Расчет и проверка на изгиб или разрушение: квадратной трубы ослабленной в сечени

[prones]

Доброго времени суток, я процессе работы я столкнулся с вопросами, которые вроде простые, но я не смог понять, как их решить с уверенностью. Заглядывал и в сопромат, и в СНИП по металлоконструкциям, не дошло до меня. Если кто-то сможет объяснить или показать примеры понятного решения(или упрощенного решения), или ссылки на доступную для понимания литературу буду очень благодарен. Хочу разобраться, что и как действует, так как придется с этим очень часто сталкиваться, а спросить не у кого.
Есть рисунки и здесь и в архиве.
Пользовался СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» ,
ГОСТ 8639-82  Трубы стальные квадратные. Сортамент
ГОСТ 13663-86 материалы для квадратных труб.

1.) а. Соединение  двух квадратных труб 40х40 посредством шпильки. Я проводил расчеты , беря данные по моменту сопротивления(W) из госта 8639-82 и сигмы т (предела текучести) для материалов под этот гост. И пользуясь формулой M/WRY <1 .  Вычисляешь момент, принимаешь значения R как сигму т и Условие прочности на изгиб проходит. Но у меня есть отверстие 10 мм, это концентратор напряжения и мне надо узнать его значение. Поискал по нету, нашел табличку, где по отношению высоты детальки и диаметра отв. находиться коэффициент и он был от 3 до 3.7. В чем загвоздка если использовать, этот коэффициент то прочность на изгиб не получается. В итоге подумал и взял материал 10ХСНД, и то не уверен, не будет ли прорыва или трещин в месте соединений.
А срез шпильки, вроде худо-бедно посчитал ,и сам, и по онлайн сервису, принял прочность 5.8
б. Как рассчитать, на сколько надо сместить  отв. от края, чтоб металл не прорвало?

2.) Я пытаюсь рассчитать опорный кронштейн. Сила направлена на круглый врез, что приводит к изгибу ножки, и я как понимаю, будет опасное сечение 4(снизу).   И по усилию, которое распространиться по кронштейну даст реакцию опоры и опасное сечение 4(сверху).
Тут я в ступоре, что куда и как. Как я понимаю поверхность 1 действует на смятие, чем она больше, тем легче избегать смятия (Я посчитал там огромные запасы и не стоит заморачиваться).  Сечение 2  действует на изгиб? Но у меня круглый стержень упирается в поверхность 1 и на ножку частично давит и мне важна высота сечения 4?. Как просчитать наименьшую высоту сечения?. Или толщину этой пластинки. Что на, что действует и какие справочные данные мне нужны. Я нашел все для стали 20пс, всякие разные сигмы и др значения (спасибо Анурьеву) А поверхность 3 сопротивлялась бы кручению, если бы оно было?

3.) Тут задача похожая на предыдущую и по идее, если пойму прошлую задачу и эту решу.  Есть направляющая по ней катается подшипник, и я опасаюсь, что пластина отогнется вниз.  По сути это прямоугольный стержень, с жесткой опорой и вылетом на 40 мм и толщиной 3 мм. Но что мне брать за сечение, у меня же длинная направляющая больше метра ,а линия контакта 9 мм, как ширина подшипника. И что тут принимать и учитывать?

4.) Тут уже кого хватит сил просто направить. Как посчитать жесткость прямоугольника и вообще металлоконструкции и их устойчивость. Тут хватит литературы, чтоб я попарился поразбирался.
Спасибо за внимание, и даже, что просто прочли это.

[prones]

Еще картинки

[Starik]

Что то уж очень много вопросов в одной теме. По этой причине тему закрываю. Правило: Один вопрос, одна тема у нас ещё никто не отменял.
Автору, создайте по каждому вопросу отдельную тему. Если считаете что все вопросы взаимосвязаны, сделайте перекрёстные ссылки.