 28. В e r r i d g e P., Prestressing strengthens a wrought— iron bridge, «Civil Engineering» № 8, 1957. 29. В u с h w a 11 e r R., S h i u Y., The behavior of prestretched structural steel beams, «The Welding Jour- nal» № 11, 1948. 30. В u г k h а г d t E. Strassenbrucke fiber den Schif- Fahrtskanal zu Laufen am Neckar, «Die Bautechnik» H. 7, 1955. 31. D о n a 1 d A., Chamberlain, Prestressed wind bracing in Queen Elisabeth Hotel,, «Civil Engineering» Mfe 7, 1957. 32. Campbell A., «Engineering News Record» July 16, 1953. ч ¦ 33. Bi schi n ger F., Stahlbrucken im Verbund mit Stahlbetondurchplatten bei gleichzeitiger Vorspannung durch hochwertige Seile, «Der Bauingenieur» H. 11, 1949. 34. Fritz В., Vorgespannte Stahlkonstrucktionen, «Der Bauingenieur» H. 3, 1952. 35. Fritz В., Vorgespannte stahlerne Fachwerkbin- der, «Der Bauingenieur» H. 7, 1955. 36. Fritz В., Ober.die Berechnung und Konstruktion vorgespannter stahlerner Fachwerktrager, «Der Stahl- bau» H. 8, 1955. 37. Hahl, L'ossature metallique du pavilion des Etats — Unis a I'Exposition de Bruxelles, «Acier» № 2, 1958. 38. Hayden A., Briickenbau unter besondefer Be- riicksichtigung des Stahlleichtbaues, «Der Bauingenieur» H. 6, 1955. 39. Jenkins S., Prestressed steel lattice girders, «The Structural Engineer» № 2, 1954. 40. К 1 о p p e 1 K., S о s s e n h e i m er H., Die Vorsch- lage des Stahlbaues beim Wettbewerb 1951 fur die neue Strassen Brficke fiber den Rein bei Worms, «Der Stahl- bau» H. 4, 1954. 41. Kloppel K., Weihermfiller H., Der nach- lassbare Betrag in Spanngliedern, «Der Stahlbau» H.. 4. 1954. 42. La cher ,G., Ein neuer Vorschlag zur Uberqu- erung der Meerenge von Messina, «Stahlbau», № 12, 1957. 43. L' A11 e m a n d, Das Stadion von Montevideo, «Der.Bauingenieur» H. 2, 1959. 44. Levin ton Z., Terminal's prestressed steel roof is umbrella for jet passengers, «Engineering News Record» March 5, 1959. , 45. Lee H., Why prestress new steel members? «Civil Engineering» № 1, 1955. 46. M a g n e 1 G., Prestressed steel structures, «The Structural Engineer» № 11, 1950. . 47. M a g n e 1 G., Constructions en acier precomprine, «L'ossature metallique» № 6, 1950. 48. M a g n e 1 G., L'acier precomprine, Nouvelles considerations, «L'ossature metallique» № 9, 1950. 49. M a g n e 1 G., Le charpentes en acier precomprine, «L'ossature metallique» № 10, 1953. 50. M a g n e 1 G., Long prestressed steel truss erected for Belgien Hanger, «Civil Engineering» № 10, 1954. 51. Magnel G., Prestressing reduces cost of Belgi- en Hanger, «Civil Engineering» № 1, 1954. 52. M e r r i t F., Curved roof on cables spans big area, «Engineering News Record» Oct. 2, 1953.
618 Библиография к разделу VIII 53. М о е n а е г t P., Toitures et parois en cables 64. S t e i n m a n D., Pont suspendu de type «Florian- precontraints, Grand auditorium de I'Universite libre de polis», «Acier, Stahl, Steel» № 1, 1957. Bruxelles, «Acier, Stahl, Steel» № 7—8, 1960. 65. S t ei man R, Messina strait suspension bridge 54. Frei O., Das Hangende Dach. to span 5000 ft. 55. Prestressed steel structures (Discussion), «The 66. Szilurd R., Strengthening steel structures by Structural Engineer», № 7, 1951. means of prestressing, «The Engineering Journal» Oct. 56. Reining A., Vorgespannte Stahlkonstruktionen, 1955. «Der Stahlbau» H. 4, 1954. 67. Tetzlaff W., Rub i now W., Neuartige Seil- 57. Rogers P., Prestressing Steel Trusses Cuts dachkonstruktion, «Bauplannung» № 1, 1958. Cost, «Engineering News Record» Sept. 17, 1959. 68. V a n d e p i 11 e D., Le pavilion Marie Thumas de 58. Samuely R, The Skylon. i «La Commercial des Conserves», «Acier, Stahl, Steel» 59. Samuel у R, Structural prestressing, «The ¦< № 4, 1959. Structural Engineer» № 2, 1955. 69. Ward P., Proceeding of the Institution of Civil 60. Schreiter V., . Neuerung im Hallenbau Engineers, Part I, July, № 4, 1952. «Spannstahldacher», «Bauwirtschaft» № 13,-1955. '70. Wen к H., Neubau der westlichen Fahrbahnseite 61. Soete J., Possibilities of the prestressing of fur die Autobahnbriicke bei Montabaur, «Der Stahlbau» Metallic Construction, Transactions of the Institute of H. 6, 1954. Welding, Oct. № 5, 1951. 71. Prestressed steel work of Harlow New Town, 62. Sossenheimer H., Vorgespannte Stahlkonst- «The Structural Engineer» Oct. 1955. ruktionen, «Der Stahlbau» H. 10, 1951. 72. Unique Roebling —designed tensioning system 63. S t e i n m a n D., A practical treatise on suspen- used to erect suspended roof cables of Utica Civic Audi- sion bridges, 1945. torium, «Engineering News Record» August 20, 1959. ¦ €fftr
В 1962 г. ГОССТРОЙИЗДАТ ВЫПУСТИЛ В СВЕТ следующие издания 1. Исследования по стальным конструкциям. Сборник ста- тей, под ред. Б а л д л н а В. А. ЦНИИСК АСиА СССР, 246 стр., 5 000 экз., 1 р. 16 к. 2. Материалы по металлическим конструкциям. Вып. 6., под ред. Мельникова Н. П., Госстрой СССР. Главстрой- проект. Проектстальконструкция, 188 стр., 3 000 экз., 70 к. 3. Материалы по металлическим конструкциям. Вып. 7, под ред. Мельникова Н. П., Госстрой СССР. Главстрой- проект. Проектстальконструкция, 192 стр., 3 000 экз., 71 к. 4. Металлические конструкции. Состояние и перспективы развития. МИСИ им. Куйбышева, 336 стр., 6 000 экз., 98 к. 5. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов. ЦНИИСК АСиА СССР, под ред. Тарановского С. В., 340 стр., 5 000 экз. 1 р. 20 к. 6. Стальные конструкции. Сборник $2 18. МИСИ им. Куй- бышева, 141 стр., 2000 экз., 74 к. "7. Мурашов В. И., Сигало в Э. Е., Банков В. Н., Железобетонные конструкции. Общий курс, под ред. Пастерна- ка П. Л., 658 стр., 50 000 экз., 1 р. 33 к. 8. Пастернак П. Л., Антонов К. К. и др., Железо- бетонные конструкции. Спец. курс для факультетов промыш- ленного и гражданского строительства, под общей редакцией Пастернака П. Л., 856 стр., 25 000 экз., 2 р. 39 к. 9. Карлсен Г. Г., Большаков В. В. и др., Дере- вянные конструкции. Учебник для вузов, изя. 3-е, перерабо- танное и дополненное, под редакцией Карлсена Г.'Г., 643 стр., 25 000 экз., 1 р. 60 к. 10. Деревянные конструкции. Состояние и перспективы развития. ЦНИИСК АСиА СССР, под ред. Стрелец- кого Н. С, 89 стр. 50 000 экз., 45 к.
л Коллектив авторов п/р. Николая Прокофьевича Мельникова СПРАВОЧНИК ПРОЕКТИРОВЩИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИИ Госстройаздат Москва, Третьяковский проезд, д, I * * * Редактор издательства Э. Л}, Бударина Технические редакторы Н. И. Корсбкова и Г. Д. Наумова Сдано в набор 3 IV—1962 г. Подписано к печати 9/Х '1962 г. Т-12217. Бумага 84х 108"и=19,38 бум. л. — 63,55 услов, печ. л. (86,7 уч.-изд. л.) Тираж 45 000 зкз. Изд. № X—3825. Зак. № 915 Цена 4 р. 64 к. Типография № 1 Государственного- издательства литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, г. Владимир \