DIN 18800 Стальные конструкции
Наряду с этой нормой действует DIN 18 800 часть 1/03.81 вплоть до появления европейской ( EN ) - нормы по выбору параметров и конструированию стальных конструкций.
Эта норма разработана в отраслевом отделе NABau - немецкой комиссией по стальным конструкциям.
С помощью новых норм ряда DIN 18 800 были впервые осуществлены концепции надежности и выбора размеров в изданных NABau в январе 1981 года «Принципах регламентации требований надежности к строительным сооружениям» ( GruSiBau ). Кроме того были приняты в расчет усилия по унификации в Европе (лозунг: EUROCODES ).
Все ссылки на DIN 18 800 части 2 и 3 относятся к изданию 11.90.
2 Строительно-техническая документация . ….2
3 Понятия и обозначения в формулах . …..2
3.1 Основные термины. …. 2
3.2 Прочие термины. …. 3
3.3 Часто применяемые обозначения в формулах. 3
4 Материалы . …..4
4.1 Стальной прокат и стальное литье. ….4
4.2 Средства соединения. …..6
4.2.1 Винты, заклепки, болты и шпильки. ….6
4.2.2 Сварочные присадки, сварочные вспомогательные материалы. …. 7
4.3 Высокопрочный элемент, работающий на растяжение. ……. 7
4.3.1 Проволока тросов. …. 7
4.3.2 Концевое и промежуточное анкерное крепление. ……. 7
4.3.3 Элемент, работающий на растяжение, из пружинных сталей. …. 7
4.3.4 Контроль качества. …. 7
4.3.5 Характерные значения для механических свойств высокопрочных элементов, работающих на растяжение7
5 Принципы конструирования . …. 8
5.1 Общие принципы. …. 8
5.2 Соединения. …. 9
5.2.2 Винтовые и заклепочные соединения. …. 9
5.2.3 Сварные соединения. …..11
5.3 Высокопрочные элементы, работающие на растяжение. ……..12
5.3.1 Поперечное сечение. …. 12
5.3.2 Анкерные крепления. …. 12
5.3.3 Направляющие опоры и обоймы для тросов……..13
5.3.4 Направляющие опоры и обоймы для элементов, работающих на растяжение, из пружинных сталей. ….14
6 Допущения воздействий . …. 14
7 Определения . …. 15
7.1 Необходимые определения. ….15
7.2 Расчет нагрузок от воздействий. …. 15
7.2.1 Воздействия. …. 15
7.2.2 Нагрузки при определении прочности несущих элементов. …. 16
7.2.3 Нагрузки при определении эксплуатационной пригодности. …..17
7.3 Расчет нагружаемости из величины сопротивления17
7.3.1 Величины сопротивления. …..17
7.3.2 Нагружаемости. …. 17
7.4 Методы определения . …..17
7.5 Методы определения прочности несущего эле-
7.5.1 Критерии ограничений и детальные правила. …20
7.5.2 Определение по методу упруго-упругий. 23
7.5.3 Определение по методу упруго-пластичный. 26
7.5.4 Определение по методу пластично-пластичный. 28
7.6 Определение надежности положения. 30
7.7 Определение долговечности. …..31
8 Нагрузки и нагружаемость соединений . ….32
8.1 Общие правила. …..32
8.2 Соединения винтами или заклепками. ….32
8.2.1 Определение прочности несущего элемента. 32
8.2.2 Определение эксплуатационной пригодности.…..34
8.3 Рым-стержни и пальцы (болты). ….35
8.4 Соединения сварными швами. …36
8.4.1 Соединения электродуговой сваркой. …36
8.4.2 Другие методы сварки. ….41
8.5 Взаимодействие различных средств соединений. 42
8.6 Передача усилия посредством контакта. 42
9 Нагруженность высокопрочного элемента, работающего на растяжение при определении прочности несущего элемента . …. 42
9.2 Высокопрочный элемент, работающий на растяжение и его анкерные крепления. ………. 42
9.2.1 Определение прочности несущего элемента. 42
9.2.2 Нагруженность высокопрочных элементов, работающих на растяжение. …..42
9.2.3 Нагруженность концов анкерного крепления.…. 44
9.3 Направляющие опоры, клеммы и обоймы. ………44
9.3.1 Предельное напряжение смятия и коэффициент предела прочности деталей. ……. 44
Приложение А . …. 45
Цитированные нормы и другие документы . ….46
Ранние издания . …. 48
Изменения . …..48
Пояснения . …..49
Продолжение страницы 2 по 49
Это новое издание DIN 18 800 часть 1 содержит исправления опечаток первого издания, которые в соответствующих местах отмечены чертой.
Перевод Терентьевой Е.
1 Общие данные
(101) Сфера применения
Эта норма применима для выбора размеров и конструирования стальных конструкций.
(102) Содействующие нормы
Нужно принимать во внимание другие основные нормы ряда DIN 18 800. Для различных областей применения нужно принимать во внимание соответствующие отраслевые нормы. В них могут быть дополнительные или отличающиеся от общепринятых регламентации.
Примечание: Если отраслевые нормы еще не адаптированы к применяемым в этой основной норме концепциям выбора размеров (расчета параметров), для оценки может применяться DIN 18 800
часть 1/03.81 (смотри предыдущие примечания).
(103) Требования
Стальные конструкции должны быть устойчивыми (к опрокидыванию) и эксплуатационно применимыми. Должны быть обеспечены пространственная жесткость и стабильность.
Примечание: Устойчивость применяется здесь как главный термин для прочности (запаса устойчивости) несущего элемента и надежности положения.
2 Строительно-техническая документация
(201) Условия применения
Строительно-техническая документация должна содержать данные по определяющим условиям применения в общедоступной форме.
(202) Содержание
Строительно-техническая документация должна содержать определение достаточной надежности положения и годность к эксплуатации строительных сооружений во время монтажа и эксплуатации.
Примечание: К строительно-технической документации принадлежат среди прочих описание конструкции, статический расчет, включая планы расположения, если нужно отчеты опытов для экспериментального определения (подтверждения), чертежи со всеми существенными данными по контролю, использованию и долговечности, планы последовательности сварки и монтажа и, если нужно, информацию о допуске к эксплуатации.
(203) Описание конструкции
Все важные данные для контроля статических расчетов и чертежей должны быть представлены в описании конструкции, особенно такие, которые важны для исполнения конструкции и не могут быть взяты непосредственно или полностью из удостоверений или чертежей. Сюда относятся также данные (указания) по коррозионной защите.
(204) Статический расчет
В статических расчетах прочность несущего элемента и эксплуатационная пригодность должны быть определены (подтверждены) полностью, наглядно и контролируемо для всех элементов конструкции и соединений. Определение (подтверждение) должно быть завершенным и содержать однозначные данные для рабочих чертежей.
(205) Исходные данные и выводы
Происхождение необычных уравнений и способов расчета нужно указывать. Если уравнения и способы расчета не опубликованы, гипотезы и выведение формул нужно давать в той степени, чтобы их пригодность могла быть проверена.
(206) Электронные счетные программы
Для применения счетных программ нужно принимать во внимание «Директивы для составления и контроля определения устойчивости на базе электронной обработки данных».
(207) Отчеты об экспериментах
Отчеты об экспериментах должны содержать данные о цели эксперимента, планировании, приспособлениях (оборудовании), проведении и анализе данных эксперимента в форме, которая позволяет оценивать и дает возможность повторения эксперимента.
(208) Чертежи
На чертежах должны быть представлены полностью, однозначно и наглядно все важные для контроля строительно-технической документации, а также для монтажа и демонтажа конструкции элементы конструкции .
Примечание: К однозначному и полному описанию элементов конструкции принадлежат среди прочего
- данные о материалах, как например сорт стали элементов конструкции и класс прочности болтов,
- изображение и проставление размеров на чертеже системы и поперечных сечений,
- изображение присоединений, например, посредством указания положения центральных осей стержней по отношению друг к другу, размещение (расположение) соединительных элементов и стыкуемых деталей , а также данных о зазоре в отверстии при установке соединительных элементов,
- указания по исполнению , например предварительная затяжка болтов и разделка кромок шва под сварку,
- указания по особенностям, которые нужно принимать во внимание при монтаже и
- указания по коррозионной защите.
3 Термины и обозначения в формулах
3.1 Основные термины
(301) Воздействия, величина воздействий
Воздействия являются причинами возникновения в несущих конструкциях усилий и деформаций.
Величина воздействий - это применяемые для описания воздействий величины.
Примечание: Воздействия - это, например, сила тяжести, ветер, нагрузка движения, температура и опускание опор, смотри при этом раздел 7.2.1, элемент 706
(302) Сопротивление, величина сопротивления
Под сопротивлением здесь понимается сопротивление несущей конструкции, ее элементов и соединений против воздействий.
Величины сопротивлений - это выведенные из геометрических размеров и характеристик материалов величины; их разброс нужно принимать во внимание.
В этой норме величинами сопротивления являются прочность и жесткость.
Примечание 1: Упрощенно все варианты сопротивления сводятся к прочности и жесткости, если в других нормах ряда DIN 18 800 не регламентировано иначе.
Примечание 2: Характеристики материалов - это верхние пределы текучести при растяжении R еН и предел прочности при растяжении Rm .
Примечание 3: Прочность и жесткость охватывают характеристики материалов и значения поперечных сечений.
Характерные значения прочностей относятся к номинальным значениям величин прочности поперечных сечений. Самые важные прочности - это предел текучести при растяжении fy и предел прочности при растяжении fu , которым соответствуют характеристики материалов - верхний предел текучести при растяжении R еН и предел прочности при растяжении Rm . Пример для жесткости - жесткость на изгиб (Е × I ). Она охватывает распределенные характеристики материалов модуль упругости и распределенный геометрический параметр момент плоскости сечения второй степени.
(303) Расчетные значения
Расчетные значения - это те же самые значения величин воздействия и величин сопротивления, которые можно допустить для определения. Они описывают вариант неблагоприятных воздействий на несущие конструкции с неблагоприятными свойствами. Неблагоприятные варианты в действительности нужно ожидать лишь с незначительной вероятностью.
Расчетные значения обычно обозначаются индексом d .
Примечание 1: Расчетные параметры этой нормы так регламентированы, что определение (расчет) ведет к желаемой вероятности отказа.
Примечание 2: Для статических расчетов важно различать расчетные значения и характерные значения (смотри элемент 304), например, посредством применения индекса d (расчетные параметры) и индекса k (ха-
(304) Характерные (заданные) значения
Характерные значения для величин воздействий и величин сопротивлений - это базовые величины для расчетных значений величин воздействий и величин сопротивлений.
Характерные (заданные) значения обозначаются посредством индекса k .
Примечание: Характерные значения, принимаемых как распределенные, величины воздействия и сопротивления установлены по лежащей в основе этой нормы теории надежности как p %- фракционные значения функции распределения этих величин, например как 5% фракция. Этим теория надежности допускает расчет необходимых коэффициентов надежности (прочности) детали для желаемой вероятности выхода из строя. Так как практически сначала согласовываются коэффициенты надежности детали, получаются различные, отличающиеся от [1] значения для p . На основании недостаточных знаний (параметров) о воздействиях и сопротивлении эти значения для p известны только приблизительно. Обеспечение регламентаций этой нормы опирается в этом отношении на глобальную калибровку по предыдущему опыту.
(305) Коэффициенты надежности детали
Коэффициенты надежности детали g F и g M - это элементы надежности, которые учитывают разбросы (распределения) воздействий F и величин сопротивлений М.
Примечание: Коэффициент надежности детали g F составляется из следующих частей:
g f относится исключительно к воздействию и обеспечивает их пространственный и временной разброс.
g f,sys учитывает погрешности механической и стохастической модели и служит, например, регистрации особых чувствительностей системы.
Данные для определения g F могут быть, например, взяты из [1].
Примечание 2: Коэффициент надежности детали g M составляется из следующих частей:
g m учитывает разброс соответствующей величины сопротивления.
g m , sys включает в себя неточности в механической модели для расчета нагруженностей и чувствительностей системы.
Данные для определения g M можно брать , например, из [1].
(306) Коэффициенты сочетания нагрузок (комбинированные коэффициенты)
Комбинированные коэффициенты y - это элементы надежности , которые учитывают вероятность одновременного появления переменных воздействий.
(307) Напряженность
Напряженность Sd - это вызываемые расчетными значениями воздействий Fd параметры состояния в несущей конструкции. Они обозначаются тоже как имеющиеся величины.
Если для избежания путаницы напряженность нужно маркировать, для этого нужно применять индекс S , d . В дальнейшем здесь от такого обозначения нагрузок отказались.
Примечание: Напряженность - это, например, напряжения, параметры сечения , срезающая сила болтов, удлинения и прогибы.
(308) Предельные (граничные) состояния
Предельные состояния - это состояния несущей конструкции, которые ограничивают область (диапазон) нагрузки, в котором несущая конструкция надежна как несущий элемент или пригодна к эксплуатации. Граничные состояния могут относится и к детали конструкции, поперечным сечениям, материалу и средствам соединения.
(309) Нагружаемость (сопротивляемость)
Нагружаемость Rd - это принадлежащие к граничным состояниям параметры состояния несущей конструкции. Они обозначаются как граничные величины и должны рассчитываться с расчетными значениями величин сопротивления Md .
Если для избежания путаницы нужно маркировать нагружаемости, для этого обычно нужно применять индекс R , d .
Если путаница невозможна, индекс R может выпасть.
Примечание: Нагружаемость - это, например граничные напряжения, граничные параметры сечения, предельные срезающие усилия болтов и предельные растяжения (удлинения).