СНиП II-23-81 (1990)

Стальные конструкции.
часть 1
часть 2
часть 3
часть 4
часть 5
часть 6
часть 7
часть 8
часть 9
часть 10
часть 11

1.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие нормы следует соблюдать при проектировании стальных строительных конструкций зданий и сооружений различного назначения.
Нормы не распространяются на проектирование стальных конструкций мостов, транспортных тоннелей и труб под насыпями.
При проектировании стальных
конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций доменных печей, магистральных и технологических трубопроводов, резервуаров специального назначения, конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим, интенсивным температурным воздействиям или воздействиям агрессивных сред, конструкций морских гидротехнических сооружений), конструкций уникальных зданий и сооружений, а также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих) следует соблюдать дополнительные требования, отражающие особенности работы этих конструкций, предусмотренные соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.
1.2. При проектировании стальных конструкций следует соблюдать нормы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии и противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений. Увеличение толщины проката и стенок труб с целью защиты конструкций от коррозии и повышения предела огнестойкости конструкций не допускается.
Все конструкции должны быть доступны для наблюдения, очистки, окраски, а также не должны задерживать влагу и затруднять проветривание. Замкнутые профили должны быть герметизированы.
1.3*. При проектировании стальных конструкций следует:
выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы сооружений и сечения элементов;
применять экономичные профили проката и эффективные стали;
применять для зданий и сооружений, как правило, унифицированные типовые или стандартные конструкции;
применять прогрессивные конструкции (пространственные системы из стандартных элементов; конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции; предварительно напряженные, вантовые, тонколистовые и комбинированные конструкции из разных сталей);
предусматривать технологичность изготовления и монтажа конструкций;
применять конструкции, обеспечивающие наименьшую трудоемкость их изготовления, транспортирования и монтажа;
предусматривать, как правило, поточное изготовление конструкций и их конвейерный или крупноблочный монтаж;
предусматривать применение заводских соединений прогрессивных типов (автоматической и полуавтоматической сварки, соединений фланцевых, с фрезерованными торцами, на болтах, в том числе на высокопрочных и др.);
предусматривать, как правило, монтажные соединения на болтах, в том числе на высокопрочных; сварные монтажные соединения допускаются при соответствующем обосновании;
выполнять требования государственных стандартов на конструкции соответствующего вида.

* Переиздание с изменениями на 1 января 1987 г. и 1 июля 1990 г.
1.4. При проектировании зданий и сооружений необходимо принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации.
1.5*. Стали и материалы соединений, ограничения по применению сталей С345Т и С375Т, а также дополнительные требования к поставляемой стали, предусмотренные государственными стандартами и стандартами СЭВ или техническими условиями, следует указывать в рабочих (КМ) и деталировочных (КМД) чертежах стальных конструкций и в документации на заказ материалов.
В зависимости от особенностей конструкций и их узлов необходимо при заказе стали указывать класс сплошности по ГОСТ 27772– 88.
1.6*. Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям ГОСТ 27751– 88 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету" и СТ СЭВ 3972– 83 "Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции стальные. Основные положения по расчету".
1.7. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы стальных конструкций.
Стальные конструкции следует, как правило, рассчитывать как единые пространственные системы.
При разделении единых пространственных систем на отдельные плоские конструкции следует учитывать взаимодействие элементов между собой и с основанием.
Выбор расчетных схем, а также методов расчета стальных конструкций необходимо производить с учетом эффективного использования ЭВМ.
1.8. Расчет стальных конструкций следует, как правило, выполнять с учетом неупругих деформаций стали.
Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих деформаций стали не разработана, расчетные усилия (изгибающие и крутящие моменты, продольные и поперечные силы) следует определять в предположении упругих деформаций стали по недеформированной схеме.
При соответствующем технико-экономическом обосновании расчет допускается производить по деформированной схеме, учитывающей влияние перемещений конструкций под нагрузкой.
1.9. Элементы стальных конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям настоящих норм с учетом сортамента на прокат и трубы. В составных сечениях, устанавливаемых расчетом, недонапряжение не должно превышать 5%.

2.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ

2.1*. В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на четыре группы. Стали для стальных конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 50*.
Стали для конструкций, возводимых в климатических районах I1 , I2 , II2 и II3 , но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, следует принимать как для климатического района II4 согласно табл. 50*, за исключением стали С245 и С275 для конструкции группы 2.
Для фланцевых соединений и рамных узлов следует применять прокат по ТУ 14-1-4431– 88.
2.2*. Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467– 75*; сварочную проволоку по ГОСТ 2246– 70*; флюсы по ГОСТ 9087– 81*; углекислый газ по ГОСТ 8050– 85.
Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного сопротивления Run основного металла, а также значения твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных соединений, установленные соответствующими нормативными документами.
2.3*. Отливки (опорные части и т. п.) для стальных конструкций следует проектировать из углеродистой стали марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л, удовлетворяющей требованиям для групп отливок II или III по ГОСТ 977– 75*, а также из серого чугуна марок СЧ15, СЧ20, СЧ25 и СЧ30, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 1412– 85.
2.4*. Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.0– 87*, ГОСТ 1759.4– 87* и ГОСТ 1759.5– 87*, и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123– 82*.
Болты следует назначать по табл. 57* и
ГОСТ 15589– 70*, ГОСТ 15591– 70*, ГОСТ 7796– 70*, ГОСТ 7798– 70*, а при ограничении деформаций соединений – по ГОСТ 7805– 70*.
Гайки следует применять по ГОСТ 5915– 70*: для болтов классов прочности 4.6, 4.8, 5.6 и 5.8 – гайки класса прочности 4; для болтов классов прочности 6.6 и 8.8 – гайки классов прочности соответственно 5 и 6, для болтов класса прочности 10.9 – гайки класса прочности 8.
Шайбы следует применять: круглые по ГОСТ 11371– 78*, косые по ГОСТ 10906– 78* и пружинные нормальные по ГОСТ 6402– 70*.
2.5*. Выбор марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0– 80, а их конструкцию и размеры принимать по ГОСТ 24379.1– 80*.
Болты (U-образные) для крепления
оттяжек антенных сооружений связи а также U-образные и фундаментные
болты опор воздушных линий электропередачи и распределительных
устройств следует применять из стали марок: 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 по
ГОСТ 19281–
73* с
дополнительным требованием по ударной вязкости при температуре минус
60°
С не менее 30 Дж/см2
(3 кгс×
м/см2
) в
климатическом районе I1
; 09Г2С-6 и 10Г2С1-6 по ГОСТ
19281– 73* в климатических районах I2 , II2 и II3 ; ВСт3сп2 по ГОСТ 380– 71* (с 1990 г. Ст3сп2-1 по ГОСТ 535– 88) во всех остальных климатических районах.
2.6*. Гайки для фундаментных и U-образных болтов следует применять:
для болтов из стали марок ВСт3сп2 и 20 – класса прочности 4 по ГОСТ 1759.5– 87*;
для болтов из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 – класса прочности не ниже 5 по ГОСТ 1759.5– 87*. Допускается применять гайки из марок стали, принимаемых для болтов.
Гайки для фундаментных и U-образных болтов диаметром менее 48 мм следует применять по ГОСТ 5915– 70*, для болтов диаметром более 48 мм – по ГОСТ 10605– 72*.
2.7*. Высокопрочные болты следует
применять по ГОСТ 22353– 77*, ГОСТ 22356– 77* и ТУ 14-4-1345– 85; гайки и шайбы к ним – по ГОСТ 22354– 77* и ГОСТ 22355– 77*.
2.8*. Для несущих элементов висячих покрытий, оттяжек опор ВЛ и ОРУ, мачт и башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных конструкциях следует применять:
канаты спиральные по ГОСТ 3062– 80*; ГОСТ 3063– 80*, ГОСТ 3064– 80*;
канаты двойной свивки по ГОСТ 3066–
80*; ГОСТ 3067– 74*; ГОСТ 3068– 74*; ГОСТ 3081– 80*; ГОСТ 7669– 80*; ГОСТ 14954– 80*;
канаты закрытые несущие по ГОСТ
3090–
73*; ГОСТ
18900– 73* ГОСТ 18901– 73*; ГОСТ 18902– 73*; ГОСТ 7675– 73*; ГОСТ 7676– 73*;
пучки и пряди параллельных проволок, формируемых из канатной проволоки, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 7372– 79*.
2.9. Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конструкций, следует принимать согласно прил. 3.

3.
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ

3.1*. Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 1*.

Таблица 1*

3.2*. Значения коэффициентов надежности по материалу проката, гнутых профилей и труб следует принимать по табл. 2*.

Таблица 2*

Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката приведены в табл. 51*, труб – в табл. 51,а. Расчетные сопротивления гнутых профилей следует принимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого они изготовлены, при этом допускается учитывать упрочнение стали листового проката в зоне гиба.
Расчетные сопротивления круглого,
квадратного и полосового проката следует определять по табл. 1*,
принимая значения Ryn и Run равными соответственно пределу текучести и временному сопротивлению по ТУ 14-1-3023– 80, ГОСТ 380– 71** (с 1990 г. ГОСТ 535– 88) и ГОСТ 19281– 73*.
Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приведены в табл. 52*.
3.3. Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали и серого чугуна следует принимать по табл. 53 и 54.
3.4. Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 3.

Таблица 3

Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.
Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 56.
3.5. Расчетные сопротивления одноболтовых соединений следует определять по формулам, приведенным в табл. 5*.
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов приведены в табл. 58*, смятию элементов, соединяемых болтами, – в табл. 59*.
3.6*. Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов Rba следует определять по формуле
Rba = 0,5R . (1)

Расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов Rbv , указанных в п. 2.5*, следует определять по формуле
Rbv = 0,45Run . (2)

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в табл. 60*.
3.7. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов Rbh следует определять по формуле
Rbh = 0,7Rb un , (3)

где Rbun – наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61*.
3.8. Расчетное сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки Rdh , применяемой в виде пучков или прядей, следует определять по формуле

Rdh = 0,63Run . (4)

3.9. Значение расчетного сопротивления (усилия) растяжению стального каната следует принимать равным значению разрывного усилия каната в целом, установленному государственными стандартами или техническими условиями на стальные канаты, деленному на коэффициент надежности g m = 1,6.
Таблица 4*

Таблица 5*

4*.
УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

При расчете конструкций и соединений следует учитывать: коэффициенты надежности по назначению g n , принимаемые согласно Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций;
коэффициент надежности g u = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлений Ru ;
коэффициенты условий работы g c и коэффициенты условий работы соединения g b , принимаемые по табл. 6* и 35*, разделам настоящих норм по проектированию зданий, сооружений и конструкций, а также по прил. 4*.

Таблица 6*

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСЕВЫЕ СИЛЫ И ИЗГИБ
ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ И ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

5.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N , кроме указанных в п. 5.2, следует выполнять по формуле
. (5)
Расчет на прочность сечений в местах крепления растянутых элементов из одиночных уголков, прикрепляемых одной полкой болтами, следует выполнять по формулам (5) и (6). При этом значение g с в формуле (6) должно приниматься по прил. 4* настоящих норм.
5.2. Расчет на прочность растянутых элементов конструкций из стали с соотношением Ru /g u > Ry , эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, следует выполнять по формуле
. (6)

5.3. Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию силой N , следует выполнять по формуле
. (7)

Значения j следует определять по формулам:
при 0 < £ 2,5
; (8)
при 2,5 < £ 4,5
; (9)
при > 4,5
. (10)
Численные значения j приведены в табл. 72.
5.4*. Стержни из одиночных уголков должны рассчитываться на центральное сжатие в соответствии с требованиями, изложенными в п. 5.3. При определении гибкости этих стержней радиус инерции сечения уголка i и расчетную длину lef следует принимать согласно пп. 6.1– 6.7.
При расчете поясов и элементов решетки пространственных конструкций из одиночных уголков следует выполнять требования п. 15.10* настоящих норм.
5.5. Сжатые элементы со сплошными
стенками открытого П-образного сечения при l
x
<
3l
y
,
где l
x
и l
y – расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно x – x и y– y (рис. 1), рекомендуется укреплять планками или решеткой, при этом должны быть выполнены требования пп. 5.6 и 5.8*.

При отсутствии планок или решетки такие элементы помимо расчета по формуле (7) следует проверять на устойчивость при изгибно-крутильной форме потери устойчивости по формуле
, (11)
где j y – коэффициент продольного изгиба, вычисляемый согласно требованиям п. 5.3;
с – коэффициент, определяемый по формуле

(12)

где;
a = ax / h – относительное расстояние между центром тяжести и центром изгиба.
Здесь ;
Jw – секториальный момент инерции сечения;
bi и ti – соответственно ширина и толщина прямоугольных элементов, составляющих сечение.
Для сечения, приведенного на рис. 1, а, значения и a должны определяться по формулам:
(13)
где b = b /h .
5.6. Для составных сжатых стержней,
ветви которых соединены планками или решетками, коэффициент j
относительно свободной оси (перпендикулярной плоскости планок или
решеток) должен определяться по формулам (8) – (10) с заменой в них на ef . Значение ef следует определять в зависимости от значений l ef , приведенных в табл. 7.

Таблица 7

часть 1
часть 2
часть 3
часть 4
часть 5
часть 6
часть 7
часть 8
часть 9
часть 10
часть 11