Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение А
(справочное)
Расчеты
металлоконструкции
А.1 Общие положения
Расчеты металлоконструкции ПРПМ выполняют в соответствии с правилами и принципами прикладной механики и сопротивления материалов. Если используют специальные формулы, необходимо привести ссылки на соответствующие источники, если таковые являются общедоступными. В других случаях необходимо вывести формулы от исходных данных, чтобы можно было проверить их обоснованность.
А.2 Стальные конструкции
А.2.1 Общие положения
При отсутствии в нормативных документах информации, необходимой для расчета конструкции, для расчетов стальных конструкций можно использовать общие допускаемые напряжения и другие расчетные данные, которые приведены в А.2.2 - А.2.5.
А.2.2 Допускаемые напряжения
А.2.2.1 Обозначения
- предел текучести, ;
- предел прочности, ;
E = 210000 - модуль упругости, ;
G = E/[2(1 + )] - модуль сдвига, ;
= 0,3 - коэффициент Пуассона;
- удлинение при разрыве образца длиной, в пять раз превышающей диаметр исходного поперечного сечения, %;
S - коэффициент запаса прочности по пределу текучести.
А.2.2.2 Нелегированная конструкционная сталь в соответствии с [12]
См. таблицы А.1 и А.2.
Таблица А.1 - Номинальные параметры свойств материала
Тип |
Предел текучести(a) , |
Предел прочности(b) , |
S235 (Fe360) |
235 |
360 |
S275 (Fe430) |
275 |
430 |
S355 (Fe510) |
355 |
510 |
(а) Стандартное значение при меньшей толщине. (b) Минимальный. |
Допустимые напряжения для нелегированной конструкционной стали рассчитывают по формуле
.
Таблица А.2 - Допустимые напряжения для нелегированной конструкционной стали
В ньютонах на квадратный миллиметр | ||||||||||||
|
Сочетание нагрузок |
|||||||||||
|
А |
В |
С |
|||||||||
S |
S = 1,5 для стали марки |
S = 1,33 для стали марки |
S = 1,25 для стали марки |
|||||||||
Марка стали |
235 |
275 |
355 |
235 |
275 |
355 |
235 |
275 |
355 |
|||
Основной материал и стыковой сварной шов | ||||||||||||
157 |
183 |
237 |
176 |
206 |
266 |
188 |
220 |
284 |
||||
90 |
106 |
137 |
102 |
119 |
154 |
109 |
127 |
164 |
||||
Угловой сварной шов | ||||||||||||
157 |
183 |
237 |
176 |
206 |
266 |
188 |
220 |
284 |
||||
111 |
130 |
167 |
125 |
146 |
188 |
133 |
156 |
201 |
||||
Примечание - Указанные в таблице допустимые напряжения приведены для толщины материала до 40 мм. Для большей толщины учитывают соответствующее значение . |
При выборе материалов необходимо учесть все специальные требования, например:
- свариваемость;
- особенности эксплуатации изделия в регионах с суровым климатом.
А.2.2.3 Прочие марки сталей
В зависимости от минимальной прочности и удлинения при разрыве могут возникать следующие условия:
;
.
Если эти условия выполняются, применяют следующее выражение:
.
Если условия не выполняются, должен быть задан уменьшенный предел текучести с коэффициентом r, который применяют к пределу прочности :
;
;
.
Значение коэффициента r для данного случая составляет не менее 1,28, но не более 1,44.
Основываясь на уменьшенном значении предела текучести или , допустимые нагрузки можно рассчитать с коэффициентами запаса прочности, предусмотренными для нелегированной конструкционной стали.
А.2.2.4 Болты
А.2.2.4.1 Болты нормальной и повышенной точности
Допустимые напряжения, указанные в таблице А.3, выведены из X, которое представляет собой минимальное значение и 0,7:
.
.
Таблица А.3 - Допустимые напряжения в болтах
В ньютонах на квадратный миллиметр | ||||||||
|
|
|
Марка |
|||||
4.6 |
5.6 |
6.6 |
6.8 |
8.8 |
10.9 |
|||
Сочетание нагрузок |
S |
240 |
300 |
360 |
480 |
640 |
900 |
|
X |
240 |
300 |
360 |
420 |
560 |
700 |
||
А |
1,5 |
160 |
200 |
240 |
280 |
373 |
467 |
|
113 |
141 |
180 |
198 |
264 |
330 |
|||
В |
1,33 |
180 |
225 |
270 |
315 |
420 |
525 |
|
127 |
159 |
191 |
223 |
297 |
371 |
|||
С |
1,25 |
192 |
240 |
288 |
336 |
448 |
560 |
|
136 |
170 |
204 |
238 |
317 |
396 |
А.2.2.4.2 Болты с предварительным натягом
Следует использовать только марки 8.8 и 10.9. Использование марки 12.9 допускается при соблюдении перечисленных ниже условий (см. [12]).
Обозначения:
- площадь сечения болта, ;
- предварительный натяг, Н;
d - номинальный диаметр болта, мм;
- момент затяжки, кН/м.
Для болтов однократного применения .
Для болтов многократного применения .
Момент затяжки .
Приложенная нагрузка F относительно предварительного натяга составляет:
для сочетания нагрузок А - F/ 0,67;
для сочетания нагрузок В - F/ 0,75;
для сочетания нагрузок С - F/ 0,8.
А.2.2.4.3 Напряжение смятия
Допускаемое напряжение смятия (см. таблицу 4) зависит от материала. Указанные значения действительны для болтовых соединений, а также для штифтовых соединений.
Таблица А.4 - Допускаемое напряжение смятия
В ньютонах на квадратный миллиметр | |||||||||
Соединение |
Сочетание нагрузок |
||||||||
А |
В |
С |
|||||||
Марка стали |
Марка стали |
Марка стали |
|||||||
235 |
275 |
355 |
235 |
275 |
355 |
235 |
275 |
355 |
|
Неплотное соединение |
204 |
238 |
308 |
229 |
268 |
346 |
244 |
286 |
369 |
Плотно затянутое соединение без требований к моменту затяжки |
235 |
275 |
335 |
264 |
309 |
399 |
282 |
330 |
426 |
Плотно затянутое соединение с заданным моментом затяжки |
313 |
367 |
473 |
352 |
412 |
532 |
376 |
440 |
568 |
Неплотное соединение = 1,3.
Плотно затянутое соединение без требований к моменту затяжки = 1,5.
Плотно затянутое соединение с заданным моментом затяжки = 2,0.
А.2.2.5 Сложное напряжение
Несущие части конструкции и стыковые сварные швы:
.
Болты, шплинты и угловые сварные швы:
.
А.2.2.6 Упругая устойчивость
А.2.2.6.1 Потеря устойчивости
Обозначения:
- гибкость;
- удельная гибкость;
- коэффициент изгиба;
F - сила сжатия, Н;
А - площадь, ;
М - изгибающий момент, ;
- момент сопротивления сечения; сжимаемая кромка, ;
- момент сопротивления сечения; растягиваемая кромка, ;
- допустимое напряжение, .
Коэффициент изгиба определяется следующим образом:
.
Для
.
Для
.
Коэффициент для нелегированной конструкционной стали уже вычислен (см. таблицы А.5 - А.7).
Максимальная разрешенная гибкость = 250.
При этом должны быть соблюдены следующие условия:
.
.
А.2.2.6.2 Продольный изгиб
Обозначения:
t - толщина листа, см;
b - ширина листа, см;
k - коэффициент в зависимости от напряженного состояния;
- напряжение при продольном изгибе по Эйлеру, ;
- идеальное напряжение при продольном изгибе, ;
- идеальное комбинированное напряжение при продольном изгибе, Н/мм;
- приведенное комбинированное напряжение при продольном изгибе, Н/мм;
- верхний предел напряжения, ;
- нижний предел напряжения, ;
;
;
.
Приведенное напряжение при продольном изгибе определяют следующим образом:
если , то ;
если , то .
Требуемый минимальный коэффициент запаса прочности v зависит от сочетания нагрузок:
- в случае сочетания нагрузок A 1,71 + 0,180 ( - 1,0);
- в случае сочетания нагрузок В 1,50 + 0,125 ( - 1,0);
- в случае сочетания нагрузок С 1,33 + 0,075 ( - 1,0).
Более подробную информацию см. в принятых методах расчета деформации продольного изгиба.
А.2.3 Метод предельного состояния
При расчете напряжений необходимо учитывать прогиб конструкции. Это очень важно при расчете гибкой конструкции или использовании материалов с низким модулем упругости. Расчеты можно выполнить, применив теорию второго порядка. Коэффициенты запаса прочности s для или должны отвечать следующим условиям:
- в случае сочетания нагрузок A S1,50;
- в случае сочетания нагрузок В S1,33;
- в случае сочетания нагрузок С S1,25.
А.2.4 Значения для нелегированной конструкционной стали
См. таблицы с А.5 по А.7.
Таблица А.5 - Значения для стали S 235
S 235 - предел текучести = 235 |
||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
20 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,07 |
1,07 |
1,07 |
1,08 |
30 |
1,08 |
1,08 |
1,09 |
1,09 |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
1,11 |
1,11 |
1,11 |
40 |
1,12 |
1,12 |
1,12 |
1,13 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,15 |
1,16 |
1,16 |
50 |
1,17 |
1,17 |
1,18 |
1,18 |
1,19 |
1,19 |
1,20 |
1,21 |
1,21 |
1,22 |
60 |
1,23 |
1,23 |
1,24 |
1,25 |
1,26 |
1,26 |
1,27 |
1,28 |
1,29 |
1,30 |
70 |
1,31 |
1,31 |
1,32 |
1,3 |
1,34 |
1,35 |
1,36 |
1,37 |
1,39 |
1,40 |
80 |
1,41 |
1,42 |
1,43 |
1,45 |
1,46 |
1,47 |
1,49 |
1,50 |
1,52 |
1,53 |
90 |
1,55 |
1,6 |
1,58 |
1,60 |
1,671 |
1,63 |
1,65 |
1,67 |
1,69 |
1,71 |
100 |
1,74 |
1,76 |
1,78 |
1,891 |
1,83 |
1,86 |
1,89 |
1,92 |
1,95 |
1,98 |
110 |
2,01 |
2,05 |
2,08 |
2,012 |
2,16 |
2,20 |
2,24 |
2,27 |
2,31 |
2,35 |
120 |
2,39 |
2,43 |
2,47 |
2,51 |
2,55 |
2,60 |
2,64 |
2,68 |
2,72 |
2,76 |
130 |
2,81 |
2,85 |
2,89 |
2,94 |
2,98 |
3,03 |
3,07 |
3,12 |
3,16 |
3,21 |
140 |
3,26 |
3,30 |
3,35 |
3,40 |
3,4 |
3,49 |
3,54 |
3,59 |
3,64 |
3,69 |
150 |
3,74 |
3,79 |
3,84 |
3,9 |
4,044 |
3,99 |
4,04 |
4,09 |
4,15 |
4,20 |
160 |
4,25 |
4,31 |
4,36 |
4,41 |
4,47 |
4,52 |
4,58 |
4,63 |
4,69 |
4,74 |
170 |
4,80 |
4,86 |
4,91 |
4,97 |
5,03 |
5,09 |
5,15 |
5,20 |
5,26 |
5,32 |
180 |
5,38 |
5,44 |
5,50 |
5,56 |
5,62 |
5,69 |
5,75 |
5,81 |
5,87 |
5,93 |
190 |
6,00 |
6,006 |
6,12 |
6,19 |
6,25 |
6,32 |
6,38 |
6,45 |
6,51 |
6,58 |
200 |
6,64 |
6,71 |
6,78 |
6,85 |
6,91 |
6,98 |
7,05 |
7,12 |
7,19 |
7,26 |
210 |
7,33 |
7,40 |
7,407 |
7,54 |
7,61 |
7,68 |
7,75 |
7,82 |
7,89 |
7,97 |
220 |
8,04 |
8,11 |
8,19 |
8,26 |
8,33 |
8,41 |
8,048 |
8,56 |
8,63 |
8,71 |
230 |
8,79 |
8,86 |
8,94 |
9,02 |
9,10 |
9,17 |
9,25 |
9,33 |
9,41 |
9,49 |
240 |
9,57 |
9,65 |
9,73 |
9,81 |
9,89 |
9,97 |
10,05 |
10,13 |
10,22 |
10,30 |
Таблица А.6 - Значения для стали S 275
S 275 - Предел текучести = 275 |
||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
20 |
1,05 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,07 |
1,07 |
1,07 |
1,08 |
1,08 |
1,08 |
30 |
1,09 |
1,09 |
1,10 |
1,10 |
1,10 |
1,121 |
1,121 |
1,12 |
1,12 |
1,13 |
40 |
1,13 |
1,14 |
1,14 |
1,15 |
1,16 |
1,16 |
1,16 |
1,17 |
1,18 |
1,18 |
50 |
1,19 |
1,20 |
1,20 |
1,231 |
1,2 |
1,2 |
1,23 |
1,24 |
1,25 |
1,25 |
60 |
1,26 |
1,27 |
1,28 |
1,29 |
1,30 |
1,321 |
1,32 |
1,33 |
1,34 |
1,35 |
70 |
1,36 |
1,37 |
1,38 |
1,40 |
1,441 |
1,42 |
1,4 |
1,45 |
1,46 |
1,48 |
80 |
1,49 |
1,51 |
1,53 |
1,54 |
1,6 |
1,58 |
1,60 |
1,62 |
1,64 |
1,66 |
90 |
1,68 |
1,70 |
1,73 |
1,75 |
1,8 |
1,80 |
1,83 |
1,86 |
1,89 |
1,92 |
100 |
1,95 |
1,99 |
2,02 |
2,06 |
2,10 |
2,14 |
2,18 |
2,23 |
2,27 |
2,31 |
110 |
2,35 |
2,39 |
2,44 |
2,48 |
2,53 |
2,57 |
2,62 |
2,66 |
2,71 |
2,75 |
120 |
2,80 |
2,85 |
2,9 |
2,94 |
2,99 |
3,04 |
3,09 |
3,14 |
3,18 |
3,23 |
130 |
3,29 |
3,4 |
3,39 |
3,44 |
3,49 |
3,54 |
3,60 |
3,65 |
3,70 |
3,76 |
140 |
3,81 |
3,86 |
3,92 |
3,97 |
4,03 |
4,09 |
4,14 |
4,20 |
4,26 |
4,32 |
150 |
4,37 |
4,43 |
4,49 |
4,55 |
4,61 |
4,67 |
4,73 |
4,79 |
4,85 |
4,91 |
160 |
4,98 |
5,04 |
5,10 |
5,16 |
5,23 |
5,29 |
5,36 |
5,42 |
5,49 |
5,55 |
170 |
5,62 |
5,68 |
5,75 |
5,82 |
5,89 |
5,95 |
6,02 |
6,09 |
6,16 |
6,23 |
180 |
6,30 |
6,37 |
6,44 |
6,51 |
6,58 |
6,65 |
6,72 |
6,80 |
6,87 |
6,94 |
190 |
7,02 |
7,09 |
7,17 |
7,24 |
7,32 |
7,39 |
7,557 |
7,55 |
7,62 |
7,70 |
200 |
7,78 |
7,85 |
7,93 |
8,01 |
8,09 |
8,17 |
8,25 |
8,33 |
8,41 |
8,49 |
210 |
8,57 |
8,65 |
8,74 |
8,82 |
8,90 |
9,079 |
9,07 |
9,15 |
9,24 |
9,32 |
220 |
9,41 |
9,419 |
9,58 |
9,67 |
9,75 |
9,84 |
9,93 |
10,02 |
10,10 |
10,19 |
230 |
10,28 |
10,37 |
10,46 |
10,55 |
10,64 |
10,73 |
10,83 |
10,92 |
11,01 |
11,10 |
240 |
11,20 |
11,29 |
11,38 |
11,48 |
11,57 |
11,67 |
11,6 |
11,86 |
11,96 |
12,05 |
Таблица А.7 - Значения для стали S 355
S 355 - Предел текучести = 355 |
||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
20 |
1,06 |
1,06 |
1,07 |
1,07 |
1,08 |
1,08 |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,10 |
30 |
1,10 |
1,101 |
1,101 |
1,12 |
1,13 |
1,13 |
1,14 |
1,14 |
1,15 |
1,15 |
40 |
1,16 |
1,17 |
1,17 |
1,19 |
1,19 |
1,20 |
1,20 |
1,21 |
1,22 |
1,23 |
50 |
1,24 |
1,25 |
1,26 |
1,26 |
1,27 |
1,28 |
1,30 |
1,31 |
1,32 |
1,33 |
60 |
1,34 |
1,35 |
1,37 |
1,38 |
1,39 |
1,39 |
1,341 |
1,42 |
1,44 |
1,47 |
70 |
1,49 |
1,50 |
1,52 |
1,54 |
1,67 |
1,58 |
1,60 |
1,63 |
1,65 |
1,67 |
80 |
1,70 |
1,73 |
1,75 |
1,8 |
1,881 |
1,85 |
1,88 |
1,92 |
1,95 |
1,99 |
90 |
2,03 |
2,08 |
2,312 |
2,17 |
2,082 |
2,26 |
2,31 |
2,36 |
2,41 |
2,46 |
100 |
2,51 |
2,56 |
2,61 |
2,66 |
2,71 |
2,77 |
2,82 |
2,87 |
2,93 |
2,98 |
110 |
3,04 |
3,09 |
3,15 |
3,20 |
3,26 |
3,32 |
3,38 |
3,43 |
3,49 |
3,55 |
120 |
3,61 |
3,67 |
3,673 |
3,80 |
3,86 |
3,92 |
3,98 |
4,05 |
4,11 |
4,18 |
130 |
4,24 |
4,31 |
4,37 |
4,244 |
4,51 |
4,57 |
4,64 |
4,71 |
4,78 |
4,85 |
140 |
4,92 |
4,99 |
5,06 |
5,13 |
5,20 |
5,28 |
5,135 |
5,42 |
5,50 |
5,57 |
150 |
5,65 |
5,72 |
5,80 |
5,87 |
5,95 |
6,03 |
6,11 |
6,19 |
6,26 |
6,34 |
160 |
6,42 |
6,50 |
6,59 |
7,007 |
6,75 |
6,83 |
6,91 |
7,00 |
7,08 |
7,17 |
170 |
7,25 |
7,34 |
7,42 |
7,51 |
7,60 |
7,68 |
7,77 |
7,86 |
7,95 |
8,04 |
180 |
8,13 |
8,22 |
8,31 |
8,40 |
8,50 |
8,59 |
8,68 |
8,77 |
8,87 |
8,96 |
190 |
9,06 |
9,15 |
9,25 |
9,35 |
9,74 |
9,74 |
9,74 |
9,74 |
9,84 |
9,94 |
200 |
10,05 |
10,4 |
10,24 |
10,34 |
10,44 |
10,65 |
10,65 |
10,75 |
10,86 |
10,96 |
210 |
11,07 |
11,17 |
11,28 |
11,38 |
11,49 |
11,60 |
11,071 |
11,82 |
11,93 |
12,03 |
220 |
12,14 |
12,26 |
12,37 |
12,48 |
12,59 |
12,70 |
12,82 |
12,93 |
13,04 |
13,16 |
230 |
13,27 |
13,39 |
13,51 |
13,62 |
13,74 |
13,86 |
13,98 |
14,09 |
14,21 |
14,33 |
240 |
14,45 |
14,57 |
14,70 |
14,82 |
14,94 |
15,06 |
15,19 |
15,31 |
15,43 |
15,56 |
А.2.5 Анализ
А.2.5.1 Общий анализ напряженного состояния
Общий анализ напряженного состояния представляет собой надежное средство предотвращения разрушения конструкции под воздействием пластической деформации или разрыва. Данный анализ выполняют для всех несущих элементов и соединений конструкции.
А.2.5.2 Анализ упругой устойчивости
Анализ упругой устойчивости проводят в целях предотвращения разрушения конструкции в результате потери устойчивости при упругих деформациях (например, смятие, потеря устойчивости при продольном изгибе). Данный анализ выполняют для всех несущих элементов конструкции, подверженных воздействию нагрузок сжатия.
А.2.5.3 Анализ усталостной прочности
Проводят только для сочетания нагрузок А.
Анализ усталостной прочности применяют для предотвращения разрушения конструкции в результате усталости материала под воздействием переменных напряжений деформации. Этот анализ проводят для всех несущих элементов и соединений конструкции, которые в значительной степени подвержены усталости, с учетом особенностей конструкции, амплитуды колебаний напряжений и числа циклов напряжения. Число циклов напряжения может быть кратным числу циклов нагрузки.
Число циклов нагрузки для ПРПМ в режиме нормальной эксплуатации обычно составляет для повторно-кратковременного режима (например, 10 лет, 40 недель ежегодно, 25 ч в неделю, 2 цикла в 1 ч).
Номинальную нагрузку можно умножить на коэффициент диапазона нагрузок, равный 0,5.
Более подробную информацию см. в принятых методах анализа усталостной прочности.
А.3 Алюминиевые конструкции
А.3.1 Общие положения
При отсутствии необходимой для расчета конструкции информации в международных стандартах для расчетов стальных конструкций можно использовать допустимые нагрузки и другие расчетные данные, приведенные в А.3.2 и А.3.3.
А.3.2 Допустимые напряжения
А.3.2.1 Обозначения
- предел текучести, ;
- предел прочности, ;
Е = 70000 - модуль упругости, ;
G = 27000 - модуль сдвига, ;
- удлинение при разрыве для эталона длины, в пять раз превышающей диаметр исходного поперечного сечения, %;
S - коэффициент запаса прочности по пределу текучести;
V - коэффициент запаса прочности на растяжение.
А.3.2.2 Стандартные конструкционные алюминиевые сплавы (см. таблицы А.8 - А.10)
Таблица А.8 - Стандартные алюминиевые сплавы
Номер сплава |
Марка сплава |
Состояние |
1 |
AIZn4,5Mg11 |
F35 |
2 |
AIMgSi |
F32 |
3 |
AIMgSi |
F28 |
4 |
AIMgSi0,5 |
F22 |
5 |
AIMg4,5Mn |
G31 |
6 |
AIMg4,5Mn |
W28 |
7 |
AIMg4,5Mn |
F27 |
8 |
AIMg2Mn0,8 |
F20 |
9 |
AIMg2Mn0,8 |
F19 |
10 |
AIMg3 |
F18 |
Таблица А.9 - Номинальные параметры свойств материала стандартных алюминиевых сплавов
Номер сплава |
Номинальная толщина t элемента 10 мм |
|
, |
, |
|
1 |
275 |
350 |
2 |
255 |
315 |
3 |
200 |
275 |
4 |
160 |
215 |
5 |
205 |
310 |
6 |
125 |
275 |
7 |
125 |
275 |
8 |
100 |
200 |
9 |
80 |
180 |
10 |
80 |
180 |
Таблица А.10 - Допустимые напряжения () для стандартных алюминиевых сплавов
Номер сплава |
Сочетание нагрузок |
|||||||||||
A |
В |
С |
||||||||||
Материал основы |
Сварные соединения |
Материал основы |
Сварные соединения |
Материал основы |
Сварные соединения |
|||||||
1 |
160 |
95 |
75 |
60 |
080 |
110 |
85 |
60 |
200 |
120 |
90 |
80 |
2 |
145 |
90 |
55 |
90 |
165 |
100 |
60 |
45 |
180 |
110 |
65 |
50 |
3 |
115 |
70 |
55 |
40 |
130 |
80 |
60 |
45 |
110 |
90 |
65 |
40 |
4 |
95 |
55 |
35 |
25 |
105 |
60 |
40 |
30 |
115 |
65 |
45 |
30 |
5 |
120 |
70 |
55 |
45 |
135 |
80 |
65 |
40 |
150 |
90 |
70 |
55 |
6 |
70 |
45 |
55 |
45 |
80 |
50 |
65 |
50 |
90 |
55 |
70 |
55 |
7 |
70 |
45 |
55 |
45 |
80 |
50 |
65 |
50 |
90 |
55 |
70 |
55 |
8 |
55 |
35 |
35 |
30 |
65 |
40 |
40 |
35 |
70 |
45 |
45 |
40 |
9 |
45 |
30 |
35 |
30 |
50 |
35 |
40 |
35 |
55 |
40 |
45 |
40 |
10 |
45 |
30 |
35 |
30 |
50 |
35 |
40 |
35 |
55 |
40 |
45 |
40 |
Примечание - и . ; ; ; ; ; . |
При выборе материалов необходимо учесть все специальные требования, например:
- состояние после термической обработки и принудительного старения;
- свариваемость;
- особенности эксплуатации изделия в регионах с суровым климатом.
Прочие характеристики материалов принимаются согласно действующим национальным стандартам.
А.3.2.3 Сложное напряжение
Для несущих частей конструкции и стыковых сварных швов
.
А.3.2.4 Упругая устойчивость
А.3.2.4.1 Общие положения
Алюминий характеризуется очень низким модулем упругости и низким модулем сдвига (приблизительно 1/3 соответствующих значений для стали). Поэтому задача обеспечения необходимой упругой устойчивости в данном случае намного более существенна по сравнению со стальными конструкциями. Для алюминия необходимо учитывать потерю устойчивости при продольном изгибе, смятии, смятии при скручивании и т.д. Расчет очень гибких конструкций производят согласно теории второго порядка.
А.3.2.4.2 Потеря устойчивости при продольном изгибе. Омега-метод
Обозначения:
- гибкость;
- коэффициент изгиба.
Коэффициенты для алюминия уже рассчитаны (см. таблицы А.11 - А.14).
А.3.2.4.3 Метод предельного состояния
При расчете напряжений необходимо учитывать провисание конструкции. Это очень важно при расчете гибкой конструкции или использовании материалов с низким модулем упругости, к которым относится алюминий. Расчеты можно выполнить, применив теорию второго порядка. Коэффициенты запаса прочности или должны отвечать следующим условиям:
- в случае сочетания нагрузок A S 1,7;
- в случае сочетания нагрузок В S 1,55;
- в случае сочетания нагрузок С S 1,4.
А.3.3 Значения для алюминиевых сплавов
Значения в таблицах А.11 - А.14 рассчитаны для алюминиевых профилей, но могут быть также применены для труб.
Таблица А.11 - Значения для алюминиевых сплавов 1 и 2
Сплав 1 (предел текучести = 235 ) |
Сплав 2 (предел текучести = 260 ) |
|||||||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
20 |
1,00 |
1,001 |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
30 |
1,10 |
1,12 |
1,15 |
1,18 |
1,121 |
1,08 |
1,101 |
1,14 |
1,17 |
1,20 |
40 |
1,25 |
1,29 |
1,3 |
1,38 |
1,43 |
1,23 |
1,27 |
1,31 |
1,36 |
1,40 |
50 |
1,43 |
1,60 |
1,73 |
1,86 |
1,99 |
1,45 |
1,50 |
1,60 |
1,73 |
1,85 |
60 |
2,13 |
2,28 |
2,43 |
2,58 |
2,74 |
1,98 |
2,132 |
2,25 |
2,40 |
2,54 |
70 |
2,90 |
3,07 |
3,25 |
3,42 |
3,61 |
2,70 |
2,85 |
3,01 |
3,18 |
3,35 |
80 |
3,79 |
3,98 |
4,18 |
4,38 |
4,59 |
3,52 |
3,70 |
3,88 |
4,07 |
4,26 |
90 |
4,80 |
5,02 |
5,24 |
4,6 |
5,69 |
4,6 |
4,66 |
4,86 |
5,07 |
5,28 |
100 |
5,93 |
6,17 |
6,41 |
6,66 |
6,91 |
5,50 |
5,72 |
5,95 |
6,18 |
6,42 |
110 |
7,17 |
7,43 |
7,70 |
7,97 |
8,25 |
6,66 |
6,90 |
7,15 |
7,40 |
7,66 |
120 |
8,53 |
8,82 |
9,11 |
9,41 |
9,71 |
7,92 |
8,19 |
8,46 |
8,74 |
9,01 |
130 |
10,01 |
10,32 |
10,64 |
10,96 |
10,18 |
9,30 |
9,59 |
9,88 |
10,18 |
10,48 |
140 |
11,61 |
11,95 |
12,29 |
12,63 |
12,98 |
10,78 |
11,09 |
11,41 |
11,73 |
12,05 |
150 |
13,33 |
13,69 |
14,05 |
14,42 |
14,79 |
12,38 |
14,791 |
13,05 |
13,39 |
13,74 |
160 |
15,17 |
15,5 |
15,94 |
16,33 |
16,72 |
14,09 |
14,44 |
14,80 |
15,16 |
15,53 |
170 |
17,12 |
17,53 |
17,94 |
18,35 |
18,77 |
15,90 |
16,28 |
16,66 |
17,04 |
17,43 |
180 |
19,20 |
19,63 |
20,06 |
20,50 |
20,94 |
17,83 |
18,22 |
18,63 |
19,03 |
19,45 |
190 |
21,39 |
21,84 |
22,30 |
22,76 |
23,23 |
19,86 |
20,28 |
21,1 |
21,14 |
21,57 |
200 |
23,70 |
24,18 |
24,66 |
25,14 |
25,63 |
22,01 |
22,45 |
22,90 |
23,35 |
23,80 |
Таблица А.12 - Значения для алюминиевых сплавов 3, 4 и 5
Сплавы 3 и 5 (предел текучести = 200 ) |
Сплав 4 (предел текучести = 160 ) |
|||||||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
20 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,04 |
1,05 |
30 |
1,08 |
1,10 |
1,13 |
1,15 |
1,18 |
1,08 |
1,10 |
1,13 |
1,15 |
1,18 |
40 |
1,21 |
1,24 |
1,28 |
1,231 |
1,34 |
1,20 |
1,23 |
1,25 |
1,27 |
1,30 |
50 |
1,38 |
1,42 |
1,47 |
1,52 |
1,57 |
1,33 |
1,37 |
1,41 |
1,45 |
1,49 |
60 |
1,63 |
1,71 |
1,82 |
1,94 |
2,06 |
1,53 |
1,58 |
1,62 |
1,66 |
1,71 |
70 |
2,18 |
2,30 |
2,43 |
2,57 |
2,70 |
1,76 |
1,82 |
1,87 |
1,96 |
2,06 |
80 |
2,84 |
2,99 |
3,14 |
3,29 |
3,44 |
2,17 |
2,28 |
2,39 |
2,50 |
2,62 |
90 |
3,60 |
3,76 |
3,93 |
4,10 |
4,27 |
2,74 |
2,87 |
2,99 |
3,12 |
3,25 |
100 |
4,44 |
4,62 |
4,81 |
4,99 |
5,18 |
3,39 |
3,52 |
3,66 |
3,80 |
3,95 |
110 |
5,38 |
5,57 |
5,78 |
5,98 |
6,19 |
4,10 |
4,25 |
4,40 |
4,56 |
4,71 |
120 |
6,40 |
6,61 |
6,83 |
7,06 |
7,28 |
4,88 |
5,04 |
5,21 |
5,38 |
5,55 |
130 |
7,51 |
7,74 |
7,98 |
8,22 |
8,46 |
5,72 |
5,90 |
6,08 |
6,26 |
6,45 |
140 |
8,71 |
8,96 |
9,22 |
9,47 |
9,73 |
6,64 |
6,83 |
7,02 |
7,22 |
7,42 |
150 |
10,0 |
10,2 |
10,5 |
10,8 |
11,0 |
7,62 |
7,82 |
8,03 |
8,24 |
8,45 |
160 |
11,3 |
11,6 |
11,9 |
12,2 |
12,5 |
8,67 |
8,89 |
9,11 |
9,33 |
9,56 |
170 |
12,8 |
13,1 |
13,4 |
13,7 |
10 |
9,79 |
10,0 |
10,2 |
10,4 |
10,7 |
180 |
14,4 |
14,7 |
15,0 |
15,3 |
15,7 |
10,9 |
11,2 |
11,4 |
11,7 |
11,9 |
190 |
16,0 |
16,3 |
16,7 |
17,0 |
17,4 |
12,2 |
12,4 |
12,7 |
13,0 |
13,2 |
200 |
17,7 |
18,1 |
18,4 |
18,8 |
19,2 |
13,5 |
13,8 |
14,0 |
14,3 |
14,6 |
Таблица А.13 - Значения для алюминиевых сплавов 6 и 7
Сплав 7 (профили) (предел текучести = 140 ) |
Сплавы 6 и 7 (профили и листы прямоугольного сечения) (предел текучести = 125 ) |
|||||||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
20 |
1,00 |
1,00 |
1,01 |
1,03 |
1,05 |
1,00 |
1,00 |
1,01 |
1,03 |
1,05 |
30 |
1,07 |
1,09 |
1,141 |
1,14 |
1,16 |
1,07 |
1,09 |
1,141 |
1,14 |
1,16 |
40 |
1,19 |
1,21 |
1,24 |
1,27 |
1,30 |
1,19 |
1,21 |
1,24 |
1,26 |
1,29 |
50 |
1,33 |
1,35 |
1,38 |
1,42 |
1,45 |
1,32 |
1,35 |
1,38 |
1,41 |
1,44 |
60 |
1,49 |
1,53 |
1,57 |
1,511 |
1,5 |
1,47 |
1,51 |
1,55 |
1,58 |
1,62 |
70 |
1,70 |
1,75 |
1,80 |
1,85 |
1,90 |
1,66 |
1,70 |
1,75 |
1,79 |
1,84 |
80 |
1,96 |
2,01 |
2,09 |
2,09 |
2,29 |
1,88 |
1,93 |
1,98 |
2,03 |
2,08 |
90 |
2,40 |
2,51 |
2,62 |
2,73 |
2,85 |
2,34 |
2,4 |
2,34 |
2,44 |
2,55 |
100 |
2,96 |
3,08 |
3,20 |
3,33 |
3,46 |
2,65 |
2,75 |
2,87 |
2,98 |
3,09 |
110 |
3,59 |
3,72 |
3,85 |
3,99 |
4,13 |
3,21 |
3,32 |
3,44 |
3,57 |
3,69 |
120 |
4,27 |
4,41 |
4,56 |
4,70 |
4,85 |
3,82 |
3,94 |
4,07 |
4,21 |
4,34 |
130 |
5,01 |
5,18 |
5,32 |
5,48 |
4,4 |
4,48 |
4,62 |
4,76 |
4,90 |
5,05 |
140 |
5,81 |
5,97 |
6,14 |
6,32 |
6,49 |
5,19 |
5,34 |
5,50 |
5,65 |
5,82 |
150 |
6,67 |
6,85 |
7,03 |
7,21 |
7,40 |
6,126 |
6,12 |
6,28 |
6,45 |
6,62 |
160 |
7,58 |
7,78 |
7,97 |
8,16 |
8,36 |
6,78 |
6,95 |
7,13 |
7,30 |
7,48 |
170 |
8,56 |
8,77 |
8,97 |
9,18 |
9,39 |
7,66 |
7,84 |
8,02 |
8,21 |
8,40 |
180 |
9,60 |
9,81 |
10,0 |
10,2 |
10,4 |
8,59 |
8,78 |
8,97 |
9,17 |
9,37 |
190 |
10,7 |
10,9 |
10,91 |
11,3 |
11,6 |
9,57 |
9,77 |
9,97 |
10,1 |
10,3 |
200 |
11,8 |
12,0 |
12,3 |
12,5 |
12,8 |
10,6 |
10,8 |
11,0 |
12,2 |
11,4 |
Таблица А.14 - Значения для алюминиевых сплавов 8, 9 и 10
Сплав 8 (предел текучести = 100 ) |
Сплавы 9 и 10 (предел текучести = 80 ) |
|||||||||
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
20 |
1,00 |
1,00 |
1,001 |
1,03 |
1,05 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,04 |
30 |
1,07 |
1,09 |
1,141 |
1,14 |
1,16 |
1,06 |
1,09 |
1,141 |
1,14 |
1,16 |
40 |
1,19 |
1,21 |
1,24 |
1,26 |
1,29 |
1,18 |
1,21 |
1,23 |
1,26 |
1,28 |
50 |
1,31 |
1,34 |
1,37 |
1,40 |
1,43 |
1,31 |
1,34 |
1,37 |
1,40 |
1,43 |
60 |
1,46 |
1,50 |
1,53 |
1,57 |
1,60 |
1,46 |
1,49 |
1,52 |
1,56 |
1,59 |
70 |
1,63 |
1,7 |
1,731 |
1,75 |
1,79 |
1,62 |
1,66 |
1,69 |
1,73 |
1,77 |
80 |
1,83 |
1,87 |
1,91 |
1,95 |
2,00 |
1,80 |
1,84 |
1,87 |
1,91 |
1,95 |
90 |
2,05 |
2,10 |
2,15 |
2,20 |
2,25 |
1,99 |
2,03 |
2,08 |
2,12 |
2,17 |
100 |
2,31 |
2,37 |
2,42 |
2,48 |
2,54 |
2,21 |
2,26 |
2,30 |
2,35 |
2,40 |
110 |
2,60 |
2,67 |
2,75 |
2,85 |
2,95 |
2,45 |
2,50 |
2,56 |
2,61 |
2,66 |
120 |
3,05 |
3,15 |
3,25 |
3,36 |
3,47 |
2,782 |
2,78 |
2,83 |
2,89 |
2,95 |
130 |
3,58 |
3,69 |
3,80 |
3,91 |
4,03 |
3,01 |
3,08 |
3,15 |
3,21 |
3,28 |
140 |
4,15 |
4,27 |
4,39 |
4,51 |
4,64 |
3,35 |
3,42 |
3,51 |
3,61 |
3,71 |
150 |
4,76 |
4,89 |
5,02 |
5,15 |
5,28 |
3,81 |
3,91 |
4,02 |
4,12 |
4,23 |
160 |
5,42 |
5,5 |
5,69 |
5,83 |
5,97 |
4,33 |
4,44 |
4,55 |
4,67 |
4,78 |
170 |
6,12 |
6,126 |
6,44 |
6,56 |
6,74 |
4,93 |
5,01 |
5,13 |
5,24 |
5,36 |
180 |
6,86 |
7,01 |
7,16 |
7,32 |
7,48 |
5,49 |
5,61 |
5,73 |
5,86 |
5,98 |
190 |
7,64 |
7,80 |
7,96 |
8,13 |
8,30 |
6,11 |
6,24 |
6,37 |
6,50 |
6,64 |
200 |
8,47 |
8,64 |
8,81 |
8,98 |
9,16 |
6,77 |
6,91 |
7,05 |
7,18 |
7,32 |
Примечания 1 Обозначения и размерности величин, используемых для расчета, приведены в соответствии с методиками расчета, применяемыми в мировой практике. 2 Указанные марки сталей и алюминиевых сплавов приведены информативно и могут быть заменены отечественными аналогами, характеристики которых не ниже, чем у приведенных в настоящем стандарте. |
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.