Расчетное сопротивление растяжению алюминия
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА
АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
СНиП 2.03.06-85
ГОССТРОЙ СССР
Москва 1988
РАЗРАБОТАНЫ ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук В.И. Трофимов, канд. техн. наук Б.Г. Бажанов) при участии ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова Госстроя СССР, ВИЛС Минавиапрома и КиевЗНИИЭП Госгражданстроя с использованием материалов УПИ им. С.М. Кирова Минвуза РСФСР.
ВНЕСЕНЫ ЦНИИСК им. Кучеренко.
ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (В.П. Поддубный).
С введением в действие СНиП 2.03.06-85 с 1 января 1987 г. утрачивают силу:
глава СНиП 11-24-74 „Алюминиевые конструкции», утвержденная постановлением Госстроя СССР от 22 июля 1974 г. № 154;
изменения и дополнения главы СНиП 11-24-74 „Алюминиевые конструкции», утвержденные постановлениями Госстроя СССР от 17 декабря 1980 г. № 191 и от 3 мая 1984 г. № 70.
Основные буквенные обозначения величин приведены в обязательном приложении 8.
При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале „Бюллетень строительной техники», „Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе „Государственные стандарты СССР» Госстандарта.
Госстрой СССР | Строительные нормы и правила | СНиП 2.03.06-85 |
Алюминиевые конструкции | Взамен главы СНиП 11-24-74 |
Внесены ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР | Утверждены постановлением Госстроя СССР от 2 октября 1985 г. № 167 | Срок введения в действие 1 января 1987 г. |
Настоящие нормы распространяются на проектирование алюминиевых строительных конструкций зданий и сооружений.
Нормы не распространяются на проектирование алюминиевых конструкций мостов и конструкций зданий и сооружений, подвергающихся многократному воздействию нагрузок (усталостная прочность), а также непосредственному воздействию подвижных или динамических нагрузок или воздействию температуры выше 100 °С.
При проектировании алюминиевых конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации, конструкций уникальных зданий и сооружений, а также специальных видов конструкций необходимо соблюдать дополнительные требования, отражающие особенности работы этих конструкций, и требования соответствующих документов, утвержденных или согласованных Госстроем СССР.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Алюминиевые конструкции следует применять при строительстве и реконструкции зданий и сооружений для ограждающих и несущих конструкций при надлежащем технико-экономическом обосновании в следующих случаях:
при необходимости значительного снижения массы ограждающих и несущих конструкций зданий или сооружений;
с целью обеспечения повышенных архитектурных требований к конструкциям зданий или сооружений;
при необходимости для обеспечения повышенной коррозионной стойкости, сохранения прочностных характеристик при низких температурах, отсутствия искрообразования и магнитных свойств.
1.2. При проектировании алюминиевых конструкций следует:
соблюдать требования ТП 101-81*;
выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы конструкций, сечения элементов и марки деформируемых алюминиевых сплавов, технического алюминия и литейных сплавов1;
1 Деформируемые алюминиевые сплавы и технический алюминий условно названы „алюминий», литейные сплавы — „литейный алюминий».
применять экономичные профили;
применять прогрессивные конструкции (типовые или стандартные); конструкции, совмещающие ограждающие и несущие функции, тонколистовые и комбинированные; пространственные системы из стандартных элементов и др.;
предусматривать высокую технологичность изготовления и монтажа;
применять конструкции, обеспечивающие наименьшую трудоемкость их изготовления, транспортирования и монтажа;
применять, как правило, поточное их изготовление;
предусматривать применение заводских и монтажных соединений прогрессивных типов (автоматической и полуавтоматической сварки, фланцевых, на болтах, в том числе высокопрочных, на вкладышах).
1.3. При проектировании зданий и сооружений необходимо принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также их отдельных элементов при транспортировании, монтаже и эксплуатации.
1.4. Алюминиевые конструкции и их расчет должны удовлетворять требованиям СТ СЭВ 384—76 и СТ СЭВ 3973-83.
1.5. Элементы алюминиевых конструкций следует проектировать минимального сечения и с учетом возможности их изготовления из прессованных профилей, удовлетворяющих требованиям настоящих норм, государственных стандартов и технических условий на прессованные профили и трубы.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ
2.1. Выбор марки и состояния (вида обработки) алюминия для конструкций следует производить в зависимости от:
характера и интенсивности нагрузки, напряженного состояния элементов конструкций, расчетных температур и требуемых механических свойств алюминия;
химического состава алюминия и стойкости его к коррозии;
технологичности изготовления полуфабрикатов;
технологии изготовления и монтажа конструкций;
архитектурных требований.
2.2. Для алюминиевых конструкций следует применять алюминий марок и состояний, указанных соответственно в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Термически не упрочняемый алюминий
марка и состояние алюминия | ГОСТ |
АД1М | ГОСТ 21631-76; ГОСТ 13726-78 |
АМцМ | ГОСТ 21631-76; ГОСТ 13726-78 |
АМг2М | ГОСТ 21631-76; ГОСТ 13726-78; ГОСТ 18475-82 |
АМг2Н2 | ГОСТ 21631-76; ГОСТ 13726-78 |
АД31Т | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 18482-79; ГОСТ 22233-83 |
АД31Т1 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 22233-83 |
АД31Т4 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 22233-83 |
АД31Т5 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 22233-83 |
1915 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 18482-79; ГОСТ 22233-83 |
1915Т | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 18482-79; ГОСТ 22233-83 |
1925 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 18482-79; ГОСТ 22233-83 |
1925 | ГОСТ 8617-81; ГОСТ 18482-79; ГОСТ 22233-83 |
1935Т | ТУ 1-9-346-77 |
Примечание. Допускается применять алюминий других марок и состояний (не указанных в табл. 1) при технико-экономическом обосновании и после проверки его в опытных конструкциях. Расчетные сопротивления в этом случае следует определять по табл. 4.
2.3. В зависимости от назначения конструкции зданий и сооружений разделяются на четыре группы. Группы, перечень входящих в них конструкций, применяемые марки и состояния алюминия приведены в обязательном приложении 1.
2.4. Виды алюминиевых полуфабрикатов для строительных конструкций следует, как правило, принимать по табл. 4 обязательного приложения 1. Допускается применять другие виды алюминиевых полуфабрикатов при условии согласования их с заводами-поставщиками.
Таблица 2
Обозначение состояния | Состояние алюминия |
М | Отожженный (мягкий) |
Н2 | Полунагартованный |
Н | Нагартованный |
Т | Закаленный и естественно состаренный |
Т1 | Закаленный и искусственно состаренный |
Т4 | Не полностью закаленный и естественно состаренный |
Т5 | Не полностью закаленный и искусственно состаренный |
Примечания:1. Полунагартовка и нагартовка применяются преимущественно для термически не упрочняемого алюминия.
2. Закалка и старение применяются для термически упрочняемого алюминия.
2.5 Отливки из алюминиевых литейных сплавов следует проектировать из литейного алюминия марки АЛ8 по ГОСТ 2685—75. В алюминиевых конструкциях допускается применять отливки из материалов, указанных в СНиП II-23-81.
2.6. При дуговых способах сварки алюминиевых конструкций в качестве электродного и присадочного металлов следует применять сварочную проволоку по ГОСТ 7871— 75 из алюминия марок СвА1, СвАМгЗ и 1557, а также по соответствующим техническим условиям. Условия применения электродной или присадочной проволоки приведены в табл. 8-10.
В качестве защитного инертного газа следует применять аргон марки А по ГОСТ 10157—79.
При соответствующем технико-экономическом обосновании для сварки конструкций допускается применять прогрессивные сварочные материалы (проволоку, защитные газы). При этом расчетные сопротивления металла сварных соединений должны быть не ниже приведенных в табл. 9 и 10.
2.7. Марки алюминия для заклепок, устанавливаемых в холодном состоянии, и для болтов следует принимать по табл. 3.
Стальные болты следует применять согласно требованиям СНиП II-23-81.
Таблица 3
Марка и состояние алюминия | ГОСТ |
Для заклепок: | |
АД1Н; АМг2Н; АМг5пМ; АВТ | ГОСТ 10299-80 |
Для болтов: | |
АМг5п | ГОСТ 14838-78 |
АВТ1 | ГОСТ 21488-76 |
2.8. В алюминиевых конструкциях следует применять:
болты из алюминия (см. табл. 3) и стали (технические требования по ГОСТ 1759—70) повышенной, нормальной и грубой точности по ГОСТ 7796-70, ГОСТ 7798-70, ГОСТ 15589-70 и ГОСТ 15591—70, высокопрочные стальные болты, гайки и шайбы к ним соответственно по ГОСТ 22353-77, ГОСТ 22354-77 и ГОСТ 22355-77 с техническими требованиями к ним по ГОСТ 22356-77;
винты нормальной точности по ГОСТ 17473-80, ГОСТ 17475-80, ГОСТ 10619-80 и ГОСТ 10621-80.
заклепки из алюминия по ГОСТ 10299—80, ГОСТ 10300-80, ГОСТ 10301-80 и ГОСТ 10304-80.
2.9. Физические характеристики алюминия для строительных конструкций следует принимать по табл. 2 и 3 обязательного приложения 1.
3. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Расчетные значения сопротивления (расчетные сопротивления) алюминия и литейного алюминия для расчетных температур наружного воздуха от плюс 50 до минус 65 °С приведены в табл. 5 и 6, при этом расчетные сопротивления сдвигу и смятию установлены в соответствии с табл. 4 с округлением значений расчетных сопротивлений до 5 МПа (50 кгс/см2 ).
При расчете конструкций следует учитывать коэффициенты влияния изменения температуры t и коэффициенты условий работы элементов алюминиевых конструкций c , приведенные соответственно в табл. 15 и 16, а также коэффициенты надежности по назначению n , принимаемые согласно Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций.
Таблица 4
Напряженное состояние | Обозначение | Расчетное сопротивление |
Растяжение, сжатие и изгиб | R | R |
Сдвиг | Rs | Rs=0.6R |
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) | Rp | Rp=1,6R |
Смятие местное при плотном касании | Rlp | Rlp= 0.75 R |
* Значение расчетного сопротивления алюминия R следует принимать равным меньшему из значений расчетного сопротивления алюминия R растяжению, сжатию, изгибу по условному пределу текучести Ry и расчетного сопротивления алюминия растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru . При этом
Ru=Run /
где Ryn — нормативное сопротивление алюминия, принимаемое равным значению условного предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;
Run — нормативное сопротивление алюминия разрыву, принимаемое равным минимальному значению временного сопротивления по государственным стандартам и техническим условиям на алюминий;
= 1,1;
= 1,45
Таблица 5
Напряженное состояние | Обозначение | Расчетное сопротивление R,МПа (кгс/см2), термически не упрочняемого алюминия марок | |||||
АД1М | АМцМ | АМг2М | АМг2Н2 | литейного марки АЛ8 | |||
листы | ленты | ||||||
Растяжение, сжатие и изгиб | R | 25 (250) | 40 (400) | 70 (700) | 125 (1250) | 145 (1500) | 135 (1400) |
Сдвиг | Rs | 15 (150) | 25 (250) | 40 (400) | 75 (750) | 90 (900) | 80 (800) |
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) | Rp | 40 (400) | 65 (650) | 110 (1100) | 200 (2000) | 230 (2400) | 215 (2250) |
Смятие местное при плотном касании | Rlp | 20 (200) | 30 (300) | 50 (500) | 90 (900) | 110 (1100) | 105 (1050) |
Растяжение в направлении толщины прессованных полуфабрикатов | Rth | 25 (250) | 40 (400) | 70 (700) | 125 (1250) | — | — |
Таблица 6
Напряженное состояние | Обозначение | Расчетное сопротивление R, МПа (кгс/см2), термически упрочняемого алюминия марок | |||||
АД31Т; АД31Т4 | АД31Т5 | АД31Т1 | 1935T | 1925; 1915 | 1915T | ||
Растяжение, сжатие и изгиб | R | 55 (550) | 100 (1000) | 120 (1250) | 140 (1450) | 175 (1800) | 195 (2000) |
Сдвиг | Rs | 35 (350) | 60 (600) | 75 (750) | 85 (850) | 105 (1050) | 120 (1200) |
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) | Rp | 90 (900) | 160 (1600) | 190 (2000) | 225 (2300) | 280 (2900) | 310 (3200) |
Смятие местное при плотном касании | Rlp | 40 (400) | 75 (750) | 90 (900) | 105 (1050) | 130 (1350) | 145 (1500) |
Растяжение в направлении толщины прессованных полуфабрикатов | Rth | 55 (550) | 100 (1000) | 120 (1200) | 50 (500) | 50 (500) | 50 (500) |
За расчетную температуру наружного воздуха принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки согласно требованиям СНиП 2.01.01-82.
3.2. Расчетные сопротивления растяжению алюминия Rpl из листов для элементов конструкций, эксплуатация которых возможна и после достижения алюминием предела текучести, следует принимать по табл. 7. Таблица 7
Марка и состояние алюминия | АД1М | АМцМ | AMr2M |
Расчетное сопротивление Rpl, МПа (кгс/см2) | 35 (350) | 55 (550) | 85 (850) |
3.3. Расчетные сопротивления сварных, заклепочных и болтовых соединений для расчетных температур наружного воздуха от плюс 50 до минус 65 oС приведены в табл. 9-14.
Для соединений на заклепках и болтах (см. табл. 12-14) расчетные сопротивления растяжению и срезу следует принимать по материалу заклепок или болтов, смятию — по марке алюминия соединяемых элементов конструкций.
3.4. Расчетное сопротивление Кwz алюминия в околошовной зоне (черт. 1, сечение 1-1) при аргонодуговой сварке следует принимать по табл. 8.
3.5. Расчетное сопротивление Rw сварных соединений, выполненных аргонодуговой сваркой с физическим контролем качества швов (рентгено- или гамма-графированием, ультразвуковой дефектоскопией и др.) следует принимать по табл. 9 и 10.
Для сварных стыковых растянутых швов, качество которых не контролируется физическими методами, значения расчетных сопротивлений по табл. 9 и 10 следует умножать на коэффициент 0,8.
3.6. При расчете на прочность сварных конструкций (см. черт. 1) с элементами без стыка, к которым прикрепляются сваркой поперечные элементы (черт. 1, г), следует учитывать местное ослабление этих элементов (в зоне термического влияния) путем снижения значения расчетного сопротивления R алюминия до значения Rw , принимаемого по табл. 9 и 10.
Черт. 1. Схемы сварных соединений конструкций
а — встык; б — внахлестку лобовыми швами; в — внахлестку фланговыми швами; г — схема прикрепления поперечного элемента к элементу, не имеющему стыка; 1 — поперечный элемент; 2 — элемент без стыка;
1-1-расчетное сечение
3.7. В алюминиевых тонколистовых конструкциях допускается применять контактную и аргонодуговую точечную сварку плавящимся электродом. Расчетная несущая способность на срез сварных точек, выполненных контактной и аргонодуговой точечной сваркой плавящимся электродом по ГОСТ 14776—79, указана в рекомендуемом приложении 7.
3.8. Расчетные сопротивления срезу сварных соединений внахлестку Rwsm, выполненных контактной роликовой сваркой, для алюминия марок АД1М, АМцМ, АМг2М следует принимать равными расчетным сопротивлениям R (см. табл. 5 и 7).
Для алюминия марки AMr2H2 Rwsm = (0,9 — 0,1t)R (где t — толщина более тонкого из свариваемых элементов, мм).
3.9. Расчетные сопротивления срезу Rrs соединений на заклепках, поставленных в холодном состоянии в сверленые и рассверленные отверстия, приведены в табл. 11.
3.10. Расчетные сопротивления растяжению Rbtи срезу Rbs соединений на болтах, поставленных в сверленые или рассверленные отверстия, приведены в табл. 12.
Таблица 8
Вид сварного соединения | Напряженное состояние | Обозначение | Расчетное сопротивление, МПа (кгс/см2), алюминия в околошовной зоне | ||||||||||
термически не упрочняемого марок | термически упрочняемого марок | ||||||||||||
АД1М | АМцМ | АМг2М; АМг2Н2 | АД31Т; АД31Т4 | АД31Т5 | АД31Т1 | 1935T | 1915 | 1915T | |||||
при сварке с применением электродной или присадочной проволоки марок | |||||||||||||
СвА1 | СвАМгЗ | СвАМгЗ; 1557 | 1557 | ||||||||||
Встык и внахлестку лобовыми швами ( | Растяжение, сжатие и изгиб | Rwz | 25 (250) | 40 (400) | 65 (650) | 55 (550) | 65 (650) | 80 (800) | 115(1150) 120(1250) | 140(1450) | 511 (1600) | ||
черт. 1,а,б, сечение 1-1) | Сдвиг | Rwzs | 15(150) | 25 (250) | 40 (400) | 35 (350) | 40 (400) | 50 (500) | 80 (800) | 90 (900) | 105 (1050) | ||
Внахлестку фланговыми швами (черт. 1, в, сечение 1-1) | Растяжение, сжатие и изгиб | Rz | 25 (250) | 40 (400) | 65 (650) | 50 (500) | 60 (600)* 75 (750)* | 80 (800)* 105(1050)* | 100 (1000)* 105(1050)* | 130 (1300)* 140 (1450)* | 140 (1450)* 155 (1600)* |
* Для соединений внахлестку из профильных элементов.
Примечания: 1. Расчетное сопротивление Rwz алюминия марки 1915T указано для профилей толщиной 5—12 мм. Для профилей толщиной 4 мм при сварке вольфрамовым электродом Rwz=165 МПа (1700 кгс/см2).
2. Влияние продольных сварных швов элементов конструкций (в обшивках, кровельных полотнищах и т. п.) на разупрочнение алюминия в околошовной зоне не учитывается.
3. Над чертой указаны расчетные сопротивления при сварке алюминия вольфрамовым электродом, под чертой — плавящимся электродом.
Таблица 9
Сварные соединения и швы | Напряженное состояние | Обозначение | Расчетное сопротивление сварных швов, МПа (кгс/см2), алюминия марок | ||
АД1М | AMцM | АМг2М; AMã2H2 | |||
при сварке с применением электродной или присадочной проволоки марок | |||||
СвА1 | СвАМгЗ | СвАМгЗ | |||
Встык | Сжатие, растяжение, изгиб | Rw | 25 (250); 30 (300) * | 40 (400) ; 45 (450) * | 65 (650) |
Сдвиг | Rws | 15(150) | 25 (250) | 40 (400) | |
Угловые швы | Срез | Rwf | 20 (200) | 30 (300) | 45 (450) |
* Для конструкций, эксплуатация которых возможна после достижения алюминием предела текучести.
Источник