Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

«Стальной каркас одноэтажного промышленного здания»

по дисциплине «Металлические конструкции»

 

по направлению (специальности) 08.03.01 «Строительство»

уровень - бакалавриат

 

 

Москва 2017

Е.А. Захаренко

Металлические конструкции. Рекомендации по курсовому проекту для студентов для студентов по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» (уровень бакалавриата) / РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ -

МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА. …………………………– 2017. – 109с.

 

Для рассмотренного примера проведён расчет поперечной рамы, определены её общие характеристики. Найдены все размеры поперечной рамы, характеристики, необходимые для дальнейшего статического расчёта. Рассчитаны постоянные и временные нагрузки поперечной рамы. Несущей конструкцией покрытия рамы выбрана ферма с параллельными поясами, пролётом 24 м, поперечное сечение - стержни из парных уголков. Для постоянной и временной снеговой нагрузок проведён статический расчет и определены расчётные усилия на сжатие и растяжение всех стержней фермы. Площади сечений стержней фермы соответствуют расчётным усилиям, что подтверждается проверками прочности. Найдены длины сварных швов прикрепления стержней фермы, предложена конструкция опорного узла. Для подбора сечений элементов рамы, расчёта ее узлов сопряжения и других деталей проведён статический расчет и определены максимальные усилия (изгибающие моменты, продольные и поперечные силы). Рассмотрена методика оценки максимальных усилий при воздействии постоянных и временных нагрузок. Определены максимальные усилия во всех требуемых сечениях рамы.

Проведен расчет устойчивости верхней части колонны как внецентренно-сжатого стержня, в плоскости и из плоскости эксцентриситета.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 5

Задание на проектирование. 7

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ... 8

2. СБОР НАГРУЗОК ДЕЙСТВУЮЩИХ НА КАРКАС.. 11

2.1. Постоянная нагрузка. 11

2.2. Временные нагрузки. 14

Пример расчет по разделам 2.1 и 2.2. 16

3. ПОКРЫТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.. 18

3.1. Покрытие по прогонам.. 18

3.2. Беспрогонное покрытие. 20

4. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ... 21

4.1. Расчетная схема рамы.. 21

Пример расчета по разделу 4.1. 21

4.2. Статический расчёт рамы.. 22

Пример расчета по разделу 4.2. 23

4.3. Определение расчетных усилий в элементах рамы.. 27

5. НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОКРЫТИЯ - ФЕРМА.. 28

5.1. Характеристики ферм.. 28

5.2. Расчет стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях ферм.. 31

Пример расчета по разделу 5.2. 32

5.3. Типы сечений стержней легких ферм. 36

5.4. Основные конструктивные требования. 37

5.5. Предельные гибкости стержней. 37

5.6. Определение расчетной длины стержней. 38

5.7. Толщина фасонки. 38

5.8. Подбор сечений стержней фермы.. 39

Пример расчета по разделу 5.8. 42

5.9. Конструирование узлов. 48

5.9.1. Конструирование и расчет промежуточных узлов. 48

Пример расчета по п.5.9.1. 52

5.9.2. Конструирование и расчет опорного узла фермы.. 62

Пример расчета по п.5.9.2. 65

5.9.3. Конструирование и расчет укрупнительного узла. 69

Пример расчета по п.5.9.3. 72

5.10.Связи (прокладки) в составных элементах фермы.. 77

6. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТОЙ КОЛОННЫ... 78

6.1. Определение расчетной длины (см. раздел 4.1) 78

6.2. Подбор сечения колонны.. 78

Пример расчета по разделу 6.2. 81

6.3. Конструирование и расчет базы колонны.. 84

Пример расчета по разделу 6.3. 88

7. СВЯЗИ МЕЖДУ РАМАМИ.. 92

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 93

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 110

 

ВВЕДЕНИЕ

    Стальной каркас промышленного здания является основной несущей конструкцией, поддерживающий кровлю и стены, а также подвесные краны, обслуживающих производство.

    Основным элементом несущего стального каркаса, воспринимающего почти все действующие на них нагрузки, являются плоские поперечные рамы, образованные колоннами и стропильными фермами. Рамы ставятся одна за другой с определенными расстояниями между ними, называемыми шагом. Каркас здания должен обладать пространственной жесткостью, что достигается устройством связей в продольном и поперечном направлениях.

    Для конструкций покрытия основными расчетными нагрузками являются снеговая и собственный вес покрытия.

    Дополнительной нагрузкой для рамы является воздействие ветровой нагрузки.

    В данном методическом пособии приведены методики и примеры расчетов поперечной рамы, стропильной фермы, колонны и связей.

    Методическое пособие состоит из 7 разделов:

1. Компоновка конструктивной схемы поперечной рамы.

2. Сбор нагрузок действующих на каркас.

3. Покрытие производственного здания.

4. Расчет поперечной рамы.

5. Несущая конструкция покрытия – ферма.

6. Расчет внецентренно-сжатой колонны.

7. Связи между рамами.

    В первом разделе пособия рассматривается компоновка конструктивной схемы поперечной рамы, рассматриваются основные элементы из которых состоит стальной каркас.

    Во втором разделе производится сбор действующих на раму нагрузок, (постоянные и временные нагрузки). Дополнительными нагрузками для рамы являются воздействия ветровой нагрузки.   

    В третьем разделе рассматриваются типы покрытий производственного здания. В данном курсовом проекте их два: беспрогонное покрытие и покрытие по прогонам. Также в разделе представлена структура расчета сплошного прогона.

    В четвертом разделе производится статический расчет рамы. Он производится для того, чтобы определить максимальные усилия (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимые для подбора сечений элементов рамы, расчёта узлов сопряжения и других деталей.

 

    В пятом разделе в качестве несущего элемента покрытия используется ферма. В курсовом проекте рассматривается расчет фермы с поперечным сечением из парных уголков.

    Также в исходных данных дается очертание фермы. В проекте используется два вида: с параллельными поясами и трапециевидная.

    В данном разделе производится расчет и конструирование узлов, но прежде чем приступить к этому этапу был сделан подбор стержней фермы.

В курсовом проекте ферму рекомендуется применять с поперечным сечением из парных уголков.    

    В шестом разделе рассматриваются вопросы подбора сечений колонн рамы. Для этого определяется расчётная длина колонн. Проверяется устойчивость колонны из плоскости и в плоскости эксцентриситета и устойчивость нижней части колонны, как единого сжато-изогнутого стержня в плоскости действия момента.

    В четвертом разделе пособия определяются расчетные усилия от различных комбинаций загружения при сочетании постоянной и временных нагрузок. Для расчетов используется программа «Рама», позволяющая определить для конкретного варианта поперечной рамы усилия от действующих нагрузок (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил) во всех характерных сечениях. В пятом разделе

    В седьмом разделе говорится о связях между рамами.

 

Задание на проектирование

    Исходными данными при проектировании являются:

    - пролет рамы (фермы) ;

    - очертание фермы: с параллельными поясами (уклон i = 0);

    - высота фермы в коньке ;

    - шаг колонн (ферм) , что определяется видом покрытия: железобетонные плиты  м;

    - нормативные максимальная и минимальная крановые нагрузки от подвесного крана ;

    - высота цеха от уровня пола (нулевой отметки) до низа ригеля

;

    - заглубление базы колонны от уровня пола ;

    - длина здания ;

    - материалконструкций (сталь);

    - место строительства.

    Расчетные сопротивления сталей и сварных соединений определяют по приложению 8.

Рис. 1.1. Конструктивная схема каркаса с фермой 24 м.

а – с беспрогонным покрытием; б – с покрытием по прогонам.

Рис. 1.2. Конструктивная схема каркаса с фермой 30 м.

а – с беспрогонным покрытием; б – с покрытием по прогонам.

Рис. 2.1. Грузовая площадь сечения

 

    2.2. Временные нагрузки

    Снеговая нагрузка определяется районом строительства и конфигурацией поперечного разреза здания.

    Расчетную нагрузку принимаем равномерно распределенной по длине фермы и определяем по формуле:

где  – расчётное значение веса снегового покрова на 1  горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от района строительства по СниП 2.01.07-85*(т.4) [1];

      – коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытии, зависящий от конфигурации кровли.

    Коэффициент  для однопролетных зданий без фонарей принимаем при угле наклона кровли , при , а в интервале  значения коэффициента  определяют интерполяцией.

    Нормативное значение снеговой нагрузки  следует определять умножением расчетного значения на коэффициент 0,7.

    Схема снеговой нагрузки на раму показана на рис.2.2, а.

    Ветровая нагрузка на сооружение вызывает давление с наветренной стороны и отсос с заветренной. Направление активного давления и отсоса совпадают с направлением ветра. Расчетные погонные нагрузки (кН/м) на поперечные рамы зданий от активного давления  и отсоса  могут быть вычислены по формулам:

где  – нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства по СНиП 2.01.07-85* (т.5) [1];

      k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (для проектируемых зданий можно принимать );

       – аэродинамические коэффициенты, зависящие от конфигурации здания; для производственных зданий прямоугольных в плане ; для плоских покрытий,  для двускатных покрытий;

       – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый 1,4.

       Схема ветровой нагрузки на раму показана на рис.2.2, б.

   

Рис.2.2. Конструктивные и расчетные схемы однопролетных рам при жестком сопряжении ригеля с колонной.

 

    Необходимо учитывать также давление ветра на боковые плоскости покрытия, которое прикладывается в уровне нижних поясов строительных ферм в виде сосредоточенных сил.

    Величина этой силы от активного давления W и отсоса W ’ соответственно равна:

где  - высота ригеля (фермы).

 

    Крановая нормативная вертикальная нагрузка задается для подвесных кранов в виде максимальной и минимальной величин (. Точки приложения этих сил, соответствующие местам прикрепления балок монорельса, по которым движется подвесной кран легкого режима работы, указываются на рис.2.2, в.

Расчетная крановая нагрузка определяется:

где  – коэффициент надежности по нагрузке для кранового воздействия.

    Расчетную горизонтальную крановую нагрузку, учитываемую при расчете рам, приближенно вычисляем по формуле:

Пример расчет по разделам 2.1 и 2.2.

    2.1. Постоянная нагрузка

Крановая нагрузка

Расчетная крановая нагрузка определяется:

где  - коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок.

    Расчетная крановая нагрузка:

Рис.3.1. Промежуточный узел фермы

1- самонарезающий винт; 2 – комбинированная заклепка.

Рис.3.2. Прогон. Разложение нагрузки на составляющие

 

    Расчет сплошного прогона

    Прогоны, работающие на наклонном верхнем поясе, подвержены косому изгибу. Расчет их производят на нагрузку от веса кровли и снега. Эту погонную нагрузку раскладывают на составляющие по главным осям сечения прогона (рис.3.2):

нормальному скату:

вдоль ската:         

    Погонную вертикальную нагрузку на прогон определяют по формулам:

где   нормативная и расчетная нагрузки в кПа от веса  кровли (таб.2.2);

  нормативная расчетная нагрузки в кПа от веса снегового покрова;

  угол наклона кровли;

  расстояние между прогонами в плане ();

  нормативная погонная нагрузка от собственного веса прогона (принимаем равной );

  расчетная погонная нагрузка от собственного веса прогона.

    Прогон имеет малую жесткость относительно оси , по этой причине даже небольшой изгибающий момент вдоль ската  вызывает в нем большие напряжения и требует значительного увеличения прогона. Между прогонами ставят тяжи, что и позволяет уменьшить неблагоприятное влияние скатных составляющих (нагрузки ).

    Расчетные изгибающие моменты в прогоне могут быть определены по формулам:

    Подбор сечения прогона удобно производить, задаваясь соотношением моментов сопротивления:

    В результате определяют требуемый момент сопротивления относительно оси наибольшей жесткости (ось ):

где   расчетное сопротивление для фасонной стали толщиной 20 мм.

    По приложению 5 подбираем сечение.

    Полученное сечение проверяют на прочность по нормальным напряжениям:

    Тяжи принимают конструктивно из круглой стали диаметром .

    Прогиб прогонов проверяют только в плоскости его наибольшей жесткости (относительно оси ):

где   предельный прогиб;

  нормативная нагрузка относительно оси .

    Если условие прочности и прогиба не выполнено, то необходимо увеличить сечение прогона и повторно сделать проверки.

Беспрогонное покрытие

    В случае беспрогонного покрытия для теплой кровли применяют крупнопанельные железобетонные плиты. Укладывают плиты на верхние пояса стропильных ферм.

    Размер плит составляет  и  м, данный размер зависит от шага ферм.

    В углах плиты имеют закладные детали, которые и приваривают к поясам ферм. По плитам укладывают утеплитель толщиной не менее 20 мм, выравнивающую асфальтовую стяжку и гидроизоляционный ковер.

Рис. 3.3. Промежуточный узел фермы с покрытием из железобетонных плит

РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ

    Расчётная схема поперечной рамы - статически непреодолимая система. Целью статического расчёта рамы является определение максимальных усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимых для подбора сечений элементов рамы, расчёта узлов сопряжения и других деталей.

       Поперечная рама одноэтажного каркасного промышленного здания испытывает воздействие постоянных нагрузок: от собственного веса покрытия и колонн и т.п., и различных временных нагрузок: от снегового покрова, ветрового давления, вертикальных и горизонтальных нагрузок кранов.

    При проектировании рамы необходимо выбрать расчетную схему, собрать нагрузки раздельно по видам (от собственного веса конструкции, снега, ветра и крана), выполнить статический расчёт, выявить комбинации нагрузок, дающие наибольшие расчетные усилия.

    Расчетная схема рамы показана на рис.2.2.

Расчетная схема рамы

В проекте рассматривается стальной каркас производственного здания с подвесными кранами. Поперечная рама каркаса состоит из колонн постоянного по высоте сечения, жестко заделанных в фундаменте, и ригелей (стропильных ферм), жестко скрепленных с колоннами.

Конструктивную схему рамы приводят к расчетной, в которой все элементы изображаются осевыми линиями с идеализированными сопряжениями в узлах. За геометрические оси колонн в расчетной схеме рамы принимают линии центров тяжести сечений колонн, закрепление (заделку) стержней колонн считают на уровне низа башмака, то есть

где  - расстояние от отметки пола до нижнего пояса ригеля;

      - заглубление колонны (расстояние от отметки пола до низа базы колонны).

    За геометрическую ось ригеля в рамах с жестким сопряжением его с колоннами принимают ось нижнего пояса фермы.

Пример расчета по разделу 4.1

Статический расчёт рамы

При статическом расчете рамы на вертикальные нагрузки необходимо знать не абсолютные значения моментов инерции элементов рамы, а только их соотношение. Для поперечных рам, рассматриваемых в курсовом проекте, соотношение моментов инерции ригеля и колонн при жестком их сопряжении можно назначать в пределах 25...35. Это связано с тем, что отношение  незначительно влияет на перераспределение усилий в элементах рамы.

Раму следует рассчитывать на каждый вид нагрузки в отдельности. В курсовом проекте расчет рамы выполняют практическими методами, используя вспомогательные формулы, приведенные в приложении 1.

Для расчета рам с жестким соединением ригеля с колонной предварительно следует определить коэффициент:

Величины изгибающих моментов М и продольных сил N находят обычными методами строительной механики. Усилия в расчетных сечениях рамы (сечения a, b, c, d) от каждого вида нагрузки удобно представить в табличной форме (таб.4.1).

Нагрузка от навесных стеновых панелей передается на стойки рамы в месте установки столиков для опирания панелей и вызывает только сжимающие продольные силы в стойках (изгибающими моментами, возникающими в раме вследствие опирания панелей с эксцентриситетом по отношению к оси стойки, можно пренебречь ввиду их малости).

Продольные сжимающие усилия в расчётных сечениях колонны от веса стеновых панелей будут равны:

сеч. a, b       

сеч. c, d         .

    Сжимающие усилия (в кН) в этих же сечениях от собственного веса колонны:

сеч. a, b       

сеч. c, d       

где  - толщина стеновой панели;

      - объёмный вес ячеистого бетона (таблица 2.2);

 - высота фермы на опоре, в фермах с параллельными поясами

Пример расчета по разделу 4.2.

Продольные сжимающие усилия в расчётных сечениях колонны от веса стеновых панелей будут равны:

сеч. a, b

сеч. c, d 

Сжимающие усилия (в кН) в этих же сечениях от собственного веса колонны:

сеч. a, b 

сеч. c, d 

    Постоянная нагрузка от веса шатр а:

    Снеговая нагрузка:

кН/

    Ветровая нагрузка

    Крановая вертикальная нагрузка

    При :

    При :

∑

∑

∑

∑

∑ ∑

∑ ∑

    Крановая горизонтальная нагрузка

Усилия в расчетных сечениях рамы (сечения a, b, c, d) от каждого вида нагрузки представим в табличной форме в таб. 4.1.

Характеристики ферм

В качестве несущего элемента покрытия могут быть использованы различного вида балок, ферм, арок и т.д. В курсовом проекте в качестве ригеля принята ферма.

Ферма – это конструкция, в которой концы стержней соединяются в узлах, образуя статически неизменяемую систему, к которой нагрузка, как правило, прикладывается только в узлах. Благодаря узловой передачи нагрузки, стержни фермы подвергаются только осевым воздействиям растягивающих или сжимающих сил.

В зависимости от назначения ферм, материала кровли, системы водоотвода и экономических соображений, очертания поясов ферм могут быть (рис.5.1):

- с параллельными поясами;

- односкатные;

- трапециевидные;

- треугольные.

В курсовом проекте используют фермы двух типов: трапециевидные и с параллельными поясами (рис.5.1,в-г).

Фермы трапециевидного очертания(рис.5.1,в) обычно имеют уклоны верхнего пояса в пределах 1/8...1/12. Такое очертание ферм лучше соответствует эпюре изгибающих моментов и имеет конструктивные преимущества. В сопряжении с колоннами позволяет устраивать жесткие рамные узлы, что повышает жесткость здания. Решетки таких ферм не имеют длинных стержней в середине пролета.

Фермы с параллельными поясами (рис.5.1,г) по своему очертанию далеки от эпюр моментов и неэкономичны по расходу стали. Однако равные длины элементов решетки, одинаковая схема узлов, повторяемость элементов и деталей, возможность их унификации способствуют индустриализации их изготовления. Поэтому фермы с параллельными поясами стали основными для покрытия производственных зданий.

По типу решетки фермы могут быть (рис.5.2):

- раскосные;

- треугольные;

- крестовые;

- ромбические и др.

Рис.5.1. Очертание поясов ферм.

а - сегментное; б – полигональное; в – трапециевидное; г – с параллельными поясами; д-и – треугольное.

 

Решетка ферм работает на поперечную силу, выполняя функции стенки сплошной балки.

От системы решетки зависит вес фермы, трудоемкость ее изготовления, внешний вид. Поскольку нагрузка на ферму передается в узлах, то решетка должна соответствовать схеме приложения нагрузки.

В курсовом проекте используют фермы с треугольным типом решетки (рис.5.2,а-б).

Треугольная система решетки. В фермах трапецеидального очертания или с параллельными поясами рациональной является треугольная система решетки (рис.4.2,а), дающая наименьшую суммарную длину решетки и наименьшее число узлов при кратчайшем пути усилия от места приложения нагрузки до опоры. В фермах, поддерживающих прогоны кровли или балки настила, к треугольной решетке часто добавляют дополнительные стойки (рис.4.2,б), а иногда и подвески, позволяющие уменьшить расстояние между узлами фермы. Дополнительные стойки уменьшают также расчетную длину сжатого пояса. Работают дополнительные стойки только на местную нагрузку и не участвуют в передаче на опору поперечной силы. 

Рис.5.2. Система решетки ферм

а – треугольная; б – треугольная с дополнительными стойками; в- раскосная с восходящими раскосами; г – раскосная с нисходящими раскосами; д – шпренгельная; е – крестовая; ж – перекрестная; и – ромбическая; к – полураскосная

Пример расчета по разделу 5.2.

    Расчетные узловые сосредоточенные силы, действующие на промежуточные узлы:

- от постоянной нагрузки

- от снеговой нагрузки

    Расчетная узловая нагрузка на промежуточные узлы фермы:

Для определения усилий в стержнях ферм воспользуемся графическим методом, т.е. построением диаграммы Максвелла-Кремоны. Диаграммы представлена на рис. 5.3.

 

Рис. 5.3. Диаграмма Максвелла-Кремоны от единичной нагрузки

Крановая нагрузка:

    Определение расчетных усилий в стержнях фермы выполнено в табличной форме (таб.5.1).

 

 

Рис. 5.4. Диаграмма Максвелла-Кремоны от крановой нагрузки

 

 

Рис.5.5. Типы сечения стержней легких ферм.

а – трубчатое; б – прямоугольное гнуто замкнутое; в-д – из двух уголков в виде тавра;

е –из одиночного уголка; ж – крестовое.

5.4. Основные конструктивные требования

    Для несущих элементов конструкций покрытий, за исключением настилов, из-за условий транспортировки и монтажа не допускается применение: листовой стали толщиной менее 6 мм; равнополочной угловой стали сечением менее  мм; неравнополочной угловой стали сечением менее  мм.

    Катет угловых сварных швов должен быть не менее 4 мм( мм), длина – не менее 40 мм или  ().

Толщина фасонки

    Толщину фасонок, с помощью которых образуют узлы ферм с поясами из уголков, определяют по наибольшему усилию в опорном раскосе, причем толщина фасонки обычно принимается одинаковой для всей фермы.

    Требуемая толщина фасонок представлена в табл.5.3.

Таблица 5.3

Максимальные усилия в стержнях решетки, кН	до 150	150-200	250 до 400	400 до 600	600 до 1000	1000 до 1400	1400 до 1800	1800 до 2200	2200 до 2600	2600 до 3000
Толщина фасонки, мм	6	8	10	12	14	16	18	20	22	25

Толщина фасонки

Толщину фасонок принимаем по таб. 5.3.

Пример расчета по разделу 5.8.

Толщина фасонки

Опорный раскос а – б

.

    Задаемся гибкостью (см. таб.5.2):

  С255 до 10 мм включительно;

.

    Находим требуемую площадь сечения стержня:

    Площадь сечения одного уголка

Принимаем .

    Подобранное сечение необходимо проверить. Для этого определяют фактическую гибкость:

Проверка стержня на устойчивость:

Устойчивость обеспечена.

Раскос б - в

.

    Требуемую площадь поперечного сечения:

    Требуемая площадь сечения уголка:

Принимаем .

    Подобранное сечение проверяем на прочность:

Прочность обеспечена.

Стойка в-г и е-е’

    Задаемся гибкостью (см. таб.5.2):

  С255 до 10 мм включительно;

.

Находим требуемую площадь сечения стержня

Площадь сечения одного уголка

Принимаем .

    Подобранное сечение необходимо проверить. Для этого определяют фактическую гибкость:

Проверка стержня на устойчивость:

Устойчивость обеспечена.

Раскос г-д

.

Задаемся гибкостью (см. таб.5.2):

  С255 до 10 мм включительно;

.

    Находим требуемую площадь сечения стержня:

    Площадь сечения одного уголка:

Принимаем .

    Подобранное сечение необходимо проверить. Для этого определяют фактическую гибкость:

Проверка стержня на устойчивость:

Устойчивость обеспечена.

Раскос д-е

.

    Требуемую площадь поперечного сечения:

    Требуемая площадь сечения уголка: