8.10.3. Підбір перерізів стержнів ферми

Після визначення розрахункових зусиль в стержнях ферми приступають до підбору їх перерізів.

1. Підбір перерізів розтягнутих стержнів.

Підбір перерізу розтягнутих стержнів слід починати з елементів з найбільшими зусиллями. Перерізи розтягнутих стержнів підбирають, виходячи з умови міцності центрально розтягнутого елемента

.

Звідси необхідна площа стержня , де – розрахункове зусилля в стержні. Знаючи тип перерізу стержня та його необхідну площу , за таблицями сортаменту приймають прокатний профіль з площею, не меншою за необхідну, тобто .

Якщо стержні у вузлах з’єднуються за допомогою високоміцних болтів або заклепок, то площу прокатного профілю треба приймати з запасом на отвори .

Для прийнятого перерізу стержня визначають чи приймають з таблиць сортаменту необхідні геометричні характеристики і перевіряють його на міцність за формулою , де – площа поперечного перерізу стержня „нетто” з урахуванням фактичного послаблення отворами для болтів чи заклепок; для зварних ферм (тут – площа „брутто” поперечного перерізу стержня).

Перевіряють стержень на відповідність вимогам жорсткості. Для цього обчислюють гнучкість стержня в площині ферми та із площини ферми , де і – розрахункові довжини стержня відповідно в площині та із площини ферми; та – радіуси інерції поперечного перерізу стержня відносно головних центральних осей. Перевіряють умови , де –гранична гнучкість розтягнутого стержня, при статичних навантаженнях на ферму .

2. Підбір перерізів стиснутих стержнів.

Підбір перерізу стиснутих стержнів також доцільно розпочинати з елементів, в яких діють максимальні зусилля.

Перерізи стиснутих стержнів підбирають з умови стійкості центрально стиснутого елемента . Звідси потрібна площа поперечного перерізу стержня , де – розрахункове зусилля в стержні; – коефіцієнт поздовжнього згину, величина якого приймається за нормами проектування стальних конструкцій залежно від розрахункового опору сталі та гнучкості стержня . Для попереднього підбору поясів рекомендується прийняти , а для решітки .

Задавшись гнучкістю , знаходять потрібний радіус інерції перерізу за формулами , де та – розрахункові довжини стержня. Відповідно за потрібними радіусами інерції та і площею з таблиць сортаменту вибирається розмір прокатного профілю з відповідними радіусами інерції та і площею .

За вибраними радіусами інерції обчислюють фактичні гнучкості стержня і , де – гранична гнучкість стержня. За більшою гнучкістю чи та розрахунковим опором сталі приймають величину коефіцієнта і перевіряють стійкість стержня за формулою , де – коефіцієнт умов роботи (для стиснутих стержнів решітки, крім опорних, гнучкість яких , слід приймати ; в решті випадків коефіцієнт ).

Розрахунок вважається закінченим, а поперечний переріз економічно підібраним, якщо недонапруження не перевищує 5%, а перенапруження згідно з умовами міцності і стійкості не допускається зовсім.