3.2. Підбір перерізів елементів ферми із гнутих зварних профілів
Підбір перерізу нижнього поясу (елемент 12-13).
Розрахункове
зусилля
.
Розрахунковий
опір сталі С245 при товщині листа 2-10 мм
;
(для будівель II
класу відповідальності);
(для розтягнутих
елементів зварних ферм, див. норми
СНиП ІІ - 23 - 81*. Стальные
конструкции, табл.6);
Визначаємо необхідну площу перерізу нижнього поясу ферми за формулою
.
За сортаментом
вибираємо гнутий зварний профіль
квадратного перерізу Гн.120x5
із фактичною площею
та радіусами інерції
.
Знаходимо гнучкості підібраного перерізу
нижнього поясу відносно осей
;
,
де
гнучкості стрижня відносно осей
відповідно;
радіуси інерції
перерізу відносно осей
відповідно;
розрахункові
довжини стрижня відносно осей
відповідно.
Вибираємо максимальну
гнучкість. Це
.
Порівнюємо її з граничною гнучкістю
(норми СНиП ІІ - 23 -
81*. Стальные
конструкции. табл. 20*], тобто
перевіряємо виконання умови
.
Умова виконується.
Перевіряємо підібраний переріз
,
.
Переріз підібрано.
Приймаємо переріз
мм.
Таблиця підбору перерізів стрижнів ферми
Елемент |
№ елемента |
Зусилля, кН |
Переріз |
Площа, см2 |
Розрахункова довжина, см |
Радіус інерції, см |
Гнучкість |
|
|
|
|
% |
||||
|
|
|
|
|
|
|
кН/см2 |
|||||||||
Верхній пояс |
1-2 |
80,3 |
Гн.120x120x4 |
182 |
300 |
300 |
6,24 |
4,68 |
48 |
64 |
120 |
0,7864 |
0,95 |
19,3 |
24 |
-6 |
2-3 |
-214,2 |
|||||||||||||||
3-4 |
-294,6 |
|||||||||||||||
4-5 |
-320,25 |
|||||||||||||||
Нижній пояс |
10-11 |
160,65 |
Гн.120x3 |
22,4 |
300 |
900 |
3,12 |
3,12 |
63 |
189 |
400 |
– |
1,00 |
23,28 |
24 |
-3 |
11-12 |
267,75 |
|||||||||||||||
12-13 |
321,3 |
|||||||||||||||
Решітка |
1-10 |
133,95 |
Гн.80x3 |
9,01 |
248 |
248 |
3,12 |
3,12 |
79 |
79,48 |
400 |
– |
1,00 |
14,87 |
24 |
-38 |
10-2 |
-133,95 |
Гн.80x3 |
9,01 |
202 |
252 |
3,12 |
33,12 |
64,7 |
80,76 |
150 |
0,6804 |
0,95 |
23,09 |
-37 |
||
2-11 |
89,25 |
Гн.80x3 |
9,01 |
198 |
248 |
3,12 |
3,12 |
63,5 |
79,48 |
400 |
– |
1,00 |
9,91 |
-59 |
||
11-3 |
-89,25 |
Гн.80x3 |
9,01 |
202 |
252 |
3,12 |
3,12 |
64,7 |
79,48 |
150 |
0,6804 |
0,95 |
15,35 |
-36 |
||
3-12 |
44,63 |
Гн.80x3 |
9,01 |
198 |
248 |
3,12 |
3,12 |
63,5 |
79,48 |
400 |
– |
1,00 |
4,95 |
-79 |
||
12-4 |
-44,63 |
Гн.80x3 |
9,01 |
202 |
252 |
3,12 |
3,12 |
64,7 |
80,76 |
150 |
0,6804 |
0,95 |
7,6 |
-68 |
||
4-13 |
-35,7 |
Гн.80x3 |
9,01 |
202 |
252 |
3,12 |
3,12 |
64,7 |
80,76 |
400 |
0,6804 |
0,95 |
6,1 |
-70 |
||
Стійка |
5-13 |
0,00 |
Гн.80x3 |
9,01 |
180 |
180 |
3,12 |
3,12 |
64,7 |
80,76 |
400 |
– |
0,95 |
0 |
24 |
0 |
,
Підбір перерізу верхнього поясу (елемент 4-5).
Розрахункове зусилля N=-320,25 кН;
розрахунковий
опір сталі С245 при товщині листа 2 – 10
мм
(для будівель II класу відповідальності);
(для стиснутих
елементів ферм покриття , див. СНиП
ІІ-23-81*, табл.6).
Добір перерізу
стиснутого стрижня починають із
попереднього вибору габаритів профілю.
Висоту профілю стиснутого поясу ферми
приймають
мм.
Приймаємо
мм,
мм.
Визначаємо наближено
радіуси інерції гнутих профілів. У
середньому
=0,3916=6,24 см;
=0,3912=4,68 см.
Знаходимо гнучкість
стрижня
;
.
Вибираємо максимальну
гнучкість. Це
.
Порівнюємо її з граничною гнучкістю
для стиснутих поясів ферм [СНиП ІІ-23-81*,
табл. 19*], тобто перевіряємо виконання
умови
.
Умова виконується.
За гнучкістю (за нормами СНиП ІІ-23-81*, табл. 72]) знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину =0,7846.
Визначаємо потрібну площу поперечного перерізу стиснутого елемента за формулою
.
За габаритами
,
та одержаною площею перерізу вибираємо
відповідний профіль із сортаменту.
Вибираємо гнутий зварний профіль
прямокутного перерізу Гн.120x120x4мм
із фактичною площею А=18,2
і радіусами інерції
.
Знаходимо фактичні параметри
та
;
.
Перевіряємо
підібраний переріз на стійкість при
центральному стиску з урахуванням
фактичних параметрів
.
.
Підбір перерізу вважають вдалим, якщо недонапруження не перевищує 5 10%. У нашому випадку недонапруження перевищує 10%, але сортамент не дає можливості знизити недонапруження внаслідок відсутності необхідних для цього перерізів. Тому залишаємо підібраний переріз Гн.120x120x4мм.
Підбір перерізу розкосу (10-2)
Розрахункове зусилля N=-133,95;
розрахунковий опір сталі С245 при товщині листа 2 – 10 мм ;
(для будівель II класу відповідальності);
(для стиснутих елементів ферм покриття, див. норми СНиП ІІ-23-81*, табл.6).
Вибираємо попередні
габарити профілю. Висоту профілю
стиснутого розкосу ферми приймаємо
мм. Приймаємо
мм.
Ширину
елементів решітки приймаємо приблизно
(ширини поясів). Приймаємо ширину
елементів решітки
мм, що становить
.
Визначаємо наближено
радіуси інерції профілю. У середньому
см.
Знаходимо гнучкість стрижня
=
=
де
– гранична гнучкість для стиснутих
розкосів ферм [1, табл. 19*]. Умова
виконується.
За гнучкістю за додатком 5 (або за нормами [1, табл. 72]) знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину
=0,78.
Визначаємо потрібну площу поперечного перерізу стиснутого елемента за формулою
За габаритами , та одержаною площею перерізу вибираємо відповідний профіль із сортаменту. Вибираємо гнутий зварний профіль квадратного перерізу Гн.80x3мм. із фактичною площею А=9,01 і радіусами інерції. іх=3,12 іу=3,12 см
Знаходимо фактичні параметри та
,
де – гранична гнучкість для стиснутих розкосів ферм [СНиП ІІ-23-81*, табл. 19*]. Умова виконується.
За гнучкістю (за нормами СНиП ІІ-23-81*, табл. 72]) знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину =0,6804.
Перевіряємо підібраний переріз на стійкість при центральному стиску з урахуванням фактичних параметрів .
,
. Переріз підібрано. Приймаємо. Гн.80x3мм.
Приймаємо Гн.80x3мм.
Підбір перерізів інших елементів решітки виконуємо аналогічно. При цьому для стиснутих елементів враховуємо можливу втрату стійкості за допомогою коефіцієнта поздовжнього згину . Отримані результати зводимо у таблицю.