ДБН В.2.6-165:2011 Алюмінієві конструкції. Основні положення

ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Конструкції будинків і споруд

АЛЮМІНІЄВІ КОНСТРУКЦІЇ

Основні положення

ДБН В.2.6-165:2011

Видання офіційне

Київ Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України

ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Конструкції будинків і споруд

АЛЮМІНІЄВІ КОНСТРУКЦІЇ

Основні положення

ДБН В.2.6-165:2011

Видання офіційне

Київ

Мінрегіон України

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО: Товариство з обмеженою відповідальністю "Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського"

(ТОВ "Укрінсталькон ім. В.М. Шимановського") РОЗРОБНИКИ: М. Бурчик; В. Гордеєв, д-р техн. наук (керівник розробки); А. Гром, канд. техн. наук; О. Шимановський, д-р техн. Наук ЗА УЧАСТЮ: Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України:

Е. Гарф, д-р техн. наук; Л. Лобанов, акад. НАН України

Київський національний університет будівництва і архітектури:

С. Білик, д-р техн. наук

2 ВНЕСЕНО: Міністерство будівництва, архітектури та житлово-комунального господарства України

3 ПОГОДЖЕНО: МНС України, лист від 16.03.2011 р. № 36/4/1394

МНС України, Держпромгірнагляд, лист від 25.02. 2011 р.

№ 1/05-2.6-13/129

4 ЗАТВЕРДЖЕНО ТА наказ Мінрегіону України від 19.12.2011 р. № 354, чинні з 1 липня НАДАНО ЧИННОСТІ: 2012 р. 5 НА ЗАМІНУ: На заміну СНиП 2.03.06-85 "Алюминиевые конструкции"

Право власності на цей документ належить державі.

Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований і розповсюджений як офіційне видання без дозволу

Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарстваУкраїни

© Мінрегіонбуд України, 2012

Офіційний видавець нормативних документів у галузі будівництва і промисловості будівельних матеріалів

Мінрегіонбуду України

Державне підприємство «Укрархбудінформ»

ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Конструкції будинків і споруд

АЛЮМІНІЄВІ КОНСТРУКЦІЇ

Основні положення

Конструкции зданий и сооружений

АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Основные положения

Structures of buildings and erections

ALUMINIUM STRUCTURES

Basic

Чинні з 2012-07-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

(П) Ці будівельні норми поширюються на проектування алюмінієвих будівельних конструкцій будівель і споруд. Норми реалізують принципи і нормативні вимоги до надійності та придатності до експлуатації конструкцій, тобто основні положення проектування, розрахунку і перевірки будівельних конструкцій, викладені у ДБН В.1.2-14. Інші вимоги, наприклад, стосовно вогнестійкості та поширення полум'я конструкцією, тепло-або звукоізоляції, а також сейсмостійкості не розглядаються.

Ці Норми містять основні правила для проектування конструкцій, вигото-влених із сплавів з деформівного алюмінію з обмеженим використанням ливарних сплавів.

Норми не поширюються на проектування алюмінієвих конструкцій мостів і конструкцій будівель і споруд, що підпадають під багаторазовий вплив навантажень (втомна міцність), безпосередній вплив рухомих чи динамічних навантажень, вплив температури, вищої ніж 100 °С, а також на вибір технічних рішень щодо спеціального захисту алюмінієвих конструкцій (вогнезахист, вибухозахист тощо).

При проектуванні алюмінієвих конструкцій, що знаходяться в особливих умовах експлуатації, конструкцій унікальних будівель і споруд, а також спеціальних видів конструкцій необхідно дотримуватися додаткових вимог, що відображають особливості роботи цих конструкцій, передбачених нормативними документами, чинними на території України.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цих Нормах є посилання на наступні нормативно-правові акти та нормативні документи:

ДБН В.1.1-7-2002 Пожежна безпека об'єктів будівництва

ДБН В.1.1-12:2006 Будівництво в сейсмічних районах України

ДБН В.1.2-2:2006 Навантаження і впливи. Норми проектування

ДБН В.1.2-7-2008 Основні вимоги до будівель та споруд. Пожежна безпека

ДБН В.1.2-14:2009 Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ

ДБН В.2.6-163:2010 Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу

ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія

ДСТУ-Н Б В.1.3-1:2009 Виконання вимірювань, розрахунок та контроль точності геометричних параметрів. Настанова

ДСТУ Б В.1.2-3:2006 Прогини і переміщення. Вимоги проектування

ДСТУ Б В.2.6-3-95 (ГОСТ 22233-93) Профілі пресовані з алюмінієвих сплавів для огороджувальних будівельних конструкцій. Загальні технічні умови

____________________________

Принципові положення норм

ДСТУ 2839-94 (ГОСТ 1583-93) Сплави алюмінієві ливарні. Технічні умови

ДСТУ ГОСТ 7796:2008 Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности В. Конструкция и размеры (Болти з шестигранною зменшеною головкою класу точності В. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 7798:2008 Болты с шестигранной головкой класса точности В. Конструкция и размеры (Болти з шестигранною головкою класу точності В. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 10619:2008 Винты самонарезающие с потайной головкой для металла и пластмассы. Конструкция и размеры (Гвинти самонарізні з потайною головкою для металу і пластмаси. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 10621:2008 Винты самонарезающие с полукруглой головкой для металла и пластмассы. Конструкция и размеры (Гвинти самонарізні з напівкруглою головкою для металу і пластмаси. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 15589:2008 Болты с шестигранной головкой класса точности С. Конструкция и размеры (Болти з шестигранною головкою класу точності С. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 15591:2008 Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности С. Конструкция и размеры (Болти з шестигранною зменшеною головкою класу точності С. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 17473:2008 Винты с полукруглой головкой классов точности А и В. Конструкция и размеры (Гвинти з напівкруглою головкою класів точності А і Б. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 17475:2008 Винты с потайной головкой классов точности А и Б. Конструкция и размеры (Гвинти з потайною головкою класів точності А і Б. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 22353:2008 Болты высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры (Болти високоміцні класу точності В. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 22354:2008 Гайки высокопрочные класса точности Б. Конструкция и размеры (Гайки високоміцні класу точності Б. Конструкція і розміри)

ДСТУ ГОСТ 22355:2008 Шайбы класса точности С к высокопрочным болтам. Конструкция и размеры (Шайби класу точності С до високоміцних болтів. Конструкція і розміри)

ДСТУ ISO 15609-1:2008 Технічні умови й атестація технології зварювання металевих матеріалів. Технологічна інструкція зі зварювання. Частина 1. Дугове зварювання

ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83) Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия (Болти, гвинти, шпильки і гайки. Технічні умови)

ГОСТ 4784-97 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки (Алюміній і сплави алюмінієві деформівні. Марки)

ГОСТ 7871-75 Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Дріт зварювальний з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 8617-81 Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Профілі пресовані з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия (Аргон газоподібний і рідкий. Технічні умови)

ГОСТ 10299-80 Заклепки с полукруглой головкой классов точности В и С. Технические условия (Заклепки з напівкруглою головкою класів точності В і С. Технічні умови)

ГОСТ 10300-80 Заклепки с потайной головкой классов точности В и С. Технические условия (Заклепки з потайною головкою класів точності В і С. Технічні умови)

ГОСТ 10301-80 Заклепки с полупотайной головкой классов точности В и С. Технические условия (Заклепки з напівпотайною головкою класів точності В і С. Технічні умови)

ГОСТ 10304-80 Заклепки классов точности В и С. Общие технические условия (Заклепки класів точності В і С. Загальні технічні умови)

ГОСТ 13726-97 Ленты из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Стрічки з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 14776-79 Дуговая сварка. Соединения сварные точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры (Дугове зварювання. З'єднання зварні точкові. Основні типи, конструктивні елементи і розміри)

ГОСТ 14838-78 Проволока из алюминия и алюминиевых сплавов для холодной высадки. Технические условия (Дріт з алюмінію і алюмінієвих сплавів для холодної висадки. Технічні умови)

ГОСТ 18475-82 Трубы холоднодеформированные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Труби холоднодеформовані з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 18482-79 Трубы прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Труби пресовані з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 21488-97 Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Прутки пресовані з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 21631-76 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия (Листи з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови)

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия (Болти і гайки високоміцні і шайби. Загальні технічні умови)

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии (Захист будівельних конструкцій від корозії)

3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Нижче подано терміни, вжиті в цих будівельних нормах, та визначення позначених ними понять.

3.1агресивне середовище

Середовище, вплив якого викликає прискорену корозію будівельного матеріалу у виробі чи конструкції

3.2безпечність

Властивість об'єкта при експлуатації та у випадку порушення працездатності не створювати загрози для життя і здоров'я людей, а також загрози для довкілля

3.3в'язі

Сполучні елементи, які забезпечують стійкість основних несучих конструкцій та/або просторову незмінюваність споруди в цілому

3.4вплив

Будь-яка причина несилового характеру, в результаті якої в конструкції змінюються напруження, деформації або інші параметри технічного стану

3.5граничний стан

Стан, при перевищенні якого експлуатація будівельного об'єкта недопустима, пов'язана з труднощами або недоцільна

3.6деформація

Зміна форми або розмірів конструкції (чи її частини) в результаті навантажень та впливів

3.7деформована (недеформована) схема

Розрахункова схема, рівняння рівноваги якої записуються відносно геометрії, що змінилась (не змінилась) внаслідок деформації системи

3.8довговічність

Властивість об'єкта тривалий час зберігати працездатний стан до настання граничного стану в умовах установленої системи технічного обслуговування та ремонту

3.9жорсткість

Характеристика конструкції, що оцінює її здатність протистояти деформаціям, викликаним навантаженнями

3.10коефіцієнт надійності за відповідальністю

Коефіцієнт, що враховує значущість конструкції чи об'єкта в цілому, а також можливі наслідки відмови

3.11коефіцієнт надійності за матеріалом

Коефіцієнт, що враховує вплив випадкового відхилення міцності матеріалу у менший бік від її нормативного значення

3.12коефіцієнт надійності за навантаженням

Коефіцієнт, що враховує вплив випадкових відхилень навантаження у несприятливий бік від його нормативного значення

3.13коефіцієнт умов роботи

Коефіцієнт, що враховує невідповідність реальної конструції розрахунковим передумовам і розрахунковій схемі, відхилення геометричних параметрів реальної конструкції від запроектованої в межах встановлених допусків, а також несприятливі умови зовнішнього середовища

3.14контрольне складання

Складання відправних марок з метою контролю геометричних параметрів конструкції і сумісності укрупнювальних і монтажних стиків

3.15корозія

Необоротний процес погіршення характеристик і властивостей будівельного матеріалу в конструкції як результат хімічного, фізико-хімічного та біологічного впливів або внаслідок процесів, що відбуваються в самому матеріалі

3.16коротяк

Короткий з'єднувальний елемент з кутика

3.17метод частинних коефіцієнтів надійності

Напівімовірнісний метод розрахунку, заснований на використанні частинних (незалежних) коефіцієнтів надійності: коефіцієнта надійності за навантаженням, коефіцієнта надійності за матеріалом, коефіцієнта надійності за відповідальністю, коефіцієнта умов роботи та інших коефіцієнтів в окремих випадках

3.18міцність

Здатність матеріалу або конструкції чинити опір зовнішнім механічним впливам, не руйнуючись і не деформуючись необоротно вище встановленої межі

3.19навантаження

Силові дії, які викликають зміни в напружено-деформованому стані конструкцій, будівель або споруд

3.20нелінійність

Відсутність лінійної залежності між впливами і навантажувальними ефектами:

- геометрична: відсутність лінійної залежності між відносними деформаціями і переміщеннями, обумовлена значною величиною переміщень і поворотів, що розглядаються;

- фізична: відсутність лінійної залежності між відносними деформаціями і напруженнями, обумовлена фізичними властивостями матеріалів, що застосовані в конструкції;

- конструктивна: відсутність лінійної залежності, яка спричиняється зміною розрахункової схеми конструкції у процесі її навантаження

3.21несучі конструкції

Будівельні конструкції, які сприймають основні навантаження і забезпечують міцність, жорсткість та стійкість будівель та споруд. Вони в сукупності створюють несучий каркас

3.22огороджувальні конструкції

Будівельні конструкції, які створюють зовнішню оболонку будинку, яка захищає його від впливу тепла, вологи, вітру тощо, або розподіляють будинок на окремі приміщення

3.23піддатливість вузлових з'єднань

Деформаційна характеристика вузлових з'єднань, якою нехтують, обираючи жорстке примикання стрижнів у вузлах розрахункової схеми. У деяких випадках цю характеристику слід враховувати як пружну або пружно-пластичну, вважаючи за можливе існування взаємного переміщення та/або кута повороту елементів, що з'єднуються

3.24пресований профіль

Профіль, який виготовляється шляхом пресування, переважно шляхом продавлювання (екструзії) гарячої пластичної заготовки через отвір у матриці, який має форму поперечного перерізу майбутнього виробу

3.25просторова незмінюваність

Кінематична властивість просторової конструкції (зазвичай створеної з су-купності плоских геометрично незмінюваних у своїй площині конструкцій), яка полягає у здатності зберігати геометричну незмінюваність її форми при навантаженнях

3.26профіль Металевий виріб видовженої форми, виготовлений шляхом прокатування(прокатний профіль), пресування (пресований профіль) або формування (гнутий профіль). Якісною характеристикою цього виробу є форма його поперечного перерізу

3.27ремонтопридатність

Пристосованість об'єкта до підтримання і відновлення працездатного стану за допомогою технічного обслуговування і ремонту

3.28розрахункова схема

Ідеалізована уявна механічна система, яка вірогідно відображає реальну конструкцію і враховує основні закономірності її дійсної роботи, призначена для цілей розрахунку

3.29розрахунковий переріз

Переріз, що є об'єктом розрахунку

3.30складаність

Властивість незалежно виготовлених елементів забезпечувати складання з них конструкцій з заданою точністю без додаткових операцій, пов'язаних із під-биранням, припасовуванням чи регулюванням розмірів елементів

3.31стійкість

Здатність конструкції, що знаходиться під впливом навантаження у стані рівноваги, після незначного відхилення повертатися у початкове положення рівноваги

3.32технологічність

Сукупність властивостей конструкції, які сприяють зменшенню витрат при її виготовленні, перевезенні, монтажі, технічному обслуговуванні та ремонті.

4 ВИМОГИ ДО ПРОЕКТУВАННЯ

4.1 Загальні вимоги

4.1.1Алюмінієві конструкції слід застосовувати при будівництві і реконструкції будівель та споруд для огороджувальних і несучих конструкцій при належному техніко-економічному обґрунтуванні в наступних випадках:

- за необхідності значного зниження маси огороджувальних і несучих конструкцій будівель та споруд;

- з метою забезпечення підвищених архітектурних вимог до конструкцій будівель та споруд;

- для забезпечення підвищеної корозійної стійкості, збереження характеристик міцності при низьких температурах, запобігання іскровиникненню і намагнічуванню;

- за багатофункціональних умов застосування конструкцій, коли неможливо їх виконати з інших матеріалів.

4.2 Вимоги до надійності конструкцій

4.2.1(П) Надійність конструкцій повинна бути забезпечена відповідно до вимог ДБН В.1.2-14.

4.2.2При проектуванні конструкцій повинні бути забезпечені експлуатаційна придатність і безпека протягом строку експлуатації, визначеного у завданні на проектування. Крім цього, проектування конструкцій слід виконувати з урахуванням вимог охорони навколишнього середовища, а також інших особливих умов, наведених у завданні на проектування.

Для цього необхідно:

- забезпечувати надійність конструкцій за рахунок виконання вимог до вибору матеріалів, конструювання та розрахунків;

- обирати конструктивні рішення, що забезпечують міцність, жорсткість, стійкість і просторову незмінюваність будівель і споруд в цілому та їх окремих елементів під час транспортування, монтажу та експлуатації, при цьому передбачаючи в'язі залежно від основних параметрів будівлі;

- передбачати заходи щодо забезпечення довговічності конструкцій, захисту їх від стирання та від корозії у випадку експлуатації конструкцій в агресивному середовищі;

- передбачати технологічність виготовлення та монтажу конструкцій;

- забезпечувати складаність конструкцій шляхом розрахунку точності геометричних параметрів згідно з ДСТУ-Н Б В.1.3-1, зі встановленням необхідності контрольного чи загального складання або використанням регулювальних пристроїв;

- враховувати відхилення від проектних розмірів і геометричної форми елементів конструкцій, які допускаються під час виготовлення та монтажу;

- встановлювати методи та обсяги контролю при виготовленні та зведенні конструкцій, а також у процесі їх експлуатації, включаючи, за необхідності, виконання випробувань окремих елементів, вузлів, з'єднань і конструкцій у цілому, а також, за необхідності, встановлення контрольно-сигнальних систем чи інших засобів моніторингу;

- передбачати можливість огляду, обстеження і діагностики, а також проведення профілактичних і ремонтних робіт для переважної більшості конструкцій.

4.2.3Елементи алюмінієвих конструкцій слід проектувати з урахуванням можливості їх виготовлення з листів, стрічок або пресованих профілів, які задовольняють вимоги цих Норм, державних стандартів і технічних умов на пресовані профілі і труби.

4.2.4У разі такої можливості конструкції повинні бути доступні для огляду та очищення. Конструкції повинні вільно провітрюватися і не накопичувати вологи.

4.2.5Під час проектування конструкцій необхідно забезпечувати вимоги нормативних документів (ДБН В.1.1-7, ДБН В.1.2-7 тощо) до вогнестійкості конструкцій залежно від ступеня вогнестійкості будівлі. У проекті мають бути наведені ступені вогнестійкості будівель та відповідні класи вогнестійкості конструкцій.

Разом з цими Нормами необхідно використовувати нормативні документи стосовно проектування алюмінієвих конструкцій та методів пасивного вогнезахисту, в яких визначені відмінності або додаткові вимоги до проектування.

4.3 Вимоги до розрахунків

4.3.1(П) Розрахунки алюмінієвих конструкцій повинні виконуватися за методом розрахункових граничних станів (частинних коефіцієнтів надійності) відповідно до вимог ДБН В.1.2-14.

4.3.2Навантаження і впливи з урахуванням їх одночасної дії і найбільш несприятливих сполучень слід брати згідно з ДБН В.1.2-2, ДБН В.1.1-12, а також з іншими нормативними документами, затвердженими чи погодженими відповідно до законодавства України і у відповідності з завданням на проектування.

4.3.3Граничні значення прогинів і переміщень елементів конструкцій слід брати відповідно до вимог ДСТУ Б В.1.2-3.

4.3.4Кліматичні дані району будівництва слід брати за даними ДБН В.1.2-2. Розрахункові технологічні температури встановлюються завданням на розроблення будівельної частини проекту. Розрахунки на температурні кліматичні впливи слід виконувати відповідно до ДБН В.1.2- 2 на основі положень розділу 13 цих Норм.

4.3.5Розрахункові схеми й основні принципи розрахунку повинні відображати дійсні умови роботи алюмінієвих конструкцій. Вибір розрахункових схем, а також методів розрахунку алюмінієвих конструкцій рекомендується здійснювати з урахуванням можливостей та ефективного використання ЕОМ.

4.3.6Алюмінієві конструкції необхідно, як правило, розраховувати як єдині просторові системи з урахуванням чинників, що визначають напружений і деформований стан, за потреби з урахуванням нелінійних властивостей розрахункової схеми. У необхідних випадках розрахунок конструкції на різних етапах монтажу або експлуатації слід виконувати з урахуванням впливу чинників, що визначають її напружено-деформований стан на кожному з етапів.

4.3.7При поділі єдиних просторових систем на окремі плоскі підсистеми слід коректно враховувати взаємодію елементів між собою і з основою.

При поділі системи на окремі елементи розрахункові зусилля (поздовжні і поперечні сили, згинальні та крутні моменти) в елементах статично невизначуваних систем допускається визначати за недеформованою або деформованою схемами за умови пружної роботи матеріалу.

4.3.8Розрахунок окремих елементів на дію визначених таким чином зусиль слід виконувати за деформованою схемою, що враховує вплив переміщень під навантаженням.

4.3.9Вимоги цих Норм передбачають такі розрахункові моделі несучих конструкцій:

- окремі конструктивні елементи (наприклад, розтягнуті і стиснуті стрижні, балки, стояки і колони суцільного перерізу тощо);

- плоскі або просторові системи, закріплені від перекосу (рис. 4.1 а); розрахунок таких систем може бути виконаний шляхом розрахунку окремих елеме-нтів з урахуванням їх взаємодії між собою і з основою;

- плоскі або просторові системи, не закріплені від перекосу (рис. 4.1 б); при розрахунку таких систем разом із перевіркою окремих елементів слід враховувати можливість досягнення граничного стану системи в цілому;

- листові конструкції (пластини та оболонки), що знаходяться у моментному напруженому стані;

- листові конструкції (оболонки), що знаходяться у безмоментному напруженому стані.

Розрахунки листових конструкцій рекомендується виконувати аналітичними методами, скінченнорізницевими методами або методом скінченних елементів.

Дозволяється використовувати більш точні розрахункові моделі (наприклад, геометрично чи фізично нелінійні моделі).

Для розрахункових моделей у формі окремих конструктивних елементів чи систем, закріплених від перекосу, перевірка стійкості виконується як для окремих стрижневих елементів на основі їх розрахункових довжин, визначених без урахування рівня навантаженості сусідніх елементів.

Для систем, не закріплених від перекосу, разом із перевіркою стійкості окремих елементів повинна бути виконана перевірка загальної стійкості. При перевірці загальної стійкості коефіцієнт γ надійності за загальною стійкістю повинен бути не меншим ніж 1,3. Під коефіцієнтом надійності s за загальною стійкістю слід розуміти мінімальне число, на яке слід помножитио стану загальної втрати стійкості. Рисунок 4.1 - Розрахункові моделі несучих конструкцій у вигляді стрижневих систем, закріплених (а) і не закріплених (б) від перекосу

4.3.10Для елементів, ослаблених у розрахунковому перерізі отворами для болтових з'єднань, крім фрикційних, у розрахунках на міцність і витривалість слід використовувати площу перерізу нетто, на стійкість і жорсткість-площу перерізу брутто А.

4.3.11При розрахунку елементів і з'єднань алюмінієвих конструкцій слід враховувати коефіцієнти умов роботи, узяті за даними таблиці 4.1.

Елементи конструкцій

Примітка 1. Коефіцієнти умов роботи поз. 3 і 5 одночасно не враховуються.

Примітка 2. Коефіцієнти умов роботи поз. 3 і 4 не поширюються на кріплення відповідних елементів у вузлах.

Примітка 3. Для стиснутих розкосів просторових ґратчастих конструкцій з одиночних кутиків при трикутних ґратах з розпірками (рис. 9.3 а) коефіцієнт умов роботи поз. 4 не враховується.

Примітка 4. Для випадків, не обумовлених цією таблицею, у формулах слід брати = 1,0.

4.4 Рекомендації

При проектуванні алюмінієвих конструкцій рекомендується:

- обирати оптимальну систему з алюмінієвих профілів, яка задовольняє всім вимогам технічного завдання;

- обирати оптимальні в техніко-економічному відношенні схеми конструкцій, перерізи елементів і марки деформівних алюмінієвих сплавів, технічного алюмінію і ливарних сплавів;

- застосовувати економічні профілі;

- застосовувати прогресивні конструкції; конструкції, що поєднують огороджувальні та несучі функції, тонколистові та комбіновані; просторові системи із стандартних елементів тощо;

- передбачати високу технологічність виготовлення і монтажу;

- застосовувати конструкції, що забезпечують найменшу трудомісткість їх виготовлення, транспортування і монтажу;

- застосовувати, як правило, потокове їх виготовлення;

- передбачати застосування заводських і монтажних з'єднань прогресивних типів (автоматичного і механізованого зварювання, фланцевих на болтах, у тому числі високоміцних).

5 МАТЕРІАЛИ ДЛЯ КОНСТРУКЦІЙ І З'ЄДНАНЬ

(П) Матеріал для алюмінієвих конструкцій і з'єднань слід обирати в залежності від:

- функціонального призначення конструкції, передбаченого в технічному завданні;

- характеру й інтенсивності навантаження, напруженого стану елементів конструкцій, розрахункових температур і необхідних механічних властивостей алюмінію;

- хімічного складу алюмінію і стійкості його до корозії;

- технологічності виготовлення напівфабрикатів;

- технології виготовлення і монтажу конструкцій;

- архітектурних вимог. Деформівні алюмінієві сплави і технічний алюміній умовно названі "алюміній", ливарні сплави - "ливарний алюміній".

5.1 Алюміній для будівельних конструкцій

5.1.1Для алюмінієвих конструкцій слід застосовувати алюміній марок і станів, зазначених відповідно в таблицях 5.1 та 5.2.

Примітка. Допускається застосовувати алюміній інших марок і станів (не зазначених у таблиці 5.1) при техніко-економічному обґрунтуванні і після перевірки його в експериментальних конструкціях. Розрахункові опори в цьому випадку слід визначати за даними таблиці 6.1.

Примітка 1. Напівнагартування і нагартування застосовуються переважно для термічно незміцнюваного алюмінію.

Примітка 2. Загартування і старіння застосовуються для термічно зміцнюваного алюмінію.

5.1.2У залежності від призначення конструкції будівель і споруд розділяються на чотири групи. Групи, перелік конструкцій, що до них входять, застосовувані марки і стани алюмінію наведені в додатку А.

5.1.3Види алюмінієвих напівфабрикатів для будівельних конструкцій слід, як правило, обирати за даними таблиці А.4 додатка А. Допускається застосовувати інші види алюмінієвих напівфабрикатів за умови узгодження їх із заводами-постачальниками.

5.1.4В алюмінієвих конструкціях допускається застосовувати виливки з матеріалів, зазначених у ДБН В.2.6-163.

5.1.5Фізичні характеристики алюмінію для будівельних конструкцій слід брати за даними таблиць А.2 та А.3 додатка А.

5.2 Матеріали для зварювання

5.2.1Для дугових способів зварювання алюмінієвих конструкцій у якості електродного і присадного металів слід застосовувати зварювальний дріт згідно з ГОСТ 7871 з алюмінію марок СвА1, СвАМг3 і 1557, а також згідно з відповідними технічними умовами. Умови застосування електродного чи присадного дроту наведено у таблицях 6.6-6.9.

У якості захисного інертного газу слід застосовувати аргон марки А згідно з ГОСТ 10157.

При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні для зварювання конструкцій допускається застосовувати прогресивні зварювальні матеріали (дріт, захисні гази). При цьому розрахункові опори металу зварних з'єднань повинні бути не нижчими ніж наведено у таблицях

6.8та 6.9.

5.3 Матеріали для заклепок та болтів

5.3.1Марки алюмінію для заклепок, які встановлюються у холодному стані, і для болтів слід обирати за даними таблиці 5.3.

Сталеві болти слід застосовувати відповідно до вимог ДБН В.2.6-163.

5.3.2В алюмінієвих конструкціях слід застосовувати:

- болти з алюмінію (табл. 5.3) та сталі (технічні вимоги згідно з ГОСТ 1759.0) підвищеної, нормальної і грубої точності згідно з ДСТУ ГОСТ 7796, ДСТУ ГОСТ 7798, ДСТУ ГОСТ 15589 і ДСТУ ГОСТ 15591, високоміцні сталеві болти, гайки і шайби до них відповідно до ДСТУ ГОСТ 22353, ДСТУ ГОСТ 22354 та ДСТУ ГОСТ 22355 з технічними вимогами до них згідно з ГОСТ 22356;

- гвинти нормальної точності відповідно до ДСТУ ГОСТ 17473, ДСТУ ГОСТ 17475, ДСТУ ГОСТ 10619 та ДСТУ ГОСТ 10621;

- заклепки з алюмінію згідно з ГОСТ 10299, ГОСТ 10300, ГОСТ 10301 та ГОСТ 10304.

6 РОЗРАХУНКОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРІАЛІВ ТА З'ЄДНАНЬ

6.1 Розрахункові характеристики алюмінію

6.1.1Розрахункові значення опору (розрахункові опори) алюмінію і лива-рного алюмінію для розрахункових температур зовнішнього повітря від плюс 80 до мінус 65 °С наведені в таблицях 6.2 та 6.3, при цьому розрахункові опори зсуву і зминанню встановлені відповідно до таблиці 6.1 з округленням значень розрахункових опорів до 5 МПа.

При розрахунку конструкцій слід враховувати коефіцієнти умов роботи елементів γ γ алюмінієвих конструкцій (таблиця 4.1), коефіцієнти впливу зміни температури (6.1), а також c t γ коефіцієнти надійності за класом відповідальності об'єкта, узяті відповідно до ДБН В.1.2-14.

n

Значення розрахункового опору алюмінію R слід брати таким, що дорівнює меншому зі значень розрахункового опору алюмінію R розтягу, стиску, згину відповідно до умовної границі текучості Ry та розрахункового опору алюмінію розтягу, стиску, згину відповідно до тимчасового опору. При цьому

, де-нормативний опір алюмінію, який дорівнює значенню умовної границі текучості за державними стандартами і технічними умовами на алюміній; - нормативний опір алюмінію розриву, який дорівнює мінімальному значенню тимчасового опору за державними стандартами і технічними умовами на алюміній; = 1,1; =1,45.

6.1.2Розрахункові опори розтягу листового алюмінію Rpl для елементів конструкцій, експлуатація яких можлива і після досягнення алюмінієм границі текучості, слід брати за даними таблиці 6.4.

6.2 Знеміцнення матеріалу у пришовних зонах

6.2.1(П) При проектуванні та розрахунку зварних конструкцій, у яких використовуються сплави з деформаційним або дисперсійним зміцненням, необхідно враховувати знеміцнення матеріалу у зонах біля зварних швів.

6.2.2Для цілей розрахунку можна вважати, що по всій пришовній зоні термічного впливу міцнісні характеристики знижуються на постійну величину.

*) Якщо ця відстань менша, слід вважати, що пришовна зона займає всю ширину консольного фрагменту

Рисунок 6.1 - Розміри зони термічного впливу біля зварних швів

6.2.3Для розрахунку слід вважати, що пришовна зона термічного впливу простягається на відстань bhaz у всіх напрямках від зварного шва (рисунок 6.1):

- перпендикулярно від центральної лінії стикового зварного шва, який з'єднує листи в одній площині;

- перпендикулярно від лінії перетину зварених поверхонь при кутових швах;

- перпендикулярно від лінії перетину зварених поверхонь у стикових швах кутових, таврових або хрестоподібних вузлових з'єднань;

- у будь-якому радіальному напрямі від кінця шва.

Межі пришовної зони, в основному, встановлюються у вигляді площин, нормальних по відношенню до металевої поверхні, зокрема при зварюваннітонколистових матеріалів. Проте якщо деталь приварена до поверхні товстого матеріалу, межу можна вважати циліндричною з радіусом bhaz, як показано на рисунку 6.1.

6.2.4Розмір пришовної зони термічного впливу визначається за даними таблиці 6.5.

Примітка. Над рискою-значення для автоматичного та механізованого зварювання; під рискою-для ручного зварювання неплавким електродом.

Вищенаведені розміри відносяться до стикових зварних швів (два шляхи тепловідводу) або до кутових швів у таврових з'єднаннях (три шляхи тепловідводу), коли на ненагрітий матеріал накладається багатошаровий зварний шов із проміжним охолодженням матеріалу до 60 °С або нижче.

Якщо за допомогою кутових швів з'єднано фрагменти з більшим числом ліній тепловідводу n ніж число три, то необхідно помножити величину bhaz на 3/n.

Якщо два або більше швів розташовані так, що межі їх пришовних зон частково перекриваються, слід розглядати об'єднання цих зон як одну спільну пришовну зону.

6.2.5Розрахунковий опір алюмінію в пришовній зоні при аргонодуговому зварюванні слід брати за даними таблиць 6.6 та 6.7.

6.2.6Вплив поздовжніх зварних швів елементів конструкцій (в обшивках, покрівельних полотнищах тощо) на знеміцнення алюмінію в пришовній зоні не враховується.

6.3 Розрахунковий опір зварних з'єднань

6.3.1Розрахунковий опір Rw зварних з'єднань, виконаних аргонодуговим зварюванням з фізичним контролем якості швів (рентгено-чи гаммаграфуванням, ультразвуковою дефектоскопією тощо) слід брати за даними таблиць 6.8 та 6.9.

Для зварних стикових розтягнутих швів, якість яких не контролюється фізичними методами, значення розрахункових опорів за даними таблиць 6.8 і 6.9 слід множити на коефіцієнт 0,8.

* Для конструкцій, експлуатація яких можлива після досягнення алюмінієм границі текучості.

Примітка 1. Розрахункові опори зварних з'єднань алюмінію марки 1915Т зазначені для пресованих профілів.

Примітка 2. Розрахункові опори зварних з'єднань термічно зміцнюваного алюмінію можуть бути підвищені повторною термічною обробкою (після зварювання з'єднання), при цьому для алюмінію системи Al-Mg-Si слід брати Rw = 0,9∙R; для алюмінію системи Al-Zn-Mg Rw = R (де R-розрахунковий опір, що визначається за даними таблиці 6.3).

Примітка 3. У зварних з'єднаннях внапусток з алюмінію марок АД31Т, АД31Т1, АД31Т4 і АД31Т5 не допускається застосовувати лобові шви.

6.3.2В алюмінієвих тонколистових конструкціях допускається застосову-вати контактне і арго-нодугове точкове зварювання плавким електродом. Розра-хункова несуча здатність на зріз зварних точок, виконаних контактним й аргоно-дуговим точковим зварюванням плавким електродом згідно з ГОСТ 14776, наве-дена в таблиці 6.10.

Примітка. Для контактного зварювання вказана товщина найбільш тонкого елемента; для дугового точкового зварювання у графі 1 перша цифра-товщина верхнього елемента.

6.3.3Розрахункові опори зрізу зварних з'єднань внапусток Rwsm, виконаних контактним роликовим зварюванням, для алюмінію марок АД1М, АМцМ, АМг2М слід брати таким, що дорівнює розрахунковим опорам R (див. таблиці 6.2 та 6.4).

Для алюмінію марки АМг2Н2 Rwsm = (0,9 - 0,1 ∙ t) · R, де t-товщина більш тонкого з елементів, що зварюються, мм.

6.4 Розрахунковий опір з'єднань на заклепках та болтах

6.4.1Розрахункові опори зрізу Rrs з'єднань на заклепках, поставлених у холодному стані у просвердлені і розсвердлені отвори, наведено в таблиці 6.11.

Розрахункові опори розтягу Rbt і зрізу Rbs з'єднань на болтах, поставлених у просвердлені чи розсвердлені отвори, наведено в таблиці 6.12.

Примітка 1. У продавлені отвори ставити заклепки недопустимо.

Примітка 2. Розрахункові опори з'єднань на заклепках з потайними чи напівпотайними головками слід знижувати на 20 %. Зазначені заклепки розтягувальних зусиль не сприймають.

6.4.2Розрахункові опори зминанню елементів конструкцій для з'єднань на заклепках Rrp і болтах Rbp, поставлених у просвердлені чи розсвердлені отвори, слід брати за даними таблиці 6.13.

Примітка. Розрахункові опори наведено для з'єднань на болтах, поставлених на відстані 2d від їх осі до краю елемента. При скороченні цієї відстані до 1,5d наведені розрахункові опори слід знижувати на 40 %.

6.4.3Для з'єднань на заклепках і болтах (таблиці 6.11-6.13) розрахункові опори розтягу і зрізу слід брати за матеріалом болтів чи заклепок, зминанню-за маркою алюмінію елементів і конструкцій, що з'єднуються.

6.5 Вплив температури

6.5.1Значення, наведені в таблицях 6.1-6.4, а також у таблицях 6.6-6.13 (тільки для кріпильних деталей з алюмінію), застосовуються для конструкцій, які зазнають робочих температур до 80 °С. Для робочих температур у межах від 80°С до 100 °С необхідно враховувати явище зниження міцності. Розрахункові опори алюмінію і ливарного алюмінію, зварних з'єднань та з'єднань на заклепках і болтах для конструкцій, що експлуатуються за γ температур від 80 °С до 100 °С, слід множити на коефіцієнт:

t

Примітка. Наведені значення коефіцієнта k100 не залежать від стану алюмінію (таблиця 5.2).

7 ДОВГОВІЧНІСТЬ

7.1 Загальні вимоги

7.1.1(П) Довговічність алюмінієвих конструкцій слід визначати у відповідності з вимогами ДБН В.1.2-14.

7.1.2У неагресивних середовищах алюмінієві конструкції, виготовлені із сплавів, наведених у таблицях 5.1 і 5.3, можуть використовуватися без захисту поверхні і це не призведе до зниження їх несучої здатності.

7.2 Вплив корозії

7.2.1Для елементів, що зазнають впливу корозії або є об'єктом агресивних впливів, слід застосовувати заходи для захисту від корозії відповідно до вимог СНиП 2.03.11.

7.2.2Технічні умови щодо цих заходів повинні містити обсяг, тип і процедуру їх виконання. Додаток Б містить дані про стійкість проти корозії і поради щодо захисту алюмінієвої поверхні, а також дані про умови, коли такий захист від корозії рекомендується. Рекомендації щодо алюмінію, який знаходиться у контакті з іншими матеріалами, також наведено в додатку Б.

7.2.3Елементи, що зазнають впливу корозії або є об'єктом агресивних впливів, механічного зносу або втомних явищ, рекомендується проектувати так, щоб була можливість провести огляд, обслуговування і ремонт під час розрахункового строку експлуатації. Недоступні для огляду елементи слід надійно захистити від корозії.

8 РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ АЛЮМІНІЄВИХ КОНСТРУКЦІЙ НА ПОЗДОВЖНІ СИЛИ ТА ЗГИН

(П) Розрахункове значення діючого фактора в будь-якому поперечному перерізі не повинно перевищувати відповідного розрахункового граничного значення-несучої здатності або відношення цих величин не повинно перевищувати одиниці. Якщо діє одночасно кілька факторів, то сукупний ефект від них не повинен перевищувати граничного значення розрахункового показника для такої комбінації факторів.

У наведених далі формулах використовується таке правило знаків для поздовжніх зусиль та нормальних напружень: розтяг "+", стиск "-". Для інших величин правило знаків визначається автором розрахунку, але так, щоб воно було підпорядковано наведеному вище правилу знаків для поздовжніх зусиль та нормальних напружень.

8.1 Центрально-розтягнуті та центрально-стиснуті елементи

8.1.1Перевірку міцності елементів, що зазнають центрального розтягу чи стиску силою N, слід виконувати за формулою

8.1.2Перевірку стійкості суцільностінчастих елементів, що зазнають центрального стиску силою N, слід виконувати за формулою

Числові значення коефіцієнта наведено у таблицях В.2 і В.3 додатка В.

8.1.3При розрахунку стрижнів з одиночних кутиків на центральний стиск радіус інерції перерізу і слід брати:

а) мінімальним, якщо стрижні закріплені тільки на кінцях;

б) відносно осі, яка паралельна одній із полиць кутика, за наявності проміжного закріплення (розпірок, шпренгелів, в'язей тощо), яке визначає напрямок випинання кутика в площині, що паралельна другій полиці.

8.1.4Стиснуті елементи із суцільними стінками відкритого П-подібного перерізу

(рис. 8.1), не посилені і посилені відбортуваннями чи потовщеннями (бульбами), при λх<3λу (де і-розрахункові гнучкості елемента в площинах, перпендикулярних до осей х-х і у-у), слід укріплювати планками чи ґратами; при цьому повинні бути виконані вимоги 8.1.5 і 8.1.7.

а, б-укріплені планками чи ґратами; в-відкритий (ц.в. - центр ваги; ц.з. - центр згину)

Рисунок 8.1 - П-подібні перерізи елементів

За відсутності планок чи ґрат такі елементи, крім розрахунку за формулою (8.2), слід перевіряти на стійкість за згинально-крутильною формою втрати стійкості:

За наявності потовщень (бульб) момент інерції при крученні lt слід збільшити на, де n-число бульб у перерізі; D-діаметр бульб. Для потовщень некруглого перерізу значення D береться як діаметр круга рівновеликої площі.

8.1.5Для складених стиснутих стрижнів, гілки яких з'єднані планками чи ґратами, коефіцієнт відносно вільної осі (перпендикулярної до площини планок чи ґрат) слід визначати за даними таблиці В.2 додатка В із заміною на. Значення слід визначати за формулами таблиці 8.1.

У складених стрижнях із ґратами, крім розрахунку на стійкість стрижня в цілому, слід проводити розрахунок на стійкість окремих гілок на ділянках між вузлами.

Гнучкість окремих гілок та на ділянці між планками не повинна перевищувати 30. У складених стрижнях із ґратами гнучкість окремих гілок між вузлами не повинна перевищувати зведеної гнучкості стрижня в цілому.

8.1.6Розрахунок складених елементів з кутиків, швелерів тощо, з'єднаних впритул чи через прокладки, слід виконувати як суцільностінчастих за умови, що найбільші відстані між їх з'єднаннями (прокладками, шайбами тощо) не перевищують: 30∙i-для стиснутих елементів; 80∙i - для розтягнутих елементів.

У даному випадку радіус інерції і кутика чи швелера слід брати для таврових чи двотаврових перерізів відносно осі, паралельної площині розташування прокладок, а для хрестових перерізів-мінімальним. При цьому в межах довжини стиснутого елемента слід ставити не менше двох прокладок.

Таблиця 8.1 - Визначення коефіцієнта

8.1.7Сполучні елементи (планки, ґрати) стиснутих складених стрижнів наскрізного перерізу слід розраховувати на умовну поперечну силу Qfic, яка вважається постійною по всій довжині стрижня й визначається за формулою

Умовну поперечну силу Qfic слід розподіляти за наявності:

тільки сполучних планок (ґрат) - порівну між планками (ґратами), які лежать у площинах, перпендикулярних до осі, відносно якої перевіряється стійкість;

суцільного листа і сполучних планок (ґрат) - навпіл між листом і планками (ґратами), що лежать у паралельних до листа площинах.

При розрахунку рівносторонніх тригранних складених стрижнів умовну поперечну силу Qfic, що припадає на систему сполучних елементів, розташованих в одній площині, слід брати 0,8 Qfic.

Рисунок 8.2 - Складений стрижень на планках

8.1.8Розрахунок сполучних планок і їх прикріплень (рисунок 8.2) слід ви- конувати як розрахунок елементів ферм без розкосів за формулами:

на силу F, що зрізує планку:

8.1.9Розрахунок сполучних ґрат (рисунок 8.3) слід виконувати так само, як розрахунок ґрат ферм. При розрахунку перехресних розкосів хрестових ґрат з розпірками

(рисунок 8.3 б) необхідно враховувати додаткове зусилля Nad, що виникає в кожному розкосі від обтиснення поясів і визначається за формулою a-розкосних; б-хрестових з розпірками

Рисунок 8.3 - Схема ґрат

8.1.10Розрахунок стрижнів, призначених для зменшення розрахункової довжини стиснутих елементів, слід виконувати на зусилля, що дорівнюють умовній поперечній силі в основному стиснутому елементі, яка визначається за формулою (8.15).

8.2 Згинальні елементи

8.2.1Розрахунок на міцність елементів, що згинаються в одній з головних площин, слід виконувати за формулами:

За наявності ослаблення розрахункового перерізу отворами для заклепок чи болтів значення Q у формулі (8.21) слід множити на величину

8.2.2Для стінок балок, що розраховуються за формулою (8.20), мають бути виконані умови:

Напруження, і слід визначати в одній і тій же точці стінки балки і підставляти у формулу (8.23) кожне зі своїм знаком.

8.2.3Розрахунок на стійкість балок двотаврового перерізу, що згинаються в площині стінки, слід виконувати за формулою

При визначенні значення розрахунковою довжиною балки слід вважати відстань між точками закріплень стиснутого пояса від поперечних переміщень; за відсутності в'язей (де-проліт балки). Розрахунковою довжиною консолі слід вважати: - за відсутності закріплення стиснутого пояса на кінці консолі в горизонтальній площині (де l-довжина консолі); відстань між точками закріплень стиснутого пояса в горизонтальній площині-при закріпленні пояса на кінці і по довжині консолі.

Стійкість балок не слід перевіряти:

а) при передачі навантаження через суцільний жорсткий настил, що безперервно обпирається на стиснутий пояс балки і надійно з ним зв'язаний (плоский і профільований металевий настил, хвилястий лист тощо);

б) для балок симетричного двотаврового перерізу та для балок з більш розвинутим стиснутим поясом, для яких ширина розтягнутого пояса складає не менше ніж 0,75 ширини стиснутого пояса при відношенні розрахункової дов-жини балки до ширини стиснутого пояса b, яке не перевищує значень, що даються у формулах таблиці 8.2.

Таблиця 8.2 - Визначення максимальних відношень

8.2.4Розрахунок на міцність елементів, що згинаються в двох головних площинах, слід виконувати за формулою де х, у-координати точки перерізу, що розглядається, відносно його головних осей. У балках, що розраховуються за формулою (8.28), значення напружень у стінці балки слід перевіряти за допомогою формул (8.21) і (8.23) у двох головних площинах згину.

При виконанні вимог 8.2.3 а балки, що згинаються у двох площинах, на стійкість не перевіряються.

8.3Елементи, що підпадають під дію осьової сили та згинального мо-менту

8.3.1Розрахунок на міцність суцільностінчастих позацентрово-стиснутих, стиснутозгинальних, позацентрово-розтягнутих і розтягнуто-згинальних елементів слід виконувати за формулою де х, у-координати точки перерізу відносно його головних осей.

У складених наскрізних стрижнях кожну гілку слід перевіряти за формулою (8.29) при відповідних значеннях N, Мх, Му, обчислених для даної гілки.

8.3.2Розрахунок на стійкість позацентрово-стиснутих і стиснуто-згинальних елементів слід виконувати як у площині дії моменту (плоска форма втрати стійкості), так і з площини дії моменту (згинально-крутильна форма втрати стійкості).

Розрахунок на стійкість позацентрово-стиснутих і стиснуто-згинальних елементів постійного перерізу у площині дії моменту, яка збігається з площиною симетрії, слід виконувати за формулою

У формулі (8.30) коефіцієнт слід визначати:

а) для суцільностінчастих стрижнів-за даними таблиці Д.1 додатка Д в залежності від умовної гнучкості і зведеного відносного ексцентриситету, що визначається за формулою

Розрахунок на стійкість виконувати не потрібно для суцільностінчастих стрижнів при mef > 10;

б) для наскрізних стрижнів з ґратами чи планками, розташованими у площинах, що паралельні площині згину, - за даними таблиці Д.2 додатка Д в залежності від умовної зведеної гнучкості, що визначається за формулою де х1, у1 - відстані відповідно від осі у-у або х-х до осі найбільш стиснутої гілки, але не менші за відстані до осі стінки гілки.

8.3.3Розрахункові значення згинальних моментів М, необхідні для обчислення ексцентриситету

, слід брати такими, що дорівнюють:

а) для стрижнів постійного перерізу рамних систем-найбільшому моменту в межах довжини стрижнів;

б) для східчастих стрижнів-найбільшому моменту на довжині ділянки постійного перерізу;

в) для консолей-момент у затисненні, але не менший за момент у перерізі, що віддалений на третину довжини стрижня від затиснення;

г) для стиснутих стрижнів із шарнірно-обпертими кінцями і перерізами, що мають одну вісь симетрії, яка збігається з площиною згину, - моменту, що визначається за формулами таблиці 8.3.

Для стиснутих стрижнів із шарнірно-обпертими кінцями і з перерізами, що мають дві осі симетрії, зведені відносні ексцентриситети mef слід визначати за даними таблиці Д.4 додатка Д.

Таблиця 8.3 - Розрахункові значення М

8.3.4Розрахунок на стійкість позацентрово-стиснутих елементів постій-ного перерізу з площини дії моменту при їх згині у площині найбільшої жорст-кості, що збігається з площиною симетрії, слід виконувати за формулою

8.3.5Коефіцієнт с слід визначати за формулою:

Таблиця 8.4 - Значення коефіцієнтів та

При визначенні тх за розрахунковий момент Му слід брати:

а) для стрижнів із шарнірно-обпертими кінцями, закріпленими від зміщення перпендикулярно до площини дії моменту, - максимальний момент у межах середньої третини довжини (але не менший за половину моменту, найбільшого по довжині стрижня);

б) для консолей-момент у затисненні (але не менший ніж момент у перерізі, що віддалений від затиснення на третину довжини стрижня).

При гнучкості коефіцієнт с не повинен перевищувати для стрижнів:

замкнутого перерізу-одиниці;

двотаврового перерізу з двома осями симетрії-значень, що визначаються за формулою

8.3.6Позацентрово-стиснуті елементи, що згинаються у площині найменшої жорсткості (при) при, слід розраховувати за формулою (8.30), а також перевіряти на стійкість із площини дії моменту як центрально-стиснуті стрижні за формулою

При перевіряти стійкість із площини дії моменту не потрібно.

8.3.7У наскрізних позацентрово-стиснутих стрижнях із ґратами, розташованими в площинах, що паралельні площині згину, крім розрахунку на стійкість стрижня в цілому за формулою (8.30), слід перевіряти окремі гілки як центрально-стиснуті стрижні за формулою (8.2). Поздовжню силу в кожній гілці слід визначати з урахуванням додаткового зусилля від моменту; величину цього зусилля при паралельних гілках (поясах) слід визначати за формулою:, де b-відстань між осями гілок (поясів).

Окремі гілки позацентрово-стиснутих наскрізних елементів із планками слід перевіряти на стійкість як позацентрово-стиснуті елементи з урахуванням зусиль від моменту і місцевого згину гілок від фактичної чи умовної поперечної сили (як у поясах безрозкісної ферми).

8.3.8Розрахунок на стійкість суцільностінчастих стиснутих стрижнів, що згинаються в двох головних площинах, при збіганні площини найбільшої жорсткості із площиною симетрії слід виконувати за формулою

Якщо, то, крім розрахунку за формулою (8.38), слід зробити додаткову перевірку за формулою (8.30), беручи еу = 0. У випадку незбігання площини найбільшої жорсткості з площиною симетрії розрахункове значення слід збільшити на 25 %.

8.3.9Розрахунок на стійкість наскрізних стрижнів із двох суцільностінчастих гілок, симетричних відносно осі у-у (рисунок 8.4), із ґратами у двох паралельних площинах, підданих стиску і згину в обох головних площинах, слід виконувати:

- для стрижнів у цілому-у площині, що паралельна площинам ґрат відповідно до вимог 8.3.2, беручи еу = 0 (рисунок 8.4); Рисунок 8.4 - Переріз складеного елемента з двох суцільностінчастих гілок із ґратами у двох паралельних площинах

- для окремих гілок-як позацентрово-стиснутих елементів за формулами (8.30) і (8.34), при цьому поздовжню силу в кожній гілці слід визначати з урахуванням зусилля від моменту Мх , див. 8.3.7, а момент Му-розподіляти між гілками пропорційно їх жорсткостям;

- якщо момент Му діє в площині однієї з гілок, то слід вважати його таким, що передається цілком на цю гілку.

При перевірці окремої гілки за формулою (8.34) її гнучкість визначається за максимальною відстанню між вузлами фат.

8.3.10Розрахунок об'єднуючих елементів (планок чи ґрат) наскрізних позацентровостиснутих стрижнів слід виконувати відповідно до вимог 8.1.7-8.1.9 на найбільшу поперечну силу - фактичну Q чи умовну Qfic.

У випадку, коли фактична поперечна сила більша за умовну, з'єднувати планками гілки наскрізних позацентрово-стиснутих елементів, як правило, не слід.

9 РОЗРАХУНКОВА ДОВЖИНА ТА ГРАНИЧНА ГНУЧКІСТЬ ЕЛЕМЕНТІВ АЛЮМІНІЄВИХ

КОНСТРУКЦІЙ

9.1 Розрахункова довжина

9.1.1Розрахункову довжину lef елементів плоских ферм та в'язей, за винятком елементів перехресних ґрат ферм (рисунок 9.1 г), слід визначати за даними таблиці 9.1.

а-трикутної з розкосом у крайній панелі; б-трикутної зі шпренгелем; в-напіврозкісної; г - перехресної

Рисунок 9.1 - Схеми ґрат ферм для визначення розрахункової довжини елементів

Познаки, використані в табл. 9.1 та на рис. 9.1: l-геометрична довжина елемента (відстань між центрами вузлів) у площині ферми; l1 - відстань між вузлами, закріпленими від зміщень із площини ферми (спеціальними в'язями, жорсткими плитами покриттів, прикріпленими до пояса зварними швами чи болтами, тощо).

9.1.2Розрахункову довжину lef елемента, по довжині l1 якого діють стискальні зусилля N1, і N2, із площини ферми (рисунок 9.2) слід обчислю-вати за формулою

Розрахунок на стійкість у цьому випадку слід виконувати на зусилля |N1|.

9.1.3Розрахункову довжину lef елементів перехресних ґрат (рисунок 9.1 г) слід брати:

- у площині ферми-що дорівнює відстані від центра вузла ферми до точки перетину перехресних грат (lеf= l);

а-схема в'язей між фермами (вид зверху); б-схема ферми

Рисунок 9.2 - Схеми для визначення розрахункової довжини елемента з різними зусиллями

N1 і N2 (по його довжині) із площини ферми: для стиснутих елементів-за даними таблиці 9.2; для розтягнутих елементів-що дорівнює повній геометричній довжині елемента (lef= l1).

l-відстань від центра вузла ферми до точки перетину елементів; l1 - повна геометрична довжина елемента.

9.1.4Радіуси інерції і перерізів перехресних ґрат з одиночних кутиків слід брати:

- при розрахунковій довжині елемента, що дорівнює l (де l-відстань між найближчими вузлами), - мінімальними (і = imin);

- в інших випадках-відносно осі кутика, перпендикулярної чи паралельної до площини ферми (і = іх чи і = іу-у залежності від напрямку поздовжнього згину).

9.1.5Розрахункову довжину lef і радіуси інерції і перерізів елементів просторових ґратчастих конструкцій з одиночних кутиків слід визначати за даними таблиці 9.3.

lт-довжина панелі пояса ферми (якщо вузли не збігаються, вона дорівнює відстані між вузлами однієї грані (рисунок 9.3 в, г); μm-коефіцієнт розрахункової довжини пояса (при закріпленні розкосів до пояса зварними швами або двома болтами чи заклепками і більше, розташованими уздовж розкосу) слід визначати за даними таблиці 9.4; при прикріпленні розкосів до пояса одним болтом μm= 1,14; imin-мінімальний радіус інерції перерізу (пояса чи ґрат); ld, lc-рисунок 9.3; іх, іу-радіуси інерції поперечного перерізу кутика відносно осей х та у, що паралельні полицям; μd-коефіцієнт розрахункової довжини розкосу при прикріпленні його до пояса зварними швами або двома і більше болтами чи заклепками, розташованими уздовж розкосу, слід визначати за даними таблиці 9.5, при прикріпленні розкосів до пояса одним болтом чи однією заклепкою-за даними таблиці 9.6.

a-схема з вузлами, що збігаються в суміжних гранях (трикутні ґрати з розпірками); б-те саме (перехресні ґрати); в-схема з вузлами, що не збігаються в суміжних гранях (трикутні ґрати); г-те саме (перехресні ґрати)

Рисунок 9.3 - Схеми просторових ґратчастих конструкцій з одиночних кутиків

, де-мінімальні моменти інерції перерізу відповідно пояса і розкосу ферми.

Примітка. Для проміжних значень n коефіцієнт слід визначати лінійною інтерполяцією.

n-див. таблицю 9.4; ld-див. рисунок 9.3; imin-мінімальний радіус інерції перерізу розкосів.

Примітка. Для проміжних значень n і відношення коефіцієнт слід визначати лінійною інтерполяцією.

Познаки такі, як у таблиці 9.5.

Примітка. Для проміжних значень n і відношення коефіцієнт слід визначати лінійною інтерполяцією.

9.1.6Розрахункову довжину колон (стояків) слід визначати за формулою, де

- довжина колони чи її окремої ділянки.

Коефіцієнти розрахункової довжини колон (стояків) постійного перерізу в залежності від умов закріплення їх кінців і виду навантаження слід брати за даними таблиці 9.7. У більш складних випадках треба виконувати розрахунок на стійкість системи в цілому.

Застосування алюмінію в колонах допускається у збірно-розбірних конструкціях чи за наявності агресивного середовища.

9.2 Гранична гнучкість елементів

9.2.1Гнучкість стиснутих елементів не має перевищувати значень, наведених у таблиці 9.8.

Примітка. Наведені в таблиці дані відносяться до елементів з перерізом, симетричним відносно дії сил. При перерізах, несиметричних відносно дії сил, граничну гнучкість належить зменшувати на 30 %.

9.2.2Гнучкість розтягнутих елементів не має перевищувати значень, поданих у табл. 9.9.

Примітка 1. Гнучкість розтягнутих елементів перевіряється тільки у вертикальній площині.

Примітка 2. При перевірці гнучкості розтягнутих стрижнів перехресних ґрат з одиночних кутиків радіус інерції береться відносно осі, паралельної полиці кутика.

Примітка 3. Стрижні перехресних ґрат у місці перетину повинні бути скріплені між собою.

Примітка 4. Для розтягнутих розкосів ферм із незначними зусиллями, у яких при несприятливому розташуванні навантаження може змінюватися знак зусилля, гранична гнучкість береться як для стиснутих елементів, при цьому сполучні прокладки повинні встановлюватися не рідше ніж через 40∙i.

10 ПЕРЕВІРКА СТІЙКОСТІ СТІНОК ТА ПОЯСНИХ ЛИСТІВ ЗГИНАЛЬНИХ ТА

СТИСНУТИХ ЕЛЕМЕНТІВ

10.1 Стінки балок

10.1.1Стінки балок для забезпечення їх стійкості рекомендується зміцнювати поперечними ребрами жорсткості, які розбивають стінку балки на прямокутні відсіки.

10.1.2При перевірці стійкості прямокутних відсіків стінки розрахунковими розмірами є:

а-відстань між осями поперечних ребер;

hef-розрахункова висота стінки, яка дорівнює: у зварних балках-повній висоті стінки; у пресованих профілях-висоті у світлі між полицями; у клепаних балках-відстані між найближчими до осі балки рисками поясних кутиків;

t-товщина стінки.

10.1.3Основною характеристикою стійкості стінки є її умовна гнучкість, яка обчислюється за формулою

10.1.4Стінки балок слід зміцнювати ребрами > 2,5.

10.1.5Розрахунок на стійкість стінок балок слід виконувати з урахуванням усіх компонентів напруженого стану:. Напруження слід обчислювати за умови пружної роботи матеріалу за перерізом брутто без урахування коефіцієнта.

Стискальне (крайове) напруження біля розрахункової межі стінки (зі знаком "плюс") та середнє дотичне напруження слід обчислювати за формулами:

Якщо довжина відсіку більша ніж його розрахункова висота, М та Q слід обчислювати для більш напруженої ділянки з довжиною, що дорівнює висоті відсіку; якщо в межах відсіку момент або поперечна сила змінюють знак, то їх середні значення слід обчислювати на ділянці відсіку, де вони мають один знак.

Місцеве напруження у стінці під зосередженим навантаженням слід визначати відповідно до вимог додатка Е.

10.1.6Стійкість стінок балок перевіряти не потрібно, якщо умовна гнучкість стінки балки не перевищує граничних значень: - для зварних чи пресованих балок; - для клепаних балок.

За наявності місцевих напружень у стінках балок зазначені граничні значення слід множити на коефіцієнт 0,7.

10.1.7У балках з місцевим навантаженням на верхньому поясі стійкість стінки слід перевіряти відповідно до вказівок додатка Е.

10.1.8Розрахунок на стійкість стінок балок симетричного перерізу, укріплених поперечними ребрами жорсткості, за відсутності місцевого напруження слід виконувати за формулою

10.1.9Відстань між поперечними ребрами жорсткості не повинна перевищувати При укріпленні стінки балки симетричними парними ребрами жорсткості ширина виступної частини ребра bh повинна бути не меншою ніж; товщина ребра ts повинна бути не меншою ніж bh/12.

При укріпленні стінки балки односторонніми ребрами жорсткості, крім наведених вище обмежень, момент інерції перерізу одностороннього ребра відносно осі, що збігається з ближчою до ребра гранню стінки балки, має бути не меншим ніж момент інерції перерізу обох половин парного ребра відносно осі, що збігається з серединною площиною стінки балки.

10.1.10Ділянку стінки балки над опорою при зміцненні її ребрами жорсткості слід розраховувати на поздовжній згин із площини стінки як стояк, навантажений опорною реакцією. У розрахунковий переріз цього стояка слід включати переріз ребра жорсткості і смуги стінки шириною з кожної сторони ребра. Розрахункову довжину стояка слід брати такою, що дорівнює висоті стінки.

Нижні торці опорних ребер жорсткості повинні бути щільно припасовані чи приварені до нижнього пояса балки і розраховані на вплив опорної реакції.

10.2Стінки центрально-, позацентрово стиснутих і стиснуто-згинальних елементів

10.2.1Для центрально-стиснутих елементів умовну гнучкість стінки, визначену за формулою (10.1), слід брати не більшою від умовної гнучкості, що визначається за формулами таблиці 10.1.

При визначенні перерізу елемента за граничною гнучкістю, а також у випадку відповідного обґрунтування розрахунком найбільші значення слід множити на коефіцієнт, але не більший ніж 1,5. При цьому значення слід брати не більшим ніж 5,3.

10.2.2Для позацентрово-стиснутих і стиснуто-згинальних елементів умовну гнучкість стінки слід визначати в залежності від значення та брати не більшою ніж та, що визначається:

Примітка 1. Дані, наведені в таблиці 10.1, відносяться до зварних і пресованих профілів. У клепаних елементах значення слід збільшувати на 5 %.

Примітка 2. При обчисленні для проміжних значень допускається лінійна інтерполяція між значеннями при = 1 та =5.

10.2.3При зміцненні стінки позацентрово-стиснутого чи стиснуто-згинального елемента поздовжнім ребром жорсткості з моментом інерції найбільш навантажену частину стінки між поясом і віссю ребра слід розглядати як самостійну пластинку і перевіряти її відповідно до вимог 10.2.2.

Поздовжні ребра жорсткості слід включати в розрахункові перерізи елементів.

Якщо стійкість стінки не забезпечена, то в розрахунок слід вводити дві крайні ділянки стінки шириною по, розташовані біля меж розрахункової висоти.

10.2.4Стінки суцільних колон і стояків при слід зміцнювати поперечними ребрами жорсткості, розташованими на відстані, не більшій ніж одне від одного. На кожному відправному елементі повинно бути не менше ніж два ребра. За наявності поздовжнього ребра відстань між поперечними ребрами можна збільшити в 1,5 раза.

Мінімальні розміри виступної частини поперечних ребер жорсткості слід брати відповідно до вимог 10.1.9.

10.3Поясні листи і полиці центрально-стиснутих, позацентрово-стиснутих, стиснуто-згинальних та згинальних елементів

10.3.1За розрахункову ширину звису поясних листів (полиць) слід брати відстань:

- у пресованих, прокатних зварних і клепаних елементах без поясних листів-від вільного краю поясного листа (полиці) до грані стінки;

- у клепаних елементах з поясними листами-від вільного краю листа до найближчої риски заклепок;

- за наявності вута, що утворює зі звисом кут не менший ніж 30° - від вільного краю полиці до початку вута (у випадку викружки-до початку вписаного вута).

10.3.2У центрально-стиснутих, позацентрово-стиснутих і стиснуто-згинальних елементах умовну гнучкість звису поясного листа (полиці) слід брати не більшою ніж зазначено у таблиці 10.2 в залежності від умовної гнучкості елемента і типу перерізів (де bef береться відповідно до 10.3.1; t-товщина звису).

У разі недонапруження елемента найбільші значення таблиці 10.2 слід збільшувати в разів, але не більше ніж у 1,5 раза; при цьому значення необхідно брати не більшим ніж 1,3 (де-менше зі значень, використане при перевірці стійкості стрижня).

Примітка. При обчисленні для проміжних значень слід визначати лінійною інтерполяцією між значеннями при та

10.3.3У згинальних елементах найбільшу умовну гнучкість звису поясного листа (полиці) пресованих, зварних і клепаних балок слід призначати з урахуванням граничних розмірів звисів, наведених у таблиці 10.2 для

Найбільшу гнучкість звису необлямованих полиць кутиків у стиснутих поясах клепаних балок без горизонтальних листів слід брати за формулою

У випадку недонапруження елемента найбільшу гнучкість звису поясного листа (полиці) можна збільшити у разів, проте не більше ніж у 1,5 раза;

Примітка. Коефіцієнт k для проміжних значень від 0,6 до 0,75 і гнучкості від 1 до 5 визначається лінійною інтерполяцією.

Рисунок 10.1 - Схема потовщення (бульби)

10.3.5Розрахунок на стійкість замкнутих кругових циліндричних оболонок обертання, рівномірно стиснутих паралельно твірним, слід виконувати за формулою

Значення коефіцієнтів та с слід визначати за даними таблиць 10.4 і10.5.

У випадку позацентрового стиску паралельно твірним чи чистого згину в діаметральній площині при дотичних напруженнях у місці найбільшого згинального моменту, які не перевищують значень, напруження слід збільшити в разів, де

- найменше напруження (розтягувальні напруження вважати від'ємними).

10.3.6У круглих трубах, що розраховуються як стиснуті або згинальні стрижні за вказівками розділу 8, за умовної гнучкості повинна бути виконана умова:

10.3.7Крім цього, стійкість стінок таких труб повинна бути перевірена згідно з10.3.5.

Розрахунок на стійкість стінок безшовних труб виконувати не треба, якщо не перевищує значень чи 35.

Примітка. Значення коефіцієнтів при 140 МПа < R < 280 МПа і для проміжних значень визначаються лінійною інтерполяцією.

Примітка. Для проміжних значень коефіцієнти с слід визначати лінійною інтерполяцією.

11 РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ТОНКОЛИСТОВОГО АЛЮМІНІЮ

Тонколистовий алюміній (товщиною до 2 мм) слід застосовувати в якості елементів огороджу-вальних і несучих конструкцій у вигляді:

а) плоских листів, укріплених ребрами чи спеціальним штампуванням;

б) плоских листів і стрічок, попередньо напружених як в одному, так і у двох напрямках;

в) гофрованих листів без зміцнень чи зі спеціальними зміцненнями.

11.1Елементи, що працюють на стиск та згин

11.1.1При розрахунку на міцність стиснутого в одному напрямку плоского листа, шарнірно-обпертого на контурі (рисунок 11.1), у робочу площу включається частина листа розміром 2∙c, де b-повна ширина перерізу; с-робоча ширина перерізу

Рисунок 11.1 - Розрахункова схема стиснутого тонколистового елемента

11.1.2При розрахунку на міцність і деформативність тонколистових конструкцій, посилених поздовжніми ребрами, у яких плоский лист при дії поздовж-нього і поперечного навантажень має стискальні напруження, у робочу площу ребер слід включати частину листа розміром с (рисунок 11.2 а), що обрахову-ється за формулою (11.1).

а-плоский лист; б-гофрований лист Рисунок 11.2 - Розрахункова схема тонколистових конструкцій, посилених поздовжніми ребрами

11.1.3При розрахунку на міцність листів із хвилястими і трапецієподібними гофрами, шарнірно-обпертих на контурі і стиснутих у напрямку гофрів, при відношенні (рисунок

11.3а) у робочу площу слід включати частину листа розміром:

У формулі (11.3) познаки ті самі, що і в формулі (11.2); значення а і b слід брати згідно з рисунком 11.3.

а-без поперечних ребер жорсткості; б-з поперечними ребрами жорсткості

Рисунок 11.3 - Розрахункова схема стиснутого гофрованого листа а-трапецієподібного; б-хвилястого

Рисунок 11.4 - Геометричні параметри для гофра

За наявності поздовжніх ребер (рисунок 11.5) у робочу площу слід включати площу цих ребер і частину листа розміром с у кожну сторону від ребра.

1 - поздовжні ребра; 2 - поперечні ребра

Рисунок 11.5 - Схема плити з гофрованого листа з поздовжніми та поперечними ребрами

11.1.4Гофрований лист, що не має підсилюючих ребер, при дії поперечного навантаження слід розраховувати на згин за формулами (8.20) і (8.21) як балку.

Для листів із трапецієподібним гофром розмір стиснутих полиць, що включаються в розрахунковий переріз, слід визначати за формулою (11.1). При цьому у формулах (8.20) і (8.21) l та Wn,min слід обчислювати для робочої площі перерізу.

11.1.5Прогин f вільно обпертих гофрованих листів при згині слід визначати за формулою

b-розмір похилої грані; а-розмір стиснутої горизонтальної грані (рисунок11.4).

Примітка. Значення α для проміжних співвідношень слід визначати лінійною інтерполяцією.

11.1.6Згинальні тонколистові конструкції з гофрованим листом, посиленим поздовжніми ребрами, слід розраховувати на міцність і прогин з урахуванням включення в роботу ребер і частини листа розміром с у кожну сторону від ребра (рисунок 11.2 б), що обраховується за формулою (11.2) незалежно від наявності поперечних ребер.

11.1.7При розрахунку стиснуто-згинальних і розтягнуто-згинальних гофрованих листів із трапецієподібним гофром (обшивок тришарових панелей із закладним утеплювачем) на міцність при забезпеченні спільної роботи обшивок і поздовжніх ребер, крім моментів інерції гофрованих листів відносно їх нейтральних осей, слід враховувати момент інерції перерізу, в який входять поздовжні ребра і частина обшивки розміром с (рисунок 11.6):

Рисунок 11.6 - Переріз тришарової панелі

11.1.8Місцеву стійкість стиснутих горизонтальних граней листів, що згинаються, із трапецієподібним горфом (рисунок 11.4 а) слід перевіряти з урахуванням пружного затиснення поздовжніх кромок за формулою

b-розмір нахиленої грані; а-розмір стиснутої горизонтальної грані (рисунок 11.4).

Примітка. Напруження α слід визначати в залежності від напруженого стану за формулами (11.6) -(11.9) при = 1.

11.1.9Місцеву стійкість похилих граней листів із трапецієподібним гофром у місцях обпирання на прогони чи ригелі слід перевіряти за вказівками додатка Ж.

11.1.10Місцеву стійкість хвилястих листів при згині (рисунок 11.4 б) слід перевіряти за формулою

11.1.11Загальну стійкість центрально-стиснутого гофрованого листа слід перевіряти відповідно до вказівок 8.1.2 і таблиці В.2 додатка В. За розрахункову довжину слід брати відстань між закріпленнями, що перешкоджають переміщенню гофрованого листа з його площини, незалежно від наявності поперечних ребер.

11.1.12Місцеву стійкість елементів листа трапецієподібної форми при центральному стиску слід перевіряти за формулою

11.2 Елементи мембранних конструкцій

11.2.1Розрахунок елементів мембранних конструкцій слід виконувати з урахуванням спільної роботи мембрани і контура, їх деформованого стану і геометричної нелінійності мембрани.

11.2.2При розрахунку елементів мембранних конструкцій (мембрани і контура) слід враховувати:

- головні напруження у мембрані;

- осьовий стиск;

- стиск, викликаний зусиллями зсуву по лінії контакту мембрани з елементами контура;

- згин контура у тангенціальній і вертикальній площинах;

- початковий (наявний до навантаження) прогин мембрани.

11.2.3При розрахунку просторових блоків з попередньо напруженою обшивкою і за наявності торцевих елементів жорсткості обшивку слід уводити в роботу каркаса блока за умови забезпечення надійної передачі зусиль від елементів каркаса до обшивки.

Величину попереднього натягу обшивки, розташованої в стиснутій зоні, слід визначати з умови рівності в ній нулю сумарних напружень від попереднього натягу і від зовнішнього розрахункового навантаження.

Величину попереднього натягу листа в розрахунку обшивок при контролі процесу натягу по силових параметрах і можливості регулювання розтягувальних зусиль слід визначати з урахуванням коефіцієнта умов роботи. При контролі за геометричними параметрами напруження в обшивці повинні задовольняти умовам:

11.2.4При розрахунку елементів мембранних конструкцій з одноосьовим напруженням обшивок слід враховувати додатковий вплив ланцюгових зусиль в обшивці, що сприймаються поздовжніми елементами каркаса.

11.2.5З'єднання мембран з алюмінію, а також прикріплення їх до опорного контура слід розраховувати на вплив температурного перепаду (з урахуванням різниці коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів мембрани і контура).

12 РОЗРАХУНОК З'ЄДНАНЬ КОНСТРУКЦІЙ З АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ

(П) Усі з'єднання повинні мати такий розрахунковий опір, щоб забезпечити працездатність конструкції та її відповідність усім проектним вимогам, наведеним у розділі 4.

12.1 Зварні з'єднання

12.1.1Зварні шви слід розраховувати за формулами таблиці 12.1.

12.1.2Зварні з'єднання внапусток двома лобовими швами мають розрахунковий опір, який дорівнює розрахунковому опору зварного стикового з'єднання за умови, що лобові шви, накладені по всій товщині зварюваних елементів, і кінці швів виведені за межі з'єднання.

12.1.3Зварні стикові з'єднання, що працюють на згин, слід розраховувати за формулами для розрахунку суцільного перерізу з розрахунковими опорами, взятими за даними таблиць 6.8 та 6.9.

12.1.4Зварні стикові з'єднання, що працюють одночасно на згин і зріз, слід перевіряти за формулою

N-розрахункова поздовжня сила; lw-розрахункова довжина шва, яка дорівнює його повній довжині за відрахуванням 3·t чи; при виведенні шва за межі з'єднання (на підкладки тощо) за розрахункову довжину шва береться його повна довжина; - найменша товщина з'єднуваних елементів; - коефіцієнт, що дорівнює: 0,9 - при автоматичному одно-і двопрохідному зварюванні; 0,7-при автоматичному багатопрохідному зварюванні, при ручному і механізованому зварюванні з будь-яким числом проходів;

- катет кутового шва, що дорівнює катету вписаного рівнобедреного трикутника.

12.1.5При одночасній дії напружень зрізу у двох напрямках у тому самому перерізі кутового шва розрахунок слід робити на рівнодіючу цих напружень.

12.1.6Розрахунок з'єднань на зварних точках, виконаних з дотриманням вимог 16.2.9, допускається виконувати з використанням даних таблиці 6.10.

12.2 Заклепкові та болтові з'єднання

12.2.1У заклепкових і болтових з'єднаннях поздовжня сила N, центрована відносно з'єднання, розподіляється між заклепками чи болтами порівну.

Заклепкові та болтові з'єднання, які сприймають поздовжні сили, слід розраховувати на зріз заклепок чи болтів та на зминання елементів, які з'єднуються, за формулами таблиці 12.2.

Таблиця 12.2 - Розрахункові формули для заклепкових і болтових з'єднань

Рисунок 12.1 - Заклепка з напівкруглою головкою

12.2.2Заклепки і болти, що працюють одночасно на зріз і розтяг, слід перевіряти окремо на зріз і окремо на розтяг.

12.2.3У кріпленнях одного елемента до іншого через прокладки чи інші проміжні елементи, а також у кріпленнях з однобічною накладкою число заклепок (болтів) повинне бути збільшене проти розрахункового на 10 %.

При прикріпленні виступних полиць кутиків чи швелерів за допомогою коротяків число заклепок (болтів), що прикріплюють одну з полиць коротяка, повинне бути збільшене проти розрахункового на 50 %.

12.3 Монтажні з'єднання на високоміцних сталевих болтах

12.3.1Монтажні з'єднання на високоміцних сталевих болтах слід розраховувати за умови передачі діючих у стиках і прикріпленнях зусиль через тертя, що виникає по дотичних площинах елементів, які з'єднуються від натягу високоміцних болтів. При цьому розподіл поздовжньої сили між болтами слід вважати рівномірним.

12.3.2Розрахункове зусилля Qbh, що може бути сприйнято кожною поверхнею тертя елементів, що з'єднуються, стягнутих одним високоміцним болтом, слід визначати за формулою

Кількість n високоміцних болтів у з'єднанні при дії поздовжньої сили слід визначати за формулою

12.3.3Розрахунок на міцність елементів, ослаблених отворами під високоміцні болти, слід виконувати враховуючи те, що половина зусилля, яке припадає на кожен болт у перерізі, що розглядається, вже передана силами тертя. При цьому перевірку ослаблених перерізів слід виконувати з використанням площі перерізу брутто А при або з використанням умовної площі при

12.4 З'єднання з фрезерованими торцями

12.4.1У з'єднаннях із фрезерованими торцями (у стиках стиснутих елементів тощо) стискальну силу слід вважати такою, що цілком передається через торці.

12.4.2У позацентрово-стиснутих елементах і згинальних елементах зварні шви і болти, включаючи високоміцні, зазначених з'єднань слід розраховувати на максимальне розтягувальне зусилля від дії моменту і поздовжньої сили при найбільш несприятливому їх сполученні, а також на зсувне зусилля від дії поперечної сили.

12.5 Поясні з'єднання в складених балках

12.5.1Зварні шви і заклепки, що з'єднують стінку з поясом складених двотаврових балок, слід розраховувати за даними таблиці 12.4.

Таблиця 12.4 - Розрахункові формули для поясних з'єднань у складених балках

12.6 Анкерні болти

12.6.1У конструкціях з алюмінієвих сплавів анкерні болти мають бути сталевими. Розрахунок сталевих анкерних болтів слід виконувати згідно з ДБН В.2.6-163.

13 ВРАХУВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНИХ КЛІМАТИЧНИХ ВПЛИВІВ

13.1 Загальні положення

13.1.1Температурні кліматичні впливи на алюмінієві конструкції одноповерхових будівель і споруд слід враховувати у відповідності з ДБН В.1.2-2. Огороджувальні конструкції будинків (стіни і покриття, окремі панелі, настили і їх стики), а також деталі кріплення огорож до каркаса будинку слід проектувати з урахуванням зміни температури протягом року, забезпечуючи при цьому віль-ність температурних деформацій при збереженні теплотехнічних властивостей і герметичності огорож.

13.1.2При розрахунку огороджувальних конструкцій значення змін температури зовнішніх поверхонь слід визначати виходячи з розрахункових значень температури зовнішнього повітря в літній і зимовий час року у відповідності з ДБН В.1.2-2. При цьому повинен бути врахований вплив сонячної радіації в літню пору.

13.1.3Розрахункові перепади температури між зовнішніми і внутрішніми поверхнями огороджувальних конструкцій слід брати з урахуванням внутрішнього температурного режиму експлуатації будинку.

13.1.4Матеріал утеплювача, клею і герметиків при проектуванні огороджувальних конструкцій слід обирати з урахуванням величин розрахункових перепадів температури між зовнішніми і внутрішніми поверхнями огороджувальних конструкцій.

13.2 Температурні шви

13.2.1При проектуванні великорозмірних будівель слід передбачати влаштування температурних швів. При цьому відстані між температурними швами слід визначати з дотриманням вимог, наведених у таблиці 13.1.

Примітка. Найбільші відстані зазначені для будівель і споруд, у яких конструкції покриттів чи (і) стін виконані з алюмінію, а колони-зі сталі чи алюмінію. Наведені в таблиці відстані можуть бути перевищені, якщо це буде підтверджено спеціальними розрахунками на кліматичні температурні впливи

14 ВИМОГИ ЩОДО ПРИДАТНОСТІ ДО ЕКСПЛУАТАЦІЇ

14.1.1(П) Конструкції з алюмінію мають проектуватися і розраховуватися так, щоб були витримані усі вимоги щодо придатності до експлуатації, передбачені у ДБН В.1.2-14.

14.1.2При проектуванні алюмінієвих конструкцій слід виключати надмірні прогини і переміщення. Прогини і переміщення елементів конструкцій не повинні перевищувати граничних значень, наведених в ДСТУ Б В.1.2-3. Крім того, відносні прогини елементів, що підтримують засклення, не повинні перевищувати значень, наведених у таблиці 14.1. Прогини і переміщення слід визначати від експлуатаційних розрахункових значень навантажень без урахування ослаблення перерізів отворами для заклепок і болтів.

14.1.3Коливання споруд, по яких можуть проходити люди, необхідно обмежувати відповідно до вимог ДСТУ Б В.1.2-3 для уникнення значних незручностей для користувачів.

15 ДОДАТКОВІ ВИМОГИ ДО ПРОЕКТУВАННЯ АЛЮМІНІЄВИХ КОНСТРУКЦІЙ

15.1 Загальні вимоги

15.1.1При проектуванні алюмінієвих конструкцій необхідно:

а) передбачати в'язі, що забезпечують у процесі монтажу й експлуатації стійкість і просторову незмінюваність споруди в цілому і її елементів, призначаючи їх у залежності від основних параметрів і режиму експлуатації споруд (конструктивної схеми прольотів, температурних впливів тощо);

б) враховувати виробничі можливості підприємств-виготовлювачів металоконструкцій і потужність підйомно-транспортного устаткування монтажних організацій;

в) компонувати елементи конструкцій із найменшого числа деталей;

г) використовувати метал із найменшими відходами і втратами шляхом відповідного розміщення стиків у конструкції;

д) передбачати конструктивні рішення і розбивати конструкції на відправні елементи з урахуванням раціонального й економічного транспортування їх на будівництво;

е) передбачати можливість укрупнення відправних елементів конструкцій на будівельному майданчику для монтажу їх великими блоками і забезпечення стійкості окремих елементів і блоків споруди в процесі монтажу;

ж) передбачати монтажні кріплення елементів, що забезпечують можливість легкого складання і зручного виконання з'єднань на монтажі (влаштування монтажних столиків тощо), а також швидкість вивіряння конструкцій;

з) передбачати болтові монтажні з'єднання елементів; зварні і клепані монтажні з'єднання допускати лише в тих випадках, коли застосування болтів нераціональне чи не дозволяється нормативними документами.

15.1.2Допускається застосовувати для конструкцій алюміній у сполученні з іншими будівельними матеріалами (алюміній і дерево у віконних і дверних конструкціях, алюміній і полімери у стінових і покрівельних конструкціях, алюміній і сталь у несучих та огороджувальних конструкціях тощо). При цьому необхідно враховувати розходження у величинах модулів пружності і коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів, а також передбачати заходи щодо захисту алюмінію від контактної корозії.

15.1.3Корозійну стійкість алюмінієвих конструкцій виробничих і сільськогосподарських будівель і споруд, що зазнають впливу агресивних середовищ, слід забезпечувати шляхом вибору відповідних марок і стану алюмінію, призначення раціональних конструктивних форм і мінімальних товщин у відповідності зі СНиП 2.03.11.

15.2 Вимоги до збірно-розбірних будинків

15.2.1У конструкціях збірно-розбірних будинків алюміній слід застосовувати у вигляді:

- повнозбірних огороджувальних елементів для стін, покрівлі, перегородок, дверних і віконних прорізів тощо;

- несучих елементів повної заводської готовності з монтажними з'єднаннями на болтах тощо.

15.2.2При проектуванні елементів конструкцій збірно-розбірних будинків слід передбачати їх взаємозамінність. Монтажні вузли і стики необхідно розташовувати в місцях, що виключають скупчення бруду, пилу, вологи тощо.

15.2.3На період транспортування слід передбачати зберігання елементів збірно-розбірних будівель і споруд шляхом їх пакетування і перевезення в контейнерах.

15.3 Вимоги до огороджувальних конструкцій

15.3.1Огороджувальні конструкції слід проектувати разом із розробкою необхідного пристрою для відкривання, фіксації, а також разом з іншими виробами і матеріалами.

15.3.2При проектуванні алюмінієвих огороджувальних конструкцій необхідно забезпечити можливість легкої заміни елементів, що зазнають старіння, зносу чи передбачають ремонт (наприклад, ущільнювальних прокладок, скла тощо).

15.3.3Для захисно-декоративної обробки алюмінієвих конструкцій і виробів архітектурного призначення слід застосовувати матеріали, передбачені державними стандартами України.

16 КОНСТРУКТИВНІ ВИМОГИ

16.1 Загальні вимоги

16.1.1Вид з'єднання (зварне, болтове, заклепкове тощо) слід обирати в залежності від характеру роботи з'єднання і з урахуванням ступеня ослаблення алюмінію, обумовленого видом з'єднання.

16.1.2Тонколистові огороджувальні конструкції і їх з'єднання слід проектувати зварними чи клепаними (заводські і монтажні кріплення обшивок до каркасів, стики для укрупнення тонколистових елементів, стики в покрівельних покриттях), а також застосовувати з'єднання на фальцях, засувках тощо.

16.1.3При проектуванні зварних тонколистових конструкцій необхідно забезпечити зберігання зовнішнього вигляду конструкцій шляхом: вибору способу зварювання, що забезпечує необхідний зовнішній вигляд зварних з'єднань; влаштування нащільників та інших конструктивних елементів на зварних з'єднаннях; застосування жорстких кондукторів; проковування зварних швів для зменшення зварювальних деформацій тощо.

16.1.4Застосування зварних з'єднань у конструкціях, призначених для антикорозійного захисту анодуванням, допускається за спеціального обґрунтування.

16.1.5Мінімальну товщину профілів алюмінієвих конструкцій слід призначати розрахунковим шляхом у залежності від умов експлуатації згідно з технічним завданням їх перевезення і монтажу. Товщина елементів огороджувальних конструкцій за нормальних умов їх експлуатації має бути не меншою ніж 0,8 мм.

16.1.6При проектуванні будівельних конструкцій з алюмінію необхідно враховувати вимоги державних стандартів і користуватися каталогами алюмінієвих профілів.

16.1.7Комбіновані з'єднання, у яких частина зусиль сприймається заклепками, а частина зварними швами, застосовувати забороняється.

16.1.8Алюміній у сполученні зі сталлю допускається застосовувати в складі:

- однієї конструкції при виконанні різних елементів конструкцій з алюмінію чи сталі;

- одного елемента конструкції, виконаного з алюмінію при сталевих з'єднаннях (болти) з обов'язковим захистом місць з'єднання сталі і алюмінію захисними матеріалами або покриттями.

16.1.9Безпосередній контакт заповнення зі скла з елементами алюмінієвого каркаса не допускається.

16.2 Вимоги до конструювання зварних з'єднань

16.2.1Зварні з'єднання елементів несучих конструкцій слід виконувати, як правило, у заводських умовах. При проектуванні зварних конструкцій необхідно передбачати застосування кондукторів.

16.2.2При проектуванні зварних з'єднань і вузлів у несучих конструкціях слід передбачати зниження концентрації напружень, застосовуючи для цього відповідні конструктивні рішення і технологічні заходи. Слід передбачати переважно зварні з'єднання в стик з обов'язковим підварюванням кореня шва чи з використанням формуючих підкладок. Кінці швів в стик слід виводити за межістику (наприклад, за допомогою вивідних планок).

При зварюванні в стик двох листів різної товщини слід переходити від товстого листа до тонкого шляхом влаштування скосу згідно з ДСТУ ISO 15609-1.

16.2.3При проектуванні конструкцій зі зварними з'єднаннями слід:

- застосовувати високопродуктивні механізовані способи зварювання;

- передбачати можливість зварювання без кантування конструкцій при виготовленні;

- забезпечувати вільний доступ до місць накладення швів з урахуванням обраного способу і технології зварювання;

- призначати розміри і взаємне розташування швів і обирати спосіб зварювання виходячи з вимог забезпечення найменших власних напружень і деформацій при зварюванні;

- уникати зосередження великого числа швів в одному місці;

- обирати число і розміри зварних швів мінімально необхідними.

16.2.4Оброблення крайок під зварювання слід призначати з урахуванням способу і технології зварювання, положення шва в просторі і товщини зварюваних елементів згідно з ДСТУ ISO 15609-1 і заводським нормалями.

16.2.5Число стиків у розрахункових елементах повинне бути мінімальним.

16.2.6Зварні з'єднання слід, як правило, розташовувати у менш напружених місцях елементів конструкції.

16.2.7У вузлах несучих конструкцій із пресованих профілів слід передбачати зварні з'єднання в стик і в тавр.

16.2.8Розміри і форма зварних кутових швів повинні задовольняти наступним вимогам:

- катет швів kf (при зварюванні елементів товщиною 4 мм і більше) слід брати не меншим ніж 4 мм. При накладанні швів напусткових з'єднань вертикальний катет не повинен виступати над поверхнею верхньої деталі більше ніж на 1 мм. Якщо у з'єднанні більш тонкий елемент має бульбу, то гранична величина катета шва kf може бути збільшена до 1,5∙t (де t-найменша товщина елементів, які з'єднуються);

- розрахункова довжина флангового і лобового швів повинна бути не меншою ніж 40 мм і не меншою ніж 4∙kf;

- розрахункова довжина флангового шва повинна бути не більшою ніж 50∙kf, за винятком з'єднань, де зусилля, що сприймається фланговим швом, виникає по всій довжині шва; в останньому випадку довжина флангового шва не обмежується;

- у з'єднаннях внапусток з кутовими швами величина напустка повинна бути не меншою п'яти товщин найбільш тонкого елемента.

16.2.9Зварні з'єднання тонколистових конструкцій слід проектувати з урахуванням технологічних особливостей способів зварювання:

- приварення тонких листів обшивок до більш товстих елементів каркаса допускається виконувати аргонодуговим точковим чи контактним точковим зварюванням; при контактному точковому зварюванні відношення товщин зварюваних елементів не повинне перевищувати 1:3;

- у заводських умовах для укрупнення тонколистових елементів слід, як правило, застосовувати контактне роликове зварювання, що забезпечує одержання міцних водонепроникних з'єднань. Розміри з'єднань при контактному роликовому зварюванні наведені в таблиці 16.1.

При зварюванні трьох листів алюмінію її слід збільшувати на 15-20 %. 2 Виконується з перекриттям на 30-50 %.

Укрупнення тонколистових елементів у заводських умовах допускається виконувати зварюванням: контактним точковим, аргонодуговим точковим та аргонодуговим безперервним.

Для зварних монтажних стиків покрівель слід, як правило, застосовувати аргонодугове зварювання вольфрамовим чи плавким електродом з імпульсним живленням дуги. Основними видами з'єднань при цьому є напусткове та бортове. При застосуванні аргонодугового точкового зварювання в монтажних умо вах для з'єднання тонколистових елементів основним видом з'єднання є напусткове; величина напустка повинна бути не меншою ніж 30 мм.

Аргонодуговим точковим зварюванням допускається зварювати пакет із трьох елементів (товщина двох верхніх листів у пакеті не повинна перевищувати 3 мм).

16.3 Вимоги до конструювання заклепкових і болтових з'єднань

16.3.1У робочих елементах конструкцій число заклепок, що прикріплюють елемент у вузлі, розташованих по одну сторону стику, повинне бути не меншим двох.

16.3.2У випадку заводського холодного клепання товщина склепуваного пакета на скобі не повинна перевищувати чотирьох діаметрів заклепок.

16.3.3Розміщення заклепок та болтів, у тому числі високоміцних, слід робити згідно з даними таблиці 16.2. Сполучні заклепки і болти, розташовані поза вузлами і стиками, слід розміщувати на максимальних відстанях.

d-діаметр отвору для заклепки чи болта; t-товщина найтоншого зовнішнього елемента пакета.

16.3.4Діаметр заклепки повинен бути не більшим ніж п'ять товщин найтоншого елемента. За розрахунковий діаметр заклепки слід брати діаметр отвору.

16.3.5Форма заклепки і її розміри для холодного клепання встановлюються технічними умовами на виготовлення будівельних конструкцій з алюмінію.

16.3.6При з'єднанні внапусток профільованих листів покрівлі (уздовж гофра) елементи кріплення (болти, заклепки) слід розташовувати на кожному гребені гофра.

Стики мембранної чи попередньо напруженої обшивки товщиною до 2 мм слід виконувати внапусток, при цьому стик повинен бути з'єднаний не менше ніж двома рядами зварних точок чи заклепок.

16.3.7У конструкціях із профільованих листів ребра жорсткості чи діафрагми слід з'єднувати у кожній точці дотику з гофром і елементом, що підсилює конструкцію.

16.3.8Конструкція з'єднання тонких алюмінієвих стрічок з контуром повинна мати регульований попередній натяг і не допускати контакту алюмінію зі сталлю чи бетоном.

16.3.9Для з'єднань із використанням сталевих болтів необхідно передбачати заходи щодо захисту їх від контактної корозії.

16.3.10З'єднання різних матеріалів із використанням заклепок і болтів слід конструювати з урахуванням різниці коефіцієнтів температурного розширення для цих матеріалів.

ДОДАТОК А

(обов'язковий)

МАТЕРІАЛИ ДЛЯ АЛЮМІНІЄВИХ КОНСТРУКЦІЙ І ЇХ ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Державні стандарти або технічні умови на постачання алюмінію Група І. Огороджувальні конструкції-віконні і дверні заповнення, підвісні стелі, перегородки, вітражі

Група II. Огороджувальні конструкції-покрівельні і стінові панелі тощо

Кінець табл. А.1

Державні стандарти або технічні умови на постачання алюмінію

Група III. Несучі зварні конструкції (ферми, колони, прогони покриттів, просторові ґратчасті покриття, покриття великих прольотів, збірно-розбірні конструкції каркасів будинків, блоки покриття тощо)

Група IV. Клепані конструкції, що відносяться до групи III, а також елементи конструкцій, що не мають зварних з'єднань

Примітка 1. У таблиці наведено орієнтовний перелік видів конструкцій.

Примітка 2. Алюміній марки АМцМ слід застосовувати переважно для листових конструкцій декоративного призначення, що підлягають анодуванню в чорний колір.

Примітка. Знак „+" означає, що даний напівфабрикат застосовується для будівельних конструкцій;

знак „-" - даний напівфабрикат не застосовується.

ДОДАТОК Б

(довідковий)

КОРОЗІЯ ТА ЗАХИСТ ПОВЕРХОНЬ

Б.1 Корозія алюмінію у різних умовах

Б.1.1У цьому додатку містяться відомості про корозійні властивості алюмінієвих сплавів, а також рекомендації щодо вибору антикорозійного захисту.

Б.1.2Здатність алюмінієвих сплавів опиратися корозії грунтується на наявності захисної окисної плівки, яка з'являється на поверхні металу безпосередньо після контакту з повітрям. Ця плівка невидима і відносно інертна. Вона з'являється природним чином при контакті з повітрям, тому можна вважати, що плівка самопоновлюється і самопідтримується.

Б.1.3У неагресивних середовищах алюмінієва поверхня зберігає свій первинний вигляд довгі роки, тому для більшості сплавів ніякого захисту не потрібно. По мірі того, як середовище стає агресивнішим, наприклад, сильно лужним або сильно кислотним, поверхня все більше втрачає колір і стає все шорсткішою; з'являється білий порохоподібний поверхневий окис, причому сама окисна плівка може стати розчинною. Метал стає вразливим, і для його захисту потрібні додаткові заходи. Такі умови можуть також виникнути у щілинах, де спостерігається локально високий рівень кислотності або лужності, хоча самих хімічних чинників порівняно небагато.

Б.1.4На узбережжях і на морі антикорозійний захист алюмінієвихих сплавів стає необхідним. При зануренні алюмінію у воду також потрібні спеціальні заходи безпеки.

Б.1.5Графік корозії для алюмінію та алюмінієвих сплавів має експоненційну форму; починається вона з втрати поверхнею блиску під впливом погодних умов. Після цього не відбувається практично ніяких змін протягом тривалого часу. На відкритому повітрі перший етап може продовжуватися від кількох місяців до двох-трьох років. Далі відбуваються тільки незначні зміни протягом двадцяти-тридцяти або навіть вісімдесяти років. Така робота конструкцій характерна для всіх зовнішніх умов відкритого повітря, а також для умов всередині приміщення або під захисною покрівлею, окрім тих випадків, коли розвивається сильно кислотне або лужне середовище. Тропічний клімат не є для алюмінієвих конструкцій більш небезпечним ніж помірний, хоча сплави з великим вмістом магнію страждають від довготривалого знаходження у високих температурах, особливо на морському повітрі.

Б.1.6Слід врахувати можливість гальванічної корозії та корозії у щілинах. Усім частинам конструкції потрібно забезпечити дренування та просушування.

Б.1.7Щоб зберегти декоративний зовнішній вигляд протягом тривалого часу, доцільно обробити поверхню алюмінію органічними покриттями (рідкими або порошковими) та анодним окисленням.

Б.1.8При виборі засобу захисту від корозії слід мати на увазі, що пошкодження на органічних покриттях до певної міри піддаються ремонту. З анодованими деталями у ході перевезення та монтажу треба поводитися особливо обережно; необхідно використовувати захисну плівку. Усі матеріали та деталі огороджувальних конструкцій повинні проходити візуальну перевірку якості та неушкодженості захисного покриття.

Б.1.9Зони конструкцій або елементів, у яких затримується або накопичується бруд, більш важливі ніж зони, у яких занесена вітром вода обмиває конструкцію, а потім швидко висихає. Слід уникати утворення полиць або виступів, захищених покрівлею, а місця, у яких може затримуватися вода, слід або ліквідувати зовсім, або забезпечити у них ефективне дренування.

Б.1.10У випадку застосування порожнистих профілів необхідно мати на увазі можливість виникнення корозії зсередини від потрапляння корозійних чинників і вживати заходів щодо захисту від неї. Оскільки фарбування таких профілів є утрудненим, доцільним є нанесення покриттів методом хімічної обробки. Якщо порожнини у профілі надійно ізольовані, або якщо вода не може потрапити всередину, то внутрішній захист не потрібний.

Б.2 Контакт алюмінію з алюмінієм та іншими металами

Б.2.1Необхідно приділяти увагу контактуючим поверхням алюмінію у щілинах, а також контакту алюмінію з іншими металами або тонкими плівками металів, оскільки такий контакт може викликати електрохімічну корозію. Такі умови можуть виникнути у вузлових з'єднаннях конструкцій. Контактні поверхні та з'єднання між алюмінієвими деталями або з деталями з інших металів, а також контактні поверхні у болтових, заклепочних, зварних з'єднаннях та з'єднаннях на високоміцних болтах з затяжкою слід захищати додатково. У з'єднаннях на сталевих болтах слід виключити безпосередній котакт чорного металу та алюмінію.

Б.3Контакт з бетоном, цеглою/каменем або штукатуркою

Б.3.1Алюмінієві поверхні, які знаходяться у контакті з щільним важким бетоном, цеглою/каменем або штукатуркою, у сухому незабрудненому середовищі або помірному кліматі, слід укривати шаром бітумної фарби або іншим покриттям, яке б забезпечувало такий самий захист. У промисловому або морському середовищі поверхні контакту алюмінію з іншими матеріалами слід покривати не менше ніж двома шарами бітумної фарби покращеної стійкості. Поверхню матеріалу, з яким контактує алюміній, також доцільно пофарбувати такою самою фарбою. Підводний контакт між алюмінієм і такими матеріалами не рекомендується.

Б.3.2Обетонування алюмінієвих конструкцій не допускається.

Б.3.3Легкий бетон та аналогічні матеріали потребують особливого розгляду, якщо вода або підвищена вологість може викликати вихід агресивних лугів із цементу. Лужна вода може внаслідок цього негативно вплинути і на сусідні алюмінієві поверхні.

Б.4 Контакт з деревиною

Б.4.1У промисловому, вологому або морському середовищі деревину, яка контактує з алюмінієм, слід прогрунтувати та пофарбувати.

Б.4.2Деякі засоби захисту деревини можуть бути шкідливими для алюмінію. Наступні засоби відомі як безпечні для алюмінію і можуть застосовуватися без спеціальних заходів перестороги:

- креозот;

- нафтенати та карбоксилати цинку;

- речовини, які містять неіоногенні органічні біоциди, наприклад, пропіконазол, карбендазім, а також ці речовини у розчинах.

Б.4.3Наступні засоби захисту слід використовувати тільки у сухих місцях, і тільки якщо алюмінієва поверхня контакту з обробленим деревом має ізоляційне покриття:

- нафтенат міді;

- фіксуючі засоби зберігання дерева на основі цитрату аміачної міді, хромованого арсената міді та з'єднання "мідь-хром-бор";

- речовини, які містять з'єднання бору, або амонієві сполуки.

Б.4.4Не слід використовувати у контакті з алюмінієм неорганічні речовини, які містять водорозчинні сполуки міді або цинку, а також речовини, які містять кислотні й лужні компоненти (рН < 5 та рН > 8).

Б.4.5Дуб, каштан, туя, якщо вони недостатньо витримані, можуть завдати шкоди алюмінію, особливо якщо вони контактують з кріпленнями.

Б.5 Контакт із грунтом

Б.5.1Поверхню металу, яка контактує з грунтом, слід вкрити не менше ніж двома шарами бітумної фарби, гарячого бітуму або пластифікованої кам'яновугільної смоли. Щоб попередити механічне пошкодження покриття, можна використати додаткове обмотування спеціальною стрічкою.

Б.6Контакт із хімічними речовинами, які використовуються у будівництві

Б.6.1Засоби для захисту від грибків та плісняви можуть містити сполуки міді, ртуті, олова та свинцю. За умов підвищеної вологості ці сполуки можуть викликати корозію алюмінію. Боротися з подібними ефектами можна шляхом захисту поверхонь контакту.

Б.6.2Деякі засоби для миття і чищення (рН < 5 та рН > 8) можуть впливати на поверхню алюмінію. Там, де такі хімікати використовуються, слід вживати заходів, щоб не пошкодити алюміній. Достатнім буває своєчасне промивання водою.

Б.7 Контакт з ізоляційними та вогнезахисними матеріалами

Б.7.1Ізоляційні та вогнезахисні матеріали можуть містити корозійні чинники, які виділяються за підвищеної вологості та завдають шкоди алюмінієвим конструкціям. Слід уникати зволоження у місцях, де є контакт алюмінію з ізоляційними та вогнезахисними матеріалами. Не слід використовувати вогнезахисні матеріали, які містять кислотні і лужні компоненти. У сумнівних випадках слід випробовувати матеріали на сумісність з алюмінієм в умовах підвищеної вологості та солоності.

ДОДАТОК В

(обов'язковий)

КОЕФІЦІЄНТИ ПОЗДОВЖНЬОГО ЗГИНУ ЦЕНТРАЛЬНО-СТИСНУТИХ

ЕЛЕМЕНТІВ

У таблиці В.1 показано схеми перерізів, для яких у таблицях В.2 і В.3 на-ведено значення коефіцієнта.

Коефіцієнти для елементів із алюмінію марок

Коефіцієнти для елементів із алюмінію марок

ДОДАТОК Г

(обов'язковий)

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ ЗАГАЛЬНОЇ

СТІЙКОСТІ БАЛОК

Г.1 Балки двотаврового перерізу з двома осями симетрії

Для балок двотаврового перерізу з двома осями симетрії з метою визначення коефіцієнта необхідно обчислити коефіцієнт φ1 за формулою

Коефіцієнт

Примітка. При одному закріпленні балки в середині прольоту необхідно враховувати наступні випадки:

1) при зосередженій силі у середині прольоту (незалежно від рівня її прикладення);

2) при зосередженій силі у чверті прольоту або рівномірно розподіленому навантаженні, прикладеному до верхнього пояса,;

3) при зосередженій силі у чверті прольоту, прикладеній до нижнього пояса,

;

4) при рівномірно розподіленому навантаженні на нижньому поясі

Значення слід брати з останнього стовпчика.

Г.2Балки двотаврового перерізу з однією віссю симетрії Рисунок Г.1 - Поперечний переріз балки з однією віссю симетрії і розвинутим верхнім поясом

Для балок двотаврового перерізу з однією віссю симетрії і розвинутим верхнім поясом для визначення коефіцієнта коефіцієнти і слід обчислювати за формулами:

Значення коефіцієнта у формулі (8.24) цих Норм слід брати:

при; при для алюмінію всіх марок, зазначе них у таблиці 5.1 цих Норм, за винятком марок АМг2Н2. АД31Т1 і АД31Т5, для яких обчислюється за формулою (Г.5) і береться не більшим ніж 1,0.

Г.3 Балки швелерного перерізу

Стійкість балок швелерного перерізу слід перевіряти так само, як стійкість балок двотаврового перерізу, при цьому α обчислювати за формулою (Г.2); знайдені значення множити на коефіцієнт 0,7.

Значення у формулах (Г.1) і (Г.2) слід брати для швелера.

ДОДАТОК Д

(обов'язковий)

ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПОЗАЦЕНТРОВО-СТИСНУТИХ І ЗГИНАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Коефіцієнти при зведеному відносному ексцентриситеті, що дорівнює

Примітка 1. Значення коефіцієнтів в таблиці збільшені в 1000 разів.

Примітка 2. Значення слід брати не вищими від значень (додаток В).

Коефіцієнти при зведеному відносному ексцентриситеті, що дорівнює

Примітка 1. Значення коефіцієнтів у таблиці збільшені в 1000 разів.

Примітка 2. Значення слід брати не більшими від значень (додаток В).

ДОДАТОК Е

(обов'язковий)

РОЗРАХУНОК НА СТІЙКІСТЬ СТІНОК БАЛОК ПРИ МІСЦЕВОМУ НАВАНТАЖЕННІ НА

ВЕРХНЬОМУ ПОЯСІ

При зосередженому навантаженні на верхньому поясі балки в місцях, не укріплених ребрами, місцеве напруження у стінці під вантажем слід визначати за формулою

У відсіках, де місцеве навантаження прикладене до розтягнутого пояса, одночасно враховуються тільки два компоненти-і або і.

Розрахунок на стійкість стінок балок симетричного перерізуз розрахунковою висотою стінки укріплених поперечними ребрами жорсткості, розташованими на відстані одне від одного, за наявності місцевого напруження слід виконувати:

під час другої перевірки слід визначати за формулою (10.5), а-за формулою

(Е.3), але з підстановкою у формулу (Е.3) і в таблицю Е.1 величини а/2 замість а.

Познаки, використані в таблиці Е.1, див. у 10.1.2.

Познаки, використані в таблиці Е.2, див. у 10.1.2.

ДОДАТОК Ж

(обов'язковий)

РОЗРАХУНОК НА СТІЙКІСТЬ ПОХИЛИХ ГРАНЕЙ ЛИСТІВ ІЗ ТРАПЕЦІЄПОДІБНИМ

ГОФРОМ

Похилі грані листів із трапецієподібним гофром (рисунок 11.4) у місцях обпирання на прогони чи ригелі рекомендується перевіряти на місцеву стійкість за формулою (Е.2) із заміною коефіцієнта = 0,9 на = 0,7. При цьому значення напруження і критичних напружень слід визначати заформулами:

Крім похилих граней, необхідно перевіряти на стійкість горизонтальні стиснуті грані профільованого листа, при цьому місцеві напруження слід визначати з урахуванням ослаблення перерізу за формулою

ДОДАТОК И

(довідковий)

ЛІТЕРНІ ПОЗНАКИ A – площа перерізу брутто; A – площа перерізу нетто;

n b – ширина; b – розрахункова ширина звису поясного листа;

ef b – розмір пришовної зони термічного впливу;

haz E – модуль пружності; e – ексцентриситет сили; F – сила; G – модуль зсуву; h – висота; h – розрахункова висота стінки;

ef і – радіус інерції перерізу; I,I – моменти інерції перерізу пояса і розкосу ферми;

m d і – найменший радіус інерції перерізу;

min I – момент інерції перерізу ребер;

s I – момент інерції кручення балки;

t Ix, Iy – моменти інерції перерізу брутто відносно осей відповідно х–х і y–y; і,i – радіуси інерції перерізу відносно осей відповідно х–х і y–y;

x y I, I – моменти інерції перерізу нетто відносно осей відповідно х–х і y–y;

xn yn k – коефіцієнт зниження міцності для температури 100 °C; k – катет кутового шва;

f l – довжина, проліт, відстань;

c l – довжина стояка;

d l – довжина розкосу;

ef l – розрахункова умовна довжина;

m l – довжина панелі пояса ферми або колони;

w l – довжина зварного шва;

x yl,l

– розрахункові довжини елемента у площинах, перпендикулярних до осей ________ відповідно х–х і y–y; M –момент, згинальний момент; m – відносний ексцентриситет; m – зведений відносний ексцентриситет m m;

ef ef M, M – моменти відносно осей х–х і y–y відповідно;

x y N – поздовжня сила; Q – поперечна сила; Q – умовна поперечна сила для з'єднувальних елементів;

fic R – розрахунковий опір алюмінію розтягу, стиску, згину; r – радіус; R – розрахунковий опір зминанню болтових з'єднань;

bp R – розрахунковий опір зрізу болтів;

bs R – розрахунковий опір розтягу болтів;

bt R – розрахунковий опір алюмінію зминанню торцевої поверхні (за наявності пригону);

p R – розрахунковий опір алюмінію зсуву;

s R – розрахунковий опір розтягу алюмінію в напрямку товщини пресованого напівфабриката;

th R – розрахунковий опір стикових зварних з'єднань розтягу, стиску і згину;

w R – розрахунковий опір кутових швів зрізу по металу шва;

wf R – розрахунковий опір стикових зварних з'єднань зсуву;

ws R – розрахунковий опір з'єднань, виконаних контактним роликовим варюванням;

wsm R – розрахунковий опір алюмінію в пришовній зоні;

wz S – статичний момент брутто частини перерізу, що зсувається, відносно нейтральної осі; t – товщина; t – товщина стінки; w W,W – моменти опор у перерізу брутто відносно осей відповідно х–х і y–y;

x y W,W – моменти опор у перерізу нетто відносно осей відповідно х–х і y–y;

xn yn  – коефіцієнт умов роботи;

c  – коефіцієнт надійності за матеріалом;

m  – коефіцієнт надійності за призначенням;

n  – коефіцієнт надійності за загальною стійкістю;

s  – коефіцієнт надійності в розрахунках за тимчасовим опором;

u  – коефіцієнт впливу форми перерізу;  – гнучкість;    – умовна гнучкість;  – зведена гнучкість стрижня наскрізного перерізу;

ef  – умовна зведена гнучкість стрижня наскрізного перерізу;

ef    -- умовна гнучкість звису поясного листа f , – гнучкості елемента у площинах,перпендикулярних до осей відповідно х–х і y–y;

x y

   – умовна гнучкість стінки w  – коефіцієнт поперечної деформації (Пуассона);  – місцеве напруження; loc ,  – нормальні напруження, паралельні осям відповідно х–х і y–y; x y ,  – дотичні напруження вздовж осей відповідно х–х і y–y; x y  – коефіцієнт стійкості при згині балок; b ,, – коефіцієнти стійкості при позацентровому стиску; e ey exy ,  – коефіцієнти поздовжнього згину відповідно відносно осей х–х і y–y. x y

УКНД 91.080.10 Ключові слова: алюмінієві конструкції, проектування, розрахункові характеристики, розрахунок елементів, розрахунок з'єднань.

* * * * * * * * * *

Редактор – А.О.Луковська

Комп'ютерна верстка – І.С.Дмитрук

Формат 60х84 /8. Папір офсетний. Гарнітура "Агіаl"

Друк офсетний.

Державне підприємство "Укрархбудінформ".

вул. М. Кривоноса, 2А, м. Київ-37, 03037, Україна.

Тел. 249-36-62

Е-mаіl:uаbі90@ukr.net

Свідоцтво про внесення суб'єкта видавничої справи до державного реєстру видавців

ДК № 690 від 27.11.2001 р.