UN- superficie de la section transversale brute ;
Un milliard- la section transversale nette du boulon ;
Annonce- la section transversale du corset ;
Un F- la section transversale de l'étagère (ceinture) ;
Un- surface transversale nette ;
Oh- la section transversale du mur ;
Awf- surface de la section transversale du métal soudé d'angle ;
Un wz- la section transversale de la limite de fusion métallique ;
E- module d'élasticité;
F- forcer;
g- module de cisaillement ;
Jb- moment d'inertie de la section de dérivation ;
Jm; Jd- les moments d'inertie des sections de membrures et de contreventements de la ferme ;
Js- moment d'inertie de la section de la nervure, planche ;
J sl- moment d'inertie de la section de la nervure longitudinale ;
Jt- moment d'inertie de torsion d'une poutre, d'un rail ;
Jx; Jy- moments d'inertie de la section brute par rapport aux axes, respectivement xx Et o-o;
Jxn; Jyn- les mêmes, sections nettes ;
M- moment, moment de flexion ;
M x; Mon- moments autour des axes, respectivement xx Et o-o;
N- force longitudinale ;
N annonce- un effort supplémentaire ;
Nbm- effort longitudinal à partir du moment dans la branche du poteau ;
Q- force de cisaillement, force de cisaillement ;
Qfic- effort tranchant conditionnel pour les éléments de connexion ;
Questions- effort transversal conditionnel exercé sur un système de planches situé dans un même plan ;
Rba- résistance à la traction calculée des boulons de fondation ;
RBH- résistance à la traction calculée des boulons à haute résistance ;
Rpb- résistance calculée à l'écrasement des assemblages boulonnés ;
Rbs- résistance de calcul au cisaillement des boulons ;
Rbt- la résistance à la traction de calcul des boulons ;
Chignon R- résistance standard de l'acier des boulons, prise égale à la résistance temporaire σ dans selon les normes de l'État et les spécifications techniques des boulons ;
R bv- résistance à la traction de calcul des boulons en U ;
Rcd- résistance de conception à la compression diamétrale des rouleaux (avec contact libre dans les structures à mobilité réduite) ;
Rdh- résistance à la traction calculée du fil à haute résistance ;
RLP- résistance calculée à l'écrasement local dans les charnières cylindriques (tourillons) à contact étanche ;
RP- résistance de calcul de l'acier à l'écrasement de la surface d'extrémité (s'il y a un ajustement) ;
R s- résistance de calcul au cisaillement de l'acier ;
R ème- résistance à la traction calculée de l'acier dans le sens de l'épaisseur du produit laminé ;
Tu- résistance de calcul de l'acier à la traction, à la compression et à la flexion basée sur la résistance temporaire ;
Courir- résistance temporaire à la traction de l'acier, prise égale à la valeur minimale σ dans selon les normes de l'État et les spécifications techniques de l'acier ;
RWF- résistance calculée des soudures d'angle au cisaillement (conditionnelle) le long du métal fondu ;
R wu- résistance calculée des joints soudés bout à bout à la compression, à la traction et à la flexion sur la base de la résistance temporaire ;
R a gagné- résistance standard du métal fondu en termes de résistance temporaire ;
Rws- résistance au cisaillement calculée des joints soudés bout à bout ;
Piste- résistance calculée des joints soudés bout à bout à la compression, à la traction et à la flexion à la limite d'élasticité ;
Rwz- résistance calculée des soudures d'angle au cisaillement (conditionnelle) le long du métal de la limite de fusion ;
Ry- résistance de calcul de l'acier à la traction, à la compression et à la flexion à la limite d'élasticité ;
Ryn- la limite d'élasticité de l'acier, prise égale à la valeur de la limite d'élasticité σ t selon les normes de l'État et les spécifications techniques de l'acier ;
S- moment statique de la partie cisaillée de la section brute par rapport à l'axe neutre ;
L x; Pourquoi- moments résistants de la section brute par rapport aux axes, respectivement xx Et oui-oui ;
Wxn; Wynn- moments résistants de la section nette par rapport aux axes, respectivement xx Et o-o;
b- largeur;
bef- largeur de conception ;
petit ami- largeur de l'étagère (ceinture) ;
bb- la largeur de la partie saillante de la nervure, surplomb ;
c; cx; c y- coefficients de calcul de résistance prenant en compte l'évolution des déformations plastiques lors de la flexion par rapport aux axes, respectivement x-x, a-y;
e- excentricité de la force ;
h- hauteur;
hef- la hauteur de conception du mur ;
h w- la hauteur du mur ;
je- rayon de giration de la section ;
j'en suis- le plus petit rayon de giration de la section ;
je x; je et- rayons d'inertie de la section par rapport aux axes, respectivement xx Et o-o;
kf- patte à soudure d'angle ;
je- longueur, envergure ;
l c- longueur du rack, de la colonne, de l'entretoise ;
je d- la longueur du corset ;
gauche- longueur nominale estimée ;
je m- longueur du panneau de membrure de ferme ou de poteau ;
je- longueur de la barre ;
l w- longueur de la soudure ;
je x; je- longueurs calculées de l'élément dans les plans perpendiculaires aux axes, respectivement xx Et o-o;
m- excentricité relative ( m = eA / Toilettes);
m ef- excentricité relative réduite ( m ef = mη);
r- rayon ;
t- épaisseur;
t f- épaisseur de l'étagère (ceinture) ;
t w- épaisseur du mur;
βf Et β z- des coefficients de calcul d'une soudure d'angle, respectivement, pour le métal fondu et pour le métal de la limite de fusion ;
y b- coefficient des conditions d'exploitation du raccordement ;
γc- coefficient des conditions de travail ;
γn- coefficient de fiabilité pour l'usage prévu ;
γm- coefficient de fiabilité du matériau ;
γ tu- coefficient de fiabilité dans les calculs basés sur la résistance temporaire ;
η - coefficient d'influence de la forme de la section ;
λ - flexibilité ( λ = gauche / je);
Conditionalflex();
λ ef- flexibilité réduite de la tige de section traversante ;
Flexibilité réduite conditionnelle d'une tige à section traversante ( 
);
Flexibilité conditionnelle du mur ( 
);
La plus grande flexibilité conditionnelle du mur ;
λ X; λ oui- flexibilité calculée de l'élément dans des plans perpendiculaires aux axes, respectivement x-x et y-y;
v- coefficient de déformation transversale de l'acier (Poisson) ;
σloc- tension locale ;
σx; σy- contraintes normales parallèles aux axes, respectivement xx Et oui-oui ;
τ xy- la contrainte de cisaillement ;
φ (X, oui) - coefficient de flambement ;
φb- coefficient de réduction des résistances de calcul pour le flambement par flexion-torsion des poutres ;
φe- coefficient de réduction des résistances de conception lors d'une compression excentrique.
| 1. Dispositions générales. 2 2. Matériaux pour structures et connexions. 3 3. Caractéristiques de conception des matériaux et des connexions. 4 4*. Prise en compte des conditions d'exploitation et de la destination des ouvrages. 6 5. Calcul des éléments des structures en acier sur les efforts axiaux et la flexion. 7 Éléments tendus et comprimés centralement.. 7 Éléments de flexion.. 11 Éléments soumis à une force axiale avec flexion.. 15 Pièces de support. 19 6. Longueurs de conception et flexibilité maximale des éléments de structure en acier. 19 Longueurs de calcul des éléments de fermes plates et des contreventements. 19 Calculer les longueurs des éléments des structures en treillis spatial. 21 Longueurs de calcul des éléments structurels. 23 Longueurs de conception des colonnes (racks) 23 Limiter la flexibilité des éléments comprimés. 25 Flexibilité ultime des éléments de traction. 25 7. Vérification de la stabilité des murs et des tôles de ceinture des éléments pliés et comprimés. 26 murs à poutres. 26 Murs d'éléments comprimés de manière excentrique centrale et pliés par compression. 32 Feuilles de ceinture (étagères) d'éléments comprimés centralement, excentriquement, pliés par compression et pliables. 34 8. Calcul des structures de tôles. 35 Calculs de résistance. 35 Calculs de stabilité. 37 Exigences de base pour le calcul des structures à membrane métallique. 39 9. Calcul de l'endurance des éléments de structure en acier. 39 10. Calcul de la résistance des éléments de structures en acier, en tenant compte de la rupture fragile. 40 11. Calcul des connexions des structures en acier. 40 Joints soudés. 40 connexions boulonnées. 42 Assemblages avec boulons à haute résistance. 43 Connexions avec extrémités fraisées. 44 Assemblages de corde dans les poutres composites. 44 12. Exigences générales sur la conception des structures en acier. 45 Dispositions fondamentales. 45 Joints soudés. 46 Assemblages boulonnés et assemblages avec boulons à haute résistance. 46 13. Exigences supplémentaires pour la conception des bâtiments et des structures industrielles. 48 Flèches relatives et déviations des structures. 48 Distances entre joints de dilatation. 48 Fermes et dalles structurelles. 48 colonnes. 49 connexions. 49 poutres. 49 poutres de grue. Structures de 50 feuilles. 51 Fixations de montage. 52 14. Exigences supplémentaires pour la conception de bâtiments et de structures résidentiels et publics. 52 Bâtiments à ossature. 52 Revêtements suspendus. 52 15*. Exigences supplémentaires pour la conception des supports de lignes aériennes de transport d'électricité et des structures ouvertes appareils de distribution et lignes de contact avec les réseaux de transport. 53 16. Exigences supplémentaires pour la conception de structures d'antennes de communication (AC) d'une hauteur allant jusqu'à 500 m. 55 17. Exigences supplémentaires pour la conception d'ouvrages hydrauliques fluviaux. 58 18. Exigences supplémentaires pour le calcul des poutres avec un mur flexible. 59 19. Exigences supplémentaires pour la conception de poutres avec un mur perforé. 60 20*. Exigences supplémentaires pour la conception des structures des bâtiments et des structures lors de la reconstruction. 61 Annexe 1. Matériaux pour structures en acier et leurs résistances de calcul. 64 Annexe 2. Matériaux pour les connexions des structures en acier et leurs résistances de calcul. 68 Annexe 3. Caractéristiques physiques des matériaux. 71 Annexe 4*. Coefficients de conditions de travail pour un angle simple étiré boulonné à une bride. 72 Annexe 5. Coefficients de calcul de la résistance des éléments de structure en acier tenant compte de l'évolution des déformations plastiques. 72 Annexe 6. Coefficients de calcul de la stabilité des éléments comprimés centralement, excentriquement et en flexion comprimée. 73 Annexe 7*. Chances φb pour calculer la stabilité des poutres. 82 Annexe 8. Tableaux de calcul des éléments d'endurance et prise en compte de la rupture fragile. 85 Annexe 8, a. Détermination des propriétés des métaux. 88 Annexe 9*. Basique désignations de lettres quantités 89 |
L'usine métallurgique de Sibérie occidentale maîtrise la production de produits laminés façonnés (angles à brides égales, canaux, poutres en I) avec une épaisseur de bride allant jusqu'à 10 mm inclus selon TU 14-11-302-94 « Produits laminés façonnés C345 en acier au carbone modifié avec du niobium", développé par l'usine JSC Ural Institute of Metals" et approuvé par le TsNIISK du nom. Kucherenko.
Glavtekhnormirovanie rapporte que l'acier laminé façonné en acier S345 catégories 1 et 3 selon TU 14-11-302-94 peut être utilisé conformément au SNiP II-23-81 « Structures en acier » (tableau 50) dans les mêmes structures pour lesquelles il est fourni en acier laminé C345 catégories 1 et 3 selon GOST 27772-88.
Chef de Glavtekhnormirovaniya V.V. Tichtchenko
Introduction
L'industrie métallurgique maîtrise la production de produits laminés pour la construction de structures métalliques et d'acier économiquement allié C315. Le durcissement, en règle générale, est obtenu par microalliage d'acier doux à faible teneur en carbone avec l'un des éléments : titane, niobium, vanadium ou nitrures. L'alliage peut être combiné avec un laminage contrôlé ou un traitement thermique.
Les volumes de production atteints de tôles et de profilés façonnés à partir du nouvel acier C315 permettent de satisfaire pleinement les besoins de construction en produits laminés avec des caractéristiques de résistance et de résistance au froid proches des normes des aciers faiblement alliés selon GOST 27772-88.
1. Documentation réglementaire pour la location
Actuellement, une série de spécifications techniques pour l'acier laminé C315 a été développée.
TU 14-102-132-92 « Acier profilé laminé C315 ». Le détenteur de l'original et le fabricant du produit laminé est l'usine métallurgique de Nizhne-Tagil, assortiment - canaux conformément à GOST 8240, profilés d'angle à brides égales, profilés d'angle à brides inégales, poutres en I ordinaires et à bords de bride parallèles.
TU 14-1-5140-92 « Produits laminés pour la construction de structures en acier. Conditions techniques générales". Le support d'origine est TsNIICHM, le produit laminé est fabriqué par l'usine métallurgique de Nizhne-Tagil, l'assortiment est constitué de poutres en I selon GOST 26020, TU 14-2-427-80.
TU 14-104-133-92 « Produits laminés à haute résistance pour la construction de structures en acier ». Le détenteur de l'original et le fabricant du métal laminé est l'usine métallurgique Orsko-Khalilovsky, assortiment de tôles d'une épaisseur de 6 à 50 mm.
TU 14-1-5143-92 « Produits en feuilles et laminés à résistance et résistance au froid accrues. » Le support d'origine est TsNIICHM, le produit laminé est fabriqué par Novo-Lipetsk Iron and Steel Works, la gamme de produits est constituée de tôles laminées selon GOST 19903 d'une épaisseur allant jusqu'à 14 mm inclus.
TU 14-105-554-92 « Tôles laminées à résistance accrue et résistance au froid. » Le détenteur de l'original et le fabricant du métal laminé est l'usine métallurgique de Cherepovets, l'assortiment est constitué de tôles selon GOST 19903 d'une épaisseur allant jusqu'à 12 mm inclus.
2. Dispositions générales
2.1. Il est conseillé d'utiliser des produits laminés en acier S315 au lieu de produits laminés en acier à faible teneur en carbone S255, S285 conformément à GOST 27772-88 pour les groupes de structures selon SNiP II-23-8I, dont l'utilisation dans des conditions climatiques les régions de construction avec une température de conception de moins 40 ° C ne sont pas autorisées. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser la résistance accrue de l'acier laminé C315.
3. Matériaux pour structures
3.1. L'acier laminé C315 est fourni en quatre catégories en fonction des exigences des tests de flexion par impact (les catégories sont supposées être les mêmes que l'acier laminé C345 selon GOST 27772-88).
3.2. L'acier laminé C315 peut être utilisé dans les structures, guidé par les données du tableau. 1.
Tableau 1
* Pour les produits laminés d'une épaisseur ne dépassant pas 10 mm.
4. Caractéristiques de conception des produits laminés et des connexions
4.1. Les résistances standard et calculées de l'acier laminé C315 sont prises conformément au tableau. 2.
Tableau 2
| Épaisseur laminée, mm | Résistance standard des produits laminés, MPa (kgf/mm 2) | Résistance de conception des produits laminés, MPa (kgf/mm 2) | ||||||
| en forme de | fiche, haut débit universel | en forme de | ||||||
| Ryn | Courir | Ryn | Courir | Ry | Tu | Ry | Tu | |
| 2-10 | 315 (32) | 440 (45) | 315 (32) | 440 (45) | 305 (3100) | 430 (4400) | 305 (3100) | 430 (4400) |
| 10-20 | 295 (30) | 420 (43) | 295 (30) | 420 (43) | 290 (2950) | 410 (4200) | 290 (2950) | 410 (4200) |
| 20-40 | 275 (28) | 410 (42) | 275 (28) | 410 (42) | 270 (2750) | 400 (4100) | 270 (2750) | 400 (4100) |
| 40-60 | 255 (26) | 400 (41) | - | - | 250 (2550) | 390 (4000) | - | - |
4.2. Résistances calculées des joints soudés en acier laminé C315 pour divers types les connexions et les connexions contraintes doivent être déterminées conformément au SNiP II-23-81* (clause 3.4, tableau 3).
4.3. La résistance portante calculée des éléments reliés par des boulons doit être déterminée conformément au SNiP II-23-81* (clause 3.5, tableau 5*).
5. Calcul des connexions
5.1. Le calcul des joints soudés et boulonnés en acier laminé S315 est effectué conformément aux exigences du SNiP II-23-81.
6. Fabrication de structures
6.1. Lors de la fabrication de structures de bâtiment en acier C315, la même technologie doit être utilisée que pour l'acier C255 et C285 selon GOST 27772-88.
6.2. Les matériaux pour le soudage de l'acier laminé S315 doivent être pris conformément aux exigences du SNiP II-23-81* (tableau 55*) pour l'acier laminé S255, S285 et S345 - conformément à GOST 27772-88, en tenant compte de la résistance calculée. en acier laminé S315 pour différentes épaisseurs.
Sur l'utilisation dans la construction de plaques laminées à résistance accrue selon TU 14-104-133-92
Le ministère de la Construction de Russie envoyé aux ministères et départements Fédération Russe, aux agences publiques de construction des républiques de la Fédération de Russie, aux instituts de conception et de recherche, lettre n° 13-227 du 11 novembre 1992 avec le contenu suivant.
L'usine métallurgique d'Orsko-Khalilovsky maîtrise la production de tôles d'une épaisseur de 6 à 50 mm selon les spécifications techniques TU 14-104-133-92 « Produits laminés à haute résistance pour la construction de structures en acier », développées par l'usine, ITMT TsNIIchermet et TsNIISK im. Kucherenko.
L'usine en microalliant de l'acier doux à faible teneur en carbone avec du titane ou du vanadium (ou les deux) avec application possible traitement thermique et conditions de laminage contrôlées, un nouveau type de métal laminé très efficace a été obtenu à partir des aciers S315 et S345E, dont les propriétés ne sont pas inférieures à celles des produits laminés en aciers faiblement alliés selon GOST 27772-88. La méthode de microalliage, le type de traitement thermique et les modes de laminage sont choisis par le fabricant. Les produits laminés sont fournis en quatre catégories en fonction des exigences en matière d'essais de flexion par impact adoptées dans GOST 27772-88 et SNiP II-23-81*, ainsi que dans la norme allemande DIN 17100 (sur des échantillons avec une encoche pointue). La catégorie et le type d'essai de flexion par choc sont indiqués par le consommateur dans la commande du métal laminé.
Le ministère de la Construction de Russie rapporte que l'acier laminé S345E selon TU 14-104-133-92 peut être utilisé avec et à la place de l'acier laminé S345 selon GOST 27772-88 dans des structures conçues selon SNiP II-23-81*. « Structures en Acier », sans recalcul des sections d'éléments et de leurs connexions. Le champ d'application, la résistance standard et de conception de l'acier laminé C315 selon TU 14-104-133-92, ainsi que les matériaux utilisés pour le soudage, la résistance de conception des joints soudés et l'écrasement des éléments reliés par des boulons, doivent être pris en fonction aux recommandations du TsNIISK im. Kucherenko, publié ci-dessous.
L'usine sidérurgique de Nizhny Tagil maîtrise la production de produits laminés profilés - canaux conformes à GOST 8240, angles conformes à GOST 8509 et GOST 8510, poutres en I conformes à GOST 8239, GOST 19425, TU 14-2- 427-80, poutres en I à larges ailes conformes à GOST 26020 selon les spécifications techniques TU 14-1 -5140-82 « Produits laminés profilés à haute résistance pour la construction de structures en acier », développées par l'usine TsNIIchermet im. Bardin et TsNIISK im. Kucherenko.
La plante grâce à une sélection rationnelle composition chimique acier à faible teneur en carbone, en le micro-alliant et en le saturant de nitrures et de carbonitrures avec affinage des grains pendant le processus de laminage, un type de produit laminé très efficace a été obtenu à partir des aciers C315, C345 et C375, dont les propriétés ne sont pas inférieures à celles de produits laminés en aciers faiblement alliés selon GOST 27772.
Les produits laminés sont fournis en quatre catégories en fonction des exigences en matière d'essais de flexion par impact adoptées dans GOST 27772-88 et SNiP II-23-81*, ainsi que dans la norme allemande DIN 17100 (sur des échantillons avec une encoche pointue). La catégorie et le type d'essai de flexion par choc sont indiqués par le consommateur dans la commande du métal laminé.
Le Gosstroy de Russie rapporte que l'acier laminé C345 et C375 conformément à TU 14-1-5140-92 peut être utilisé avec et à la place de l'acier laminé C345 et C375 conformément à GOST 27772-88 dans des structures conçues selon SNiP II- 23-81* « Structures en acier », sans recalculer les sections des éléments et leurs liaisons. Le champ d'application, la résistance standard et de conception de l'acier laminé C315 selon TU 14-1-3140-92, ainsi que les matériaux utilisés pour le soudage, la résistance de conception des joints soudés, l'écrasement des éléments reliés par des boulons, doivent être pris en fonction aux «Recommandations» du TsNIISK im. Kucherenko, qui ont été publiés dans la revue « Bulletin of Construction Technology » n° 1 de 1993.
Vice-président V.A. Alekseev
Espagnol V.P. Poddubny
DISPOSITIONS GÉNÉRALES
1.1. Ces normes doivent être respectées lors de la conception de structures de bâtiments en acier et de structures à des fins diverses.
Les normes ne s'appliquent pas à la conception des structures en acier pour les ponts, les tunnels de transport et les canalisations sous remblais.
Lors de la conception de structures en acier dans des conditions de fonctionnement particulières (par exemple, structures de hauts fourneaux, canalisations principales et de traitement, réservoirs) but spécial, structures de bâtiments exposées aux effets sismiques, aux effets de température intenses ou à l'exposition à des environnements agressifs, structures d'ouvrages hydrauliques marins), structures de bâtiments et de structures uniques, ainsi que types particuliers de structures (par exemple, précontraintes, spatiales, suspendues) exigences supplémentaires doivent être observés, reflétant les caractéristiques du travail de ces structures, prévues par les lois compétentes documents réglementaires, approuvé ou convenu par le Comité national de la construction de l'URSS.
1.2. Lors de la conception de structures en acier, il faut se conformer aux normes SNiP pour la protection des structures de bâtiment contre la corrosion et normes de sécurité incendie conception de bâtiments et de structures. L'augmentation de l'épaisseur des produits laminés et des parois des tuyaux afin de protéger les structures de la corrosion et d'augmenter la résistance au feu des structures n'est pas autorisée.
Toutes les structures doivent être accessibles pour l'observation, le nettoyage, la peinture et ne doivent pas retenir l'humidité ni entraver la ventilation. Les profils fermés doivent être scellés.
1,3*. Lors de la conception des structures de maternité, vous devez :
sélectionner des schémas techniques et économiques optimaux de structures et de sections transversales d'éléments ;
utiliser des profilés laminés économiques et des aciers performants ;
utiliser, en règle générale, des normes unifiées ou des conceptions standard pour les bâtiments et les structures ;
utiliser des structures évolutives (systèmes spatiaux constitués d'éléments standards ; structures combinant des fonctions porteuses et enveloppantes ; structures précontraintes, haubanées, en tôles minces et combinées en différents aciers) ;
assurer la fabricabilité de la fabrication et de l'installation des structures ;
utiliser des conceptions qui garantissent la moindre intensité de main-d'œuvre pour leur fabrication, leur transport et leur installation ;
prévoir, en règle générale, la production en ligne de structures et leur installation par convoyeur ou en gros blocs ;
prévoir l'utilisation de types progressifs de connexions d'usine (soudage automatique et semi-automatique, connexions à brides, à extrémités fraisées, connexions boulonnées, y compris à haute résistance, etc.) ;
prévoir, en règle générale, des connexions de montage avec des boulons, y compris à haute résistance ; les connexions d'installation soudées sont autorisées avec une justification appropriée ;
se conformer aux exigences des normes nationales pour les structures du type correspondant.
1.4. Lors de la conception de bâtiments et de structures, il est nécessaire d'adopter des schémas structurels garantissant la résistance, la stabilité et l'immuabilité spatiale des bâtiments et des structures dans leur ensemble, ainsi que leur éléments individuels pendant le transport, l'installation et l'exploitation.
1,5*. Aciers et matériaux de connexion, restrictions sur l'utilisation des aciers S345T et S375T, ainsi que exigences supplémentaires pour l'acier fourni prévu pour normes de l'État et les normes ou spécifications techniques du CMEA, doivent être indiquées dans les dessins d'exécution (KM) et de détail (KMD) des structures en acier et dans la documentation pour la commande de matériaux.
En fonction des caractéristiques des structures et de leurs composants, il est nécessaire d'indiquer la classe de continuité conformément à GOST 27772-88 lors de la commande d'acier.
1,6*. Les structures en acier et leurs calculs doivent répondre aux exigences de GOST 27751-88 « Fiabilité des structures et des fondations des bâtiments ». Dispositions de base pour les calculs" et ST SEV 3972-83 "Fiabilité des structures et fondations des bâtiments. Des structures en acier. Dispositions de base pour le calcul."
1.7. Les schémas de conception et les hypothèses de calcul de base doivent refléter les conditions réelles de fonctionnement des structures en acier.
Les structures en acier doivent généralement être conçues comme des systèmes spatiaux unifiés.
Lors de la division de systèmes spatiaux unifiés en structures plates distinctes, l'interaction des éléments entre eux et avec la base doit être prise en compte.
Le choix des schémas de conception, ainsi que des méthodes de calcul des structures en acier, doit être effectué en tenant compte de l'utilisation efficace des ordinateurs.
1.8. Les calculs des structures en acier doivent, en règle générale, être effectués en tenant compte des déformations inélastiques de l'acier.
Pour les structures statiquement indéterminées, dont la méthode de calcul prenant en compte les déformations inélastiques de l'acier n'a pas été développée, les efforts de calcul (moments de flexion et de torsion, efforts longitudinaux et transversaux) doivent être déterminés sous l'hypothèse de déformations élastiques de l'acier selon une schéma non déformé.
Avec une étude de faisabilité appropriée, le calcul peut être effectué à l'aide d'un schéma déformé qui prend en compte l'influence des mouvements structurels sous charge.
1.9. Les éléments des structures en acier doivent avoir sections minimales, répondant aux exigences de ces normes, en tenant compte de la gamme de produits laminés et de tubes. Dans les sections composites établies par calcul, la sous-tension ne doit pas dépasser 5 %.
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4.1. Le calcul des éléments étirés centralement doit être effectué selon la formule
Où N– force longitudinale de calcul ;
R. p – résistance à la traction de calcul du bois le long des fibres ;
F nt – section transversale nette de l'élément.
Lors de la détermination F Les affaiblissements situés dans une section allant jusqu'à 200 mm de long doivent être pris ensemble en une seule section.
4.2. Le calcul des éléments comprimés centralement d'une section solide constante doit être effectué selon les formules :
a) pour la force
b) pour la stabilité
Où R. c – résistance calculée du bois à la compression le long des fibres ;
j – coefficient de flambement, déterminé conformément à la clause 4.3 ;
F nt – section transversale nette de l'élément ;
F ras – section transversale calculée de l'élément, prise égale à :
en l'absence d'affaiblissement ou d'affaiblissement dans les sections dangereuses qui ne s'étendent pas jusqu'aux bords (Fig. 1, UN), si la zone d'affaiblissement ne dépasse pas 25 % E frère, E calculer = F br où F br – section transversale brute ; pour un affaiblissement ne s'étendant pas jusqu'aux bords, si la zone d'affaiblissement dépasse 25 % F frère, F ras = 4/3 F NT; avec un affaiblissement symétrique s'étendant jusqu'aux bords (Fig. 1, b), F course = F NT.
4.3. Le coefficient de flambement j doit être déterminé à l'aide des formules (7) et (8) ;
avec élément flexibilité l £ 70
; (7)
avec flexibilité de l'élément l > 70
où coefficient a = 0,8 pour le bois et a = 1 pour le contreplaqué ;
coefficient A = 3000 pour le bois et A = 2500 pour le contreplaqué.
4.4. La flexibilité des éléments de section solide est déterminée par la formule
Où je o – longueur de conception de l'élément ;
r– rayon d'inertie de la section de l'élément avec dimensions maximales brut respectivement par rapport aux axes X Et U.
4.5. Longueur de l'élément calculée je o doit être déterminé en multipliant sa longueur libre je par coefficient m 0
je o = je m 0 (10)
selon les paragraphes. 4.21 et 6.25.
4.6. Les éléments composites sur des joints souples, supportés par toute la section transversale, doivent être calculés pour la résistance et la stabilité selon les formules (5) et (6), tandis que F nt et F les races sont déterminées comme la superficie totale de toutes les branches. La flexibilité des éléments constitutifs l doit être déterminée en tenant compte de la conformité des composés selon la formule
, (11)
où l y est la flexibilité de l'élément entier par rapport à l'axe U(Fig. 2), calculée à partir de la longueur estimée de l'élément je o sans tenir compte de la conformité ;
l 1 – flexibilité d'une branche individuelle par rapport à l'axe I – I (voir Fig. 2), calculée à partir de la longueur estimée de la branche je 1 ; à je 1 moins de sept épaisseurs ( h 1) les branches sont acceptées l 1 = 0 ;
m у – coefficient de réduction de flexibilité, déterminé par la formule
, (12)
Où b Et h– largeur et hauteur de la section transversale de l'élément, cm :
n w – le nombre estimé de coutures dans l'élément, déterminé par le nombre de coutures le long desquelles le déplacement mutuel des éléments est résumé (sur la Fig. 2, UN– 4 coutures, fig. 2, b– 5 coutures) ;
je o – longueur de l'élément de conception, m ;
n c – le nombre estimé de coupes de renfort dans une couture par élément de 1 m (pour plusieurs coutures avec un nombre de coupes différent, le nombre moyen de coupes pour toutes les coutures doit être pris) ;
k c est le coefficient de conformité des composés, qui doit être déterminé à l'aide des formules du tableau. 12.
Tableau 12
Note. Diamètres des clous et des chevilles d, épaisseur de l'élément UN, largeur b pl et l'épaisseur d des chevilles à plaques doivent être prises en cm.
Lors de la détermination k Le diamètre des clous ne doit pas dépasser 0,1 fois l'épaisseur des éléments à connecter. Si la taille des extrémités pincées des ongles est inférieure à 4 d, alors les coupes dans les coutures adjacentes ne sont pas prises en compte dans le calcul. Signification k les connexions sur les chevilles cylindriques en acier doivent être déterminées par l'épaisseur UN le plus fin des éléments connectés.
Lors de la détermination k Le diamètre des chevilles cylindriques en chêne ne doit pas dépasser 0,25 fois l'épaisseur du plus fin des éléments à relier.
Les liens dans les coutures doivent être espacés uniformément sur toute la longueur de l'élément. Dans les éléments rectilignes à support articulé, il est permis d'installer la moitié du nombre de connexions dans les quarts médians de la longueur, en introduisant la valeur dans le calcul à l'aide de la formule (12) n c, adopté pour les quarts extérieurs de la longueur de l’élément.
La flexibilité d'un élément composite, calculée par la formule (11), ne doit pas être prise plus que la flexibilité l des branches individuelles, déterminée par la formule
, (13)
où un je je br – la somme des moments d'inertie bruts des sections transversales des branches individuelles par rapport à leurs propres axes parallèles à l'axe U(voir Fig. 2);
F br – section transversale brute de l'élément ;
je o – longueur de conception de l'élément.
Flexibilité d'un élément composite par rapport à un axe passant par les centres de gravité des sections de toutes les branches (axe X En figue. 2), doit être déterminé comme pour un élément solide, c'est-à-dire sans tenir compte de la conformité des connexions, si les branches sont chargées uniformément. Dans le cas de branches inégalement chargées, la clause 4.7 doit être suivie.
Si les branches d'un élément composé ont section différente, alors la flexibilité calculée l 1 de la branche dans la formule (11) doit être prise égale à :
, (14)
définition je 1 est représenté sur la Fig. 2.
4.7. Les éléments composites sur joints souples, dont certaines branches ne sont pas supportées aux extrémités, peuvent être calculés pour la résistance et la stabilité selon les formules (5), (6) sous réserve des conditions suivantes :
a) surface de la section transversale de l'élément F nt et F les courses doivent être déterminées par la section transversale des branches supportées ;
b) flexibilité de l'élément par rapport à l'axe U(voir Fig. 2) est déterminé par la formule (11) ; dans ce cas, le moment d'inertie est pris en compte en tenant compte de toutes les branches, et la zone - uniquement celles supportées ;
c) lors de la détermination de la flexibilité par rapport à l'axe X(voir Fig. 2) le moment d'inertie doit être déterminé par la formule
je = je o + 0,5 je mais, (15)
Où jeà propos et je mais ce sont les moments d'inertie des sections transversales des branches supportées et non supportées, respectivement.
4.8. Le calcul de la stabilité des éléments comprimés centralement des sections à hauteur variable doit être effectué selon la formule
, (16)
Où F max – section transversale brute avec dimensions maximales ;
k et N– coefficient tenant compte de la variabilité de la hauteur de section, déterminé à partir du tableau. 1 adj. 4 (pour éléments de section constante k et N = 1);
j est le coefficient de flexion longitudinale, déterminé selon la clause 4.3 pour la flexibilité correspondant à la section de dimensions maximales.
Éléments pliables
4.9. Le calcul des éléments de flexion, protégés contre la perte de stabilité lors d'une déformation plane (voir paragraphes 4.14 et 4.15), pour la résistance sous contraintes normales, doit être effectué selon la formule
Où M– moment de flexion de calcul ;
R. et – la résistance de conception à la flexion ;
W ras – moment de résistance calculé de la section transversale de l'élément. Pour éléments solides W course = W NT; pour la flexion d'éléments composites sur des connexions flexibles, le moment de résistance calculé doit être pris égal au moment de résistance net W nt multiplié par le coefficient k w ; valeurs k w pour les éléments composés de couches identiques sont donnés dans le tableau. 13. Lors de la détermination W Les sections d'affaiblissement nt situées sur une section d'un élément jusqu'à 200 mm de long sont prises combinées en une seule section.
Tableau 13
| Désignation du coefficient | Nombre de couches | La valeur des coefficients de calcul des composants de flexion pendant les portées, m | |||
| les patients | en élément | 9 ou plus | |||
| 0,7 | 0,85 | 0,9 | 0,9 | ||
| k w | 0,6 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | |
| 0,4 | 0,7 | 0,8 | 0,85 | ||
| 0,45 | 0,65 | 0,75 | 0,8 | ||
| k et | 0,25 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | |
| 0,07 | 0,2 | 0,3 | 0,4 |
Note. Pour les valeurs intermédiaires de l'envergure et du nombre de couches, les coefficients sont déterminés par interpolation.
4.10. Le calcul des éléments de flexion pour la résistance au cisaillement doit être effectué selon la formule
Où Q– force latérale de calcul ;
S br – moment statique brut de la partie cisaillée de la section transversale de l'élément par rapport à l'axe neutre ;
je br – moment d'inertie brut de la section transversale de l'élément par rapport à l'axe neutre ;
b Ras – largeur de conception de la section de l'élément ;
R. sk – résistance calculée au cisaillement pendant la flexion.
4.11. Nombre de coupures de liens n s, régulièrement espacés dans chaque couture de l'élément composite dans une section avec un diagramme univoque des efforts transversaux, doivent satisfaire à la condition
, (19)
Où T– capacité portante calculée de la connexion dans une couture donnée ;
M UN, M B – moments de flexion dans les sections initiales A et finales B de la section considérée.
Note. S'il existe des connexions dans le joint de capacité portante différente, mais de même nature de travail (par exemple, chevilles et clous), Capacité de chargement il faudrait les résumer.
4.12. Le calcul des éléments de section solide pour la résistance lors de la flexion oblique doit être effectué selon la formule
, (20)
Où M x et M y – composantes du moment de flexion de conception pour les axes principaux de la section X Et U;
W x et W y – moments de résistance de la section nette par rapport aux axes principaux de la section X Et U.
4.13. Éléments courbes collés à moment de flexion M, qui réduit leur courbure, doit être vérifié pour les contraintes de traction radiales à l'aide de la formule
, (21)
où s 0 est la contrainte normale dans la fibre la plus externe de la zone étirée ;
s je– contrainte normale dans la fibre intermédiaire de la section transversale, pour laquelle les contraintes de traction radiales sont déterminées ;
Salut– distance entre les fibres les plus externes et les fibres considérées ;
r je– rayon de courbure de la ligne passant par le centre de gravité de la partie du diagramme des contraintes normales de traction située entre les fibres les plus externes et considérées ;
R. p.90 – résistance à la traction calculée du bois à travers les fibres, prise conformément à l'article 7 du tableau. 3.
4.14. Le calcul de la stabilité d'une forme plate de déformation d'éléments pliables de section rectangulaire constante doit être effectué selon la formule
Où M– moment de flexion maximal dans la zone considérée je R ;
W br – moment résistant brut maximum dans la zone considérée je p.
Le coefficient j M pour les éléments pliables d'une section transversale constante rectangulaire, articulés contre le déplacement du plan de pliage et sécurisés contre la rotation autour de l'axe longitudinal dans les sections de support, doit être déterminé par la formule
, (23)
Où je p est la distance entre les sections de support de l'élément, et lors de la fixation du bord comprimé de l'élément aux points intermédiaires à partir du déplacement du plan de flexion, la distance entre ces points ;
b– la largeur de la section transversale ;
h– hauteur de section maximale sur le chantier je p ;
k f – coefficient dépendant de la forme du diagramme des moments fléchissants dans la zone je p, déterminé selon le tableau. 2 adj. 4 normes actuelles.
Lors du calcul d'éléments de flexion avec une hauteur variable linéairement sur la longueur et une largeur de section constante, qui n'ont pas de fixations à partir du plan le long de l'étirement à partir du moment M bord, ou m < 4 коэффициент jM selon la formule (23) doit être multiplié par un coefficient supplémentaire k et M. Valeurs k et M sont donnés dans le tableau. 2 adj. 4. Quand m³ 4 k et M = 1.
Lorsqu'il est renforcé à partir du plan de flexion aux points intermédiaires du bord étiré de l'élément dans la section je p coefficient j M déterminé par la formule (23), doit être multiplié par le coefficient k P. M :
, (24)
où a p est l'angle central en radians, définissant l'aire je p d'un élément circulaire (pour les éléments rectilignes a p = 0) ;
m– le nombre de points renforcés (avec le même pas) du bord tendu dans la zone je p (à m³ 4 la valeur doit être prise égale à 1).
4.15. Le contrôle de la stabilité de la forme plate de déformation des éléments de flexion d'une section transversale constante de poutre en I ou de boîte doit être effectué dans les cas où
je p³7 b, (25)
Où b– largeur de la corde de la section compressée.
Le calcul doit être effectué selon la formule
où j est le coefficient de flexion longitudinale à partir du plan de flexion de la corde comprimée de l'élément, déterminé conformément à la clause 4.3 ;
R.с – résistance de calcul à la compression ;
W br – moment résistant brut de la section transversale ; dans le cas de murs en contreplaqué - le moment résistant réduit dans le plan de flexion de l'élément.
Calcul des éléments structurels en boisselon les états limites du premier groupe
Éléments étirés et compressés centralement
6.1 Le calcul des éléments étirés centralement doit être effectué selon la formule
où est la force longitudinale calculée ;
La résistance à la traction calculée du bois dans le sens du fil ;
Il en est de même pour les bois en placage unidirectionnel (5.7) ;
La surface transversale nette de l'élément.
Lors de la détermination des faiblesses situées dans une section allant jusqu'à 200 mm de long, elles doivent être combinées en une seule section.
6.2 Le calcul des éléments comprimés centralement d'une section solide constante doit être effectué selon les formules :
a) pour la force
b) pour la stabilité
où est la résistance calculée du bois à la compression le long des fibres ;
Idem pour le bois en placage unidirectionnel ;
Coefficient de flambement déterminé conformément à 6.3 ;
Superficie de la section transversale nette de l'élément ;
L'aire de la section transversale calculée de l'élément, prise égale à :
en l'absence d'affaiblissement ou d'affaiblissement dans les sections dangereuses ne s'étendant pas jusqu'aux bords (Figure 1, UN), si l'aire d'affaiblissement ne dépasse pas 25 %, où est l'aire de la section transversale brute ; pour un affaiblissement qui ne s'étend pas jusqu'aux bords, si la zone d'affaiblissement dépasse 25 % ; avec un affaiblissement symétrique s'étendant jusqu'aux bords (Figure 1, b),.
UN- ne s'étendant pas jusqu'au bord ; b- face au bord
Image 1- Desserrage des éléments comprimés
6.3 Le coefficient de flambement doit être déterminé à l'aide des formules :
avec élément flexibilité 70
avec élément flexibilité 70
où le coefficient est de 0,8 pour le bois et de 1,0 pour le contreplaqué ;
coefficient 3000 pour le bois et 2500 pour le contreplaqué et le bois de placage unidirectionnel.
6.4 La flexibilité des éléments de section solide est déterminée par la formule
où est la longueur estimée de l'élément ;
Rayon d'inertie de la section d'un élément de dimensions brutes maximales par rapport à l'axe.
6.5 La longueur efficace d'un élément doit être déterminée en multipliant sa longueur libre par le coefficient
selon 6.21.
6.6 Les éléments composites sur des joints souples, supportés par toute la section transversale, doivent être calculés pour la résistance et la stabilité selon les formules (8) et (9), et définis comme les surfaces totales de toutes les branches. La flexibilité des éléments constitutifs doit être déterminée en tenant compte de la conformité des composés selon la formule
où est la flexibilité de l'ensemble de l'élément par rapport à l'axe (Figure 2), calculée à partir de la longueur estimée de l'élément sans tenir compte de la souplesse ;
* - flexibilité d'une branche individuelle par rapport à l'axe I-I (voir Figure 2), calculée à partir de la longueur estimée de la branche ; Au moins sept branches d'épaisseurs () sont prises à partir de 0* ;
Coefficient de réduction de flexibilité, déterminé par la formule
* La formule et son explication correspondent à l'original. - Note du fabricant de la base de données.
où et est la largeur et la hauteur de la section transversale de l'élément, en cm ;
Le nombre estimé de coutures dans un élément, déterminé par le nombre de coutures le long desquelles se résume le déplacement mutuel des éléments (sur la figure 2, UN- 4 coutures, sur la figure 2, b- 5 coutures) ;
Longueur de l'élément de conception, m ;
Le nombre estimé de coupes de renfort dans une couture par élément de 1 m (pour plusieurs coutures avec un nombre de coupes différent, le nombre moyen de coupes pour toutes les coutures doit être pris) ;
Coefficient de conformité des composés, qui doit être déterminé à l'aide des formules du tableau 15.
UN- avec joints, b- sans joints
Figure 2- Composants
Tableau 15
|
Type de connexions |
Coefficient à |
|
|
compression centrale |
compression avec flexion |
|
|
1 Clous, vis | ||
|
2 chevilles cylindriques en acier | ||
|
a) diamètre et épaisseur des éléments à connecter | ||
|
b) le diamètre de l'épaisseur des éléments à connecter | ||
|
3 Tiges collées de renfort A240-A500 | ||
|
4 chevilles cylindriques en chêne | ||
|
5 chevilles lamellaires en chêne | ||
|
Remarque - Les diamètres des clous, vis, chevilles et tiges collées, l'épaisseur des éléments, la largeur et l'épaisseur des chevilles en plaques doivent être pris en cm. |
||
Lors de la détermination du diamètre des clous, il ne faut pas prendre plus de 0,1 de l'épaisseur des éléments connectés. Si la taille des extrémités pincées des clous est plus petite, les coupes dans les coutures adjacentes ne sont pas prises en compte dans le calcul. La valeur des connexions sur les chevilles cylindriques en acier doit être déterminée par l'épaisseur du plus mince des éléments à connecter.
Lors de la détermination du diamètre des chevilles cylindriques en chêne, il ne faut pas prendre plus de 0,25 de l'épaisseur du plus mince des éléments connectés.
Les liens dans les coutures doivent être espacés uniformément sur toute la longueur de l'élément. Dans les éléments rectilignes articulés, il est permis d'installer la moitié du nombre de connexions dans les quarts médians de la longueur, en introduisant dans le calcul selon la formule (12) la valeur acceptée pour les quarts extérieurs de la longueur de l'élément.
La flexibilité d'un élément composite, calculée par la formule (11), ne doit pas être prise plus que la flexibilité des branches individuelles, déterminée par la formule :
où est la somme des moments d'inertie bruts des sections transversales des branches individuelles par rapport à leurs propres axes parallèles à l'axe (voir Figure 2) ;
Superficie de la section transversale brute de l'élément ;
Longueur estimée de l'élément.
La flexibilité de l'élément composite par rapport à l'axe passant par les centres de gravité des sections de toutes les branches (axe de la figure 2) doit être déterminée comme pour un élément solide, c'est-à-dire sans tenir compte de la conformité des connexions si les branches sont chargées uniformément. Dans le cas de branches inégalement chargées, il convient de suivre 6.7.
Si les branches d'un élément composite ont des sections transversales différentes, alors la flexibilité calculée de la branche dans la formule (11) doit être prise égale à
la définition est donnée dans la figure 2.
6.7 Les éléments composites sur joints souples, dont certaines branches ne sont pas supportées aux extrémités, peuvent être calculés pour la résistance et la stabilité selon les formules (5), (6) sous réserve des conditions suivantes :
a) la section transversale de l'élément doit être déterminée par la section transversale des branches supportées ;
b) la flexibilité de l'élément par rapport à l'axe (voir Figure 2) est déterminée par la formule (11) ; dans ce cas, le moment d'inertie est pris en compte en tenant compte de toutes les branches, et la zone - uniquement celles supportées ;
c) lors de la détermination de la flexibilité par rapport à l'axe (voir Figure 2), le moment d'inertie doit être déterminé par la formule
où et sont les moments d'inertie des sections transversales des branches supportées et non supportées, respectivement.
6.8 Le calcul de la stabilité des éléments comprimés centralement des sections à hauteur variable doit être effectué selon la formule
où est la section transversale brute avec les dimensions maximales ;
Coefficient tenant compte de la variabilité de la hauteur de section, déterminé selon le tableau E.1 de l'annexe E (pour des éléments de section constante1) ;
Coefficient de flambement déterminé selon 6.3 pour la flexibilité correspondant à la section de dimensions maximales.
Une colonne est un élément vertical de la structure porteuse d’un bâtiment qui transfère les charges des structures situées au-dessus vers les fondations.
Lors du calcul des colonnes en acier, il est nécessaire de se guider sur la SP 16.13330 « Structures en acier ».
Pour une colonne en acier, une poutre en I, un tuyau, un profilé carré ou une section composite de canaux, d'angles et de tôles sont généralement utilisés.
Pour les colonnes comprimées centralement, il est optimal d'utiliser un tuyau ou un profilé carré - ils sont économiques en termes de poids métallique et ont un bel aspect esthétique, cependant, les cavités internes ne peuvent pas être peintes, ce profilé doit donc être hermétiquement fermé.
L'utilisation de poutres en I à larges ailes pour les poteaux est très répandue - lors du pincement d'un poteau dans un plan, ce type de profil est optimal.
La méthode de fixation de la colonne dans la fondation est d'une grande importance. La colonne peut avoir une fixation articulée, rigide dans un plan et articulée dans l'autre, ou rigide dans 2 plans. Le choix de la fixation dépend de la structure du bâtiment et est plus important dans le calcul car La longueur de conception de la colonne dépend de la méthode de fixation.
Il faut également considérer le mode de fixation des pannes, panneaux muraux, poutres ou fermes sur un poteau, si la charge est transmise depuis le côté du poteau, alors l'excentricité doit être prise en compte.
Lorsque le poteau est pincé dans la fondation et que la poutre est fixée rigidement au poteau, la longueur calculée est de 0,5 l, cependant, dans le calcul, elle est généralement considérée comme 0,7 l car la poutre se plie sous l'influence de la charge et il n'y a pas de pincement complet.
En pratique, le poteau n'est pas considéré séparément, mais une charpente ou un modèle tridimensionnel du bâtiment est modélisé dans le programme, il est chargé et le poteau dans l'assemblage est calculé et le profil requis est sélectionné, mais dans les programmes il Il peut être difficile de prendre en compte l'affaiblissement de la section par les trous des boulons, il est donc parfois nécessaire de vérifier la section manuellement.
Pour calculer un poteau, nous devons connaître les contraintes et les moments maximaux de compression/traction se produisant dans les sections clés ; pour cela, nous construisons des diagrammes de contraintes. Dans cette revue, nous considérerons uniquement le calcul de la résistance d'un poteau sans tracer de diagrammes.
Nous calculons la colonne en utilisant les paramètres suivants :
1. Résistance centrale à la traction/compression
2. Stabilité sous compression centrale (dans 2 plans)
3. Résistance sous l'action combinée de la force longitudinale et des moments de flexion
4. Vérification de la flexibilité maximale de la tige (dans 2 plans)
1. Résistance centrale à la traction/compression
Selon SP 16.13330 clause 7.1.1, calcul de la résistance des éléments en acier avec résistance standard R. yn ≤ 440 N/mm2 avec traction centrale ou compression par force N doit être satisfait selon la formule
UN n est la section nette du profil, c'est-à-dire en tenant compte de son affaiblissement par des trous ;
R. y est la résistance de calcul de l'acier laminé (en fonction de la nuance d'acier, voir le tableau B.5 SP 16.13330) ;
γ c est le coefficient des conditions de fonctionnement (voir tableau 1 SP 16.13330).
À l'aide de cette formule, vous pouvez calculer la surface transversale minimale requise du profil et définir le profil. À l'avenir, dans les calculs de vérification, la sélection de la section de colonne ne pourra être effectuée qu'en utilisant la méthode de sélection de section, nous pouvons donc définir ici un point de départ inférieur auquel la section ne peut pas être.
2. Stabilité sous compression centrale
Les calculs de stabilité sont effectués conformément à la clause 7.1.3 de SP 16.13330 en utilisant la formule
UN— section brute du profilé, c'est-à-dire sans tenir compte de son affaiblissement par les trous ;
R.
γ
φ — coefficient de stabilité sous compression centrale.
Comme vous pouvez le constater, cette formule est très similaire à la précédente, mais ici le coefficient apparaît φ , pour le calculer, nous devons d'abord calculer la flexibilité conditionnelle de la tige λ (indiqué par une ligne ci-dessus).
Où R. y—résistance calculée de l'acier ;
E- module d'élasticité;
λ — flexibilité de la tige, calculée par la formule :
Où je ef est la longueur de conception de la tige ;
je— rayon de giration de la section.
Longueurs estimées je l'ef des colonnes (crémaillères) de section constante ou des sections individuelles de colonnes étagées selon SP 16.13330 clause 10.3.1 doit être déterminé par la formule
Où je— longueur de colonne ;
μ — coefficient de longueur efficace.
Coefficients de longueur effective μ les colonnes (crémaillères) de section constante doivent être déterminées en fonction des conditions de fixation de leurs extrémités et du type de charge. Pour certains cas de fixation des extrémités et le type de charge, les valeurs μ sont donnés dans le tableau suivant :
Le rayon d'inertie de la section peut être trouvé dans le GOST correspondant au profil, c'est-à-dire le profil doit déjà être précisé à l'avance et le calcul se réduit à énumérer les sections.
Parce que le rayon de giration dans 2 plans pour la plupart des profils est différentes significations sur 2 plans (seuls le tube et le profil carré ont les mêmes valeurs) et la fixation peut être différente, et par conséquent les longueurs de conception peuvent également être différentes, alors les calculs de stabilité doivent être effectués pour 2 plans.
Nous disposons désormais de toutes les données pour calculer la flexibilité conditionnelle.
Si la flexibilité ultime est supérieure ou égale à 0,4, alors le coefficient de stabilité φ calculé par la formule :
valeur du coefficient δ doit être calculé à l’aide de la formule :
chances α Et β Voir le tableau
Valeurs des coefficients φ , calculé à l'aide de cette formule, ne doit pas être pris plus de (7,6/ λ 2) avec des valeurs de flexibilité conditionnelle supérieures à 3,8 ; 4.4 et 5.8 pour les types de section a, b et c, respectivement.
Avec des valeurs λ < 0,4 для всех типов сечений допускается принимать φ = 1.
Valeurs des coefficients φ sont donnés à l’annexe D SP 16.13330.
Maintenant que toutes les données initiales sont connues, nous effectuons le calcul en utilisant la formule présentée au début :
Comme mentionné plus haut, il faut faire 2 calculs pour 2 plans. Si le calcul ne satisfait pas à la condition, alors nous sélectionnons un nouveau profil avec plus grande valeur rayon de giration de la section. Vous pouvez également modifier le schéma de conception, par exemple en remplaçant le joint articulé par un joint rigide ou en fixant la colonne dans la travée avec des attaches, vous pouvez réduire la longueur de conception de la tige.
Il est recommandé de renforcer les éléments comprimés avec des murs solides de section ouverte en forme de U avec des planches ou des grilles. S'il n'y a pas de bandes, la stabilité doit être vérifiée en cas de flambage par flexion-torsion conformément à la clause 7.1.5 du SP 16.13330.
3. Résistance sous l'action combinée de la force longitudinale et des moments de flexion
En règle générale, la colonne est chargée non seulement d'une charge de compression axiale, mais également d'un moment de flexion, dû par exemple au vent. Un moment se forme également si la charge verticale n'est pas appliquée au centre de la colonne, mais sur le côté. Dans ce cas, il est nécessaire d'effectuer un calcul de vérification conformément à la clause 9.1.1 SP 16.13330 en utilisant la formule
Où N— force de compression longitudinale ;
UN n est l'aire de la section transversale nette (en tenant compte de l'affaiblissement dû aux trous) ;
R. y—résistance de conception de l'acier ;
γ c est le coefficient des conditions de fonctionnement (voir tableau 1 SP 16.13330) ;
n,Cx Et Oui— coefficients acceptés selon le tableau E.1 SP 16.13330
MX Et Mon- moments relatifs axes X-X et YY ;
W xn, min et W yn,min - moments de résistance sectionnels par rapport aux axes X-X et Y-Y (peut être trouvé dans GOST pour le profil ou dans l'ouvrage de référence) ;
B— bimoment, dans le SNiP II-23-81* ce paramètre n'était pas inclus dans les calculs, ce paramètre a été introduit pour prendre en compte le déplanage ;
Wω,min – moment de résistance sectoriel de la section.
S'il ne devrait y avoir aucune question avec les 3 premiers composants, alors la prise en compte du bi-moment pose quelques difficultés.
Le bimoment caractérise les changements introduits dans les zones de répartition linéaire des contraintes de déplanation de section et, en fait, est une paire de moments dirigés dans des directions opposées
Il est à noter que de nombreux programmes ne peuvent pas calculer le bi-couple, notamment SCAD qui n'en tient pas compte.
4. Vérification de la flexibilité maximale de la tige
Flexibilité des éléments compressés λ = lef / i, en règle générale, ne doit pas dépasser les valeurs limites λ tu es donné dans le tableau
Le coefficient α dans cette formule est le coefficient d'utilisation du profil, selon le calcul de stabilité en compression centrale.
Tout comme le calcul de stabilité, ce calcul doit être fait pour 2 plans.
Si le profil ne convient pas, il est nécessaire de modifier la section en augmentant le rayon de giration de la section ou en modifiant le schéma de conception (changer les fixations ou sécuriser avec des attaches pour réduire la longueur de conception).
Si le facteur critique est une flexibilité extrême, alors la qualité d'acier la plus basse peut être choisie car La qualité de l'acier n'affecte pas la flexibilité ultime. La meilleure option peut être calculé à l’aide de la méthode de sélection.
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