16. Типы сечений эл-ов ферм, подбор сечений стержней

Подбор сечений элементов ферм

В фермах из прокатных и гнутых профилей для удобства ком­плектования металла принимается обычно не более 5...6 калибров профилей. Из условия обеспечения качества сварки и повышения коррозионной стойкости толщину замкнутых профилей (труб, гнуто-замкнутых сечений) не следует принимать менее 3 мм, а для уголков - менее 4 мм. Для предотвращения повреждения стержней при транспортировке и монтаже не рекомендуется также применять профили размером менее 50 мм.

Профильный прокат поставляют длиной до 12 м. Для снижения трудоемкости изготовления в фермах пролетом до 24 м (включительно), состоящих из двух отправочных марок, пояса при­нимают постоянного сечения.

Для снижения расхода стали целесообразно, особенно при боль­ших усилиях, наиболее нагруженные элементы ферм (пояса, опор­ные раскосы) проектировать из стали повышенной прочности, а прочие элементы - из обычной стали. Стержни легких ферм работа­ют в относительно благоприятных условиях (одноосное напряжен­ное состояние, незначительная концентрация напряжений и т.д.), поэтому для них следует применять стали полуспокойной выплавки. Фасонки ферм работают в сложных условиях (плоское поле растяги­вающих напряжений, наличие сварочных напряжений, концентра­ция напряжений вблизи швов), что повышает опасность хрупкого разрушения и требует применения более качественной спокойной стали.

Подбор сечений сжатых элементов

Требуемую площадь находят из условия устойчивости

Местную устойчивость сжатых элементов, выполненных из про­катных сечений, можно считать обеспеченной, поскольку из усло­вий прокатки толщина полок и стенок профилей больше, чем требу­ется из условий устойчивости.

Устойчивость стенок сечений из круглых труб обеспечена, если ,

где г - радиус тру­бы, t - толщина стенки.

Для гнутозамкнутых прямоугольных трубча­тых сечений предельную условную гибкость стенок из условия ус­тойчивости можно определить из выражения:

Подбор сечения растянутых элементов

Предельное состояние растянутых элементов определяется либо их разрывом σ>σ_u , где σ_у - временное сопротивление стали, либо развитием чрезмерных пластических деформаций σ > σ_у , где - σ_у - предел текучести. Стали с нормативным сопротивлением Ryn < 44 кН/см² имеют развитую площадку текучести по­этому, как правило, несущую способность элементов из таких сталей проверяют, исходя из условия развития пластических деформаций, по формуле:

Для элементов, выполненных из сталей, не имеющих площадки текучести (условный предел текучести Ryn > 44 кН/см²), а также если эксплуатация конструкций возможна и после развития пластических деформаций, проверку несущей способности проводят по формуле:

где γ_u = 1,3 - коэффициент надежности при расчете по временному сопротивлению;

Ru - расчетное сопротивление, определенное по временному сопротивлению.

Обычно требуемую площадь растянутого элемента определяют по формуле:

Затем по сортаменту выбирают профиль, имеющий ближайшее большее значение площади. Проверка принятого сечения в этом случае является формальной и не требуется.

Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб

Предельное состояние внецентренно растянутых элементов оп­ределяется развитием пластических деформаций в наиболее нагру­женном сечении, и их несущая способность проверяется по формуле:

Для внецентренно сжатых элементов определяющей в большин­стве случаев является потеря устойчивости, и проверку их несущей способности проводят по формуле:

Подбор сечения таких элементов производят методом последова­тельных приближений.

Обычно, поскольку осевое усилие играет определяющую роль, предварительно с некоторым запасом назначают сечение, исходя из его работы на центральное сжатие и растяжение, а затем проверяют его с учетом действующих моментов по формулам:

Подбор сечений стержней по предельной гибкости

Ряд стержней легких ферм имеют незначительные усилия и, сле­довательно, небольшие напряжения. Сечения этих стержней подби­рают по предельной гибкости. К таким стержням обычно от­носят дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей и т.п.