7   Сведения по расчету алюминиевых конструкций

Разработанные в Советском Союзе технические условия проектирования конструкций из алюминиевых сплавов (для опытного проектирования) [I], основаны на методике предельных состояний и построены по той же схеме, что и Нормы и Технические условия проектирования стальных конструкций (НиТУ 121-55).

Отметим некоторые особенности расчета алюминиевых конструкций.

1. Нагрузки, коэффициенты перегрузки и коэффициенты условий работы для алюминиевых конструкций, а также предельные прогибы подкрановых балок и балок рабочих площадок принимаются по СНиП (главы П-Б, 1 и 4). Для перекрытий, воспринимающих в основном статические нагрузки, решено допустить несколько большие прогибы по сравнению с предельными прогибами по НиТУ 121-55 (в долях от пролета).

- Для балок покрытий и чердачных перекрытий:

главные балки - 1/300

прочие балки - 1/200

- Для балок междуэтажных перекрытий:

главные балки - 1/200

прогоны и обрешетки - 1/150

несущие элементы кровли - 1/100

Предельные гибкости сжатых элементов приведены в таблице 7, приложение I.

Максимально допустимые гибкости растянутых алюминиевых элементов уменьшены по сравнению с НиТУ 121-55 (таблица 34) соответственно с 400 до 300, с 350 до 300, с 250 до 200.

Наибольшие расстояния между прокладками ферм принимаются: 20 радиусов инерции для сжатых элементов и 80 - для растянутых. Здесь имеется в виду радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной прокладке.

2. Центрально растянутые и центрально сжатые алюминиевые элементы рассчитываются по тем же формулам, которые приведены в НиТУ 121-55 для стальных элементов. Коэффициенты продольного изгиба для алюминиевых стержней даны в таблице 6, приложение I. Условные поперечные силы, принимаемые при расчете планок или раскосов центрально сжатых колонн из сплава АМг-6Т могут быть определены по формуле (8), а из сплава Д16-Т по формуле (9) НиТУ 121-55.

3. Расчет изгибаемых элементов производится по известным формулам сопротивления материалов без учета развития пластических деформаций. В таблице 5 приложения I приведены отношения расчетной длины сжатого пояса балки к его ширине, при которых обеспечивается общая устойчивость алюминиевых балок.

4. Устойчивость внецентренно сжатых элементов в плоскости действия изгибающего момента проверяется по формуле:

Коэффициенты устойчивости j_вн нами приведены для наиболее распространенных форм течений в таблицах 8 и 9 приложения I, и определяются они в функции приведенной гибкости l и относительного эксцентриситета e₁:

Здесь:

Обозначения - см. НиТУ 121-55.

В формуле (2) коэффициент a принимается в зависимости от типа сплава:

АМг-6Т a = 0,0152

АВ-Т1 a= 0,0174

Д16-Т a = 0,0212

5. Проверка устойчивости внецентренно сжатых элементов в плоскости, перпендикулярной действию момента, производится по соответствующим формулам и таблицам НиТУ 121-55, если гибкость в этой плоскости не превышает для элементов из сплава АМг-6Т l = 80 и для элементов из сплава Д16-Т l = 58.

При больших гибкостях в формуле (20) НиТУ 121-55 коэффициент устойчивости 0,6 (ст. 3) должен быть заменен на 0,39 (АМг-6Т) или на 0,48 (Д16-Т).

Для элементов из сплава АВ-Т1 значения "C"  могут быть взяты из таблицы 24 НиТУ 121-55 независимо от величины гибкости, а для стержней, имеющих замкнутые сечения типа труб и выполненных из сплава АВ-Т1, коэффициент "C" во всех случаях следует брать равным единице.

Для элементов, изготовленных из других сплавов (АМг-6Т, Д16-Т) и имеющих замкнутые сечения, принимается a = 0,7, а наибольшая величина "С" не ограничивается таблицей 24 (но не более единицы).

6. В таблице 10 приведены предельные отношения вылета полки или ширины стенки к ее толщине, при которых обеспечена местная устойчивость сжатых элементов, а также предельные отношения среднего диаметра трубы к ее толщине.

Если полка имеет бульбоутолщение, то предельное отношение может быть увеличено на 20-30%.

Предельное отношение расчетной высоты стенки балки к толщине, при котором не требуется ставить ребра, - 60. При больших отношениях необходимо усиливать стенку поперечными и продольными ребрами жесткости. Однако, несмотря на постановку ребер, отношения высоты к толщине стенки ограничены пределами, которые даны в таблице 11.