ГОСТ Р 56567-2015 Стеллажи сборно-разборные нормы расчета 9

назад Содержание вперёд

9 Анализ конструкции
9.1 Моделирование конструкции для анализа и расчета.
основные допущения
Расчетная модель и принимаемые допущения должны с достаточной точностью отражать поведение конструкции в соответствующем предельном состоянии, отражать поведение поперечных сечений, элементов конструкции и соединений различного типа.
Метод, используемый для анализа конструкции, должен соответствовать принятым в расчете допущениям.
9.2 Расчет свойств сечений
9.2.1 Основные положения
При выполнении расчетов следует уточнять свойства сечений, используя положения, сформулированные ниже.
Свойства сечения брутто являются свойствами сечения без какого-либо редуцирования, учитывающего перфорационные отверстия или местную потерю устойчивости. Свойства сечения брутто используют в общих расчетах внутренних усилий и деформаций.
Минимальное поперечное сечение — это сечение, которое получено путем вычитания перфорированных участков из общей площади поперечного сечения. Влияние перфорационных отверстий описано в 9.2.3.
Свойства эффективного сечения — это свойства редуцированного сечения с учетом местной потери устойчивости.
Примечание — Некоторые сечения стоек имеют такие схемы расположения перфорационных отверстий. которые вследствие своего размера, количества и расстановки приводят к значительному уменьшению осевых моментов инерции сечения. В таких случаях соответствующий момент терции сечения следует использовать е общем расчете.
24
ГОСТ Р 56567—2015
9.2.2 Влияние радиусов гибов
Следующие свойства сечения можно рассчитать по формулам с учетом радиусов гибов и без редуцирования от перфорационных отверстий или приведенных ширин поперечных сечений центрально* сжатых элементов:
a) 1Т— момент инерции поперечного сечения брутто при свободном кручении;
b) /„ — секториальный момент инерции поперечного сечения брутто;
c) У0 — расстояние вдоль оси Yот центра изгиба до центра тяжести сечения брутто;
d) у /, — радиус инерции сечения брутто относительно главных центральных осей.
Влияние радиусов гибов на остальные свойства сечений рассчитывают в соответствии с [3] (п. 5.1).
9.2.3 Влияние перфорационных отверстий
В сжатых элементах влияние перфорационных отверстий учитывают по соответствующей методике испытаний, приведенной в приложении А.
Для элементов, работающих на растяжение, необходимо использовать следующий порядок расчета.
В случае с отверстиями с нешахматным расположением минимальное поперечное сечение должно соответствовать минимальной площади сечения, уменьшенной за счет наличия отверстий в любом поперечном сечении под прямыми углами в направлении действующих напряжений, приложенных к элементу (см. рисунок 13а).
В случае с отверстиями с шахматным расположением минимальное поперечное сечение должно соответствовать минимальной длине сечения, как указано выше, или сечению брутто, уменьшенному на площади поперечного сечения всех отверстий на любой зигзагообразной линии, пролегающей поступательно вдоль элемента &ЩР) для каждого типичного расстояния в цепочке отверстий (см. рисунок 13Ь). в зависимости от того, что обеспечивает наименьшее значение.
a) S — шаг шахматного расположения, то есть расстояние между центрами двух идущих подряд отверстий в цепочке, измеренное параллельно оси элемента;
b) Я— расстояние тех же двух отверстий, измеренное перпендикулярно оси элемента.
При наличии наклонных перфорационных отверстий минимальным сечением должно быть сечение брутто, уменьшенное на проекцию отверстия по отношению к поперечному сечению (см. рисунок 13с).
Где;
а} нешахматное расположение отверстий. Ь) шахматное расположение отверстий, с) наклонные отверстия
Рисунок 13 — Определение минимального поперечного сечения
25
ГОСТ Р 56567—2015
9.2.4 Влияние изменения формы поперечного сечения
Сжатые элементы открытого поперечного сечения подвержены трем формам потери устойчивости. которые представлены ниже в порядке возрастания длины волны (см. [3]):
a) местная потеря устойчивости;
b) потеря устойчивости формы сечения (потеря устойчивости, связанная с изменением формы поперечного сечения);
c) общая потеря устойчивости (изгибно-крутильная потеря устойчивости).
Примечание — Для стоек стеллажей потеря устойчивости формы сечения обычно считается наиболее критичной.
При наличии перфорационных отверстий на участке стойки между двумя узлами характеристики этого участка для анализа потери устойчивости формы сечения определяют по результатам испытаний.
При отсутствии в элементе перфорационных отверстий необходимо рассмотреть два варианта.
Вариант 1: Потеря устойчивости сечения простой формы.
Для типов профилей поперечного сечения, представленных на рисунке 14 (обычно с четырьмя ги- бами), в расчеты краевых отгибое. описанных в [3). должны быть включены потеря устойчивости общей формы сечения, а также местная потеря устойчивости.
Вариант 2: Потеря устойчивости сечения сложной формы.
Для профилей, представленных на рисунке 15 (обычно имеющих более четырех гибов), характер потери устойчивости которых не зависит от простых кромок, несущую способность при потере устойчивости формы сечения определяют численными методами, которые учитывают несовершенства элемента, либо путем проведения испытания в соответствии с А.2.2.
i
1
t
\
1
%
(‘
‘nZ
V*
ZZ_____
___^z
Рисунок 14 — Потеря устойчивости сечения простой формы
Рисунок 15 — Потеря устойчивости сечения сложной формы
Подходящие методы анализа включают:
a) анализ методом конечных элементов с учетом геометрической нелинейности;
b) метод конечных полос;
c) обобщенную теорию балок.
Примечание 1 — Потеря устойчивости формы поперечного сечения чрезвычайно чувствительна к условиям опирания концов (закрепленных или просто опираемых относительно формы сечения), поэтому в ходе анализа или испытаний необходимо обеспечить соответствие граничных условий тем. которые были установлены в расчете.
Примечание 2 — Длина волны при потере устойчивости, связанной с изменением формы поперечного сечения. значительно больше длины волны при местной потере устойчивости. Это значит, что потеря устойчивости такого типа не определяется традиционными методами испытания на сжатие. Более того, если в ходе испытания стойки на сжатие проявляется потеря устойчивости второго типа, то вероятно, что данная длина иоъгтуемото образца не достаточна для определения минимальной нагрузки, вызывающей потерю устойчивости формы сечения (см. А.2.2).
26
ГОСТ Р 56567—2015
9.2.5 Влияние местной потери устойчивости
Тонкостенные сжатые элементы подвержены местной потере устойчивости. При расчете нагрузочной способности и жесткости стойки необходимо учитывать эффект местной потери устойчивости путем использования свойств поперечного сечения, рассчитанных на основе эффективной ширины отдельных сжатых элементов. Свойства эффективного сечения используются в расчете прочности и для элементов без перфорационных отверстий должны определяться в соответствии с [3] или в ходе испытания образца на сжатие в соответствии с А.2.1.
Расчет сжатых элементов с перфорационными отверстиями следует производить на основе результатов испытаний (см. А.2.1. А.2.2. А.2.3).
Сжатые элементы без перфорационных отверстий могут считаться полностью воспринимающими нагрузку, если соотношение ширины к толщине находится в следующих пределах:
а) для элемента, соединенного с другими элементами поперечного сечения по обеим продольным граням (промежуточный элемент):
Ь) для элемента, соединенного с другими элементами поперечного сечения только по одной продольной грани (краевой элемент):
(12)
w
Местную потерю устойчивости для равномерно сжатых элементов со значениями £yf. которые ниже пределов, установленных в таблице 4. не учитывают.
Таблица 4 — Предельные значения 1у1 для значений fy
1у Н/ммг
Предельные значения b^/t
Промежуточный элемент
Краевой элемент
220
39.5
13
235
38
12.5
250
36.5
12
275
35
11.5
280
35
11
320
32
10.5
350
31
10
355
31
10
360
30
10
400
29
9
420
28
9
460
27
9
500
26
8
9.3 Балки
9.3.1 Основные положения
В соответствующих случаях при расчете холодноформованных элементов стеллажа, работающих на изгиб, должно учитываться следующее:
a) местная потеря устойчивости;
b) упругопластическое выпучивание стенки:
c) устойчивость при осевом сжатии с изгибом;
d) неупругое поведение материала балки:
e) скручивание полок балок;
0 кручение.
Примечание 1 — Балки стеллажей с открытым поперечным сечением, у которых плоскость изгиба не является плоскостью симметрии, подвергаются комбинаты поперечного изгиба и кручения и особенно подвержены
продольному изгибу. До определенной степени они удерживаются грузами, которые на них установлены.
27
ГОСТ Р 56567—2015
Прочность и жесткость таких балок, а также белок, у которых вышеуказанное явление не достоверно изучено теоретически. следует определять в ходе испытаний (см. А.2.10).
Примечание 2 — Балки с соотношениями относительно большой длины и/или высоты к ширине должны обеспечивать устойчивость при кручении, в частности в условиях стандартного циклического нагружения и без нагружения. Необходимо учесть явление возрастающего бокового смещения.
Примечание 3 — Поддон с грузом может быть жестче, чем балки, на которые он опирается. В этом случае при проверке балок на упругоплэстическое выпучивание стенки либо на упругопластическое выпучивание стенки в сочетании с изгибом предполагается, что вся нагрузкэ прилагается на балки с помощью двух наружных элементов поддона, как показано на рисунке 16.
Рисунок 16 — Нагрузка, передающаяся через два наружных элемента поддона (шашки)
Примечание 4 — Руководство по оценке влияния неточностей позиционирования приведено в приложении Е.
9.3.2 Момент сопротивления элементов конструкции, не подверженных иэгибно>крутиль> ной форме потери устойчивости
Момент сопротивления балок, не подверженных иэгибно-крутильной форме потери устойчивости, рассчитывают а соответствии с (3) (л. 6.1.4).
9.4 Расчет балок
9.4.1 Основные положения
Длину балки следует принимать равной расстоянию между центральными осями соседних стоек. Однако при выполнении проверочного расчета балки за ее длину можно взять расстояние между поверхностями двух соседних стоек. Также балка может быть соединена со стойкой при помощи жесткой консоли, представляющей собой фактический эксцентриситет соединения.
Примечание — Длину балки в 9.4.1 выбирают в зависимости от конструктивного выполнения кронштейна балки.
Балки следует рассматривать в предельном состоянии несущей способности и эксплуатационной пригодности в соответствии с указанными ниже положениями.
a) Предельное состояние несущей способности.
Балки должны удовлетворять требованиям 9.5 и 9.6 при их нагружении согласно 10.2.
b) Предельное состояние эксплуатационной пригодности.
Предельные значения прогибов указаны в 11.2.
Примечание — Люфт в соединении балки оо стойкой, который может привести к неприемлемым прогибам при действии нормативных нагрузок, определяется в соответствии с А.2.5. Необходимо учитывать значения люфтов при определении прогибов и напряжений в балках. Такие люфты могут повлечь непригодность к нормальной
эксплуатации по предельному Состоянию, а также к дополнительным прогибам белки.
28
ГОСТ Р 56567—2015
9.4.2 Нагрузки на балки
Следует считать нагрузку на балки равномерно распределенной по длине, если не указано иное. Для стеллажей, имеющих крестовые раскосы жесткости, допускается использовать коэффициенты, приведенные в приложении F. для преобразования фактической схемы нагрузки в эквивалентную схему с равномерно распределенной нагрузкой.
Примечание 1 — Отклонение от вертикальной плоскости не влияет на изгибающий момент и прогиб белки.
Примечание 2 — Необходимо учитывать особые варианты хранимых грузов, которые могут создать дополнительную нагрузку на багки. Например, шины или бочки могут создать нагрузку, направленную как вертикально. так и горизонтально.
Если балки являются частью системы связей и воспринимают осевые нагрузки, их необходимо проверять в соответствии с 9.4.6.
9.4.3 Расчет изгибающих моментов, приложенных к балкам
9.4.3.1 Основные положения
При учете зацепления кронштейна балки допускается использовать значения расчетных моментов. полученных непосредственно из результатов нелинейного анализа, проведенного с учетом коэффициента надежности по нагрузке.
Примечание — Для рамных конструкций с крестовыми раскосами жесткости линейный анализ обеспечивает удовлетворительную точность значений изгибающего момента балки в предельном состоянии по нагрузке.
Для рамных конструкций без крестовых раскосов жесткости расчетные изгибающие моменты е центре балки можно получить с использованием линейного анализа.
Для балок допускается использовать физически нелинейный расчет, даже если их общая прочность определена на основе линейного расчета, основанного на моментно-поворотмой характеристике соединения балки и стойки.
9.4.3.2 Перераспределение моментов изгиба при линейном анализе
Если линейный анализ с линейным поведением кронштейна балки показывает, что предельный воспринимаемый момент одного или обоих кронштейнов балки превышен, то изгибающий момент может перераспределяться по балке от соответствующего соединения с кронштейном балки до 15 % от величины изгибающего момента у кронштейна (см. рисунок 17) при условии, что:
а) изгибающий момент в середине пролета также перераспределяется для поддержания статического
равновесия:
29
ГОСТ Р 56567—2015
b) после перераспределения изгибающие моменты концов балки не превышают наибольший изгибающий момент, который может воспринять балка либо кронштейн балки (см. 9.5 и 9.6).
Примечание 1 — Для удобства при численных расчетах на ЭВМ перераспределение можно смоделировать путем назначения 15 % повышения нагрузочной способности кронштейна балки совместно с соответствующим снижением нагрузочной способности самой балки.
Примечание 2 — Возможность перегруза всей конструкции стеллажа маловероятна, и это перераспределение допускается использовать как для стеллажей с крестовыми раскосами жесткости, так и без них. Это применимо только в том случае, когда стеллаж подвергается номинальным горизонтальным силам и нагрузкам при размещении (см. 6.3.4.2а).
9.4.3.3 Приближенные расчеты
При таком варианте расчета в случае симметричного нагружения величину расчетного момента наиболее напряженных балок в среднем сечении следует определять как:
/
\
где к
(. k.h 1+—£— 3 El.
М.
St*
—5—Р„
1-
2/ЗР.,
k.L
Wd — общая расчетная нагрузка на балку;
L — пролет между поверхностями стоек:
h — высота уровня;
кь — жесткость кронштейна балки;
1Ь — осевой момент инерции поперечного сечения балки; /е — осевой момент инерции поперечного сечения стойки; где и pw определяются в соответствии с приложением F.
(13)
(14)
9.4.4 Расчетное значение поперечной силы для балок
У раскрепленных стеллажей расчетное значение поперечной силы для балки и кронштейна балки должно быть получено в результате статического линейного либо нелинейного анализа.
У нераскрелленных стеллажей расчетное значение поперечной силы должно быть получено по результатам нелинейного анализа.
При использовании линейного расчета действие поперечной силы в балке вследствие отклонения от вертикальной плоскости должно быть увеличено на коэффициент Ц:
где
-V< Sa (15) VSa — расчетное значение вертикальной нагрузки на раму. Vef — критическое значение разрушающего усилия, направленного вдоль оси Z при наличии отклонения от вертикальной плоскости (в соответствии с 6.3). Расчетное значение поперечной силы, действующей в сечении балки, представляет собой внешнее усилие, увеличенное на значение поправки, учитывающей отклонение от вертикальной плоскости. У стеллажей с шарнирным креплением к полу расчетное значение поперечной силы можно определить как: , К . 2^Л(Эл,-1)0 * 2 4L ' (16) У стеллажей с лолужестким креплением к полу расчетное значение поперечной силы можно определить как: W„ 2фУУЛ2".-1)р (17) гпл * 2 41 ‘ * где Ф — несовершенство в виде отклонения от вертикальной плоскости; л5 — количество уровней белок одной секции. зо ГОСТ Р 56567—2015 9.4.5 Прогиб балок В предельном состоянии эксплуатационной пригодности максимальный прогиб любой балки получается по результатам общего анализа либо в линейной, либо в нелинейной постановке при приложении нормативной нагрузки. Максимальный прогиб балок стеллажей рассчитывается по формуле где 5 W„L* 384El, (18) WSCf — нормативная нагрузка для расчета по предельному состоянию эксплуатационной пригодности: р0 и рд определяются в соответствии с приложением F. Примечание — Расчетная схема, использованная для формулы (1В). показана на рисунке 16. В том случае, если прогибы рассчитаны в ходе статического расчета всей конструкции в предельном состоянии эксплуатационной пригодности, расчет следует выполнять таким образом, чтобы прогибы любой балки не превышали наибольшего значения. Wser нормативная нагрузка дпя расчета по предельному состоянию эксплуатационной пригодности Рисунок 18 — Схема для предварительного расчета прогиба балки 9.4.6 Балки, работающие совместно с крестовыми раскосами жесткости В паллвтмых стеллажах с крестовыми раскосами жесткости балки выполняют дополнительную функцию связи, в результате воспринимают и несут дополнительную сжимающую или растягивающую нагрузку. Примечание 1 — Под балками, входящими в конструкцию крестовых раскосов жесткости, подразумеваются балки, находящиеся в непосредственной близости к крестовым раскосам жесткости. Примечание 2 — Балки, входящие в конструкцию крестовых раскосов жесткости, являются определяющими для расчетов стеллажей, обслуживаемых стеллажными кранами-штзбелерами. 31 ГОСТ Р 56567—2015 При рассмотрении сочетания изгиба и осевого сжатия допускается использовать следующие рекомендации: a) При полном нагружении балки проверка на продольный изгиб не требуется. b) При отсутствии нагрузки на балке длину продольного изгиба балок можно взять как Lb-L. c) При частичном нагружении балки длину продольного изгиба балок можно использовать в соответствии с таблицей 5. Таблица 5 — Коэффициенты К'{рэсчегная длина при продольном изгибе = К - конструктивную длину) Количество штучных грузов на ячейку К для балок с одним пролетом К для балок с двумя пролетами л ИЗ п Проверка не требуется Проверка не требуется 1 из 2 0.6 0.5 1 из 3 {в середине пропета) 1.0 0.9 2 из 3 {в середине лрспета) 0.6 0.5 2 из 4 0.7 0.6 3 из 4 0.5 0.45 9.4.7 Расчет прочности при упругопластическом выпучивании стенки Расчет балок с учетом сопротивления упругопластическому выпучиванию стенки, которое может возникнуть вследствие местной нагрузки или реакции опоры, следует проводить в соответствии с {3). 9.4.8 Расчетное сопротивление при действии поперечной силы Расчет балок при наличии поперечной силы следует проводить в соответствии с [3]. 9.4.9 Сочетание поперечной силы, осевого усилия и изгибающего момента Расчет балок при сочетании поперечной силы, осевого усилия и изгибающего момента следует проводить в соответствии с (3). 9.5 Конструкция кронштейнов балок 9.5.1 Основные положения Кронштейны балок в предельном состоянии несущей способности должны удовлетворять следующим условиям: • расчетный момент изгиба кронштейнов балок после перераспределения не должен превышать изгибную прочность кронштейнов балок (см. 9.4.3.2); • расчетное значение поперечной силы в кронштейнах балок не должно превышать сопротивление кронштейнов балок к действию поперечной силы с учетом соответствующего коэффициента запаса. 9.5.2 Расчетные изгибающие моменты кронштейнов балок В раскрепленных стеллажах расчетный изгибающий момент кронштейнов балок рассчитывают с использованием статического расчета в линейной либо нелинейной постановке. У раскрепленных стеллажей изгибающие моменты кронштейнов балок могут быть получены непосредственно в результате нелинейного анализа. Расчет кронштейнов балок следует выполнять с учетом момента изгиба, рассчитанного у боковой поверхности стойки (а не у осевой линии стойки). Допускается использовать инструменты линейного анализа при наличии отклонения от вертикальной плоскости, в этом случае моменты в соединениях необходимо увеличить на коэффициент |) в соответствии с приложением В: Р- Кронштейны балок необходимо рассчитывать с учетом суммы увеличенных моментов, возникших вследствие отклонения от вертикальной плоскости. Моменты в кронштейнах балок стеллажей можно рассчитать исходя из предположения, что под нагрузкой при отклонении от вертикальной плоскости точки приложения изгибающих моментов совпадают с точками пересечения продольных осей конструктивных элементов. У„ ОС-Ъ) (19) 32 ГОСТ Р 56567—2015 Для стеллажей с шарнирным креплением к полу расчетный момент в кронштейнах балок определяется по формуле М. 12 u2JL М- , ФИ^НСЭП, -1>
(20)
При полужестком креплении стеллажа к палу с жесткостью, равной или превышающей жесткость кронштейна балок, расчетный момент кронштейна балок определяется по формуле
М,
WaL
0.
12
1 + 2Е/-
К*-
(21)
где определяется в соответствии с приложением F.
9.5.2 Расчетное значение поперечной силы для кронштейнов балок Расчетным значением поперечной силы в кронштейнах балок является такое же значение поперечной силы, как указано в 9.4.4.
9.5.4 Расчетное значение поперечной силы и изгибающего момента в кронштейнах балок Если расчетное значение поперечной силы у поверхности стойки больше, чем МЯ(/Ь (см. А.2.4), то необходимо выполнять следующее условие:
9.6 Балки, подверженные изгибу и кручению
9.6.1 Основные положения
При возникновении деформационных напряжений в результате проявления кручения расчет проводят либо на основе результатов испытаний, либо в соответствии с [3].
Примечание — При воздействии нагрузок от стандартного поддона на балки стеллажа с симметричным или замкнутым сечением допускается не учитывать крутильные напряжения, возникающие е результате неосевых нагрузок. Для бапоксоткрыгыми поперечными сечениями и балок, имеющих повышенную гибкость в У-налрэвлении. обязательно проведение испытаний.
9.6.2 Потеря устойчивости плоской формы изгиба балок
Расчетную прочность балок MbRd, испытывающих потерю устойчивости плоской формы изгиба, определяют либо по результатам испытаний в соответствии с А.2.10. либо следующим методом расчета:
«а “ Х*г
/ W
Ум
«————— 1 _ — НО XifSl.
= 0,5[и«1Т(Г(Г -0,2) + X*ir],
(22)
(23)
(24)
где

W.
ъН.у
значение предела текучести материала в соответствии с 8.1:
осевой момент сопротивления эффективного поперечного сечения относительно оси Y (см. рисунки 19.20);
Хсх
м„
atr = 0.34 (кривая потери устойчивости Ь’ в соответствии с {3]);
Mct — теоретический критический момент для потери устойчивости плоской формы изгиба балок.
Примечание — Допускается использование кривой продольного изгиба «Р» к балкам паллетных стеллажей. При этом данный коэффициент может изменяться в зависимости ог формы профиля. Более подробное руководство приведено в [3].
33
ГОСТ Р 56567—2015
Расчет Мсг должен основываться на сечении брутто (для сечений, которые симметричны относительно малых осей. см. (2}) с использованием рабочей длины, равной длине балки.
Примечание — На рисунках 19 и 20 показаны характерные сечения балок, подверженных потере устойчивости плоской формы изгиба.
Рисунок 19 — Примеры балок, для которых маловероятна потеря устойчивости плоской формы изгиба при небольшом соотношении высоты к ширине и в зависимости от длины балки
Рисунок 20 — Примеры балок, для которых вероятна потеря устойчивости плоской формы изгиба балок
9.7 Сжатие, растяжение и изгиб элементов конструкции
9.7.1 Неперфорированные элементы, работающие на сжатие
Неперфорированные элементы, работающие на сжатие, должны быть либо рассчитаны, либо испытаны в соответствии с настоящим стандартом.
9.7.2 Перфорированные элементы, работающие на сжатие
Процедура расчета перфорированных элементов, работающих на сжатие, должна надлежащим образом учитывать наличие упорядоченного расположения отверстий. Существует три различных процедуры расчета:
a) Расчет по результатам испытаний, проведенных в соответствии с А.2.1 и А.2.3.
b) Теоретический расчет, учитывающий перфорационные отверстия (например, путем использования конечных элементов) наряду с местной и общей потерей устойчивости, а также лотерей устойчивости формы сечения и наличичем несовершенств. Учет влияния несовершенств подтверждается результатами испытаний.
Примечание — Расчет перфорированных элементов требует проведения испытаний: при этом не имеется в виду ограничение разработки аналитических расчетов (например, с использованием методе конечных элементов) для прогнозирования характеристик элементов с упорядоченным расположением отверстий. В случав подтверждения достаточности аналитических расчетов путем проведения испытаний для каждого типа профиля и сравнения их результатов с результатами расчетов, аналитические расчеты могут использоваться в качестве альтернативы соответствующим испытаниям.
c) Расчет, основанный на использовании экспериментально полученной эффективной площади Ас„ (в соответствии с А.2.1), измененный для потери устойчивости формы сечения е соответствии с указаниями ниже.
1) Испытания на потерю устойчивости формы сечения проводят в соответствии с А.2.2 при длине стойки, равной расстоянию между узлами крепления раскосной системы рамы стеллажа (длиной около 1 м). е целях получения расчетного сопротивления Ndb м.
34
ГОСТ Р 56567—2015
В тех случаях, когда расстояние между узлами крепления раскосной системы рамы стеллажа не является постоянным, необходимо проверять каждое расстояние между узлами. Количество испытаний может быть снижено за счет использования расчетов методом конечных элементов. Для подтверждения расчетной модели используют результаты испытаний.
2) Расчетное сопротивление NbR92).
35
ГОСТ Р 56567—2015
t — расчетная длина при продольном изгибе е соответствии с 9.7.4.3;
— радиус инериии сечения брутто относительно соответствующей оси: а — коэффициент несовершенства, определяется в соответствии с 9.7.4.2.
9.7.4.2 Кривые продольного изгиба
Существует четыре типа кривых продольного изгиба (т. е. отношения между расчетным напряжением и гибкостью) в зависимости от типа поперечного сечения и плоскости продольного изгиба. Каждая такая кривая связана со значением коэффициента несовершенства а. указанным в таблице 6.
Таблица 6 — Коэффициенты несовершенств
Кривая продольного изгиба
®0
а
Ь
с
Коэффициент продольного изгиба а
0,13
0,21
0.34
0,49
Соответствующую кривую продольного изгиба для отдельного сечения определяют в соответствии с таблицей 7.
Таблица 7 — Коэффициент продольного изгиба а для разных типов сечения холодноформованного профиля
Тип сечения
Потеря устойчивости относительно оси
у.у
2-2
При использовании
<1 *0,34 а = 0.34 При использовании а = 0.49 а = 0,49 ■tfc i I z а = 0,21 а = 0,34 '-ЕН>
г г
а = 0.34
а *0,34
2 * t г
а = 0.34
а = 0,34
г г
iu * гг
y** VI у у4-4*«к
а = 0,49
а = 0.49
36
ГОСТ Р 56567—2015
Необходимо проверять составные замкнутые сечения с помощью:
a) основного предела текучести !уЬ листового материала, из которого методом холодного проката сделан элемент с кривой продольного изгиба £г.
b) среднего предела текучести fya элемента после холодного формования, полученного в соответствии с определением в 8.2 кривой продольного изгиба с.
Допускается использовать кривую продольного изгиба, полученную по результатам испытаний в соответствии сА.2.3.
9.7.4.3 Расчетная длина при продольном изгибе
Расчетная длина при продольном изгибе {для рассматриваемого элемента определяется как длина стержня аналогичного поперечного сечения с шарнирно закрепленными концами, на который оказывается аналогичная Эйлерова критическая сила, как и в рассматриваемой системе.
Если осевые усилия и изгибающий момент в плоскости продольного изгиба определены на основе нелинейного анализа, то они учитывают геометрическую нелинейность, в этом случае длину продольного изгиба можно считать равной длине элемента. При нелинейном анализе для расчета элемента допускается использовать длину продольного изгиба в одной из плоскостей для обеспечения устойчивости.
Для получения вертикальной критической нагрузки для каждого уровня хранения и всего стеллажа в целом необходимо рассчитывать приведенную длину элемента и соответствующую ей форму потери устойчивости.
Примечание 1 — Нижеследующее определение длины продогъного изгиба применяется к элементам рам с крестовыми раскосами жесткости и тем рамам, для которых невозможно провести анализ второго порядка.
Примечание 2 — Длину продольного изгиба 7 центрально-сжатого элемента можно определить методом расчета или испытаний, уделив внимание поведению всей рамы и ограничениям, предусмотренным в соединениях раскосое или других элементов.
Примечание 3 — В общем случае конструктивные длины элементов и расчетные длины изтибно-кру- тильной потери устойчивости в X- и /-направлениях не совпадают. Тахже возможно наличие стыковых соединений и изменений поперечного сечения между узлами крепления раскосов. В /-направлении создаются дополнительные воздействия за счет изменений осевой нагрузки между узлами крепления раскосов. Нормативное руководство в отношении расчета сжатого элемента, которое включает в себя все возможные факторы, отсутствует. Использование конечно-элементного анализа в соответствии с 10.1.3 позволяет учесть все возможные факторы. В остальных случаях расчет основывается на независимом анализе относительно трех ортогональных осей, выбор приведенных длин для расчета элемента осуществляется на усмотрение конструктора. В общем случае (для рам с крестовыми раскосами жесткости и без них), когда усилия в элементе конструкции определены на основании нелинейного анализа, приведенная длина элемента не должна превышать соответствующую фактическую длину элемента.
Если расчетная длина при продольном изгибе не определена в ходе статического расчета, необходимо использовать следующие значения коэффициента приведенной длины К:
(-KL.
где L—длина стержня (т. е. длина между узлами крепления раскосов, относящаяся к рассматриваемой форме потери устойчивости).
a) Для любого элемента, оба конца которого не имеют перемещений относительно рассматриваемой формы потери устойчивости: К — 1.
b) Для нижней части стойки рамы с крестовыми раскосами жесткости е /-направлении.
При условии, что:
1) раскосы соединены с обеими полками стойки:
2) эксцентриситеты раскосое удовлетворяют требованиям 5.3.6 и 5.3.7:
3) подпятник соответствует типу стойки:
4) пол выполнен из бетона.
К — 0.9
При удовлетворении вышеуказанных условий, за исключением 3) или 4):
К- 1.0.
L — высота от пола до второго узла крепления раскосов [Н на рисунке 21а. Ь).
Примечание —Если нижний узел крепления раскосов рам с крестовыми раскосами жесткости находится не возле попа (см. 5.3.6). то высота между попом и первым узлом должна рассматриваться как имеющая возможность
отклоняться от вертикальной плоскости.
37
ГОСТ Р 56567—2015
c) Для всех остальных элементов стойки в раме с крестовыми раскосами жесткости в Х-нап- равлении: К =1.0.
L — высота между узлами крепления раскосов {Нр на рисунке 21а. Ь).
Примечание — Случай, показанный на рисунке 21с, является типовым. Необходимо уделить особое внимание устойчивости верхней части рам без раскосов [см. рисунок 21с].
d) Для горизонтальных и диагональных раскосов рам.
Для сварных рам. в которых раскос приварен к обеим полкам стоек угловым сварным швом длиной как минимум 20 мм.
К — 0.9 только для продольного изгиба в одной плоскости.
Для всех остальных случаев К — 1.0.
Если узлы на концах раскоса не совпадают с осевыми линиями стержней (т. е. эксцентриситеты не соответствуют 5.3.6), то элемент должен быть рассчитан для восприятия осевой нагрузки в сочетании с изгибом.
О — расстояние между стойками е раме, в — эксцентриситет; Н — высота уровня. Нр— наибольшая длина стержня между узлами крепления раскосов
Рисунок 21 — Формы потери устойчивости рем в одной плоскости
е) Для рам с крестовыми раскосами жесткости в Х-направлении (вертикальные крестовые раскосы жесткости).
Коэффициент К аналогичен указанному в Ь) и с) для /-направления.
Существует три варианта компоновки нижней части раскосной системы рамы (см. рисунок 22). Вариант 1: Узлы крепления раскосов не совпадают с узлами крелпения балки.
L — высота от пола до первого уровня балки (Н на рисунке 22).
Вариант 2: Напольная балка находится на высоте над полом аналогично высоте между соседними балками.
L — высота от пола до первого уровня балки (Н на рисунке 22).
Вариант 3: Нижняя балка или узел крепления раскоса находится близко к полу.
L — высота от гола до второго уровня балки или уровень балки выше узла крепления раскоса {Н на рисунке 22).
Для прочих длин стержня L — высота между уровнями балки.
38
ГОСТ Р 56567—2015
Рисунок 22с. вариант 3: Нижняя балка или узел примыкания раскоса находится близко к полу Рисунок 22 — Рамы с крестовыми раскосами жесткости в Х-иаправлении
В раме с крестовыми раскосами жесткости в Х-направлении. если нижний узел крепления не соответствует 5.3.6. высоту между полом и первым узлом следует рассматривать как имеющую возможность
отклоняться от вертикальной плоскости.
39
ГОСТ Р 56567—2015
0 Для рам. не имеющих крестовых раскосов жесткости в Х-направлении.
При оценке общей устойчивости нелинейным способом учитывают повышенные изгибающие моменты. что является типичным для расчетов с использованием К- 1 при значениях L приведенных в 9.7.4.3е.
9.7.5 Крутильная и изгибмо-крутильная формы потери устойчивости
9.7.5.1 Основные положения
Крутильная форма потери устойчивости критична только для открытых центральносимметричных сечений. Для сечений с одноосевой симметрией или асимметричных сечений характерна изгибно-крутильная форма потери устойчивости.
Дополнительно к проверке изгибно-крутильной формы потери устойчивости необходимо также проверять на иэгибную форму потери устойчивости относительно более слабой основной оси.
9.7.5.2 Расчетное сопротивление при крутильной и изгибно-крутильной формах потери устойчивости
Расчетное сопротивление по устойчивости Nb Rн0к^1*5
-4).нои, *0.90 к. 1-±£^1_,нок S1.5
хАЛ
(34)
ц,=Х,(2р^-4).нои,*0.90
Xmin — наименьшее значение из х^,. ху и хг где хаь является понижающим коэффициентом, рассчитанным в 9.7.2b и ху и X/ являются понижающими коэффициентами согласно 9.7.4 для осей у-у и z-z соответственно. Необходимо принимать во внимание влияние эффекта потери устойчивости формы поперечного сечения.
— NCnt — (Хтк) ‘ (Д««I’ (у можно определить как собственное значение сопротивления, полученное в результате испытания на сжатие стойки в соответствии с А.2.3 или путем расчета на основе испытаний образцов материала на сжатие при условии учета эффекта потери устойчивости формы поперечного сечения в соответствии с 9.7.2.
у и Рм ^эквивалентны коэффициентам равномерных моментных напряжений при потере устойчивости плоской формы (см. 97.6.4).
Если интенсивность напряжений превышает результаты нелинейных расчетов (с общими несовершенствами). ку s 1 к/или ^ s 1.
Если интенсивность напряжений превышает результаты расчетов второго порядка (с общими и местными несовершенствами). ху- и/или хг ~ в зависимости от конкретного случая, при условии, что эффект потери устойчивости формы поперечного сечения отсутствует.
We(r — момент сопротивления эффективной площади поперечного сечения относительно оси у-у.
We(i z — момент сопротивления эффективной площади поперечного сечения относительно оси z-z.
97.6.4 Продольно-поперечный изгиб с изгибно-крутильной формой потерей устойчивости
Помимо соответствия требованиям 97.5. элементы, для которых продольный изгиб с кручением является формой потенциального разрушения, должны также удовлетворять условию:
l^st_____| klTMySt ^ к{М,$4 ^
(35)
где ось у-у является основной и где
*‘’-1-7TT-HOk“-s1
А/***’,
^,=0.15X4^, -0.15. но ptrS0.9.
(36)
(37)
42
ГОСТ Р 56567—2015
Рм ir является эквивалентом коэффициента равномерного моменткого напряжения для продольного изгиба с кручением.
кг. Aell. WcHy и W’„z соответствуют указанному в 9.7.6.3.
Хтт является наименьшим значением из уш(Х) (по 9.7.2с), %у и хг (п° 9.7.4) и понижающих коэффициентов. относящихся к потери устойчивости формы поперечного сечения и изгибно-крутильной форме потери устойчивости.
XLT является понижающим коэффициентом при изгибно-крутильной форме потери устойчивости (см. 13)).
А, — приведенная гибкость при изгибной форме потери устойчивости. Приведенная длина может быть взята как максимальное расстояние между узлами крепления балок.
Эквивалентные равномерные коэффициенты моментов рм г г и tTдолжны быть получены
согласно рисунку 25 в соответствии с эпюрой изгибающего момента между узлами крепления, как указано в таблице 8.
Таблица 8 — Эквивалентные коэффициенты моментов
Коэффициент
Момент относительно осей
Крепление ( оси
I’m,у
у-у
У-У
Рм.г
Z-Z
Z-Z
Рмгт
У-У
Z-Z
На практике расчетные сопротивления в формуле могут быть определены по результатам испытаний. как изложено ниже:
АсН ■ fy определено в качестве собственного значения сопротивления, полученного в ходе испытаний образца на сжатие в соответствии с А.2.1.
WeU ■ tr Xlt wctt ‘ //определено в качестве собственного значения сопротивления, полученного в ходе испытаний на изгиб в соответствии с А.2.9 с применением соответствующей конфигурации.
Xmin ‘ Асн’ ^ может быть определено в качестве собственного значения сопротивления, полученного в ходе испытаний стойки на сжатие в соответствии сА.2.3 или путем расчетов на основе испытаний образцов коротких стоек на сжатие (см. А.2.1) при условии, что отсутствует потеря устойчивости формы поперечного сечения (см. 9.7.2).
Рисунок 25 — Эквивалентные коэффициенты равномерных момемтмых напряжений, лист 1
43
ГОСТ Р 56567—2015
Эпюра изгибающих моментов
Моменты вследствие поперечных нагрузок а одной плоскости * моменты на концах балки
Эквивалентный коэффициент равномерных моментных напряжений
только вследствие боковой нагрузки
тою «отмстив бюмйтгруам
М-
дп> агвры иулбирших ыаттл бм ямищи* мм
|гм(М|+|МпМ] при МММ ФИНН нв поом мтбеюиих изменю*
V
/
Рисунок 25. лист 2
97.6.5 Изгиб с осевым растяжением
97.6.5.1 Растяжение
Горячекатаные элементы, работающие на растяжение, необходимо рассчитывать в соответствии с [2] {л. 6.2.3).
Холодноформованныв элементы, работающие на растяжение, необходимо рассчитывать в соответствии с (3] (п. 6.1.2).
97.6.5.2 Сочетание изгиба с осевым растяжением
При сочетании изгиба и осевого растяжения необходимо обеспечить выполнение следующего условия:
N
М.
>
М
i.Se
N.
‘l.A*
м.
Vy Ай
М.
S1.
(38)
is. Ай
где
MSlj и Nsa — расчетные значения момента и растягивающего усилия, а также условия сопротивления определены соответственно в 9.3.2. и 97.6.5.1.
Если способность воспринимать действие изгибающего момента определена нелинейным расчетом. то необходимо использовать формулу взаимодействия, приведенную в [2].
9.8 Расчет стыковых соединений стоек
Стыковые соединения стоек необходимо рассчитывать либо аналитическими методами, либо по результатам испытаний в соответствии сА.2.11.
a) Для стыковых соединений должна быть известна как минимум прочность наиболее слабого из соединенных элементов, либо они должны быть рассчитаны согласно осевому усилию сжатия Ns<} и изгибающего момента М Srf. b) Стыковые соединения должны быть рассчитаны так, чтобы нагрузки, осевое усилие, действие поперечной силы и изгибающий момент можно было перенести в эффективные части поперечного сечения. 44 ГОСТ Р 56567—2015 c) Если при испытаниях (см. А.2.11) жесткость и момент сопротивления двух стоек, соединенных стыковым соединением, равны или больше жесткости и моменту сопротивления единой стойки такой же длины, то в статическом расчете допускается не учитывать наличие стыкового соединения. d) Если применение стыкового соединения вызывает изменение точки приложения нагрузки, то при расчете необходимо учесть соответствующий эксцентриситет М^.. e) При учете шарнирно-стыкового соединения в общей модели допускается проверять только осевую прочность и действие поперечной силы без проверки иэгибной и крутильной жесткости. Стыковое соединение рассчитывают согласно: X определяется в соответствии с 9.7.4; \н “ площадь эффективного поперечного сечения наиболее слабого элемента: WeH— осевой момент сопротивления эффективного поперечного сечения наиболее слабого элемента при изгибе: х — расстояние между точкой изгиба и стыковым соединением или кронштейном балки: 7— приведенная длина; — чистая площадь поперечного сечения стыкового элемента; М — момент сопротивления стыкового элемента; Мссс — момент, возникающий в результате наличия эксцентриситетов. Значения внутренних усилий и моментов должны браться не менее 10% момента нагрузки наиболее слабого сечения относительно обеих осей и 1.5 % номинальной нагрузки наиболее слабого сечения в направлениях обеих осей. Если стыковое соединение является шарнирным, то при расчетах момент относительно соответстеущих осей не учитывают. 9.9 Расчет подпятников 9.9.1 Основные положения Каждая стойка должна быть прикреплена к подпятнику. При расчетах необходимо проводить проверку прочности подпятников, контактного давления и анкерных болтов. Расчет контактного давления и подпятника может проводиться по воздействию нормального усилия. Допускается не учитывать возникающие моменты. Примечание —Соединение подпятника с полом обычно подвергается сжатию и изгибу. При этом коэффициент жесткости соединения С^. определяется в соответствии с А.2.7. влияние изгибающего момента при этом уже учтено. При расчетах подпятников необходимо проводить проверку действия только вертикального усилия сжатия. 9.9.2 Эффективная площадь подпятников Abgs При расчете подпятника под действием осевой силы, действующей вертикально, влияние возникающих моментов не учитывается, давление на эффективную площадь подпятника распределяется равномерно. На рисунке 26 эффективная площадь затемнена. (39) где (40) где 'ь (41) толщина подпятника; предел текучести материала подпятника; расчетная прочность материала пола для контактного давления (см. 9.10). 45 ГОСТ Р 56567—2015 в — расстояние, определяющее эффективную площадь подпятника Рисунок 26 — Эффективная площадь для расчета подпятника В тех случаях, когда расстояние от поверхности стойки до края подпятника меньше в, необходимо использовать пониженное значение в. равное расстоянию от стойки до края подпятника. Расчетное сжимающее усилие от стойки на уровне подпятника l/Stf должно удовлетворять соотношению: («) где — эффективная площадь подпятника в соответствии с рисунком 26: (. — определяется в соответствии с 9.10.1. 9.10 Материалы пола 9.10.1 Бетонные полы При расчете подпятника прочность бетона для определения контактного давления /' может базироваться на прочности таким образом, что: (. где 2.5-^. У* (43) fch — прочность на сжатие для бетона; ут = 1.5 (частный коэффициент надежности по материалу для бетона). В тех случаях, когда марка бетона, из которого изготовлены попы, неизвестна, необходимо использовать класс прочности 20/25 в соответствии с [10]. для которого: /сА = 20 Н/мм2. Для определения фактической прочности бетона допускается проведение дополнительных испытаний. 9.10.2 Полы на основе битумных материалов Значения допустимого долгосрочного напряжения fe для полов на основе битумных материалов приведены в таблице 9. Для каждого материала приводится два значения. Необходимо использовать наименьшее из двух, если материал не может быть идентифицирован надлежащим образом. 3 случае точного определения параметров материала допускается использовать большее значение. В тех случаях, когда марка материала, из которого изготовлены полы, известна достоверно, допускается использовать большие значения допустимого долгосрочного напряжения 46 ГОСТ Р 56567—2015 Соотношение между расчетным напряжением для предельного состояния несущей способности t} и допустимым долгосрочным напряжением fc выглядит следующим образом: (44) Данные, указанные в таблице 9. относятся к допустимому контактному давлению на поверхности попа и предназначены для использования при расчете подпятников. Для любого типа полов на основе битумных материалов соединение подпятника с полом необходимо рассматривать как шарнирное. Примечание — Конструкция пола воспринимает нагрузху от подпятника всеми существующими слоями. Таблица 9 — Допустимые контактные давления для полов на основе битумных материалов Тип пола tc. Н/мм2 Группа Верхний спой Нижнее значение Верхнее значение Горячий битуминизированный асфальт Стандартный асфальтобетон 0.3 0.8 Асфальтобетон с полимермодифицироеанным связующим раствором 0.3 0.8 Дренирующий асфальтобетон, обогащенный песком/цементным раствором 0.3 0.8 Щебеночно-мастичная смесь 0.3 0.8 Асфальтовая эмульсия Асфальтовая эмульсия + цемент + заполнитель 0.3 4.0 Холодный асфальт на основе битума Открытая структура, невысокая устойчивость 0.3 — Асфальтовая мастика Термополэстичный и вязкоупругий 0.3 — Примечание 1 — Значения, приведенные в таблице 9. относятся к верхней поверхности и действительны для температур ниже 25 °С на уровне пола. Примечание 2 — Использовать нижнее значение /спри отсутствии возможности определить материал пола. Необходимо использовать верхнее значение (с при известном материале пола. 9.10.3 Прочие материалы пола В случае применения полов из других материалов необходимо пользоваться рекомендациями поставщика материала пола с учетом прочности на раздавливание. При оценке нормативной прочности материала необходимо уделить должное внимание возможному появлению ползучести и влиянию температур на поведение материала. Необходимо также уделять внимание всем слоям пола, характеристики которых могут повлиять на поведение подпятника. 9.10.4 Расчет крепления стеллажей к полу Расчетные усилия в креплениях к полу должны быть рассчитаны с учетом наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок в предельном состоянии несущей способности, а анкерные болты должны быть рассчитаны в соответствии с {11]. Каждое крепление стойки к полу должно воспринимать нормативное усилие в размере 3 кН на вырывание (растяжение) и 5 кН на сдвиг (срез). Примечание — Для крепления стеллажей к полу существенными являются следующие параметры: a) толщина несущего бетонного попа (дополнительный выравнивающий верхний спой на прочность крепления не влияет); b) качество бетона: c) интенсивность армирования в верхней части бетонной плиты; d) нахождение места крепления к полу в сжатой или растянутой зоне бетонной плиты: а) расстояние между точками крепления: f) расстояние между местом крепления и краем бетонной плиты; д) разница между размером отверстия в опорной плите и диаметром анкерного болта. 47 ГОСТ Р 56567—2015 При размещении бетонной плиты непосредственно на земляном основании (пол по грунту) верхняя часть такой плиты рассматривается как сжатая. 9.11 Расчет межрамных связей В двойных рядах стеллажей необходимо обеспечить как минимум две межрамные связи между каждой парой соседних стоек (см. рисунок 2). Они должны размещаться в узлах крепления раскосов рам и быть расставлены как можно дальше друг от друга. При наличии стыкового соединения необходимо обеспечить установку дополнительной межрамной связи. Как правило, нижняя межрамная связь должна располагаться на уровне нижнего узла раскосной системы рамы. Каждая межрамная связь должна выдерживать горизонтальную нагрузку, эквивалентную нагрузке при размещении груза. Расчет межрамных связей должен учитывать действующие, в том числе случайные, усилия.

назад Содержание вперёд

Оставьте свои контакты прямо сейчас!

Мы свяжемся с Вам в ближайшее время и поможем подобрать стеллажи для Вас