5. Расчет элементов стальных конструкций на осевые силы и изгиб

5.1 Расчет элементов сплошного сечения

5.1.1 Расчет на прочность элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn < 440 Н/мм2 при центральном растяжении или сжатии силой N следует выполнять по формуле

Расчет на прочность растянутых элементов, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также растянутых или сжатых элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn < 440 Н/мм2 следует выполнять по формуле (5) с заменой значения Ry на Ru / Yu.

5.1.2 Расчет на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по формуле (5), а сечений растянутого одиночного уголка из стали с пределом текучести до 380 Н/мм2, прикрепляемого одной полкой болтами, поставленными в один ряд по оси, расположенной на расстоянии не менее 0,5b (b – ширина полки уголка) от обушка уголка и не менее 1,2d (d – диаметр отверстия для болта с учетом положительного допуска) от пера уголка, по формуле

Здесь An – площадь сечения уголка нетто;
An1 – площадь части сечения прикрепляемой полки уголка между краем отверстия и пером; 
A1, A2, B – коэффициенты, принимаемые по таблице 6.

При расчете тяг и поясов траверс, элементов опор ВЛ, ОРУ и КС, репосредственно примыкающих к узлам крепления проводов, а также элементов, соединяющих в стойках узлы крепления тяг и растянутых поясов траверс, коэффициент с1 следует уменьшить на 10 %.

5.1.3 Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N и удовлетворяющих требованиям 5.3.2 – 5.3.9, следует выполнять по формуле

Значения коэффициента Л, вычисленные по формуле (8), следует принимать не более 7,6/Л2 при значениях условной гибкости свыше 3,8; 4,4 и 5,8 для типов сечений соответственно а, b и с.

При значениях Л < 0,4 для всех типов сечений допускается принимать Л = 1. Значения коэффициента Ф приведены в приложении Д.

5.1.4 Расчет на устойчивость стержней из одиночных уголков следует выполнять с учетом требований 5.1.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка и расчетную длину следует принимать согласно требованиям 10.1.4 и 10.2.1.

При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования 16.12.

5.1.5 Сжатые элементы со сплошными стенками открытого П-образного сечения (рисунок 2) рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования 5.2.2; 5.2.3; 5.2.7 и 5.2.8.

5.2 Расчет элементов сквозного сечения

5.2.1 Расчет на прочность элементов сквозного сечения при центральном растяжении и сжатии следует выполнять по формуле (5), где Аn – площадь сечения нетто всего стержня.

5.2.2 Расчет на устойчивость сжатых стержней сквозного сечения, ветви которых соединены планками или решетками, следует выполнять по формуле (7); при этом коэффициент Л относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или решеток) следует определять по формулам (8) и (9) для сечений типа b с заменой в них Л на Л ef. Значение Л ef следует определять в зависимости от значений Лef, приведенных в таблице 8 для стержней с числом панелей, как правило, не менее шести.

Расчет на устойчивость сквозных стержней с числом панелей менее шести допускается выполнять:

при планках – как расчет рамных систем;

при решетках – согласно требованиям 5.2.5.

5.2.3 В сквозных стержнях с планками условная гибкость отдельной ветви Л b1, Л b2 или Л b3 (см. таблицу 8) на участке между сварными швами или крайними болтами, прикрепляющими планки, должна быть не более 1,4.

При наличии в одной из плоскостей сплошного листа вместо планок (см. рисунок 2, б и в) гибкость ветви следует вычислять по радиусу инерции полусечения относительно его центральной оси, перпендикулярной плоскости планок.

5.2.4 В сквозных стержнях с решетками помимо расчета на устойчивость стержня в целом следует проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами. При необходимости следует учитывать влияние моментов в узлах, например от расцентровки элементов решетки.

В сквозных стержнях с решетками условная гибкость отдельных ветвей между узлами должна быть не более 2,7 и не должна превышать условную приведенную гибкость Л ef стержня в целом.

Допускается принимать более высокие значения условной гибкости ветвей, но не более 4,1 при условии, что расчет таких стержней выполнен согласно требованиям 5.2.5.

5.2.5 Расчет сквозных стержней с решетками с учетом указанных в 5.2.2 и 5.2.4 допущений следует выполнять по формуле (7) с заменой в ней значения Ry на Ryd = Л 1Ry.

При этом коэффициент устойчивости Л1 для отдельной ветви при Л b Л 2,7 следует принимать равным 1,0, а при Л b Л 3,2 – определять по формуле (8) при расчетной длине lef = 0,7lb, где lb – длина ветви (на рисунке 3,а длина ветви – 2 lb).

5.2.6 Расчет стержней составных сечений из уголков, швеллеров и др., соединенных вплотную или через прокладки, следует выполнять как сплошностенчатых при условии, что участки между соединяющими сварными швами или центрами крайних болтов не превышают для сжатых элементов 40i и для растянутых 80i. Здесь радиус инерции сечения i-го уголка или швеллера следует принимать для тавровых или двутавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений – минимальный. При этом в пределах длины сжатого элемента следует предусматривать не менее двух промежуточных связей (прокладок).

5.2.7 Расчет соединительных планок и элементов решеток сжатых стержней сквозного сечения должен выполняться на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле

5.3 Проверка устойчивости стенок и поясных листов центрально-сжатых элементов сплошного сечения

полную высоту стенки – в сварных элементах;
расстояние между ближайшими к оси элемента краями поясных уголков – в элементах с фрикционными поясными соединениями;
расстояние между началами внутренних закруглений – в прокатных профилях;
расстояние между краями выкружек – в гнутых профилях