Расчет элементов стальных конструкций на усталость

Общие положения расчета

12.1.1 При проектировании стальных конструкций и их элементов (балки крановых путей, балки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, конструкции под двигатели и др.), непосредственно воспринимающих многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с количеством циклов нагружений 105 и более, которые могут привести к явлению усталости, следует применять такие конструктивные решения, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, и проверять расчетом на усталость.

Количество циклов нагружений следует принимать по технологическим требованиям эксплуатации.

Расчет конструкций на усталость следует производить на действие нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СП 20.13330.

Расчет на усталость также следует выполнять для конструкций высоких сооружений (типа мачт, башен и т.п.), проверяемых на ветровой резонанс согласно требованиям СП 20.13330.

12.1.2 Расчет на усталость следует производить по формуле

(170)

где σmax - наибольшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов φ, φb, φe;

Rv - расчетное сопротивление усталости, принимаемое по таблице 35 в зависимости от временного сопротивления стали Run и групп элементов и соединений конструкций, приведенных в таблице К.1 приложения К;

α - коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений п:

при п ≥ 3,9·106 принимаемый равным α = 0,77;

при n < 3,9·106 вычисляемый по формулам:

для групп элементов 1 и 2

(171)

для групп элементов 3-8

(172)

γv - коэффициент, определяемый по таблице 36 в зависимости от напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений ρ = σmin / σmах (здесь σmin - наименьшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сечении элемента, вычисляемое так же и при том же загружении, как и σmах). При разнозначных напряжениях σmах и σmin значение коэффициента ρ следует принимать со знаком «минус».

При расчете по формуле (170) должно быть выполнено условие α Rv γv ≤ Ru / γu.

(Опечатка. Июнь 2011 г.)

12.1.3 Стальные конструкции и их элементы, непосредственно воспринимающие нагрузки с количеством циклов нагружений менее 105, следует проектировать с применением таких конструктивных решений, которые не вызывают значительной концентрации напряжений, и в необходимых случаях проверять расчетом на малоцикловую усталость.

Таблица 35

Группа элементов Значение Rv при нормативном значении временного сопротивления стали Run, Н/мм2
до 420 св. 420 до 440 св. 440 до 520 св. 520 до 580 св. 580 до 675
Для всех марок стали 90
То же 75
» 60
» 45
» 36
» 27

Таблица 36