7.3.2. Подбор сечений растянутых стержней
Требуемая площадь поперечного сечения растянутого элемента фермы определяется из условия прочности:
(7.9)
где γc = 0,95 – коэффициент условий работы по прил. 10.
По сортаменту равнополочных (прил. 35) или неравнополочных (прил. 36) уголков назначают сечение из двух уголков с площадью, значение которой является наиболее близким к требуемой. Проверку прочности центрально растянутого элемента фермы выполняют по площади «нетто» (за вычетом ослаблений):
(7.10)
Сечение элемента должно быть подобрано с недонапряжениями, не превышающими 15 %.
Длинные и тонкие растянутые стержни могут провисать под собственным весом, искривляться при транспортировке и монтаже, поэтому гибкости растянутых элементов ограничены. В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых стержней достаточно проверить только в вертикальной плоскости:
,
(7.11)
где [λ] =400 – предельное значение гибкости для всех растянутых стержней плоской фермы при статических нагрузках [1, табл.20].
Для слабо нагруженных стержней фермы или даже при нулевом расчетном усилии в стержне определяющим критерием при подборе сечения оказывается гибкость. Подставив в выражения (7.3) предельное значение гибкости такого элемента и получив требуемые радиусы инерции, в сортаменте (прил. 35, 36) можно подобрать сечение стержня фермы.
При выборе номера профиля руководствуются следующими соображениями:
1) с целью обеспечения технологичности конструкции необходимо унифицировать сечения, получая количество типоразмеров в пределах 5 – 6;
2) фермы пролетом до 30 м выполняют, как правило, с поясами постоянного сечения по длине. Если в элементах поясов усилия отличаются на 30 % и более, можно изменить сечение пояса. При этом смещение оси профиля относительно центра тяжести пояса не должно превышать 5 % высоты уголка, в противном случае необходим учёт моментов, возникающих в узлах. Наиболее рациональным может быть изменение сечения пояса за счёт перехода от неравнополочного профиля к равнополочному;
3) промежуточные раскосы и стойки обычно имеют 1-2 типоразмера, а стойки выполняют одинаковыми;
4) не следует использовать в фермах профили одного типоразмера, которые отличаются только толщиной или классом стали – это может привести к случайной замене одного элемента другим в процессе изготовления;
5) в фермах не применяют равнополочные уголки менее ∟50×5 и неравнополочные менее ∟63×40×5, что связано с обеспечением требуемой жесткости при транспортировке и монтаже, удобством выполнения сварных соединений.
Подбор сечений элементов ферм удобно выполнять в форме таблицы, пример заполнения которой приведен ниже (табл. 7.3).
Таблица 7.3
Подбор сечений элементов стропильной фермы
Эле- мент
|
Расч. усилие N, kH |
Сечение |
Пло-щадь, см2 |
Расчетная длина, см |
Гибкость |
Предельная гибкость [ λ ] |
Проверка, kH/см2 |
Ryγc, kH см2 |
||||
- |
+ |
lefx |
lefy |
λx |
λy |
N φA |
N An |
|||||
Р1 |
|
470 |
2∟90×7 |
24,56 |
315 |
394 |
113 |
97 |
400 |
|
20,6 |
22,8 |