Подбор и проверка сечений стержней фермы

Материал фермы – сталь С245 R_y=240 МПа.

Верхний пояс

Подбираем сечение стержня верхнего пояса с максимальным расчетным усилием

N_ЖЗ=-677,88 кН

Коэффициент условий работы _с=0,95. Предварительно задаемся гибкостью стержня λ=80, тогда φ=0,686

Расчетная длина всех стержней пояса в плоскости ригеля равна их геометрической длине

И на бесфонарных участках, благодаря закреплению пояса в каждом узле прогонами, расчетная длина из плоскости ригеля будет такой же

А в пределах с фонарем

_{Требуемая площадь сечения}

Подбираем сечение из тавра №20 ШТ1;А=60,84см²; i_x=5,02 см; i_y=7,2 см.

Фактическая гибкость

По максимальной гибкости определим коэффициент продольного изгиба

Проверка устойчивости стержня

Принимаем стержни ГЖ и ЖЗ из тавра №20 ШТ1

N_ВГ=-373,34 кН

Предварительно задаемся гибкостью стержня λ=80, тогда φ =0,686

Подбираем сечение из тавра №13 ШТ1 А=26,94см²; i_x=3,27см; i_y=4,25см.

Принимаем стержни АВ и ВГ из тавра №13 ШТ1

Нижний пояс

Сечение нижнего пояса подбираем по максимальному расчетному усилию в стержне ДИ

N_ДИ= 523,58 кН; _с=0,95

Требуемая площадь сечения

Подбираем сечение из тавра 15ШТ3 А=33,9 см²; i_x=3,81см; i_y=4,82 см.

Проверка прочности стержня

Гибкость стержня

Проверка устойчивости стержня БД при сечении из тавра 15ШТ3

N_БД=-61,84 кН

N_БД=186,76 кН

Принимаем нижний пояс из тавра 15ШТ3.

Раскосы Опорный раскос бв

N_БВ= -293,66 кН, _с=0,95

Расчетные длины

Задаемся гибкостью λ=80, тогда ϕ =0,686

Требуемая площадь сечения и радиусы инерции

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L75х60х8

А=9,47∙2=18,94 см²; i_x=2,7 см; i_y=5,24 см

Тогда при

Раскос ВД

N_ВД=177,71 кН, _с=0,95 l_ВД=

Требуемая площадь сечения

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L50х5

А=4,8∙2=9,6 см²; i_x=1,53 см; i_y=4,63см.

Проверка прочности

Гибкость стержня

Раскос ДЖ

N_ДЖ= -214,96 кН; _с=0,8

Задаемся гибкостью λ=100 (λ=100…200), тогда φ=0,542

Требуемая площадь сечения и радиусы инерции

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L75х8

А=11,5∙2=23 см²; i_x=1,11 см; i_y=2,28 см.

Тогда при

Раскос ЖИ

N_ЖИ=414,29 кН; _с=0,95

Требуемая площадь сечения

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L100х6

А=9,59∙2=19,18см²; i_x=3,2см; i_y=2,77см.

Проверка прочности

Гибкость стержня

Раскос ИК

N_ЖИ=-221,48 кН; _с=0,8

Задаемся гибкостью λ=100 (λ=100…200), тогда φ =0,542

Требуемая площадь сечения

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L90х6

А=12,3∙2=24,6см²; i_x=2,77см; i_y=4,21см.

Тогда при

Стойка ГД

N_ГД= -130 кН;_с=0,8

Расчетные длины

Задаемся гибкостью λ=100 (λ=100…200), тогда φ=0,542

Требуемая площадь сечения

Так как расчетное усилие небольшое и требуемая площадь получается незначительной, подбираем сечение по предельной гибкости

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L75х5

А=7,39∙2=14,78см²; i_x=2,31см; i_y=3,49см.

Тогда при

Стойка ЗИ

N_ЗИ= -144 кН; _с=0,8

Расчетные длины

Задаемся гибкостью λ=100 (λ=100…200), тогда φ=0,542

Требуемая площадь сечения

Так как расчетное усилие небольшое и требуемая площадь получается незначительной, подбираем сечение по предельной гибкости

Подбираем сечение из двух равнополочных уголков 2L75х5

А=7,39∙2=14,78см²; i_x=2,31см; i_y=3,49см.

Тогда при

Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и

поясам ферм

Применяем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром менее 1,4мм. В этом случае β_f=0,7, β_z=1. Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления

R_wz=0,45∙R_un=0,45∙380=171 МПа

_wf=_wz=1,0 (п. 11.2 [2])

Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва.

R_wf=215 МПа

R_wf∙β_f=215∙0,7=150<R_wz∙β_f=171∙1=171

т.е. несущую способность швов будем определять прочностью оп металлу шва

Толщину фасонок принимаем t_ф=14 мм. При т_ф=14 мм k_fmin=5мм.

Стержни	Сечение	N, кН	Шов по обушку			Шов по перу
			N, кн	kf, см	lw см	N,кН	kf см	lw см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
БВ	┐┌75*60*8	293,66	0,75N=659,88	0,8	27,4	0,25N=219,96	0,6	12
ВД	┐┌50*5	757,66	0,7N=530,36	0,6	30,0	0,3N=227,3	0,5	15,4
ДЖ	┐┌175*8	214,96	0,7N=410,18	0,8	17,5	0,3N=175,8	0,6	10
ЖИ	┐┌100*6	414,29	0,7N=290	0,5	20,0	0,3N=124,3	0,5	9
ИК	┐┌90*6	221,48	0,7N=155	0,5	21,3	0,3N=66,4	0,5	min 5
ГД	┐┌75*5	130	0,7N=91	0,5	5	0,3N=39	0,5	min 5
ЗИ	┐┌75*5	144	0,7N=100,8	0,5	8	0,3N=43,2	0,5	min 5