Подбор сечений элементов фермы

Подбор сечений центрально нагруженных элементов выполняется в соответствии с требованиями [6]. Для этого необходимо предварительно задаться типом поперечного сечения элементов фермы и определить расчетные длины последних.

Элементы поясов и решетки будем проектировать из спаренных уголков по ГОСТ 8509 и ГОСТ 8510 ([3], с. 380-387). При выборе типа сечения конкретно для каждого элемента следовало бы руководствоваться рекомендациями ([3], с. 271-273), однако, в связи с малой номенклатурой неравнополочных уголков в сокращенном сортаменте, целесообразно отказаться от их использования при подборе сечений.

Расчетные длины в плоскости фермы - lef,x и из плоскости фермы - lef,у плоских стержневых систем определяют в соответствии с разделом 10.1 и табл. 24 [6]. Для определения lef,у элементов пояса, необходимо выбрать схемы расположения горизонтальных связей между фермами в плоскостях верхних и нижних поясов, например, с помощью ([3], рис. 11.13, с. 325). Для рассматриваемого случая примем схемы связей, представленные на рис. 11.13,б в [3]. В таблице 2.5 приводятся геометрические и расчетные длины элементов стропильной фермы для принятых типов поперечных сечений и связей.

Расчет элементов ферм на прочность при растяжении выполняют по формуле (5) [6]:

 

где N – максимальное растягивающее усилие в элементе, кН;

Аn   – площадь поперечного сечения (нетто), см²;

  – коэффициент условий работы, который принимают по [6], табл. 1.

Таблица 2.5

Элемент фермы	Геометри- ческая дли- на, lгеом, м	Расчетные длины, м
		l ef,x	l ef,у
Верхний пояс	3	l ef,x = l геом =3	l ef,у = l геом =3
Нижний пояс	6	l ef,x = l геом =6	l ef,у =2 l геом =12
Опорный раскос	4,21	lef,x   =0,5 lгеом =2,11	lef,у = lгеом =4,24
Стойки	3,15	lef,x   =0,8 lгеом =2,52	l ef,у = l геом =3,15
Сжатые раскосы	4,35	lef,x   =0,8 lгеом =3,48	lef,у = lгеом =4,35
Растянутые раскосы	4,35	lef,x   =0,8 lгеом =3,48	lef,у = lгеом =4,35

 

Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов следует выполнять по формуле (7) [6]:

где N – максимальное сжимающее усилие, кН;

А – площадь поперечного сечения (брутто);

  - коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. Д.1 или фор- муле (8) [6] в зависимости от типа сечения, гибкости элемента l и расчетного сопротивления Rу   стали, из которой он изготовлен.

Порядок подбора сечений сжатых и растянутых элементов легких ферм

приведен в [3], с. 279 – 281. Если стержень имеет нулевое либо незначительное усилие, то подбор его сечения следует выполнять по предельной гибкости ([3], с. 283), величины которых приведены в табл. 32 и 33 [6].

Если при подборе сечения сжатых элементов решетки кроме опорного раскоса их гибкость оказывается больше 60, то коэффициент условий работы g С   следует принимать равным 0,8 ([6], табл. 1, п.4).

В качестве примера выполним подбор сечения сжатого пояса. Максимальное расчетное усилие N =1812 кН. Для изготовления элементов фермы принимаем сталь С245 по ГОСТ 27772. Соответствующие расчетные сопротивления определены по табл. В.5 [6] и приведены в таблице 2.6.

 

 

    Таблица 2.6

Толщина проката, мм	Нормативное сопротивление проката, Н/мм2		Расчетное сопротивление проката, Н/мм2
	R yn	R un	R y	R u
(С245) 4 до 20	245	370	240	360
С345 (20-40)	305	460	300	450

 

Сопряжения стержней проектируемых ферм выполняются посредством листовых фасонок, от толщины которых зависят радиусы инерции элементов из спаренных уголков. Толщину фасонок допускается назначать приближенно по максимальному усилию в стержнях решетки, в соответствии с табл. 9.2 [3]. В рассматриваемом случае tф =10мм.