ГОСТ 33169-2014. Межгосударственный стандарт. Краны грузоподъемные. Металлические конструкции. Подтверждение несущей способности

6.2 Подтверждение прочности элементов конструкции

6.2.1 Технические требования и условия расчета

Для элементов, нагружаемых растягивающими напряжениями перпендикулярно к плоскости проката (рисунок 1), должны использоваться стали с контролируемыми свойствами в направлении толщины по ГОСТ 28870.

Штриховкой показано направление прокатки,

стрелками - направление нагрузки

Рисунок 1 - Растяжение перпендикулярно к плоскости прокатки

Представленные методы расчета применимы к конструкциям, в которых отклонение срединных поверхностей листовых элементов от плоскости не более d/250 и отклонение осей стержневых элементов от прямой не более d/650. Здесь d - меньший размер листового элемента или длина стержня между закреплениями.

6.2.2 Условие прочности и предельные напряжения

Элементы конструкции рассчитываются на прочность по следующим условиям:

- по предельным состояниям:

(1)

- по допускаемым напряжениям:

(2)

где - максимальное эквивалентное напряжение в элементе конструкции, вычисленное по методу предельных состояний, то есть с учетом частных коэффициентов надежности по нагрузкам;

- расчетное сопротивление;

- максимальное эквивалентное напряжение в элементе конструкции, вычисленное по методу допускаемых напряжений;

- допускаемое напряжение.

Расчетное сопротивление вычисляется следующим образом:

(3)

где - нормативное значение предела текучести материала конструкции;

- коэффициент надежности по материалу, принимаемый равным (ГОСТ 32579.1);

- коэффициент условий работы; для отливок , в остальных случаях, если не оговорено особо, .

Допускаемое напряжение вычисляется по формуле

(4)

где - общий коэффициент запаса прочности;

- коэффициент ответственности, принимаемый по ГОСТ 32579.1 (таблица 10);

- коэффициент надежности, принимаемый по ГОСТ 32579.1 (таблица 4) в зависимости от используемой комбинации нагрузок.

6.2.3 Расчетные напряжения

6.2.3.1 Расчетные комбинации нагрузок для вычисления напряжений , формируются в соответствии с правилами используемого метода расчета (по предельным состояниям или по допускаемым напряжениям) по ГОСТ 32579.1.

6.2.3.2 Расчет номинальных напряжений в элементах конструкции выполняется по внутренним усилиям, которые вычисляются с помощью технической теории изгиба стержней. В необходимых случаях следует учитывать местное напряженное состояние в зоне приложения локальных нагрузок, как, например, в балках, воспринимающих подвижные нагрузки от ходовых колес (приложение А). Расчетные напряжения в сечении, ослабленном отверстиями, вычисляются по сечению брутто, если отверстия уменьшают площадь сечения не более чем на 10% и расстояние от края любого отверстия до края элемента конструкции составляет не менее 2d₀ (d₀ - диаметр отверстия). В противном случае расчетные напряжения вычисляются по сечению нетто.

6.2.3.3 В расчете на прочность используются эквивалентные напряжения по теории удельной энергии изменения формы (четвертая теория прочности или теория Мизеса). Для плоского напряженного состояния эквивалентное напряжение вычисляется по формуле

(5)

где - нормальное продольное напряжение в элементе конструкции;

- нормальное поперечное напряжение, например в зоне местного нагружения (приложение А);

- касательное напряжение.

Для изгибаемых элементов, не подверженных воздействию локальных поперечных нагрузок (то есть при ), выражение (5) примет вид

(6)

6.2.3.4 При расчете на прочность стержней ферм допускается нормальные напряжения вычислять только от действия продольных сил, без учета изгибающих моментов и перерезывающих сил. Для стержней, загруженных поперечными нагрузками (например, от ходовых колес), необходимо учитывать напряжения от изгибающего момента и местного приложения нагрузки.