DIN 18800 Стальные конструкции
Стальные конструкции Выбор параметров и конструирование | DIN 18 800 часть 1 |
Замена для издания 03.81 Наряду с этой нормой действует DIN 18 800 часть 1/03.81 вплоть до появления европейской (EN) - нормы по выбору параметров и конструированию стальных конструкций. Эта норма разработана в отраслевом отделе NABau - немецкой комиссией по стальным конструкциям. С помощью новых норм ряда DIN 18 800 были впервые осуществлены концепции надежности и выбора размеров в изданных NABau в январе 1981 года «Принципах регламентации требований надежности к строительным сооружениям» (GruSiBau). Кроме того были приняты в расчет усилия по унификации в Европе (лозунг: EUROCODES). Все ссылки на DIN 18 800 части 2 и 3 относятся к изданию 11.90. Содержание | |
страница 1 Общие данные………………………………………....2 2 Строительно-техническая документация...........….2 3 Понятия и обозначения в формулах....................…..2 3.1 Основные термины..................................................…...2 3.2 Прочие термины......................................................…...3 3.3 Часто применяемые обозначения в формулах............3 4 Материалы...............................................................…..4 4.1 Стальной прокат и стальное литье..........................….4 4.2 Средства соединения...............................................…..6 4.2.1 Винты, заклепки, болты и шпильки.....................….6 4.2.2 Сварочные присадки, сварочные вспомогательные материалы....................................................................….....7 4.3 Высокопрочный элемент, работающий на растяжение.............................................................................…….....7 4.3.1 Проволока тросов...............................................….....7 4.3.2 Концевое и промежуточное анкерное крепление...............................................................................……...7 4.3.3 Элемент, работающий на растяжение, из пружинных сталей.....................................................…....................7 4.3.4 Контроль качества.........................................….........7 4.3.5 Характерные значения для механических свойств высокопрочных элементов, работающих на растяжение7 5 Принципы конструирования..............................…...8 5.1 Общие принципы................................................…......8 5.2 Соединения.......................................................….........9 5.2.1 Общее..................................................................…….9 5.2.2 Винтовые и заклепочные соединения................…...9 5.2.3 Сварные соединения...........................................…..11 5.3 Высокопрочные элементы, работающие на растяжение..............................................................................……..12 5.3.1 Поперечное сечение...........................................…...12 5.3.2 Анкерные крепления..........................................…...12 5.3.3 Направляющие опоры и обоймы для тросов……..13 5.3.4 Направляющие опоры и обоймы для элементов, работающих на растяжение, из пружинных сталей...….14 6 Допущения воздействий.................................….......14 7 Определения.......................................................…......15 7.1 Необходимые определения....................................….15 7.2 Расчет нагрузок от воздействий...................…...........15 7.2.1 Воздействия....................................................….......15 7.2.2 Нагрузки при определении прочности несущих элементов.....................................................................…...16 7.2.3 Нагрузки при определении эксплуатационной пригодности........................................................................…..17 7.3 Расчет нагружаемости из величины сопротивления17 | страница 7.3.1 Величины сопротивления..................................…..17 7.3.2 Нагружаемости.................................................….....17 7.4 Методы определения ............................................…..17 7.5 Методы определения прочности несущего эле- мента ..........................................................................….....20 7.5.1 Критерии ограничений и детальные правила.....…20 7.5.2 Определение по методу упруго-упругий................23 7.5.3 Определение по методу упруго-пластичный.........26 7.5.4 Определение по методу пластично-пластичный...28 7.6 Определение надежности положения........................30 7.7 Определение долговечности.................................…..31 8 Нагрузки и нагружаемость соединений.............….32 8.1 Общие правила.......................................................…..32 8.2 Соединения винтами или заклепками...................….32 8.2.1 Определение прочности несущего элемента..........32 8.2.2 Определение эксплуатационной пригодности.…..34 8.2.3 Деформации........................................................…..34 8.3 Рым-стержни и пальцы (болты).............................….35 8.4 Соединения сварными швами................................…36 8.4.1 Соединения электродуговой сваркой..................…36 8.4.2 Другие методы сварки.........................................….41 8.5 Взаимодействие различных средств соединений.....42 8.6 Передача усилия посредством контакта...................42 9 Нагруженность высокопрочного элемента, работающего на растяжение при определении прочности несущего элемента....................................................…...42 9.1 Общее..................................................................…......42 9.2 Высокопрочный элемент, работающий на растяжение и его анкерные крепления..................................………...42 9.2.1 Определение прочности несущего элемента.........42 9.2.2 Нагруженность высокопрочных элементов, работающих на растяжение................................................…..42 9.2.3 Нагруженность концов анкерного крепления.…...44 9.3 Направляющие опоры, клеммы и обоймы.....………44 9.3.1 Предельное напряжение смятия и коэффициент предела прочности деталей...............................……........44 9.3.2 Скольжение.........................................................…..45 Приложение А...........................................................…...45 Цитированные нормы и другие документы..........….46 Ранние издания......................................................…......48 Изменения...................................................................…..48 Пояснения...................................................................…..49 Продолжение страницы 2 по 49 |
Это новое издание DIN 18 800 часть 1 содержит исправления опечаток первого издания, которые в соответствующих местах отмечены чертой. | |
Перевод Терентьевой Е. | |
1 Общие данные
(101) Сфера применения
Эта норма применима для выбора размеров и конструирования стальных конструкций.
(102) Содействующие нормы
Нужно принимать во внимание другие основные нормы ряда DIN 18 800. Для различных областей применения нужно принимать во внимание соответствующие отраслевые нормы. В них могут быть дополнительные или отличающиеся от общепринятых регламентации.
Примечание: Если отраслевые нормы еще не адаптированы к применяемым в этой основной норме концепциям выбора размеров (расчета параметров), для оценки может применяться DIN 18 800
часть 1/03.81 (смотри предыдущие примечания).
(103) Требования
Стальные конструкции должны быть устойчивыми (к опрокидыванию) и эксплуатационно применимыми. Должны быть обеспечены пространственная жесткость и стабильность.
Примечание: Устойчивость применяется здесь как главный термин для прочности (запаса устойчивости) несущего элемента и надежности положения.
2 Строительно-техническая документация
(201) Условия применения
Строительно-техническая документация должна содержать данные по определяющим условиям применения в общедоступной форме.
(202) Содержание
Строительно-техническая документация должна содержать определение достаточной надежности положения и годность к эксплуатации строительных сооружений во время монтажа и эксплуатации.
Примечание: К строительно-технической документации принадлежат среди прочих описание конструкции, статический расчет, включая планы расположения, если нужно отчеты опытов для экспериментального определения (подтверждения), чертежи со всеми существенными данными по контролю, использованию и долговечности, планы последовательности сварки и монтажа и, если нужно, информацию о допуске к эксплуатации.
(203) Описание конструкции
Все важные данные для контроля статических расчетов и чертежей должны быть представлены в описании конструкции, особенно такие, которые важны для исполнения конструкции и не могут быть взяты непосредственно или полностью из удостоверений или чертежей. Сюда относятся также данные (указания) по коррозионной защите.
(204) Статический расчет
В статических расчетах прочность несущего элемента и эксплуатационная пригодность должны быть определены (подтверждены) полностью, наглядно и контролируемо для всех элементов конструкции и соединений. Определение (подтверждение) должно быть завершенным и содержать однозначные данные для рабочих чертежей.
(205) Исходные данные и выводы
Происхождение необычных уравнений и способов расчета нужно указывать. Если уравнения и способы расчета не опубликованы, гипотезы и выведение формул нужно давать в той степени, чтобы их пригодность могла быть проверена.
(206) Электронные счетные программы
Для применения счетных программ нужно принимать во внимание «Директивы для составления и контроля определения устойчивости на базе электронной обработки данных».
(207) Отчеты об экспериментах
Отчеты об экспериментах должны содержать данные о цели эксперимента, планировании, приспособлениях (оборудовании), проведении и анализе данных эксперимента в форме, которая позволяет оценивать и дает возможность повторения эксперимента.
(208) Чертежи
На чертежах должны быть представлены полностью, однозначно и наглядно все важные для контроля строительно-технической документации, а также для монтажа и демонтажа конструкции элементы конструкции .
Примечание: К однозначному и полному описанию элементов конструкции принадлежат среди прочего
- данные о материалах, как например сорт стали элементов конструкции и класс прочности болтов,
- изображение и проставление размеров на чертеже системы и поперечных сечений,
- изображение присоединений, например, посредством указания положения центральных осей стержней по отношению друг к другу, размещение (расположение) соединительных элементов и стыкуемых деталей , а также данных о зазоре в отверстии при установке соединительных элементов,
- указания по исполнению , например предварительная затяжка болтов и разделка кромок шва под сварку,
- указания по особенностям, которые нужно принимать во внимание при монтаже и
- указания по коррозионной защите.
3 Термины и обозначения в формулах
3.1 Основные термины
(301) Воздействия, величина воздействий
Воздействия являются причинами возникновения в несущих конструкциях усилий и деформаций.
Величина воздействий - это применяемые для описания воздействий величины.
Примечание: Воздействия - это, например, сила тяжести, ветер, нагрузка движения, температура и опускание опор, смотри при этом раздел 7.2.1, элемент 706
(302) Сопротивление, величина сопротивления
Под сопротивлением здесь понимается сопротивление несущей конструкции, ее элементов и соединений против воздействий.
Величины сопротивлений - это выведенные из геометрических размеров и характеристик материалов величины; их разброс нужно принимать во внимание.
В этой норме величинами сопротивления являются прочность и жесткость.
Примечание 1: Упрощенно все варианты сопротивления сводятся к прочности и жесткости, если в других нормах ряда DIN 18 800 не регламентировано иначе.
Примечание 2: Характеристики материалов - это верхние пределы текучести при растяжении RеН и предел прочности при растяжении Rm.
Примечание 3: Прочность и жесткость охватывают характеристики материалов и значения поперечных сечений.
Характерные значения прочностей относятся к номинальным значениям величин прочности поперечных сечений. Самые важные прочности - это
предел текучести при растяжении fy и предел прочности при растяжении fu , которым соответствуют характеристики материалов - верхний предел текучести при растяжении RеН и предел прочности при растяжении Rm. Пример для жесткости - жесткость на изгиб (Е×I). Она охватывает распределенные характеристики материалов модуль упругости и распределенный геометрический параметр момент плоскости сечения второй степени.
(303) Расчетные значения
Расчетные значения - это те же самые значения величин воздействия и величин сопротивления, которые можно допустить для определения. Они описывают вариант неблагоприятных воздействий на несущие конструкции с неблагоприятными свойствами. Неблагоприятные варианты в действительности нужно ожидать лишь с незначительной вероятностью.
Расчетные значения обычно обозначаются индексом d.
Примечание 1: Расчетные параметры этой нормы так регламентированы, что определение (расчет) ведет к желаемой вероятности отказа.
Примечание 2: Для статических расчетов важно различать расчетные значения и характерные значения (смотри элемент 304), например, посредством применения индекса d (расчетные параметры) и индекса k (ха-
рактерные значения).
(304) Характерные (заданные) значения
Характерные значения для величин воздействий и величин сопротивлений - это базовые величины для расчетных значений величин воздействий и величин сопротивлений.
Характерные (заданные) значения обозначаются посредством индекса k.
Примечание: Характерные значения, принимаемых как распределенные, величины воздействия и сопротивления установлены по лежащей в основе этой нормы теории надежности как p %- фракционные значения функции распределения этих величин, например как 5% фракция. Этим теория надежности допускает расчет необходимых коэффициентов надежности (прочности) детали для желаемой вероятности выхода из строя. Так как практически сначала согласовываются коэффициенты надежности детали, получаются различные, отличающиеся от [1] значения для p. На основании недостаточных знаний (параметров) о воздействиях и сопротивлении эти значения для p известны только приблизительно. Обеспечение регламентаций этой нормы опирается в этом отношении на глобальную калибровку по предыдущему опыту.
(305) Коэффициенты надежности детали
Коэффициенты надежности детали gF и gM - это элементы надежности, которые учитывают разбросы (распределения) воздействий F и величин сопротивлений М.
Примечание: Коэффициент надежности детали gF составляется из следующих частей:
gF = gf × gf,sys
gf относится исключительно к воздействию и обеспечивает их пространственный и временной разброс.
gf,sys учитывает погрешности механической и стохастической модели и служит, например, регистрации особых чувствительностей системы.
Данные для определения gF могут быть, например, взяты из [1].
Примечание 2: Коэффициент надежности детали gM составляется из следующих частей:
gM = gm × gm,sys
gm учитывает разброс соответствующей величины сопротивления.
gm,sys включает в себя неточности в механической модели для расчета нагруженностей и чувствительностей системы.
Данные для определения gM можно брать , например, из [1].
(306) Коэффициенты сочетания нагрузок (комбинированные коэффициенты)
Комбинированные коэффициенты y - это элементы надежности , которые учитывают вероятность одновременного появления переменных воздействий.
(307) Напряженность
Напряженность Sd - это вызываемые расчетными значениями воздействий Fd параметры состояния в несущей конструкции. Они обозначаются тоже как имеющиеся величины.
Если для избежания путаницы напряженность нужно маркировать, для этого нужно применять индекс S,d. В дальнейшем здесь от такого обозначения нагрузок отказались.
Примечание: Напряженность - это, например, напряжения, параметры сечения , срезающая сила болтов, удлинения и прогибы.
(308) Предельные (граничные) состояния
Предельные состояния - это состояния несущей конструкции, которые ограничивают область (диапазон) нагрузки, в котором несущая конструкция надежна как несущий элемент или пригодна к эксплуатации. Граничные состояния могут относится и к детали конструкции, поперечным сечениям, материалу и средствам соединения.
(309) Нагружаемость (сопротивляемость)
Нагружаемость Rd - это принадлежащие к граничным состояниям параметры состояния несущей конструкции. Они обозначаются как граничные величины и должны рассчитываться с расчетными значениями величин сопротивления Md.
Если для избежания путаницы нужно маркировать нагружаемости, для этого обычно нужно применять индекс R,d.
Если путаница невозможна, индекс R может выпасть.
Примечание: Нагружаемость - это, например граничные напряжения, граничные параметры сечения, предельные срезающие усилия болтов и предельные растяжения (удлинения).