REPUBLICA SOCIALISTA ROMNIA

C O N S I L I U L N A I O N A L P E N T R U T I I N A

SI T E H N O L O G I E I N S T I T U T U L R O M A N

S T A N D A R D I Z A R E

S T A N D A R D -D E S T A T EDIIE OFICIALA

CONSTRUCII DIN OEL Principi i fundamentale de calcul

STAS 10 103-76

nlocuiete parial: STAS 763/1-71 si

76313-72

C l a s i f i c a r e a a l f a n u m e r i c G 32

STEEL STRUCTURES

Basic principles for designing

CONSTRUCTIONS EN AC IER Principes fondamentaux de calcul

CTAJIbHblE KOHCTPYKHMH O c H O B H b i e pacMeTHbie rrpfiHiu:nbi

Standardul corespunde standardului internaional ISO 2394-73 i recomandrii CAER 242-74.

The standard corresponds to ISO 2394-73 and ^ o Recomandation CMEA 242-74.

CO

o 3 tl O & pa

1. GENERALITI EU

fi

S

!

1

J

pa

CO P.

1.1. Prezentul standard stabilete principiile fundamentale pentru calculul la strile limit ale construciilor, din oel din urmtoarele domenii: construcii civile, industriale i agrozootehnice, poduri, recipiente i rezervoare, turle i masturi pentru foraj, instalaii de ridicat i trasnportat, stlpi i piloni pentru radio i televiziune, stlpi i piloni pentru funiculare, stlpi pentru linii de transport de energie electric i construcii hidrotehnice.

1.2. Prezentul standard se aplic la construcii din elemente din profile i table laminate la cald cu grosimi de 4 mm i mai mult ; se aplic de asemenea construciilor din laminate la cald cu grosimi sub 4 mm, din profile subiri formate la rece i construciilor din evi, particularitile ce intervin la proiectarea acestora fiind date n standardele de proiectare respective sau n instruciuni tehnice speciale.

1.3. Prevederile prezentului standard pot.fi aplicate i construciilor metalice din alte domenii sau cu alte destinaii dect cele indicate la punctul 1.1 innd seama i de condiiile tehnice specifice acestora.

1.4. Principiile generale din acest standard se aplic structurilor n ansamblul lor i tuturor elementelor ce alctuiesc construcia.

1.5. Prevederile prezentului standard "se refer la ntreaga durat de exploatare i la toate stadiile succesive de execuie, adic n perioada de confecionare a elementelor, n timpul transportului, al execuiei i montajului la antier. 1.6. Prevederile din prezentul standard au n vedere c proiectele snt ntocmite i construciile snt executate, n toate fazele, de ctre uniti care posed calificare, competen i experien corespunztoare naturii i importanei construciei; de asemenea se consider c toate formele de control, la*proiectare, execuie i montaj snt asigurate n msura necesar. 1.7. Condiiile n' care snt folosite construciile pe toat durata lor se presupune c nu difer ntr-o msur important de cele avute n vedere la proiectare care snt specificate n tema de proiectare.

1.8. Prezentul standard conine principii fundamentale pentru verificarea siguranei construciilor metalice supuse la aciuni cunoscute sau previzibile, gradul de siguran fiind determinat n funcie de natura, importana i durata de folosire cerut construciei respective.

1.9. La proiectarea construciilor metalice se-au n vedere de asemenea consecinele depirii strilor limit, ct i costul optim.

1.10.1- Sigurana contra incendiului i a coroziunii se obine i de prevenire corespunztoare.

prin msuri constructive de protecie

Aprobat de : INSTITUTUL ROMN DE STANDARDIZARE Str. Edgar Qurnet nr. 6 BUCURETI

Telex 11312 C N S R

Elaborat iniial n : 1949 Revizuit in : 1966 si 1971

D a t a i n t r r i i n v i g o a r e ;

1976-01-01

STAS 10 103-76 2

1.11. Prevederile prezentului standard servesc la ntocmirea standardelor de proiectare pc categorii de construcii metalice.

1.12. Solicitrile se determin n stadiul elastic.

1.13. Se recomand, unde este cazul, s se ia' n considerare la determinarea solicitrilor i conlucrarea spaial.

1.14. Se admite s se foloseasc n cazuri justificate i alte metode de calcul avnd la baz studii teoretice i experimentale cu condiia s se asigure un grad de siguran care trebuie s aib n vedere importana construciei i consecinele ce rezult din aplicarea lor. Se admite s se foloseasc i metode de calcul care in seama de dezvoltarea deformaiilor plastice, pe baza unor prescripii speciale.

1.15. Calculul construciilor metalice se face la strile limit pe baza principiilor din STAS 10100/0-75.

2. MATERIALE

2.1. Laminate

2.1.1. Pentru construciile metalice se folosesc produse finite laminate la cald de uz general: oel carbon i oel slab aliat dup cum urmeaz:

a) oel carbon de uz general marca OL 37 necalmat, semicalmat, sau calmat; b) oel carbon de uz general slab aliat, mrcile OL 44 i OL 52 calmate; c) oel carbon slab aliat cu granulaie fin pentru construcii sudate, mrcile OCS1, OCS2

i OCS3; d) oel rezistent la coroziunea produs de agenii atmosferici, mrcile ROMCOR 37 i 52; e) oel carbon pentru evi, mrcile OLT 35 i OLT 45.

2.1.2. Oelurile vor avea calitile mecanice i compoziia chimic prevzute n standarde, fiind garantate prin certificate de calitate; alte condiii necuprinse n standarde, apreciate ca necesare de proiectant, pot fi introduse n proiect i n comand, de acord cu uzina furnizoare; aceste condiii suplimentare vor fi garantate de uzina furnizoare.

2.1.3. Uzinele sau atelierele care confecioneaz elemente i unitile care monteaz construciile metalice fiind obligate s introduc n lucrare materiale cu calitile cerute prin proiect, proiectantul va cere ca uzinele, atelierele i unitile care furnizeaz construciile metalice, s elibereze odat cu furnitura, certificate din care s rezulte respectarea acestei condiii.

2.1.4. Pentru construcii din oel sudate, n funcie de importana lor i a condiiilor n care vor fi exploatate, alegerea oelului se face, n general, pe baza mrcilor i claselor de calitate (compoziia chimic, gradul de dezoxidare i ncercrile de rezilien, energiei de rupere Ia ncovoiere prin oc) prevzute n standarde pentru oeluri; se recomand de asemenea s se aib n vedere si prevederile din STAS R 8542-70.

In condiii speciale, justificate prin proiect, se pot folosi i alte criterii de verificare a oelurilor n scopul asigurrii contra ruperii fragile, de acord cu uzina furnizoare.

2.2. piese turnate sau forjate Piesele turnate sau forjate se execut din oeluri carbon marca OT 40 i OT 50, grupele 1

2 sau 3, sau din oel carbon de calitate marca OLC 35; piesele din font se execut din Fc 15 si Fc 20.

2.3. Materiale pentru sudare 2.3.1. Materialele pentru sudare se aleg corespunztor mrcilor de oel folosite la construcii i vor corespunde condiiilor de calitate prevzute n standarde. n cazul pieselor dimensionate prin calcul de rezisten, materialul depus prin sudare va avea cel puin calitile minime prevzute pentru oelul din care snt fabricate laminatele folosite la construcia respectiv.

2.3.2. mbinrile sudate se execut prin sudare electric automat, semiautomat sau manual, care asigur materialului depus cel puin calitile prevzute la pet. 2.3.I.; se pot folosi, dup necesiti, i procedee de sudare electric prin presiune.

2.4. Nituri i uruburi

2 .4.1. Niturile pentru construcii metalice din OL 37 se confecioneaz din oel marca OL 34, iar pentru cele din OL 44 i OL 52 din oeluri care asigur rezistene apropiate de cele ale oelurilor care se mbin, ca de exemplu de tipul OL 37 i OL 44, cu caracteristici bune la refulare.

3 STAS 10 103

2.4.2. uruburile folosite la construciile metalice snt conform STAS 920-69 (grosolane) i STAS 6220-69 (semiprecise), avnd caracteristici mecanice .conform STAS 2700/3-69, recomandabil din grupa 4.6 pentru construcii din oel de tipul OL 37, din grupa 5.6 pentru construcii din oel de tipul OL 44 i din grupa 6.6 pentru construcii din oel de tipul OL 52.

2.4.3. uruburile de nalt rezisten se confecioneaz din oel carbon sau oel aliat. uruburile de rtalt rezisten pot fi de tipurile 8.8; 10.9 i 12.9, dup importana elementului care se mbin, caracteristicile mecanice ale acestora fiind determinate dup tratamentul termic.

2.5. Alte materiale

In afara materialelor prevzute n capitolele precedente, pentru construciile metalice i elementele de mbinare se pot folosi i alte materiale ale cror caliti acceptate de proiectant trebuie s corespund normelor de proiectare prevzute n acest standard i altor condiii cuprinse n standardele de proiectare pentru diferite categorii de construcii, n funcie de destinaia i importana construciei. /

3. REZISTENELE NORMATE I DE CALCUL ALE MATERIALELOR

3.1. Rezistene pentru oeluri i fonte

3.1.1. Rezistena normat a unui oel de anumit marc este n general limita de curgere minim aparent a

e sau limita de curgere minim tehnic aQ2, notate n prezentul standard oc , i sta

bilite pe produs, n conformitate cu standardele de produse. In cazul cnd se folosesc oeluri pentru care nu se posed certificate de calitate, limita de curgere minim se determin de ntreprinderea care furnizeaz construcia metalic; abateri de la valorile prescrise nu pot fi admise dect cu acordul proiectantului, cu justificarea c nu afecteaz sigurana construciei. 3.1.2. Rezistenele de calcul pentru piese din laminate de oel snt determinate pe baza rezistenei normate a

c; pentru materialul de baz solicitat la ntindere, compresiune i ncovoiere, rezistena

de calcul este:

R == (1)

n care-

GC rezistena normat egal cu limita de curgere minim prevzut la 3.1.1. (nc sau t r 0 2 ) ;

ym coeficient care ine seama de variaia posibil a rezistenei caracteristice a mate

rialului pus n oper fa de cea stabilit pe epruvetele de ncercare i de abaterile dimensionale ale elementelor construciei, conform toleranelor admise la livrarea produselor.

3.1.3. La piesele din oel carbon turnate rezistenele de calcul snt determinate pe baza rezistenei minime de rupere la ntindere a

r, prevzute n standardele de produs, iar la OLC 35 pe baza limitei

de curgere minim n, n stare normalizat.

3.1.4. Rezistenele de calcul pentru piese din font turnat snt determinate pe baza rezistenelor minime de rupere la ntindere din ncovoiere, respectiv compresiune i ncovoiere.

3.1.5. Pentru uruburile de nalt rezisten, rezistenele de calcul R, pentru determinarea efortului de pretensionare n tija urubului, se determin pe baza limitei de curgere minim a

c stabilit

pe epruvete tratate termic

3.1.6. Rezistena normat la ntindere pentru srme din oel de nalt rezisten folosite la cabluri se consider rezistena la rupere minim, stabilit conform standardelor de produs; rezistena normat la ntindere a cablurilor se consider rezistena de rupere a cablului, determinat conform standardelor de produs. Coeficientul yOT al srmelor i al cablurilor se va prevedea n standardele de proiectare pe categorii de construcii, la care se folosesc cabluri.

3.1.7. Rezistenele de calcul pentru piese din oel i fonte solicitate la forfecare i presiuni locale se determin pe baza rezistenelor de calcul la ntindere i compresiune ale materialelor respective, innd seama de comportarea materialului la aceste solicitri, prin multiplicarea cu coeficieni y.

Rezistenele de calcul sn,t deci:

Rf Yr Ri Rp tp R; Rd Yd R (2)

STAS 10 103-76 _ 4

3 2 . mbinri sudate

3.2.1. Rezistenele de calcul pentru suduri snt de forma:

R> = Y?./?; Rl -rhM; Rf = Y^ .R (3) 3.2.2. Valorile coeficienilor ys snt stabilite n ipoteza c materialul depus prin sudare are acelea1 caracteristici mecanice ca i materialul pieselor care se sudeaz.

3.3. mbinri nituite.

Rezistenele dc calcul pentru verificarea niturilor din mbinrile nituite snt de forma:

Rf = Y".,#; Rp = Y? -R;Rni = Y" # (4) 3.4. mbinri cu uruburi

3.4.1. Rezistenele de calcul pentru verificarea uruburilor, din mbinrile cu uruburi,snt de forma:

R? - ybf :R- Rb

p = Yp -R; Rbi - Y? fl? = R> (5)

3.4.2. Rezistenele de calcul ale materialului uruburilor snt corespunztoare grupelor de uruburi.

4. ACIUNI, GRUPRI, SOLICITRI

4.1. Aciunile care se iau n considerare la proiectarea construciilor metalice snt cele prevzute n standardele de aciuni n vigoare, sau n standardele pri pentru diferite categorii de construcii (construci-i speciale, poduri, instalaii de ridicat, stlpi pentru linii de energie electric etc.); aciunile provenite din diferite utilaje sau instalaii speciale vor fi determinate de proiectant conform elementelor din proiectul tehnologic sau celor comunicate de uzina furnizoare.

4-2. Coeficienii aciunilor Y cu care se multiplic valorile aciunilor normate pentru a se obine valorile aciunilor de calcul se iau conform standardelor de aciuni n vigoare sau pentru aciunile necuprinse n aceste standarde, conform standardelor de proiectare pe categorii de construcii; pentru aciunile ale cror valori se determin de proiectant, coeficienii aciunilor se fixeaz de acesta pe baza principiilor siguranei construciilor, astfel nct probabilitatea depirii n sens defavorabil s fie cea minim acceptat.

4.3. n standardele de proiectare pe categorii de construcii pot fi introduse prevederi care, n funcie de necesiti, modific valorile unor coeficieni y

a,, prevzui n standardele de aciuni;

n. cazuri justificate pot fi introdui coeficieni speciali, care s multiplice valorile de calcul ale aciunilor innd seama de specificul unor anumite construcii.

4.4. Efectele aciunilor dinamice se iau n considerare prin multiplicarea aciunilor de calcul respective, cu coeficieni dinamici, ale cror valori i mod de aplicare snt prevzute n standardele de proiectare pentru diferitele categorii de construcii.

4.5. Pentru determinarea solicitrilor cele m a i defavorabile care acioneaz asupra construciilor (solicitri axiale N, momente ncovoietoare M, fore tietoare T, momente de rsucire M

r),pro

iectantul trebuie s analizeze diferite grupri de aciuni care pot exista simultan-

4.6. Gruprile de aciuni utilizate n calcul la strile limit snt conform STAS 10101/0-75 i anume:

grupri fundamentale; grupri speciale.

Solicitrile cele mai defavorabile pentru diferitele elemente ale unei construcii i pentru acelai element n diferite seciuni se obin din oricare grupare de aciuni de calcul care pot exista s imultan.

4.7. Gruprile de aciuni utilizate n calculul la strile limit a exploatrii normale iau n considerare aciunile permanente i diferitele aciuni care intervin n timpul exploatrii, la valorile normate, care conduc la atingerea strilor limit de exploatare normal.

4.8. n gruprile fundamentale intr aciunile permanente, precum i aciunile de lung durat i aciunile de scurt durat, a cror prezen simultan este practic posibil; ntruct probabilitatea de atingere a strii limit n acest caz este mai redus dect n cazul fiecrei aciuni considerat izolat, valorile unora dintre ele se reduc n general prin multiplicare cu un coeficient de grupare conform STAS 10101/0A sau dup cum urmeaz: aciunile de scurt durat, care intr n grupare, n afar de una, apreciat ca cea mai dezavantajoas, se reduc: primele dou prin multiplicarea cu Yg 0.9, iar celelalte prin multiplicarea cu y = 0,8.

5 STAS 10 103-76

4.9. n standardele de proiectare pe categorii de construcii se vor da i alte precizri asupra modului de alctuirea gruprilor fundamentale, prin aciunile care se iau cu sau fr multiplicarecu yg; valorile coeficienilor yg pot fi difereniate i n alt mod n funcie de categoria i importana

construciilor i eventual de natura i frecvena aciunilor. 4.10. n gruprile de aciuni utilizate n calculul la starea limit a exploatrii normale, aciunile nu se multiplic cu coeficientul yg.

4.11. n gruprile speciale intr: aciuni permanente, unele aciuni temporare ntlnite frecvent, care pot exista n timpul apariiei unei aciuni excepionale i o singur aciune excepional modul de alctuire al gruprilor de aciuni i coeficienii cu care acestea se multiplic aciunile, urmeaz s se precizeze n standardele de specialitate. 4.12. Solicitrile de calcul se obin din aciunile de calcul; n cazul cnd solicitrile snt proporionale cu aciunile, solicitrile de calcul pot fi determinate pe baza aciunilor normate, rezultatele fiind apoi multiplicate cu coeficienii aciunilor; pentru o aciune oarecare se scrie:

Sc = Yat-S{ (6)

n care:

Sc solicitarea de calcul din aciunea normat Qt;

yai coeficientul aciunii normate Q(;

S( solicitarea produs de aciunea Qt 4.13. Coeficienii aciunilor pot fi aplicai eforturilor unitare ait n, determinate din solicitrile St, corespunztoare aciunilor normai .

5. INDICAII PENTRU CALCULUL CONSTRUCIILOR

5.1. Pentru verificarea la starea limit ultim din punct de vedere al rezistenei, efortul unitar este de forma:

a ( T ) = F(SC , y 4 ) < m .Rc (7) n care:

Sc solicitarea de calcul cea mai dezavantajoas egal cu:

Sc = yP S; + yal S"ul + ya2 S:2 ... + yaf Sf + y9 yar S + ...

n ca re:

S solicitare din aciuni permanente normate (pot fi una sau mai multe); S%i ' o solicitare din aciuni temporare frecvent ntlnite; Snf solicitare din aciuni normate rar ntlnite care nu se multiplic cu yg; S" solicitare din aciuni normate rar ntlnite care se multiplic cu yg; y

ap coeficieni ai aciunilor permanente; . y

at coeficieni ai diferitelor ac iuni ; Y coeficient de grupare; A caracteristica seciunii care se verific, pentru diferite solicitri: A,I, W, I, etc.;

m coeficient al condiiilor de lucru pentru elementul care se calculeaz i care n general este m =-- 1; pentru unele elemente i situaii speciale valoarea coeficientului m poate fi su,bunitar, sau supraunitar, aceste valori urmnd a fi precizate n standardele de proiectare;

Re rezistena de calcul R, Rf, R

s

c etc. conform pct. 3.

5.2. Pentru verificarea la starea limit a exploatrii normale valorile de comparaie ale deplasrilor sau'sgeilor admise se vor preciza prin standardele de proiectare pe categorii de construcii. 5.3. Verificarea la ntindere centric se face pe baza ariei seciunii celei mai slbite de pe lungimea barei.

5.4. Elementele supuse la compresiune axial, se verific cu aria seciunii brute, fr a se ine seama de gurile de nituri sau uruburi; verificarea la stabilitatea general a barei se face lund n considerare efectul de flambaj n funcie de forma seciunii; plin sau compus i solidarizat cu plcue sau zbrelue. Se recomand folosirea coeficientului de flambaj 9, determinat inndu-se seama de imperfeciunile geometrice i structurale ale barei.

Valorile coeficienilor

STAS 10 103-76

5.5. Verificarea de rezisten la elementele supuse la ncovoiere, pe una sau dou direcii, se face pe baza momentelor ncovoietoare i a forelor tietoare; pentru determinarea efortului unitar a din ncovoiere, se ia momentul de inerie net, care ine seama de eventualele slbirii din zona ntins rezultate din gurile niturilor i uruburilor, neglijnd deplasarea axei neutre; se ine seama i de eventualele fore concentrate aplicate pe tlpi. n cazul ncovoierii pe dou direcii, rezistena de calcul poate fi multiplicat cu m = 1,1.

n cazul cnd la determinarea eforturilor unitare echivalente intervine i presiunea local, se admite s se multiplice rezistena de calcul cu coeficientul condiiilor de lucru m = 1,1...1,15.

5.6. La grinzile ncovoiate cu seciune plin, static determinate, care au asigurat stabilitatea general i local, se admite s se ia n considerare dezvoltarea parial a deformaiilor plastice n seciune.

La grinzile static nedeterminate cu seciune plin constant supuse la solicitri statice, care au asigurat stabilitatea general i local i deschiderile nu difer cu mai mult de 20%, se admite s se fac egalarea momentelor de pe reazeme cu cele din cmp.

5.7. Pierderea stabilitii generale a barelor ncovoiate se recomand s fie mpiedecat prin msuri constructive ca: legturi transversale, dezvoltarea tlpii comprimate etc.; n cazul cnd aceste msuri nu snt posibile se va lua n considerare la calcul posibilitatea pierderii stabilitii generale prin ncovoiere-rsucire. Se admite, cnd aceasta se prevede n standardele de proiectare, un calcul simplificat, n general acoperitor, care const n asigurarea tlpii comprimate contra flam-bajului lateral sub efortul de compresiune care-i revine. 5.8. La elementele supuse la ncovoiere cu for a x i a l d e compresiune, verificarea se face innd seama de efectele forei axiale i de cele ale momentelor. n seciunile din-zona de mijloc a lungimii de flambaj se recomand s se in seama i de creterea momentelor ncovoietoare datorit efectului forei axiale; dac este cazul se va ine seama i de efectul de.pierdere a stabilitii barei prin ncovoiere-rsucire. Este recomandabil s se in seama, cnd este cazul, c efectul forei axiale asupra fenomenului de pierdere a stabilitii este mai redus dect n cazul cnd fora axial ar aciona fr moment.

Cnd exist ncovoiere pe dou direcii i for axial se admite majorarea rezistenei de calcul cu un coeficient m = 1,1.

5.9. Elementele de reazem se verific cu relaiile uzuale n funcie de alctuirea lor constructiv i de solicitri.

5.10. Inimile i tlpile elementelor ncovoiate sau comprimate se verific la pierderile stabilitii locale cu relaii care vor fi prevzute n standardele de proiectare pe categorii de construcii n funcie de importana elementelor construciei..

5.11. La elementele supuse la rsucire cu deplanare liber i cu deplanare mpiedecat se va ine seama i de efectele acestor solicitri.

5.12. mbinrile i prinderile sudate, cu nituri sau cu uruburi se verific la solicitrile pe care urmeaz s le transmit. Sudurile n adncime se verific ca orice seciune curent, innd seama de cele artate la punctul 5.2; sudurile de col se pot verifica n mod acoperitor, considernd c cedeaz prin forfecare dup seciunea median; se admite s se fac verificarea pe baza componentelor, solicitrii dup normal i cele din planul seciunii mediane a sudurii, dac acest mod de verificare este acceptat n standardele de proiectare pe categorii de construcii.

mbinrile cu uruburi de nalt rezisten se verific admind c solicitrile snt preluate de forele de frecare care se dezvolt pe suprafeele n contact ca urmare a pretensionrii tijei i a tendinelor de alunecare.

5.13. Verificarea la oboseal se face pentru elementele de construcie care snt supuse direct aciunilor mobile, sau care suport utilaje care produc oscilaii sau vibraii. Calculul la oboseal se face innd seama de coeficientul de asimetrie al ciclului p, de modul de concentrare al eforturilor i de frecvena ciclului. In general se determin un coeficient de oboseal y0 < 1, cu care se multiplic rezistena de calcul. ncrcrile care se iau pentru calculul la oboseal snt cele normate i eforturile unitare se determin fr coeficieni de flambaj sau dinamici. Gruprile de aciuni snt, n general, altele dect cele care se fac pentru calculele de rezisten. Modul de procedare i valorile diferiilor parametri se vor preciza prin standardele de proiectare pe categorii de construcii.

5.14. Asigurarea contra ruperilor fragile se face prin aplicarea a o serie de msuri care au n vedere: alegerea materialului corespunztor condiiilor de lucru, soluii constructive, rezolvri de detalii, tehnologia de execuie i un control de calitate, bine organizate. Prin diverse msuri se va urmri s se reduc ct mai mult concentrrile de eforturi, defectele de sudare, eforturile remanente periculoase i alte cauze care mpiedic dezvoltarea deformaiilor plastice.

5.15. Relaiile de calcul i indicaiile constructive vor fi precizate, dezvoltate i adaptate condiiilor cerute de diferite categorii de construcii n standardele de proiectare pe categorii de construcii.