СТ СЭВ 5060-85

СТСЭВ 5060-85

УДК624.011.78.001.2 Группа Ж02

СТАНДАРТСОВЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЗАИМОПОМОЩИ

Надежностьстроительных конструкций и оснований

КОНСТРУКЦИИПЛАСТМАССОВЫЕ

Основныеположения по расчету

ИНФОРМАЦИОННЫЕДАННЫЕ

УТВЕРЖДЕНПостоянной комиссией по сотрудничеству в области стандартизации,Берлин, июль 1985 г.

1. Автор -делегация ВНР в Постоянной комиссии по сотрудничеству в областистроительства.

2. Тема -22.200.28-82.

3. Стандарт СЭВутвержден на 57-м заседании ПКС.

4. Сроки началаприменения стандарта СЭВ:

5. Срок проверки - 1992 г.

Настоящийстандарт СЭВ является обязательным в рамках Конвенции о применениистандартов СЭВ.

Настоящийстандарт СЭВ распространяется на конструкции из пластмасс иконструкции с применением пластмасс (в дальнейшем - пластмассовыеконструкции) и устанавливает основные положения по расчету этихконструкций по предельным состояниям.

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Кконструкциям с применением пластмасс относятся конструкции,выполненные из пластмасс в сочетании с другими материалами, если дляконструкций в целом или в отдельных частях возможность достиженияодного или нескольких предельных состояний зависит от прочностных илидеформационных свойств пластмасс.

1.2.Пластмассовые конструкции следует рассчитывать по предельнымсостояниям, указанным в СТ СЭВ 384-76.

1.3. При расчетепластмассовых конструкций следует учитывать изменение прочностных идеформационных характеристик пластмасс вследствие действия нагрузок ивоздействий, а также вследствие влияния факторов окружающей среды(например, температуры, влажности, химической агрессии).

1.4. В проектной документации должен быть указан расчетный срок службы пластмассовыхконструкций.

2.МАТЕРИАЛЫ И ИХ НОРМАТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Выбор видови марок пластмасс следует производить в зависимости от требованийэксплуатации, от расчетного срока службы (учитывая возможностьремонта или замены), от технологии изготовления и монтажаконструкций. При этом необходимо учитывать физико-механическиесвойства пластмасс, в том числе твердость, выносливость, стойкость квоздействию повышенных и пониженных температур, ультрафиолетовыхизлучений, химической и биологической среды.

2.2. В качествеосновных характеристик сопротивления конструкционных пластмасссиловым воздействиям принимаются нормативные сопротивления(приложение 1) или нормативные относительные деформации и нормативныеподатливости (приложение 2). Нормативные сопротивления и нормативныеотносительные деформации принимают с вероятностью не менее 0,95.

2.3. Нормативныеподатливости и другие нормативные характеристики (например, модулиупругости и сдвига, коэффициенты линейного расширения) принимают посредним значениям статистических данных.

2.4. Нормативныехарактеристики конструкционных пластмасс следует устанавливать, какправило, для нормальной атмосферы 23/50 со стандартным допускаемымотклонением по СТ СЭВ 885-78, за исключением нормативныххарактеристик для материалов, предназначенных для применения придействии специальных факторов окружающей среды (например, высокойтемпературы, химической агрессии).

3.РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Значениярасчетных сопротивлений и других расчетных характеристик пластмассполучают делением их нормативных значений на соответствующиекоэффициенты надежности по материалу.

3.2. Расчетныесопротивления и расчетные относительные деформации, а также расчетныеподатливости пластмасс следует принимать, как указано в приложениях 1и 2.

4.НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

4.1.Классификацию и нормативные значения нагрузок, коэффициентынадежности по нагрузке и сочетания нагрузок следует принимать по СТСЭВ 1407-78.

4.2. Нагрузки отмостовых или подвесных кранов и нагрузки от снегового покроваучитывают полностью как кратковременные нагрузки.

4.3. Внеобходимых случаях следует учитывать при расчете воздействия, непредусмотренные СТ СЭВ 1407-78 (например, усадка или изменениевлажности материалов), если эти воздействия вызывают деформации и/илиусилия в элементах конструкций.

Воздействия,которые не вызывают деформаций и усилий в элементах конструкций, новлияют на прочностные и деформационные характеристики материалов,следует учитывать при расчете как факторы окружающей среды(например, воздействие влажности на скорость ползучести).

4.4. Длявременных нагрузок и воздействий, кроме их нормативных значений,следует учитывать характеристики изменчивости нагрузок во времени.Для этого следует представлять изменение интенсивности нагрузок вовремени в виде случайных или детерминированных процессов (непрерывныхили дискретных), принимая их числовые характеристики на основаниисоответствующих статистических данных (например, дляметеорологических воздействий - на основании регулярно регистрируемыхи статистически обработанных данных).

5.РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ

5.1. При расчетепластмассовых конструкций номинальные размеры конструкций и ихэлементов следует принимать с учетом возможных изменений ихгеометрических размеров и формы до установки в проектное положение.Предельные допускаемые значения возможных изменений геометрическихразмеров и формы конструкции устанавливают нормами проектированияили указывают в проектной документации.

5.2. При расчетеусилий и напряжений, а также перемещений и деформаций конструкцийследует применять методы, основанные на теории вязкоупругости, сиспользованием упругой модели в качестве первого приближения, иучитывать:

1 ) анизотропиюпластмасс;

2) нелинейноеповедение пластмасс за пределом линейной термовязкоупругости;

3) геометрическинелинейное поведение конструкций;

4) локальноенапряженно-деформированное состояние конструкций в местах приложениясосредоточенных нагрузок или резкого изменения сечений элементов.

5.3. Приотносительных деформациях, не превышающих предела термовязкоупругостиматериалов, а также в других случаях, предусмотренных нормамипроектирования конструкций, допускается раздельно учитывать влияниеусилий и напряжений от нагрузок и воздействий и влияние факторовокружающей среды на прочностные и деформационные характеристикипластмасс.

5.4. Приотносительных деформациях, не превышающих предела линейнойтермовязкоупругости, для геометрически линейной расчетной моделиконструкции допускается независимо определять перемещения идеформации от различных нагрузок и воздействий, в том числеостаточные деформации после прекращения действия нагрузок, споследующим их суммированием.

5.5. В местахприложения сосредоточенных нагрузок, а также в местах резкогоизменения сечений элементов пластические деформации материала недопускаются.

6.РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ

ПЕРВОЙГРУППЫ

6.1. При расчетеконструкций по предельным состояниям первой группы при всех возможныхосновных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий (включаянапряжения и деформации от изменения температуры, влажности, факторовокружающей среды или от технологических процессов при эксплуатации),следует обеспечивать в течение всего расчетного срока службывыполнение одного из следующих условий:

1) напряжения вэлементах конструкций не должны превышать расчетных сопротивлений,определяемых, как указано в приложении 1;

2) относительныедеформации, определяемые по п. 6.2, не должны превышать расчетныхотносительных деформаций, определяемых, как указано в приложении 2.

6.2.Относительные деформации элементов конструкций определяют умножениемнапряжений на расчетные податливости, определяемые по п. 5 приложения2. При этом относительные деформации допускается определять с учетомих восстановления в соответствии с процессом действия нагрузок ивоздействий по п. 7 приложения 2.

6.3. Расчетустойчивости формы элементов конструкций следует производить сучетом возможных неблагоприятных отклонений характеристик материаловот нормативных, а также с учетом неблагоприятных отклонений размеровэлементов от номинальных.

6.4. В случаях,когда расчетные сопротивления материалов по перечислению 3 п. 2приложения 1 не установлены, следует производить расчет несущейспособности конструкций по перечислению 1 п. 6.1 из условия, чтонапряжения в элементах конструкции в течение всего расчетного срокаслужбы не должны превышать:

1) при расчетена основные сочетания нагрузок, а также на постоянные и временныенагрузки, включенные в особые сочетания, - расчетных сопротивленийпо перечислению 2 п.2 приложения 1;

2) при расчетена особые сочетания нагрузок - расчетных сопротивлений поперечислению 1 п. 2 приложения 1.

7.РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ

ПОПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ

7.1. Расчетконструкций по предельным состояниям второй группы при всех возможныхсочетаниях нагрузок и воздействий (включая напряжения и деформацииот изменения температуры, влажности, факторов окружающей среды или оттехнологических процессов при эксплуатации) следует производить изусловия, что в течение всего расчетного срока службы значенияпрогибов, поворотов, осадок, амплитуд колебаний и других перемещенийконструкции не должны превышать предельных значений, установленныхнормами проектирования конструкций.

7.2. Перемещенияконструкций допускается определять с учетом восстановления по п. 6.2.

7.3. При расчетеколебаний конструкций следует учитывать свойственное пластмассампоглощение энергии (демпфирующие свойства) и его последствия(например, разогрев).

ПРИЛОЖЕНИЕ1

НОРМАТИВНЫЕИ РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХПЛАСТМАСС

1. Нормативныесопротивления конструкционных пластмасс устанавливают по пределупрочности либо по напряжению, соответствующему изменению физическогосостояния материала (например, по пределу текучести, по пределутрещиностойкости), если это изменение может привести к достижениюпредельного состояния конструкции при кратковременном (порядка 1 мин)испытании монотонно возрастающей деформацией по СТ СЭВ 892-78, СТ СЭВ1199-78 и СТ СЭВ 2896-78.

2. Расчетныесопротивления конструкционных пластмасс устанавливают:

1) прикратковременном испытании монотонно возрастающей деформацией - поп. 1 приложения 1;

2) придлительном действии постоянного усилия;

3) при режимахнагружения, отличающихся от указанных в перечислениях 1 и 2 данногопункта и соответствующих изменению во времени напряженного состоянияэлементов конструкций, вызываемому нагрузками и воздействиями, сучетом расчетного срока службы.

3. Значениярасчетных сопротивлений по перечислениям 2 и 3 п. 2 приложения 1определяют через значения расчетных сопротивлений по перечислению 1п. 2 приложения 1 при помощи соответствующих коэффициентов условийработы по режиму.

4. Приустановлении расчетных сопротивлений для расчета конструкций попредельным состояниям первой группы коэффициент надежности поматериалу во всех случаях следует принимать большим 1,0.

5. Расчетныехарактеристики пластмасс допускается принимать в видедетерминированных функций связи этих характеристик с другими физическими величинами (например, зависимость модуля деформации отвремени при определенном законе изменения напряжения).

6. Влияниефакторов окружающей среды, отличающихся от параметров стандартнойатмосферы, следует учитывать при помощи коэффициентов условийработы.

ПРИЛОЖЕНИЕ2

НОРМАТИВНЫЕИ РАСЧЕТНЫЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ

ИПОДАТЛИВОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПЛАСТМАСС

1. Нормативныеотносительные деформации предела термовязкоупругости конструкционныхпластмасс ,устанавливают по относительной деформации, соответствующейнеобратимому изменению физико-механических свойств материала.

Примечание. Поднеобратимым изменением физико-механических свойств понимаютрасслоения, образование микротрещин, нарушение начальной адгезиимежду волокнами и матрицей, разрыв части армирующих волокон - длякомпозиционных материалов, "крезинг" - для термопластов,нарушение ячеистой структуры - для пенопластов.

2. Нормативныеотносительные деформации предела линейной термовязкоупругостиконструкционных пластмасс устанавливают по относительной деформации, при которой отклонение отпрямой изохронной зависимости между напряжением и деформацией притемпературе 23 °С на базе времени не превышает 5 % (черт. 1).

Изохроннаякривая напряжение-деформация

Черт.1

3. При расчетеконструкций по предельным состояниям первой группы, в зависимости оттипа материала и конструкции, расчетная относительная деформацияустанавливается по нормативной относительной деформации по п. 1 илипо п. 2 приложения 2. Коэффициент надежности по материалу принимаютравным или большим 1,0.

В случае, еслизначение превышает значение расчетную относительную деформацию устанавливают по .

4. Нормативнуюподатливость определяют при кратковременном (порядка 1 min) испытанииматериала монотонно возрастающей деформацией как отношениенормативной относительной деформации или к соответствующему напряжению.

5. Расчетнуюподатливость ,при нормальном напряжении определяют по формуле

, (1)

где - нормативная податливость при нормальном напряжении, ;

- коэффициентползучести;

- коэффициенттемпературы;

- коэффициентвлияния среды.

6. Приэкспериментальном определении коэффициентов ползучести, температуры ивлияния среды относительная деформация образца не должна превышатьнаименьшей из величин и .

7. Податливостьпри восстановлении определяют по формуле

(2)

где- максимальная остаточная податливость при нормальном напряжении, ;

- коэффициентвосстановления.

Допускаетсяпринимать податливость при нагружении и при разгружении одинаковой иопределять максимальную остаточную податливость по формуле

(3)

Время полноговосстановления допускается принимать равным 10-кратнойпродолжительности действия нагрузки, если разница температур за времянагрузки и разгрузки не превышает 10 °С и прочие условия средыодинаковы. В этом случае коэффициент восстановления определяют поформуле

(4)

где - время разгрузки, h;

- времянагрузки, h.

8. Расчетныеподатливости при сдвиге и определяют по нормативным податливостям при сдвиге по формулам (1)-(4). При этом принимают коэффициенты, установленныедля нормальных напряжений.

ПРИЛОЖЕНИЕ3

РАСЧЕТТОНКОСТЕННЫХ И СЛОИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1. При расчетеоднослойных тонкостенных конструкций (пластин, оболочек) допускаетсяприменять гипотезу плоских сечений, а также пренебрегатьанизотропией деформационных характеристик материала, если ихзначения в различных направлениях срединной поверхности конструкцииотличаются не более чем на 10 %. В случае применения в конструкциикомбинированных соединений (например, клеевинтовых, клеесварных) ихнесущую способность следует проверять отдельно по прочности каждогоиз соединений (например, для клеевинтового соединения - толькоклеевого или только винтового), при этом суммирование их прочностине допускается.

2. При расчетеслоистых конструкций (пластин, оболочек), состоящих из двух или болеепрочно соединенных слоев различных материалов, следует приниматьперемещения смежных слоев на поверхности их соединения одинаковыми, атакже применять для каждого из слоев гипотезу плоских сечений. Приклеевом соединении слоев с толщиной клеевой прослойки более 0,4 mm врасчете следует учитывать ее деформационные свойства. При расчетеконструкций на распределенные поперечные нагрузки не учитываютнормальные напряжения, перпендикулярные срединной поверхности.

При расчететрехслойных конструкций с маложестким средним слоем (например, изпенопласта) не учитывают нормальные напряжения в поперечных сеченияхсреднего слоя и касательные напряжения в поперечных сечениях наружных слоев, если их изгибная жесткость не превышает 2 % изгибнойжесткости сечения конструкции в целом. При расчете трехслойныхконструкций следует учитывать условия закрепления слоев на контуре(например, свободные кромки или контурное обрамление типа диафрагмы).

При проверкеустойчивости формы и положения слоистых конструкций в целом следует использовать нормативные характеристики материалов, при проверкеместной устойчивости - характеристики материалов с учетомнеблагоприятных отклонений от нормативных (например, для среднегослоя из пенопласта в трехслойных конструкциях - характеристики,соответствующие возможной минимальной плотности).

При расчетеслоистых конструкций следует учитывать усилия (напряжения) иперемещения (деформации), возникающие вследствие изменениятемпературы или влажности отдельных слоев, с учетам их физическиххарактеристик.

ИНФОРМАЦИОННОЕПРИЛОЖЕНИЕ 1

РАСЧЕТНЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПЛАСТМАСС(МЕТОД РАСЧЕТАНА ОСНОВЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ)

Приведенные внастоящем приложении расчетные характеристики допускаетсяиспользовать только для предварительных расчетов. Для расчетаконструкций, изготовленных из пластмасс определенного типа и марки,назначение расчетных характеристик следует производить по указаниямприложения 1. Коэффициенты условий работы допускается применять как красчетным сопротивлениям, так и к модулям упругости.

Расчетныесопротивления и расчетные модули упругости приведены в табл. 1.Коэффициенты условий работы приведены на черт. 2-4.

Коэффициентыусловий работы по режиму

припостоянном напряжении

1- для полиэфирных стеклопластиков; 2 - для

жесткихтермопластов и пенопластов

Черт.2

Таблица1

Расчетныесопротивления и модули деформации, МРа

Примечания:

1.Значения и приведены для стеклопластиков при межслоевом сдвиге.

2.Значения для стеклопластиков зависят от содержания и типа стекловолокна.

3.Значения для полиэтилена зависят от степени кристаллизации.

Коэффициентыусловий работыпо температурепри постоянно действующих

повышенныхтемпературах

1- для термореактивных смол; 2 - для жестких термопластов

Черт.3

Коэффициентыусловий работы по влажности при постоянном

воздействиижидкой влаги для полиэфирных стеклопластиков

споверхностным защитным слоем

Примечание.Меньшие значения применяют для растягиваемых элементов, армированныхстекломатом, большие значения - для изгибаемых элементов,армированных стеклотканью.

Черт.4

ИНФОРМАЦИОНННОЕПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАСЧЕТНЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПЛАСТМАСС(МЕТОД РАСЧЕТАНА ОСНОВЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ)

Приведенные внастоящем приложении расчетные характеристики допускаетсяиспользовать только для предварительных расчетов.

Для расчетаконструкций, изготовленных из пластмасс определенного типа и марки,назначение расчетных характеристик следует производить, как указано вприложении 2.

Расчетныеотносительные деформации и податливости приведены в табл. 2.Коэффициенты ползучести, температуры и влияния среды приведены начерт. 5-7.

Коэффициентыползучестипри постоянномнапряжении

1- для жестких термопластов и пенопластов;

2- для полиэфирных стеклопластов

Черт.5

Коэффициентытемпературы при постояннодействующихповышенных температурах

1- для жестких термопластов; 2 - для

термореактивныхсмол

Черт.6

Коэффициентывлияния среды по влажности

припостоянном воздействии жидкой влаги

дляполиэфирных стеклопластиков

споверхностным защитным слоем

Примечание.Большие значения применяются для растягиваемых элементов,армированных стекломатом, меньшие значения - для изгибаемыхэлементов, армированных стеклотканью.

Черт.7

РАСЧЕТНЫЕОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ

ИНОРМАТИВНЫЕ ПОДАТЛИВОСТИ

Примечания:

1. Значение приведено для стеклопластиков при межслоевом сдвиге.

2. Значения и для стеклопластиков зависят от содержания и типа стекловолокна.

3. Значения в случае, указанном в п. 2 приложения 2, для полиэтилена иполипропилена - не более 8,0.

4. Значения в случае, указанном в п. 2 приложения 2, для полипропилена - не более1,0.

ИНФОРМАЦИОННОЕПРИЛОЖЕНИЕ 3

УСЛОВНЫЕОБОЗНАЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ИНФОРМАЦИОННОЕПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПЕРЕЧЕНЬКЛЮЧЕВЫХ СЛОВ [ДЕСКРИПТОРОВ]*

Ключевые слова(дескрипторы): конструкции строительные, основания, надежность,конструкции пластмассовые, расчет, состояние предельное.

________________

* ДескрипторыМеждународного тезауруса СЭВ по стандартизации выделены полужирнымшрифтом.