5.1.3. Определение расчетных длин и предельных гибкостей стержней ферм
В критическом состоянии потеря устойчивости при продольном изгибе сжатых стержней возможна в любом направлении (в плоскости фермы или из ее плоскости) и к ним предъявляются повышенные требования по жесткости.
Предельная гибкость для сжатых элементов ферм и связей зависит от назначения стержня и степени его загруженности, оцениваемой коэффициентом
α = N / (φ A Ry γc),
где N – расчетное усилие;
φ A Ry γc – несущая способность стержня (табл. 29).
Гибкие растянутые стержни могут провисать под действием собственного веса, их легко повредить при транспортировании и монтаже, а при действии динамических нагрузок они могут вибрировать, поэтому их гибкость тоже ограничена (табл. 30).
При статических нагрузках гибкость растянутых элементов ограничивается только в вертикальной плоскости.
Гибкость стержня определяется его расчетной длиной lеf (табл. 31) и радиусом инерции сечения
λ = lеf / i.
Таблица 29. Предельные гибкости λu сжатых элементов
Элементы конструкций |
Предельная гибкость λu сжатых элементов |
1. Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции, плоских ферм
|
180-60α |
2. Верхние пояса ферм, незакрепленные в процессе монтажа (предельную гибкость после завершения монтажа следует принимать по поз.1) |
220 |
3. Основные колонны |
180-60α |
4. Второстепенные колонны (стойки фахверка, фонарей и т.п.), элементы решетки колонн, элементы вертикальных связей между колоннами (ниже подкрановых балок) |
210-60α |
5. Элементы связей, кроме указанных в поз.4, а также стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых стержней, и другие ненагруженные элементы. |
200 |
|
|
– коэффициент,
принимаемый не менее 0,5 (в необходимых
случаях вместо φ
следует применять φе).
Расчетные длины стержней определяются:
– в плоскости фермы
lх = μ l;
Таблица 30. Предельные гибкости λu растянутых элементов
Элементы конструкции |
Предельная гибкость λu растянутых элементов при воздействии на конструкцию нагрузок |
||
динамических, приложенных непосредственно к конструкции |
статических |
от кранов |
|
1. Пояса и опорные раскосы плоских ферм (включая тормозные фермы) и структурных конструкций |
250 |
400 |
250 |
2. Элементы ферм и структурных конструкций, кроме указанных в поз.1 |
350 |
400 |
300 |
3. Нижние пояса подкрановых балок и ферм |
– |
– |
150 |
Примечания: 1. В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых элементов следует проверить только в вертикальных плоскостях. 2. Для растянутых элементов, в которых при неблагоприятном расположении нагрузки может изменяться знак усилия, предельную гибкость следует принимать как для сжатых элементов, при этом соединительные прокладки в составных элементах необходимо устанавливать не реже чем через 40i. |
|||
– из плоскости фермы
ly = μ l1,
где μ – коэффициент приведения длины, зависящий от способов закрепления концов стержня;
l – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов);
l1 – расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (прогонами, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т. п.).
При статических нагрузках гибкость растянутых элементов ограничивается только в вертикальной плоскости.
Гибкость стержня определяется его расчетной длиной lеf (табл. 31) и радиусом инерции сечения
λ = lеf / i.
Расчетные длины стержней определяются:
– в плоскости фермы
lх = μ l;
– из плоскости фермы
ly = μ l1,
Особое внимание обращается на устойчивость верхнего пояса в пределах фонаря, где отсутствует кровельный настил или прогоны. Здесь для
Таблица 31. Расчетные длины стержней ферм lef
Направление продольного изгиба |
Расчетная длина lef |
||
поясов |
опорных раскосов и опорных стоек |
прочих элементов решетки |
|
1. В плоскости фермы: а) для ферм, кроме указанных в поз.1, б б) для ферм из одиночных уголков и ферм с прикреплением элементов решетки к поясам впритык |
l |
l |
0,8 l |
l |
l |
0,9 l |
|
2. В направлении, перпендикулярном плоскости фермы (из плоскости фермы): а) для ферм, кроме указанных в поз.2, б б) для ферм с поясами из замкнутых профилей с прикреплением элементов решетки к поясам впритык |
l1 |
l1 |
l1 |
l |
l |
0,9 l |
|
Обозначения: l – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов) в плоскости фермы; l1 – расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы (прогонами, специальными связями, жесткими плитами покрытий, прикрепленными к поясу сварными швами или болтами, и т.п.). |
|||
раскрепления узлов из плоскости фермы предусматриваются распорки (обязательные в коньковом узле). В процессе монтажа (до укладки плит покрытия или прогонов) распорка призвана обеспечить гибкость пояса λу ≤ λu = = 220.