44.Подбор сечения сжатых и растянутых стержней ферм. Подбор сечения стержней ферм по предельной гибкости. Общие требования конструирования легких ферм. Расчет узлов ферм.
Подбор сечения сжатых стержней
Требуемая площадь сечения стержня определяется по формуле
,
где φ≈0,7÷0,9 – для поясов, φ≈0,5÷0,6 – для
элементов решетки.
Затем по сортаменту подбирают близкий по требуемой площади профиль; выписываются его геометрические характеристики. Определяются гибкости стержня в обоих направлениях (в плоскости и из плоскости фермы).
; 
,
где
x
и
y
– расчетная длина стержня в плоскости
и из плоскости фермы; λx и λy – не должно
превышать предельных нормированных
значений; λпр=120 – для сжатых поясов, а
также опорных раскосов и стоек, передающих
опорные реакции. λпр=150 – прочие сжатые
стержни.
Проверка напряжений в принятом сечении производится по формуле
.
где γc =0,95 – для верхнего пояса и опорного
раскоса; γc =0,8 – для сжатых раскосов и
стоек при λ≥60.
Подбор сечения растянутых стержней
Требуемая площадь сечения стержня определяется по формуле
.
Затем по сортаменту подбирается близкий по требуемой площади профиль. Проверка напряжений в принятом сечении производится по формуле:
,
где γc =0,95 – для нижнего пояса и всех
растянутых раскосов.
Кроме того, должно соблюдаться условие: λпр=250 – для растянутых поясов и опорных раскосов, λпр =350 – для прочих растянутых стержней.
Подбор сечения стержней по предельной гибкости
Ряд стержней легких ферм имеют незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения; сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости, установленной СНиП (λпр для растянутых и сжатых стержней). К таким стержням относятся дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей.
Требуемый радиус инерции сечения стержня определяется по формуле:
,
где
– расчетная длина стержня, λпр –
предельная гибкость.
Затем по сортаменту выбирают профиль с минимальной площадью.
Конструирование и расчет узлов ферм
Определяют необходимую длину сварных швов, крепящих стержень к фасонке.
Возможны 2 случая.
1) Для стержня с сечением, симметричным относительно центра тяжести сечения (трубчатого, швеллерного, таврового и т.п.).
см,
где n – число швов крепления стержня к
фасонке; N – усилие в стержне; Кƒ – катет
шва, определяемый толщиной стенки
стержня.
2) Для стержня с сечением, несимметричным относительно центра тяжести сечения (для уголков).
по перу 
см;
по обушку 
см,
где
;
;
γ=0,3 для равнобоких уголков, γ=0,35 для
неравнобоких, прикрепляемых узкой
полкой. Затем в масштабе вычерчивается
узел фермы и определяются размеры
фасонки.
С целью упрощения комплектации металла и исключения ошибок при сборке фермы все фасонки фермы проектируют одинаковой толщины.
Затем фасонку проверяют на прочность.
Общая длина криволинейной линии выкола фасонки a-b меньше прямоугольной линии a-c-d.
В первом случае существуют нормальные и касательные напряжения, а во втором только касательные.
С целью упрощения расчетов в запас прочности (поскольку Rs = 0,58Ry) принимают расчетную схему по второму случаю a-c-d.
Напряжение в фасонке определяется по формуле
.
При примыкании стойки к поясу фасонки проверяют по линии a-b.
.
П
ри
изменении сечения пояса должна быть
обеспечена равнопрочность соединения
по линии a-b-c (совместна работа фасонки
и накладок).
Отличительной особенностью монтажного стыка является то, что фасонка и пояс разрезаны, поэтому конструкция соединения должна обеспечить равнопрочность пояса и фасонки.
Конструкция соединения может быть самой разнообразной, будь то на болтах или на сварке.
Современные конструкции ферм:
1.Фермы с поясами из широкополочных тавров и решеткой из уголков.
2.Фермы с поясами из широкополочных двутавров и решеткой из прямоугольных гнутосварных профилей.
3.Трубчатые фермы.
4.Фермы из гнутых профилей.
5.Фермы из открытых гнутых профилей.