5. Подбор сечений стержней фермы

Подбор сечений уголков осуществляется на основе данных 6 пункта, а так же существуют нормы проектирования, которые включают расчетные действия по определению устойчивости и гибкости элементов фермы, и определению площади поперечного сечения уголка, которая определяет прочность стержня. Выбор параметров уголков так же зависит от расчетной длинны стержней фермы которая в свою очередь может повлиять на устойчивость и прочность.

2. Определение расчетной длинны элементов фермы.

Расчетную длину каждого элемента определяем по формуле (22), и которая зависит от геометрической длинны того или иного элемента фермы.

= u-e (м) (22)

где, u - это коэффициент расположения элементов фермы,

e - длинна панели пояса.

При расчете длины стоек вместо e используют h.

Результаты расчетов сводил в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчетов расчетной длины элементов, м

направление продольного изгиба стержня	стойка	пояса		раскос
		нижний	верхний
в плоскости фермы £х	£х=0,8*3=2,4= 240см	£х=£=3	£х=£ц= 3-1=3	*4,25425см
из плоскости фермы £у	£у=1,5-2,4 =3,6=360см	£у=1,5-£х 1.5-3=4,5	£у=1,5-£ =1,5-3= 4,5	£у=1,5-£х=637=637 см

7.2 Подбор сечений сжатых элементов

Подбор сечений уголка осуществляется по условию прочности и устойчивости сжатых элементов.

Из условия прочности определяем требуемую площадь поперечного сечения А╦ для двухсторонней фермы из уголков по формуле (23)

А╦ (м) (23)

где, N - расчетное усилие максимально сжатого элемента фермы (см. таб. 1 п.6)

φ - коэффициент продольного изгиба

R_y — расчетное сопротивление материала фермы

у_с - коэффициент условий работы для сжатых элементов

А╦ = =1,9* =19 ( )

Определяем требуемую площадь сечения одного уголка по формуле (24) А┐= (см²) (24)

А┐= =9,5 (см²)

Определяем радиус инерции уголка по формуле (25).

= (см) (25)

= =2,5 (см)

Определяем сечение выбранного уголка по таблице 3.

Таблица 3- сечения пояса фермы

Состав сечений
Соотношение радиусов инерции	≈2

По результатам подсчета требуемой площади сечения одного уголка и минимального радиуса инерции выбираем не равнополочный уголок по ГОСТ 8510-94, со следующими необходимыми параметрами параметрами №10/6,3; В - 100мм; b - 60мм; t - 6мм; -3,20; - 18,20; - 1,42см; у₀ - 3,23см; F- 9,58см^:; m - 7,53м/кг.

Проводим проверку выбранного уголка на гибкость по формулам (26) и (27).

= ≤ (26)

= =93

= ≤ (27)

= =24

Определяем прочность выбираемого уголка по формуле (28).

σ= ≤ * (МПа) (28)

σ= =97,3 (МПа)

σ=97,3 (МПа)

97,3< 171 (МПа)

Проверяем выбранный уголок на металлоемкость по формуле (29).

∆σ= =5/20% (29)

∆σ = =11%

7.3 Подбор сечений элементов работающих на растяжение Из условия прочности определяем требуемую площадь поперечного сечения А╦ для двухсторонней фермы из уголков по формуле (30)

А╦ ( ) (30)

А╦ = =1,8* =18 ( )

Определяем требуемую площадь сечения одного уголка по формуле (31).

А┐= ( ) (31)

А┐ = 10 ( )

Определяем радиус инерции уголка по формуле (32).

= (см) (32)

= = 0,75 (см)

Определяем сечение выбранного уголка по таблице 4.

Состав сечений
Соотношение радиусов инерции	≈2

По результатам подсчета требуемой площади сечения одного уголка и минимального радиуса инерции выбираем не

равнополочный уголок по ГОСТ 8510-94, со следующими необходимыми параметрами №12.5/8; В - 125мм; b — 60мм; t - 8мм; - 4.00; - 2.28; - 1.84см; - 4.14см; F- 15.98см²; m - 12.53кг/м.

Проводим проверку выбранного уголка на гибкость по формулам(ЗЗ) и (34).

= ≤ (33)

= =75

= ≤ (34)

= =254

Определяем прочность выбираемого уголка по формуле (35).

σ= ≤ * (МПа) (35)

σ= ≤ 180*1,05 (МПа)

177<189 (МПа)

Проверяем выбранный уголок на металлоемкость по формуле (36)

∆σ= =5/20% (36)

∆σ = =2%

7.4 Выбор сечений для раскосов

Из условия прочности определяем требуемую площадь поперечного сечения А╦ для двухсторонней фермы из уголков по формуле (37).

А╦ (м) ( ) (23)

А╦ = =1,9* =1,9* * =1,9*10=19 ( )

Определяем требуемую площадь сечения одного уголка по формуле (38).

А┐= ( ) (38)

А┐ = 8,5 ( )

Определяем радиус инерции уголка по формуле (39).

= (см) (39)

= = 0,85 (см)

Определяем сечение выбранного уголка по таблице 5. Таблица 5 - Сечение раскоса фермы

Состав сечений
Соотношение радиусов инерции	≈0.8

По результатам подсчета требуемой площади сечения одного уголка и минимального радиуса инерции выбираем равнополочный уголок по ГОСТ 8509-94, со следующими необходимыми параметрами № 7; b - 70мм; t - 6мм; — 2,15; - 2.15; - 2.96см; F- 8,5см²; m - 11,89кг/м; Z₀-2,15; г2,7.

Проводим проверку выбранного уголка на гибкость по формулам(40) и (41).

= ≤ (40)

= =197

= ≤ (41)

= =296

Определяем прочность выбираемого уголка по формуле (42).

σ= ≤ * (МПа) (43)

σ= <205*1.05 (МПа)

234<194.7 (МПа)

Проверяем выбранный уголок на металлоемкость по формуле (44).

∆σ= =5/20% (44)

∆σ = =7% <20%

7.5 Подбор сечений элементов стоек

Так как стойку выбирают из не равнополочного уголка, то максимально нагруженное усилие 189 позволяет нам принять выбранный уголок для верхнего пояса из пункта 7.3.

Выбранный не равнополочный уголок в стойках располагаем короткими полками в стороны согласно таблице 6.

Таблица 6- Сечение стойки фермы

Состав сечений
Соотношение радиусов инерции	≈2