ГОСТ 29166-91 Аттракционы механизированные. Стальные конструкции. Основные положения по проектированию

43 р. 70 к. БЗ 2—92/105

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

АТТРАКЦИОНЫ МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ

КОНСТРУКЦИИ СТАЛЬНЫЕ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ГОСТ 29166-91

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ИНВЕСТИЦИЯМ

Москва

УДК 688.775 : 006.354 Группа У57

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Аттракционы механизированные КОНСТРУКЦИИ СТАЛЬНЫЕ Основные положения по проектированию

Mechanized attractions Steel structures,

Principal rules of the design

ГОСТ

29166—91

ОКП 968500

Дата введения 01.67.02

Настоящий стандарт распространяется на стальные конструкции механизированных аттракционов; каруселей, колес обозрения, катальных гор, вращающихся платформ и др. (далее — конструкции), используемых для постоянной или временной, в том числе повторной эксплуатации, и устанавливает основные положения по их проектированию.

Стандарт не распространяется на проектирование специальных опор, деталей крепления канатов и цепей, а также транспортных средств, механизмов, кинематических передач и других машиностроительных деталей.

Требования настоящего стандарта следует применять для аттракционов, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха не выше плюс 50 °С и не ниже минус 20 ^СС.

Для аттракционов конкретного цида условия эксплуатации следует указывать в проектно-технической документации.

Конструкции должны проектироваться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, а также других стандартов и технических условий, относящихся к безопасности аттракционов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1,1. Конструкции и их основания должны обеспечивать безопасную эксплуатацию аттракционов, т.е. с расчетной надежностью воспринимать воздействия, возникающие во время возведения и эксплуатации, без разрушения или появления недопустимых деформаций, обладать достаточной живучестью во время и после аварий-

Издание официальное

<g) Издательство стандартов, 1992 Настоящий стандарт не может быть полностью или -частично воспроизведен,

тиражирован и распространен без разрешения Госстроя СССР

ных ситуаций, сохранять заданные свойства при многократном монтаже, демонтаже и транспортировке.

Конструкции должны легко (монтироваться и демонтироваться, а также обладать способностью постоянной регулировки и корректировки тех геометрических размеров, которые обеспечивают нормальную эксплуатацию аттракционов, в том числе при их бесфун-даментной установке.

Конструкции должны проектироваться таким образом, чтобы при нормальной эксплуатации в них не возникали остаточные деформации.

1.2. Конструкции следует рассчитывать согласно ГОСТ 27751 и ИСО 2394 по методу* предельных состояний, которые подразделяют на две группы.

В общем случае должны быть проверены следующие предельные состояния:

— первой группы, которые характеризуются: пластическим, хрупким и усталостным разрушениями; потерей устойчивости формы и положения; переходом в изменяемую систему;

качественным нарушением геометрической формы;

— второй группы, которые характеризуются: достижением предельных перемещений конструкции (прогибов, выгибов, поворотов) или предельных деформаций основания;

достижением предельных уровней колебаний конструкций или оснований;

появлением недопустимых повреждений в результате износа или коррозии.

1 .Зч{ При расчете конструкций необходимо различать следующие виды внешних нагрузок:

статическая (или квазистатическая) от веса конструкций, стационарного оборудования, людей на площадках, лестницах, проходах, £ также (веса движущихся частей аттракционов с людьми при скорости их движения до 3 м/с;

динамическая от веса движущихся частей аттракциона с людьми, от ©иброактивного оборудования, а также возникающая при прохождении колеса через стыки и неровности пути, от неуравновешенных движущихся частей механизмов, возможного дебаланса Колес, при работе подъемников;

ударная (© том числе аварийная), возникающая от удара движущихся частей аттракциона с людьми при резкой остановке.

1.4. Основной целью расчета является не допустить с определенной обеспеченностью наступления предельных состояний первой группы или перехода за предельные состояния второй группы в течение всего срока эксплуатации аттракционов, а также в процессе их монтажа, демонтажа и перебазирования.

1.5. Расчетные модели (в том числе расчетные схемы, основные предпосылки расчета) конструкций должны отражать действительные условия работы сооружений, которые принимаются в рассматриваемых возможных расчетных ситуациях. При этом необходимо учитывать напряженное и деформированное состояния, пространственную работу конструкций, при необходимости геометрическую нелинейность, возможные отклонения геометрических размеров от их номинальных значений и особенности взаимодействия элементов конструкций между собой, с основанием и с движущимися частями аттракциона, а в случае аттракционов с рельсовыми транспортными средствами — и с рельсовыми путями.

Расчетные ситуации следует принимать согласно ГОСТ 27751.

При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений, проектирование конструкций должно производиться на основе специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.

1.6. Конструктивные схемы должны обеспечивать прочность, устойчивость, жесткость, выносливость и пространственную неизменяемость конструкций в целом, а также их отдельных элементов ггри монтаже и эксплуатации.

При проектировании конструкций следует предусматривать технологические мероприятия по уменьшению возможного отрицательного влияния дополнительных, местных и внутренних напряжений (сварочных, концентрации напряжений в местах резкого изменения размеров сечений элементов конструкции, в том числе вблизи отверстий), а также меры для исключения резонанса Элементов конструкций.

1.7. Основания и фундаменты опор аттракционов должны рассчитываться по несущей способности и деформативноеги в соответствии с СНиП 2.02.01.

При этом допускается установка опор аттракционов непосредственно на грунтовое основание (бесфундаментная установка):

— для грунтов, для которых глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания по СНиП 2.02.01;

— при эксплуатации аттракционов только® летний или осенний периоды (после уменьшения влажности в зоне сезонного промерзания и восстановления несущей способности грунта) или в регионах с положительной зимней температурой на площадках, обладающих эксплуатационной надежностью (спортивных, под временные сооружения и т. п.), а также на площадках, где проведены специальные мероприятия (водоотвод, дренаж, уплотнение грунта, планировка площадки и т. п.), обеспечивающие стабильность свойств грунта в процессе эксплуатации аттракционов.

Значения геометрических параметров конструкций и их предельных отклонений, определенные на стадии проектирования, не

зависимо от способа установки на площадке должны периодически контролироваться; 'при необходимости конструкция должна содержать регулирующие элементы, обеспечивающие соблюдение заданных значений параметров и отклонений.

1.8. Конструкции должны быть защищены от коррозии. Все конструкции должны быть доступны для наблюдения, очистки и окраски, а также не должны задерживать влагу. Замкнутые профили должны быть герметизированы.

1.9. Материалы для конструкций и соединений следует выбирать в зависимости от условий их эксплуатации, расчетных температур, технологии изготовления, монтажа, демонтажа и пере&азирования.

1.10. Для обеспечения проектной расчетной надежности конструкций их следует изготовлять в соответствии с требованиями СНиП III—18 и монтировать согласно СНйП 3.03.01; при этом следует руководствоваться соответствующими дополнительными требованиями, относящимися к безопасности аттракционов.

Для проверки и подтверждения исходных данных и расчетных схем конструкции должны подвергаться испытаниям, проводимым в соответствии с программой и методикой, содержащимися в проектно-технической документации.

1.11. При проектировании аттракционов следует, как правило, предусматривать дополнительные меры по повышению уровня безопасности основных несущих конструкций (резервирования) путем увеличения степени их статической неопределимости, установки дополнительных овязевых или раскрепляющих элементов, конструирования узловых и других соединений равнопрочными с основными элементами и др.

Назначение и степень ответственности элементов и деталей конструкций следует упитывать коэффициентом надежности по ответственности элементов у_п, значения которого следует принимать по табл. 1 и вводить в расчетные формулы.

Таблица 1

2. НАГРУЗКИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

2.1. Порядок учета нагрузок и воздействий в расчетах конструкций аттракционов следует принимать по СНиП 2.01.07.

2.2. В зависимости от продолжительности действия следует различать постоянные и временные нагрузки, принимаемые согласно СНиП 2.01.07.

Нагрузки, создаваемые движущимися частями аттракциона с; пассажирами, нагрузки от посетителей на площадках, лестницах и проходах, а также от обслуживающего персонала следует относить к длительным нагрузкам с их полными значениями.

2.3. Расчет конструкций и оснований следует выполнять с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

Сочетания должны устанавливаться из анализа реальных случаев одновременного действия нескольких нагрузок для рассматриваемой расчетной ситуации с учетом возможных различных схем

приложения временных нагрузок или отсутствия некоторых из них.

2.4. В рассматриваемых расчетных ситуациях конструкции следует рассчитывать на сочетания нагрузок, установленные в' СНиП

2.01.07.

Для основных сочетаний нагрузок понижающие коэффициенты сочетаний учитывать не следует. В особых сочетаниях расчетные значения кратковременных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать,на коэффициент сочетаний ф = 0,8.

2.5. Нормативные значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать по табл. 2.

Нормативные значения нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке, не указанные в табл. 2, следует принимать по СНиП

2.01.07.

2.6. Нормативное значение динамической нагрузки от веса движущихся частей аттракциона с людьми, от виброактивного оборудования, а также возникающей при прохождении колес через стыки, неровностй пути и от неточности направляющих для транспортных средств, от неуравновешенных частей механизмов и возможного дебаланса колес следует определять умножением нормативной нагрузки, определяемой по табл. 2, на коэффициент динамичности, равный 1,2.

Нормативное значение динамической нагрузки, возникающей в результату толчков или резкого торможения, следует определять умножением нормативной нагрузки, определяемой по табл. 2, на коэффициент динамичности, равный 1,5.

2.7. Динамический расчет конструкций на нагрузки от виброактивного оборудования (электродвигателей, подъемников и т. п.)

Таблица 2

П'Р и м е ч а н и е. Нормативные значения нагрузок от движущихся частей аттракциона, передающиеся на конструкции, следует определять в зависимости от веса движущихся частей с людьми с учетом траектории и скорости движения (т. е. с учетом возможных перегрузок).

допускается не производить. В этом случае при расчете элементов* на которые возможна передача динамических воздействий, для основного сЬчетаяия нагрузок следует ввести дополнительную статическую нагрузку, .приложенную в плоскости возможных поперечных колебаний и равную q = 0,3gm, где g — ускорение силы тяжести, 9,8 м/с²; т — приведенная погонная масса элемента, кг/м.

2.8. Нормативные значения нагрузок, возникающйх в аварийной расчетной ситуации, в том числе импульсивных ударных, как правило, должны определяться расчетом на основе моделирования аварии с последующей проверкой испытанием.

Коэффициент надежности по нагрузке в этом случае следует принимать равным yf = 1,0.

2.9. Прогибы, выгибы и перемещения элементов и конструкций / следует определять от нормативных значений временных нагрузок.

Прогибы, выгибы и перемещения элементов и конструкций, как правило, не должны превышать их предельных значений f_u, приведенных в табл. 3.

Таблица 3

конструкции.

Примечание Для консоли вместо / следует принимать удвоенный ее вылет

При обеспечении надежности конструкции согласно требованиям п. 4.9 предельные значения f_u допускается увеличивать по сравнению с приведенными в табл. 3, но во всех случаях принимать не более 2f_w.

3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ И СОЕДИНЕНИЯ

3.1. При выборе стали для конструкций необходимо учитывать характеристики механических свойств сталей (временное сопротивление, предел текучести, ударную вязкость, пластичность), сопротивление усталостному и хрупкому разрушениям, свариваемость и стойкость против коррозий

В зависимости от условий эксплуатации элементы конструкций разделяют на три группы. Стали для стальных конструкций следует принимать по табл. 5 приложения 1.

3.2 Для сварных соединений конструкций следует применять электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9467, сварочную проволоку по ГОСТ 2246, флюсы по ГОСТ 9087, порошковую проволоку по ГОСТ 26271, углекислый газ по ГОСТ 8050 согласно табл. 6 приложения 1.

Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного значения временного сопротивления основного металла, а также значения твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных соединений, установленные соответствующими нормативными документами. ²

2 Зак 462

3.3. Отливки (опорные части и т. п.) для конструкций следует проектировать из углеродистой стали марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л„ удовлетворяющей для групп отливок II и III требованиям ГОСТ 977, а также серого чугуна марок СЧ15, СЧ20, СЧ25 и СЧЗО, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 1412.

3.4. Для болтовых соединений следует применять стаЛьные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.0, ГОСТ 1759.4 и ГОСТ 1759.5, и-шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123.

3.5. Высокопрочные болты следует применять по ГОСТ 22353, ГОСТ 22356 и ТУ 14—4—1345; гайки и шайбы к ним — по ГОСТ 22354 и ГОСТ 22355.

3.6. Для подвесок следует применять стальные канаты по ГОСТ 3067 и стальные цепи по ГОСТ 2319.

3.7. Характеристики сталей, материалов для-сварки; отливок, болтов, канатов и цепей, а также, в случае необходимости, дополнительные требования к ним по их поставке, следует указывать в проектно-технической документации и документации на заказ материалов.

3.8. Физические характеристики материалов, применяемых для конструкций, следует принимать согласно СНиП II—23.

3.9. Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам:

растяжение, сжатие и изгиб R_y = Rynfy_m;

сдвиг R_s = Q,58Rynfy_m;

смятие торцевой поверхности при наличии пригонки R_p = “ Run/ym,

где R_yn — предел текучести стали (о_т; аод);

Run — временное сопротивление стали (а_в);

у_т — коэффициент надежности по материалу, принимаемый равным 1,1.

Значения R_yn и Run, как правило, следует принимать по СНиП II—23; допускается значения о_Т(оо,2) и а» принимать по соответствующим стандартам и техническим условиям на поставку проката.

Примечание. Размерности величин, используемых в стандарте, приведены в приложении 11.

3.10. Значения расчетных сопротивлений сварных и одноболтовых соединений следует принимать по СНиП II—23.

3.11. Значения расчетных сопротивлений отливок из углеродистой стали и серого чугуна следует принимать по СНиП 11^-23.

3.12. Значение расчетного усилия растяжению стального каната следует принимать равным значению разрывного усилия каната в целом, установленному государственными стандартами или техни-

ческими условиями на стальные канаты, деленному на коэффициент надежности по материалу у_т — 2,5.

3.13. Значение расчётного усилия растяжению стальной цепи следует принимать равным значению разрывного усилия цепи в целом, установленному государственными стандартами или техническими условиями на стальные цепи, деленному на коэффициент надежности по материалу у_т = 2,5.

4. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ АТТРАКЦИОНОВ

4.1. При расчете элементов стальных конструкций механизированных аттракционов на прочность и устойчивость наибольшие напряжения в элементах конструкций, вычисленные от расчетных нагрузок и воздействий, в том числе с учетом коэффициента динамичности не должны превышать расчетных сопротивлений стали, деленных на коэффициент надежности по ответственности элементов у_п.

Расчет на прочность и устойчивость при различных видах силовых воздействий на элементы следует выполнять согласно требованиям, приведенным в приложении 2.

4.2. Элементы конструкций, узлы и соединения элементов аттракционов, непосредственно воспринимающие многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с количеством циклов нагружений 10⁵ и более, которые могут вызвать явление усталости, следует рассчитывать на выносливость.

При расчете на выносливость наибольшие напряжения в элементах конструкций не должны превышать допускаемых напряжений усталости, устанавливаемых в зависимости от применяемой стали, конструктивной схемы узла или соединения, технологии обработки деталей и образования отверстий, количества циклов нагружений, вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений.

Расчет конструкций на выносливость следует выполнять согласно требованиям, .приведенным в приложении 3.

4.3. Способность конструкций противостоять хрупкому разрушению, как правило, следует обеспечивать выполнением требований к выбору сталей и применению соответствующих конструктивно-технологических решений.

4.4. При расчете конструкций на жесткость прогибы, выгибы, перемещения и параметры' колебаний от нормативных значений временных нагрузок не должны превышать предельных значений согласно п. 2.9.

Определение прогибов, выгибов, перемещений и параметров колебаний конструкций следует выполнять в предположении упругих деформаций стали без учета ослабления сечений отверстиями для болтов.

При определении перемещений конструкций с болтовыми соединениями при необходимости следует учитывать влияние сдвигов

в соединениях путем умножения нормативных значений временных нагрузок на коэффициент 1,2.»

Расчет конструкций на жесткость следует выполнять согласно требованиям, приведенным в приложении 4.

4.5. Элементы конструкций и их соединения на динамические нагрузки, возникающие при ударе движущихся частей аттракционов с людьми об упоры, допускается рассчитывать на эквивалентные статические нагрузки, значения которых следует определять согласно приложению 5.

4.6. При отклонении принимаемой расчетной схемы от действительных условий работы элементов и соединений, а также при наличии других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, расчетные сопротивления Следует умножать на коэффициенты условий работы уа < 1, устанавливаемые на основе экспериментальных и-теоретических исследований.

Для расчета некоторых элементов и соединений конструкций коэффициенты условий работы уа приведены в СНиП II—23 (где они обозначены или уь).

4.7. Элементы и соединения конструкций, не указанные в настоящем стандарте, допускается рассчитывать по СНиП II—23, принимая значение расчетного сопротивления с учетом коэффициента у_п (Rylyn).

4.8. Расчетные усилия в элементах конструкций следует определять на основе статического расчета системы, как правило, в предположении недеформированной схемы и упругих деформаций стали.

При определении общих горизонтальных перемещений конструкции следует учитывать деформированную схему системы.

Для аттракционов различных видов (карусели, колеса обозрения, аттракционы с использованием рельсовых транспортных средств и др.) расчетные усилия допускается определять на основе стандарта ФРГ DIN 4112.

4.9. Элементы и соединения конструкций должны иметь суммарный коэффициент надежности, не ниже определяемого по табл. 13 приложения 6.

Элементы, детали и соединения конструкций, не указанные в настоящем стандарте или СНиП II—23, допускается рассчитывать на основе соответствующих нормативных документов, в том числе справочной литературы и накопленного опыта проектирования аттракционов, обеспечивая при этом суммарный коэффициент надежности не ниже требуемого в табл. 13 приложения 6.

5. РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГИБКОСТИ

5.1. Расчетные длины элементов стержневых конструкций следует определять в зависимости от условий закрепления концов элемента, вида и характера продольной нагрузки.

5.2. Для плоских стержневых конструкций расчетные длины следует определять как в 'плоскости системы, так и из этой плоскости.

5.3. При определении расчетных длин элементов пространственных стержневых конструкций необходимо учитывать схемы решеток в смежных гранях, а для элементов из одиночных уголков устанавливать плоскость, в которой происходит потеря устойчивости.

5.4. Расчетные длины сжатых элементов следует определять согласно требованиям, приведенным в приложении 7.

5.5. Расчетные длины растянутых элементов следует определять как расстояние между точками, закрепленными от смещения.

5.6. Гибкости элементов конструкций, как правило, не должны превышать предельных значений, приведенных в табл. 4.

Таблица 4

Элементы и конструкции

Предельная гибкость %_и

1. Сжатые ^элементы-

стволы башен обозрения и для прыжков с парашютом, основные опары колес обозрения, каруселей стойки, пояса и решетки основных несущих конструкций колес обозрения, каруселей, катальных гор связевые и другие элементы

2. Растянутые элементы при нагрузках:

статических

динамических

120

160

200

400

300

Примечание. Для элементов и конструкций, непосредственно воспринимающих динамические нагрузки, значения предельных гибкостей для исключения резонанса следует, при необходимости, уменьшать с учетом параметров колебаний.

При обеспечении надежности конструкции согласно требованиям п. 4.9 предельные значения гибкости сжатых элементов допускается увеличивать по сравнению -с приведенными в табл. 4, но не более чем на 25 %.

6. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИИ

6.1. Сварные и болтовые соединения элементов конструкций следует, как правило, проектировать равнопрочными с соединяемыми элементами.

Допускается проектировать соединения на действие фактических расчетных усилий в элементах.

6.2. Соединения элементов конструкций, не указанные в настоящем стандарте, допускается рассчитывать и конструировать с учетом требований пп. 4.7 и 4.9.

6.3. Сварные соединения

6.3.1. При действии на сварное соединение продольной силы распределение напряжений по длине сварного шва следует принимать равномерным.

6.3.2. При действии на сварное соединение изгибающего момента распределение напряжений по длине сварного шва следует принимать пропорциональным расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого сечения шва.

6.3.3. Сварные швы при одновременном действии продольной силы и момента следует-рассчитывать на равнодействующую напряжений, вычисленных от продольной силы и момента.

6.3.4. При расчете сварных швов допускается не учитывать эксцентриситеты, возникающие в соединяемых элементах и зависящие от их толщины.

6.3.5. Стыковые соединения следует рассчитывать на прочность в пределах упругих деформаций согласно требованиям п. 4.1 с учетам расчетных сопротивлений для. стыковых сварных соединений.

В стыковых швах при одновременном действии нормальных и срезывающих напряжений необходимо проверять приведенные напряжения, учитывающие связь между компонентами напряженного состояния шва.

Стыковые швы рассчитывать не следует, если расчетные сопротивления основного металда и металла шва одинаковы, а сварка выполнена с полным проплавлением и концы швов выведены за пределы стыка.

6.3.6. Сварные угловые-давы необходимо рассчитывать на срез (условный) по расчетным сечениям металла шва с учетом, свариваемых сталей, сварочных материалов, технологии сварки и положения шва.

Сварные соединения с угловыми швами при одновременном действии срезывающих напряжений в двух направлениях, как правило, следует рассчитывать на равнодействующую этих напряжений.

6.3.7. Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений следует принимать согласно требованиям ГОСТ 5264, ГОСТ 871-3, ГОСТ 11533, ГОСТ 11534, ГОСТ 14771, ГОСТ 14776, ГОСТ 23518.

6.3.8. Расчет и конструирование сварных соединений следует выполнять согласно требованиям, приведенным в приложении 8.

6.4. Болтовые соединения

6.4.1. Болтовые соединения следует рассчитывать на растяжение и срез болтов и на смятие соединяемых элементов.

Расчет на растяжение болтов следует выполнять по сечению «нетто» болта.

6.4.2. При действии на болтовое соединение продольной силы распределение этой силы между болтами, как правило, следует принимать равномерным.

6.4.3. При действии на болтовое соединение изгибающего момента распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

При действии момента в плоскости соединения расчет следует выполнять на срез болтов и на смятие соединяемых элементов. При действии момента в плоскости, перпендикулярной плоскости соединения, болты следует рассчитывать на растяжение.

6.4.4. Болты при одновременном действии продольной силы и момента следует рассчитывать на равнодействующее усилие.

6.4.5. Болты, подвергающиеся одновременному срезу и -растяжению, следует рассчитывать как при раздельном, так и совместном действии указанных силовых факторов.

6.4.6. Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями для болтов, следует выполнясь согласно требованиям п. 4.1.

6.4.7. Резьба болта, работающего на срез, должна находиться вне пакета соединяемых элементов.

6.4.8. Для болтов следует предусматривать меры против само-отвинчивания, а в необходимых случаях против отвинчивания болтов посторонними лицами.

6.4.9. Расчет и конструирование болтовых соединений следует выполнять согласно требованиям, приведенным в приложении 9.

6.5. Фрикционные соединения

6.5.1. Осевое усилие натяжения болта во фрикционном соединении следует принимать в зависимости от характеристик^механи-ческих свойств стали болтбв и площади сечения «нетто» болта.

6.5.2. Фрикционные соединения, как правило, следует рассчитывать в предположении передачи усилий трением по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов.

Распределение между болтами действующей на соединение продольной силы следует принимать равномерным.

6.5.3. Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним болтом, следует определять в зависимости от осевого усилия натяжения болта, коэффициента трения соединяемых элементов и характера нагрузки (статическая, динамическая или ударная).

6.5.4. Расчет на прочность сечений соединяемых элементов, работающих на трение и ослабленных отверстиями для болтов, следует выполнять в⁴ соответствии с требованиями п. 4.1 с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт в рассматриваемом сечении, передается силами трения.

6.5.5. ~Расчет и конструирование фрикционных соединений следует выполнять согласно требованиям, приведенным в приложении 9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Обязательное

СТАЛИ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ

Элементы конструкций следует разделять на группы:

1 —элементы и детали, работающие в особо тяжелых условиях и некосред-ственно воспринимающие динамические или вибрационные нагрузки (элементы пути для рельсовых транспортных средств или каруселей; соединительные фланцы; элементы, соединяющие секции пути между собой и со стойками и т. п.);

2 — элементы и детали, работающие в основном при статических нагрузках (стойки и их соединительные детали; посадочные площадки; лестницы: конструкции, поддерживающие механизмы и оборудование, и т. п.);

3 — вспомогательные и слабо нагруженные элементы и детали (связи стоек и их соединительные детали, элементы наземного каркаса, кроме указанных в группах 1 и 2, и т. л.).

Стали для элементов конструкций и дополнительные требования к ним приведены в табл. 5.

Таблица 5

Стали для конструкций

Примечания:

1. Знак~«+> означает, что данную сталь пр»именяеть следует, знак «—» — «не следует», независимо от категории, группы или класса стали;

2. Для сварных конструкций содержание углерода не должно превышать

0,22 %.

3. Трубы термически обработанные.

4. Ударная вязкость для труб и сортового проката в конструкциях всех групп КСи-^ЗО Дж/см².

5. Для фланцев относительное сужение при растяжении в направлений толщины проката ^ 15 %.

6. При технико-экономическом обосновании допускается применение сталей с более высокими требованиями, чем для рассматриваемой группы (2 или 3).

7. Прокат толщиной менее 5 мм из стали С235 допускается применять для конструкций всех групп.

8. Бесшовные горячедеформированные трубы, изготовленные из слитков, имеющих маркировку с литером «Л», применять не следует.

Таблица 6

Материалы для сварки

* Применение сварочных материалов требует специального обоснования; при ручной сварке должны применяться электроды типа Э50А.

Примечание. При соответствующем технико-экономическом обосновании для сварки конструкций разрешается использовать материалы, не указанные в таблице. При этом механические свойства металла шва, выполняемого с их применением, должны быть не ниже свойств, обеспечиваемых применением материалов согласно таблице.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

1. Центрально растянутые и сжатые элементы

hi. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, следует выполнять по формуле

JV. Яу

Ап ^< V»

(О

где А _л — площадь сечения «нетто»;

Я_у —расчетное сопротивление стали, определяемое согласно п. 3.9;

у _п‘—коэффициент надежности по ответственности элементов, принимаемый по табл. 1.

1.2. Расчет на устойчивость сшюшностенчатых и сквозных элементов, подверженных центральному сжатию силой И, следует выполнять по формуле

N_ Ду Ф^{А <} Уп

(2)

где А—площадь сечения «брутто»,

Ф — коэффициент устойчивости при сжатии, определяемый по табл. 7.

Таблица 7

Обозначения, принятые в таблице к — XVRyl Е; %_е/ = XefVRy IE

У

13 Для сжатых элементов открытого сечення типа X—!--|--X ₍ кроме

уГ

расчетов по формуле (21) в двух главных плоскостях,, следует пров ерять устойчивость при изгибно крутильной форме по СНиП И—23.

1.4. Для сквозных стержней из уголков с четырьмя плоскостями планок или решеток приведенную гибкость k_ef следует определять по формулам:

для стержня с планками

= |/" ^шах“^»^К1+^л1)^в1+(1+Яз)^в21;

(3)

для стержня с решетками

где

л,—

J В1 ^1 /я «В

Л₂~

J 1

CEi =

52 •'»

ь?г,

^а2—

°2¹в

(4)

Лтах — наибольшая из гибкостей сквозного стержня,

Х_Ъ1 » — гибкости отдельных ветвей;

А — площадь сечения всего стержня;

Adit Ад2—площади поперечных сечений раскосов;

/_в 1, JВ2—моменты инерции сечения двух ветвей (из уголков);

J ₅1, J — моменты инерции сечения планок;

Ь, d, I _в —соответственно расстояние между ветвями, длина раскоса, длина ветви в сквозном стержне.

Для сквозных стержней с двумя плоскостями планок или решеток в формулах (3) и (4) следует принять %_majc~%_y\ %bz —О и а₂—О (здесь Х_у —гибкость сквозного стержня в плоскости, перпендикулярной свободной оси).

Предельную гибкость отдельных ветвей следует принимать для сквозных стержней с планками — 50, с решетками — 100.

1.5. Соединительные элементы в сквозных центрально сжатых стержнях следует рассчитывать на условную поперечную силу Q у t_c> определяемую по табл. 8.

Таблица 8

Обозначение, принятое в таблице: А — площадь сечения всего стержня, см².

3.6. В сквозных стержнях, кроме расчета всего стержня в целом, необходимо проверять устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами.

1.7. Устойчивость стенок и поясов центрально сжатых стержней следует считать обеспеченной, если значения условной гибкости стенки Xw = (h_eflt ч>)

YjRy/E и пояса Ху = (b_efJt yYR_y)E не превышают предельных значений X_uw и Xaf * определяемых по формулам табл. 9.

Для свесов поясов, окаймленных ребрами, значения % _иу, определяемые по формуле табл. 9, следует умножить на коэффициент 1,6.

Для гнутых элементов с полками, окаймленных ребрами и усиленными планками или решеткой, значения X _u , определяемые по формуле табл. 9, следует умножить на коэффициент 2.3.

Для сжатых элементов из круглых труб отношение диаметра трубы d к толщине стенки t не должно превышать 3 YE/R _у .

1.8. Значения X _uw и Xuf> определяемые по формулам табл. 9, Допускается

увеличить умножением иа коэффициент |/ , _но не более, чем в 1,25

^Г Куп

раза.

Тип

сечения

Таблица 9

7г/

Хим)~

X_ww= 0,5+Q,07X<0,8

^ UW— 1 » 1+0,12Л,<1,6

*Ки}⁼⁼ 0,4+0,06X^0,6

Х_ц/ = 1,1+0,12X^1,6

Обозначение, принятое в таблице: X — условная гибкость элемента, принимаемая в расчете на устойчивость при центральном сжатии

2. Изгибаемые элементы

2.1. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формулам: для нормальных напряжений

м Ry

W

п,пип

^NN Уп

(5)

для касательных напряжений

т=

QS

л

У п

для приведенных напряжений

Y

R,

С- —а_х<3у

+4 +^Зт*г/^ч< ^7 >

(6)

(7)

где W_{n min} — меньший момент сопротивления сечения «нетто»;

S — статический момент сдвигаемой части сечения «брутто» относительно центральной оси; i—момент инерции сечения «брутто»;

R s —расчетное сопротивление стали, определяемое согласно п. 3;

М

<з _x = —j— у—нормальные напряжения, параллельные оси балки;

а у— то же, перпендикуляр ные оси балки;

х_ху —* касательные напряжения, вычисляемые по формуле (6).

2.2. Расчет на устойчивость элементов, изгибаемых в плоскости стёнки, следует выполнять по формуле

м Ry

^< Уп

(8)

где W _с — момент сопротивления сечения «брутто», определяемый для сжатого пояса;

Ф &—коэффициент, определяемый по формуле

т~

(9)

и принимаемый не более 0,9. ^

Для балок из прокатных двутавров без закреплений сжатого пояса¹ в пролете коэффициент ф следует определять по формулам табл. 10.

Табл и ц а 10

Обозначения., принятые в таблице:

Jt — момент инерции сечения при кручении;

/ — пролет балки;

- h — полная высота сечения

Для балок швеллерного сечения коэффициент ф ь следует определять как для балок двутаврового сечения, а вычисленные значения ф ъ умножать на 0,7.

2.3. При закреплении сжатого пояса балки от поперечных смещений в соот-

ветствии с требованиями СНиП II—23 расчет его на устойчивость выполнять не требуется.

21.4. Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных поперечными "ребрами жесткости, следует считать обеспеченной, если выполнено условие

(Ю>

где а =

х —

М

W

Q

R,

— наибольшее сжимающее нормальное напряжение в стенке; — среднее касательное напряжение в стенке;

а _сг = ЭЭ^2— — критическое нормальное напряжение;

^Х W

'^ссг — 10,3 (1 -f

0,76^ R_s _

v2

^Kd

критическое касательное напряжение;

р — отношение большей стороны отсека к меньшей;

T_d = (dft-_w)YRylE (d — меньшая из сторон отсека).

2.5. Устойчивость сжатых поясов брлок следует считать обеспеченной, если значения условной гибкости свеса пояса X/ не превышают предельных значений, равных X _и/ = 0,5У"/?у /о_с (o_c = M/W_nc —напряжение в сжатом поясе

балки). '

Для изгибаемых элементов из круглых труб отношение диаметра трубы d

к толщине стенки t не должно превышать 3 V E/R

2.6: Элементы, изгибаемые в двух главных плоскостях, следует рассчитывать по формулам: на прочность

М_х М_у 1

хп ^J уп

—

Уп

на устойчивость

+

хс

<%■

(Н>

(12>

У - ■ N

где х и у— расстояния от главных ,осей до рассматриваемой точки сечения;

<р$ —коэффициент, определяемый согласно п. 2.2.

3. Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом

3.1. Расчет на прочность элементов, подверженных действию осевой силы с изгибам, следует выполнять по формуле -

N М_х ^: Му °

^у± т~

—

■7л

(13)

An Jхп *уп

где х и у ^-расстояния^от главных осей до рассматриваемой точки сечения.

3.2. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых стержней постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрий,, следует выполнять по формуле

Rv

N

Ф И

Уп

Коэффициент ф _е следует определять по формуле

_ _J_

^<Ре— 2Т>

(г._W—4iW ).

(15)

где б = + П + ^²1

m = Т= XYRyJE — тя стержней сплошностенчатого. сечения;

m = £JJ~; ^ " к_е/ VRyjE — для сквозных стержней;

— момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна; а — расстояние от оси сечения до оси наиболее сжатой ветви.

Для стержней несимметричного сечения (типов

коэффициент ф _е , кроме ооределения его по формуле (15), следует определять также и по формуле . :

^фе= Н¹⁺К -^ь?+^4яа^)» ' (16)

ш _

где 6i = ^(т-^г-—1) + Х²\

W _t—момент сопротивления сечения для растянутого волокна.

3.3. Расчетные значения нагибающего момента М и продольной силы N в стержне следует определять из расчета системы по недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали и принимать при одном и том же сочетании нагрузок.

При действии на концах стержня‘разных изгибающих моментов расчетное значение М следует определять по формуле

M-Mj. ( 0,67 +0,33 -^-) >0,5А1_г, (17)

где М_х—больший из моментов на концах стержня;

М₂ — момент на друпом конце стержня.

s 3.4. Расчет на устойчивость внецентренно сжатых стержней постоянного сечения из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости (Iх > Jу )> совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

N Ry

Для значений 5 < т_х <10 коэффициент С следует определять по линейной интерполяции.

Коэффициенты аир следует определять по формулам табл. 11.

При расчете по формуле ; (18) для стержней с концами, закрепленными от смещения перпендикулярно плоскости действия момента, расчетный момент М следует определять по формуле (17).

Таблица 11

Тип сечений

Значения коэффициентов

а при

(5 при

Л» -^3,14

к_у>гм

Oj

У]

г

X—-

<и

V*

у\

0,65+0,05т*

Уфс1Щ

Обозначение, принятое в таблице: ср_с —значение ф_у при Ху =3,14.

При гибкости Ху >3,14 коэффициент С не должен превышать значений

Стах* определяемых по СНиП II—25. ' ^

Стержни швеллерного сечения допускается рассчитывать по формулам (19), (20) и табл. 11, умножив т _х на коэффициент 1,25.

3.5. Расчет на устойчивость сплошностенчатых стержней, подверженных изгибу в двух главных плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости (J_х >/_у ) с плоскостью симметрии следует выполнять по формуле

где ср _еу —= коэффициент,

(21)

определяемый по формулам (15) и (16) при т .= т _у

С — коэффициент, определяемый по формулам (19) и (20).

Кроме расчета по формуле (21), следует выполнить проверки по формулам (14) и (13), принимая Му =0, а также по формуле (13) при 0 и Afy Ф

Ф 0.

3.6. При расчете на устойчивость сквозных внецентренно сжатых стержней в одной или двух главных плоскостях следует выполнить проверку устойчивости стержня в целом в плоскостях, параллельных плоскостям соединительных элементов, а также отдельных ветвей как центрально или внецентренно сжатых элементов.

Продольную силу в каждой ветви следует определять с учетом дополнительного усилия от моментов, действующих в плоскостях, параллельных плоскостям соединительных элементов; момент, действующий в плоскости, перпендикулярной материальной оси сечения, следует распределять между ветвями, пропорционально их жесткостям.

3.7. Соединительные элементы в сквозных внецемтреннф сжатых стержня* следует рассчитывать на сумму фактической и условной поперечных сил (Q +

+ Qfich

3.8. Устойчивость стенок и поясов внецентренно сжатых стержней следует .считать обеспеченной, если значения условной гибкости стенки %_w и пояса К/

не превышают соответствующих предельных значений K_Uw и k_Uf> определяемых по формулам табл, 12.

Для свесов, окаймленных ребрами, а также усиленных планками или решеткой, значения %_Uf, определяемые-по формулам табл. 12, следует увеличить согласно 'требованиям п. 1.7.

Для внецентренно сжатых элементов из круглых труб отношение диаметра трубы d к толщине стенки / не должно превышать 3 V E/R_y *

Таблица 12

Kuw- Яик?1- 4_f35 X

X

2а—1

2—а+У" а^а-1-4р^а

<<*7 + 2,4а (при 1 < а ^ 2)

k_Uj — kuf\—0,4 Hr -|-О,06Хэс—0,,01 АтНх

4,1 *4*0, 12 Л*— . —0,04 т_х

к

UW- 0,75XuiPi ^

^ 0,52 1,8а

kuf =^0,4+0,06Л*<0,6

Продолжение,

ЫХ²х

ARy

); Р

Обозначения, принятые в таблице: а = 2ⁱm_x /(1 + т_х — 0,1

= 1,4 (2а— 1) QKtnhJRy )

. Примечание. При а ^0,5 значение X_Uwi следует'определять по формулам табл. 9; при 0,5 < а < 1— по линейной интерполяции,

3.9. Значения X_uw и %_Uf > определяемые по формулам табл. 12, допускается

увеличить умножением на коэффициент У y_mAR у /(Щп А но не более, чем в 1,25 раза (здесь ф _т—значение ф_ех',‘ ф или ф_уС, использованное при соответствующей проверке устойчивости стержня в целом).

4р Элементы, подверженные ^действию кручения

4.1. При расчете на прочность элементов, подверженных действию но го кручения, касательные напряжения следует проверять по формуле

т

t

M_t R_s Wat ^< Уп ’

свобод-

(22).

где M_t — крутящий момент свободного кручения, кН -'см; ,

W_nt—момент сопротивления сечения «нетто» при кручении, см³.

4.2. При расчете на прочность элементов, подверженных действию стесненного кручения, напряжения следует проверять до формулам: нормальные напряжения

Ry_ -

Уп ’

касательные напряжения

^Мв> ^So>

/«г

5

где В;— изгибно-крутящий бимомент, кН • см²;

W_ю /со —секториальный момент сопротивления сечения, см⁴;

Af_to — крутящий момент стесненного кручения, кН • ем;

— секториальный момент инерции сечения, см^в;

(24)

5 — секториальный статический момент части площади сечения, см⁴;

со—секториальная площадь, см².

4.3. При совместном действии нескольких силовых факторов необходимо проверять суммарные нормальные или касательные напряжения, а также приведенные напряжения-по формуле (7).

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

/ 1. Расчет элементов конструкций, узлов и соединений на выносливость сле-,дует„ как правило, выполнять на действие многократно повторяющихся нормативных значений нагрузок на базе 3,9 X Ш* циклов нагружения по формуле

О 77р

®шах^ —(1,7+р+О.Зр»), (25)

где a max — наибольшее по абсолютному значению напряжение в рассматриваемом элементе, вычисленное по сечению «нетто» без учета коэффициента динамичности и коэффициентов ф, ф$, ф_е;

R_v — расчетное сопротивление усталости, принимаемое согласно СНиП II—23 в зависимости от временного сопротивления стали и групп элементов конструкций;

р— коэффициент асимметрии напряжений (—1 ^ р ^ 1).

2. Для элементов конструкций (деталей), не предусмотренных в СНиП II— —23, расчет на выносливость допускается выполнять на действие нагрузок, указанных в п. 1, на базе И)⁷ циклов нагружения по формуле

<W< -(1-1,67о_в )(1,7 + р+0,Зр²), (26)

Уп -1 д

где а__1д—среднее значение предела выносливости детали при симметричном

цикле (р——1), определяемое согласно ГОСТ 25504; v_Q —коэффициент вариации предела выносливости детали при снимет -

—1д

ричном цикле, определяемый согласно ГОСТ 25504;

3. Для элементов конструкций, узлов, соединений и деталей, не предусмотренных в СНиП II—23 и ГОСТ 25504, расчет на выносливость допускается выполнять по формуле (26), в которой значения ст_1_Д и v_a следует определять

—1д

на* основе экспериментальных или теоретических исследований, в том числе с использованием литературных данных и накопленного опыта проектирования аттракционов. \ '

При отсутствии достаточных статистических данных значение коэффициента вариации допускается принять равным v_a = 0,15.

—1д

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Обязательное

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ НА ЖЕСТКОСТЬ

1.Расчет на жесткость элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле

0,0013I

1-0 >\N№/(AR_y)

(27)

где f — выгиб элемента в-середине длины;

N — сжимающая сила от нормативного значения временной нагрузки; f.u—предельное значение выгиба, принимаемое согласно п. 2.9.

Для составных сквозных элементов в формуле (27) следует принимать

% X £ f .

2. Расчет на жесткость однопролетных балок следует выполнять по формулам: ■ . '

при равномерно распределенной нагрузке q

f— ШЁТ

при сосредотбченной силе F в середине пролета

, FP '

I- 48EJ

(29)

где f — прогиб балки от нормативного значения временной нагрузки; f_u—предельное значение прогиба, принимаемое согласно п. 2.9;

I — пролет балки.

Расчет на жесткость консолей следует выполнять по формулам: при равномерно распределенной нагрузке

/-

чЧ

8 EJ

при сосредоточенной силе F на конце консоли

/-

Fl{

3£7

г

(30)

(31)

где h — вылет консоли.

3. Расчет на жесткость элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом в одной цз главных плоскостей, следует выполнять по формуле

* _f

1—0 ,\m?l(ARy) ^<fa’ - ⁽³²⁾

где f₀ — прогиб только от нормативного значения временной поперечной нагрузки. Остальные обозначения.такие же, как и в формуле (27).

При расчете внецентренно сжатого стержня по формуле (18), кроме расчета стержня в плоскости наибольшей жесткости по формуле (32), необходимо выполнить расчет на жесткость в плоскости меньшей жесткости как центрально сжатого стержня по формуле (27), принимая I = 1_у /к = ~к_у .

4. Расчет на жесткость элементов, подверженных сжатию с изгибом в двух

главных плоскостях, следует выполнять раздельно в каждой из плоскостей с проверкой результирующего выгиба по формуле

Y fl+fl <f«> оз>

где f х и f_y—соответственно выгиб элемента в каждой из главных плоскостей от нормативного значения временной нагрузки,

5. Кроме расчета отдельных элементов согласно пп. 1—4 настоящего приложения, следует выполнить расчет на жесткость конструкции в целом как единой системы по деформированной схеме в пределах упругих деформаций на действие* нормативных значений временных нагрузок. Определяемые при этом горизонтальные перемещения / системы не должны превышать их предельных значений }_а , приведенных в табл. 3. *

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

ПРИ УДАРЕ ОБ УПОРЫ

Нормативное значение эквивалентной статической ^нагрузки;, передающейся на конструкцию аттракциона при ударе движущихся частей аттракциона с людьми (кабин, транспортных средств и т. д.) об упоры,, допускается определять по формуле

F=1 'bvYtnff , (34)

где F — нормативное значение эквивалентной статической нагрузки, Н;

V — разность скоростей между движущейся частью аттракциона и упорным устройством в момент удара, мД:; .

т — масса движущейся части аттракциона с людьми, кг;

/ — податливость вдоль направления удара упорных устройств, передающих удар от движущейся части аттракциона на конструкцию, м/Н.

у

СИСТЕМА КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ

Таблица 13

ГОСТ 29166—91 С. 29

Продолжение табл. 13 р

* СКН— суммарный коэффициент надежности, определяют как отношение разрушающего (разрывного) усилия к ’усилию от нормативной нагрузки или как отношение предела текучести к напряжению от нормативно^ нагрузки. .

** Определяют как отношение расчетного сопротивления усталости к " напряжению от нормативной нагрузки. »

*** Определяют только с учетом коэффициента динамичности | = 1,5.

*⁴ Проверяют фактические прогибы и перемещения от нормативной нагрузки.

30 ГОСТ 29166—91

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Рекомендуемое

РАСЧЕТНЫЕ ДЛИНЫ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Коэффициенты расчетных длин р сжатых элементов постоянного сечения в зависимости от условий закрепления концов и вида нагрузки следует принимать по табл, 14.

Таблица 14

\

2. Коэффициенты расчетных длин ц пересекающихся элементов одинаковой длины* скрепленных между собой, следует принимать по табл. 16.

. Таблица 15

Продолжение

Обозначения, принятые в таблице:

l_€f /I — коэффициент расчетной длины для рассматриваемого элемента; И- с= I ef,cji — ^{то же}> Д^ля поддерживающего элемента.

Примечание, Для двух последних схем конструкции поддерживающий элемент прерывается и перекрывается фасонной.

3. Расчетные длины 1_е/, сжатых элементов плоских стержневых конструк

ций, за исключением элементов перекрестной решетки, следует принимать равными: '

— в плоскости конструкции: у

а) поясов, опорных раскосов и опорных стоек — /;

б) прочих элементов решетки — 0,8// '

— из плоскости конструкции — 1_и

где I — геометрическая длина элемента в плоскости конструкции;

1\—расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости конструкции,

4. Расчетную длииу 1_е/ элемента, по длине которого действуют сжимающие силы N1 и Ы₂ (N\ >- из плоскости конструкции следует вычислять по формуле

t_ef=h{ 0,75+0,25 щ ).>0.6/₁, (35)

5. Расчетные длины I _€/ сжатых элементов пространственных конструкций

из одиночных равнополочных уголков следует принимать по табл. 16.

Радиусы инерции / сечений этих элементов во всех случаях следует принимать равными i _min-

6. Коэффициенты расчетных длин р сжатых стоек рамных конструкций в их плоскости следует определять по формулам табл. 17.

Таблица 16

Примечание. Для раскосов при Х^СбО или %_d >160 в формуле для l_ef следует принимать соответственно %_d = 60 и %_d — 160.

Таблица 17

Схема

кон струкции

лЦ-0,66

л+0,14

(/г+0,63) У п+ 0,28 у п (п³+0,9я+0,1)

(при п > 0>2)

Обозначение, принятое в таблице: п

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ

1. Сварные стыковые ебединения при центральном сжатии или растяжении силой N следует рассчитывать по формуле

Л/ Р-W у

tlw ' *** Уп

(36>

где t — наименьшая толщина соединяемых элементов; l_w — расчетная длина шва;

R _wy—расчетное сопротивление стыковых сварных соединений растяжению, сжатию и изгибу.

Стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным проваром и с применением выводных планок.

2. Сварные соединения с угловыми швами при действий силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует рассчитывать по формуле

(37)

где A f = 0,7/С jl_w — площадь расчетного сйчения шва;

-расчетное сопротивление угловых швов срезу;

К/— катет углового шва;

l_w — расчетная длина шва, принимаемая меньшего его полной длины на 1.0 мм. |

3. Сварные соединения с угловыми швами при действии момента М в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует рассчитывать подформуле

М Rwf

W * ~ъГ

(38)

где W j — момент сопротивления расчетного сечения швов.

4. Сварные соединения с угловыми швами при действии момента М в плос^ кости расположения швов следует рассчитывать по формуле

М

«f/jrW/y

Y х^г-\-у* <

(39)

где I j_x и J/у—моменты инерции расчетного сечения шва относительно его

главных осей х—х и у—у;

х и у—координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения шва.

5. Расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4/С/ и 40 мм. -

Катеты угловых швов следует принимать jio расчету, но не менее: толщины свариваемого элемента / при /<:5 мм; К/ — 6 мм при / — 6—16 мм; К/ — — 8 мм при t > 16 мм.

6. Угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу.

Л. Односторонние и прерывистые угловые швы, как правило, применять не

следует.

8. Нахлесточные соединения элементов толщиной до 4 мм при точечных швах дуговой сваркой сквозным проплавлением следует рассчитывать по формулам: на срез

(40)

(41)

где N _s и N t—соответственно силы срезывающая и отрывающая точки соединения;

R wan и R_an —нормативные сопротивления соответственно металла шва и основного металла по временному сопротивлению; п — число точек в соединении;

^—диаметр точечного шва в плоскости соединяемых элементов, принимаемый по ГОСТ 14776; t—меньшая из толщин свариваемых элементов.

Размер нахлестки должен быть не менее 5^.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БОЛТОВЫХ И ФРИКЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИИ

1. Болтовые соединения^ воспринимающие продольные силы N, следует рассчитывать по формулам: '

на срез -

на смятие

на растяжение

И_ Иь$

nn_sA_b - у/г ¹

t

N 0,6 R_bp

ndb^t ^< y_n

N _< Rbt

ⁿA_bn "" Y/z

(42)

(43)

(44)

где n—число болтов в соединении; n_s—число срезов одного болта;

А ₆—площадьсечения стержня болта; d ₆ — наружный диаметр стержня болта;

Е*—наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

Аьп—расчетная площадь сечения болта «нетто»;

Rbs> Rbp> Rbt~ расчетные сопротивления болтовых соединений соответственно срезу, смятию и растяжению.

2. Болт, подвергающийся одновременному срезу и растяжению, кроме расчета по формулам 42—44 при п — 1 следует проверять по формуле

( '|² ,7 ^N< \² . _L

' ftsAbRbs ' A_bR.bt ' * Y/z

(45)

где N_s и N t — соответственно срезывающее и растягивающее усилия, приходящиеся на болт.

3. При работе,болтового соединения на сдвиг и непосредственном действии

на соединение подвижной нагрузки, а также при необходимости ограничения деформаций^ конструкции в целом следует, как правило, применять болты класса точности" А. " *

4. Минимальные расстояния между центрами болтов в любом направлении, от центра болта до края элемента вдоль и поперек усилия следует, как правило, принимать соответственно равными 2,5d, 2d и 1,5*/ (где d — диаметр отверстия для болта).

Допускается уменьшить эти расстояния соответственно до 2d, 1,5*/ и 1,35*/ при условии снижения расчетных сопротивлений срезу и смятию в формулах 42 и 43 на 25 %

5. Фрикционные соединения при действии продольной силы N следует рассчитывать по формуле

N

Rbn

(46]

attAfaflk ^ y_rt *

где а — коэффициент, принимаемый равным от 0,15 до 0,5 в зависимости от

числа болтов в соединении п_у способа обработки поверхностей соединяемых элементов и разности диаметров отверстий и болтов;

А ьп — площадь сечения высокопрочного болта «нетто»;

к — число поверхностей трения соединяемых элементов;

Rb’i—расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием Р = /? bh А Ьп* .

6. При расчете болтовых и фрикционных соединений расчетные сопротивления болтов следует умножить на коэффициент условий работы уб < 1» принимаемый по СНиП II—23.

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

t

Термин

Поясне лие

1. Механизированный аттракцион

2. Расчетная надежность

3. Нормальная эксплуатация

4. Остаточная (пластическая) деформация

5. Упругая деформация & Предельные состояния

7. Пластическое разрушение

8 Хрупкое разрушение

9. Усталостное разрушение

Устройство, снабженное транспортными средствами, кабинами, а также соответствующими механизмами, для развлечения и активного отдыха людей, устанавливаемое в парках, зонах отдыха и в местах массового сбора людей

Свойство элементов и конструкций, при котором вызванные внешними нагрузками и воздействиями расчетные значения усилий, напряжений, перемещений и деформаций не превышают соответствующих им расчетных значений несущей способности элементов, а также установленных допустимых значений перемещений и деформаций

Эксплуатация, осуществляемая без ограничений в соответствии с технологическими или бытовыми условиями, предусмотренными в нормах и заданиях на проектирование и учитывающими безопасность людей, работу оборудования и механизмов, сохранность ограждающих конструкций л

Деформация, не исчезающая после устранения вызвэрвших ее внешних нагрузок и воздействий

Деформация, исчезающая после устранения вызвавших ее внешних нагрузок и воздействий

Состояния, при которых конструкция, основание- или сооружение в целом перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям производства работ

Разрушение, сопровождающееся значительным развитием пластических деформаций

Разрушение, сопровождающееся , малой деформацией, как правило, при наличии концентраторов напряжений, низких температурах и ударных воздействиях

Разрушение, сопровождающееся образованием и развитием трещин в результате многократно повторяющихся силовых воздействий

Продолжение

Термин

Пояснение

10. Потеря устойчивости формы или положения _к

II. Переход в изменяемую систему

12. Качественное нарушение геометрической формы

13. Нормативные значения нагрузок

14. Расчетные значения нагрузок

15. Расчетная ситуация

16. Напряженное (деформированное) состояние

17. Сложное напряженное состояние

18. Приведенное напряжение

19. Жесткость

Состояние, при котором конструкция или элемент утрачивают способность сохранять свое равновесное состояние, соответствующее действующим при этом внешним нагрузкам и воздействиям Состояние, при котором система превращается в кинематический механизм, у которого возможность изменения конфигурации в направлении действия нагрузки не ограничена никакими связями Состояние, при котором в результате текучести материала или неупругих сдвигов в соединениях при сохранении общей несущей способности необходимо прекратить эксплуатацию в связи с чрезмерными остаточными перемещениями и деформациями Основные характеристики нагрузок, устанавливаемые нормативными документами, исходя из условий заданной обеспеченности их появления или принимаемые по их номинальным значениям

Значения нагрузок, принимаемые в расчетах конструкций и получаемые путем умножения нормативных значений на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке

> Совокупность условий, учитываемых в расчете и характеризуемых расчетной схемой конструкции, видами и сочетанием нагрузок, перечнем подлежащих рассмотрению предельных состояний, а также значениями коэффициентов надежности по ответственности, нагрузке и материалу Состояние тела, возникающее в результате действия на него внешних нагрузок или иных воздействий и определяемое видом возникающих при этом напряжений (деформаций) и характером распределения их в сечении

Напряженное состояние, при котором в точках тела действуют не менее двух компонентов напряжения

Обобщенное напряжение в точке тела! при сложном напряженном состоянии, эквивалентное напряжению при простом растяжении (например, по условию перехода тела в пластическое состояние в этой точке) Свойство тел или конструкций -сопротивляться образованию деформаций и перемещений, возникающих под действием внешних нагрузок и воздействий

Термин

Пояснение

Продолжение .

20. Перемещение

21. Расчетная длина

22. Приведенная гибкость

23. Деформированная (недефор-мнрованная) схема

24. Условная поперечная сила

25. Свободное кручение

26. Стесненное кручение

27. Депланация поперечного сечения

Изменение положения точки, системы точек или тела

Условная длица^ рассматриваемого стержня, для которого при шарнирном опиранйи концов критическая сила такая же, как и для заданного стержня^

Условная гибкость рассматриваемого сквозного стержня, для которого при абсолютно жестких соединительных элементах критическая, сила такая же, как и для заданного сквозного стержня с податливыми соединительными элементами

Расчетная схема, в которой учитывают (не учитывают) перемещения от начального йена груженного состояния и изменения расположения нагрузок вследствие деформаций системы

Поперечная сила, возникающая при изгибе сжатого или внецентренно сжатого стержня и равная проекции сжимающей силы на направление, перпендикулярное изогнутой оси стержня Кручение, при котором все поперечные сечения тонкостенного стержня имеют одинаковую депланацию и в сечении возникают только касательные напряжения Кручение, при котором поперечные сечения тонкостенного стержня имеют неодинаковую депланацию и в сечениях возника-'ют касательные и нормальные напряжения Перемещения точек поперечного сечения, преобразующее его в нелинейную поверхность или совокупность плоскостей

ПРИЛОЖЕНИЕ 11 Справочное

БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН И ИХ РАЗМЕРНОСТЬ

А — площадь сечения брутто, см².

Аь —площадь сечения стержня болта, ем².

Аьп — площадь сечения болта нетто, см\

А_п —площадь сечения нетто, см². ’

Е — модуль упругости,, кН/см² .

F —сила, кН.

I —момент инерции сечения брутто, см⁴. ^ -

Jt —момент инерции при свободном кручении, см⁴.

/» —моменты инерции сечения брутто относительно осей соответственно *—д: и у—у, см⁴.

Зхт%> fyn —то же, сечения нетто, см⁴.

J_w —секториальный момент инерции сечения, см⁶.

М —момент, изгибающий момент, кН * см.

М_х> М_у — моменты относительно осей соответственно х—х и у—у, кН - см.

N — продольная сила, кН.

Q —поперечная сила, сила сд.вига, кН. ' _ч

Q/ic—условная поперечная сила для соединительных элементов, кН. p_bh — расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов^ кН/см².

Яьр —расчетное сопротивление смятию одн оболтаво г о . соединения, кН/см²«

Яьз —расчетное сопротивление срезу одноболтового соединения, кН/см². Яы — расчетное сопротивление растяжению одноболтового соединения, кН/см². ■ .' . -

Р_р —расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки), кНДш².

R_a —расчетное сопротивление стали сдвигу, кН/см².

Р_ип —временное сопротивление стали, принимаемое равным^ минимальному значению о_в по государственным стандартам и техническим условиям на сталь, кН/см².

P_v — расчетное сопротивление стали усталости, кН/см².

Rwf —расчетное сопротивление угловых швов срезу, кН/см²,

Ригу —расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу, кН/см².

Р_У —расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу, кН/см V

Ру_п —предел текучести стали, принимаемый равным .значению предела текучести с_т по государственным стандартам и техническим условиям на сталь, кН/см².

S — статический момент сдвигаемой части сечения брутто относительно центральной оси, см³.

W — момент сопротивления сечения брутто, см³. - ^

W_n —(момент сопротивления сечения нетто, см³.

W_c>Wt —моменты сопротивления сечения соответственно для сжатой и растянутой полки, см³.

Ь — ширина, см. b_ef —расчетная ширина, см. bf —ширина полки (пояса), см. d —диаметр отверстия для болтов, ом. dp — наружный диаметр стержня болта; см.

е — эксцентриситет силы, см. f —прогиб, выгиб, перемещение, см. h — высота, см. h_ef —расчетная высота, см. h_w — высота стенки, ом. i — радиус инерции сечения, см. imin —■ наименьший, радиус инерции сечения, см.

i_x> iv —■ .радиусы инерции сечения относительно осей соответственно х—х И у~у, см.

Kf — катет углового шва, см.

I —длина, пролет, см.

1_С —длина стойки, колонны, распорки, см.

Id —длина раскоса, см. l_ef —расчетная длина, см.

1т —длина панели пояса фермы или колонны, см. l_w —длина сварного шва, см.

h —расчетные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно х—х и у—у, см. т — относительный эксцентриситет (т = eA/W_c ). t — толщина, ем. tf —толщина полки (пояса), см. t_w —толщина стенки, см.

- Yd — коэффициент условий работы.

уf —коэффициент надежности по нагрузке.

у_п —коэффициент надежности по ответственности элемента.

Ym —коэффициент надежности по материалу.

Я — гибкость (Я — I ef /0 •

Я —условная гибкость (Я = Я)/~ R _у/Е).

Kef —приведенная гибкость стержня сквозного сечения.

Яе/ —условная приведенная гибкость стержня сквозного сечения еf ⁼⁼⁼‘Я efV~Ry /■£) ■

— — b_ef j__

— условная гибкость пояса (Я / =——у R_y fE) .

Я f

— — tig / f -•

Яw — условная гибкость стенки (A_u= ■■ у R'yjtE).

b

h

■W

Я_Uf —^предельная условная гибкость пояса.

Яиы> —предельная условная гибкость стенки.

Я*, %у —расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям соответственно х—х и у—у. 's

<jx, Gy —нормальные напряжения, параллельные осям соответственно х—х и у—у, кН/1см².

т* —касательное напряжение, кН/см².

<р;,Ф_У —коэффициент устойчивости при сжатии.

Фг> —коэффициент устойчивости при изгибе.

Ф<?; феу —коэффициент устойчивости При сжатии с изгибом.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом комплексных проблем строительных конструкций и сооружений имени В. А. Кучеренко Госстроя СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В; М. Горпинченко, д-р техн. наук; Г. Е. Бельский, канд. техн. наук (руководитель работы); В. М. Барышев, д-р техн. наук; Л. А. Гильденгорн, канд. техн. наук; В. Д. Райзер, д-р техн. наук; Ю. Д. Сухов, канд. техн. наук; Ю. Т. Чернов, д-р т§хн. наук; В. П. Поддубный; В. Н. Сафонов

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета по строительству и инвестициям СССР от 28.11.91 № 16

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения . . . * . . . ' . . 1

2. Нагрузки и перемещения . ... - . 5

3. Материалы для конструкций и соединений . . 7

4. Расчет конструкций . . . . ■ * . 9

5. Расчетные длины и предельные гибкости . , . . .10

6. Расчет и конструирование соединений . . И

Приложение 1. Стали для конструкций ■ . .14

Приложение 2. Расчет элементов конструкций на прочность и устойчивость ....... .... 16

Приложение 3. Расчет элементов конструкций на выносливость . 26

Приложение 4. Расчет конструкций на жесткость . . . . . 27

Приложение 5. Определение эквивалентной статической нагрузки При

ударе об упоры . . . . . . .. 28

Приложение 6. Система коэффициентов надежности конструкций 29

Приложение 7. Расчетные длины сжатых элементов . . ; . .31

Приложение 8. Проектирование сварных соединений . . . .34

Приложение 9. Проектирование болтовых и фрикционных соединений 36 Приложение 10. Термины и пояснения . .... . . . 38

Приложение 11. Буквенные обозначения величин и их размерность . 41

/

Редактор В. П. Огурцов Технический редактор В, Н. Малькова Корректор А. И. Зюбан

Сдано в наб. 07.02.92тПодп. к печ. 20.05.92. Уел. п. л. 3,0. Уел. кр.>отт. 3,0. Уч.-изд. л. 2,85

Тираж 377 экз.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557. Москва, ГСП,

Новопресненекий пер., Э.

Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 462