Підбір поперечних перерізів розтягнутих стержнів ферми

4.2 Підбір поперечних перерізів розтягнутих стержнів ферми

У відповідності з даними статичного розрахунку (див. розділ №3) на розтяг працюють:

1) нижній пояс

2) стійки С3 за схемою №6 і С4 за схемою №8

3) низхідні розкоси (якщо розглядати ліву половину прольоту ферми до осі симетрії).

Розкос називають низхідним, якщо його лівий кінець вище правого.

У відповідності з нормами [2] підбір розмірів поперечного перерізу розтягнутого стержня треба виконувати виходячи із забезпечення:

1) міцності

2) виконання вимоги по обмеженню гнучкості, яке розглянуте вище.

Умова міцності має вигляд:

, (4.5)

де N – розрахункова поздовжня сила з таблиці 3.2

А_n– площа поперечного перерізу стержня “нетто” з урахуванням ослаблення перерізу отворами (наприклад, для болтів); при виконанні курсового проекту можна прийняти, що А_n= А;

R_y, γ_c, γ_n, А– див. розділ 4.1.

Для підбору розмірів поперечного перерізу розтягнутого стержня знаходять потрібну площу поперечного перерізу із умови міцності

. (4.6)

Мінімальні радіуси інерції поперечного перерізу стержня у площині і з площини ферми (що відповідають граничній гнучкості), як і при підборі стиснутих стержнів, визначають виходячи із вимоги по обмеженню гнучкості за формулою (4.4):

,  , (4.7)

де λ_lim - гранична гнучкість (див початок розділу 4)

l_ef,x i l_ef,у – розрахункові довжини стержня відповідно у площині та з площини ферми (див. табл.4.2 у розділі 4.1 і вказівки під цією таблицею). При виконанні курсового проекту для нижнього поясу можна прийняти: l=l₁=2·d=6м.

При визначених A_потр, і_x,min i і_у,min необхідно за сортаментом прийняти конкретний калібр профілю, вид якого вказаний у завданні (парні кутики, круглі труби, ГЗП). У сортаменті для кожного калібру наведені A, і_x i і_у. Його треба обрати таким чином, щоб виконувались умови (4.4), а фактична площа поперечного перерізу A була не менше A_потр. В фермах з парних кутиків (див.рис.4.1а) A_потр відповідає площі перерізу двох кутиків.

Розглянемо для прикладу підбір перерізу нижнього поясу ферми при таких вихідних даних:

1) тип (вид) поперечного перерізу – парні кутики

2) поздовжня сила, що розтягує – N=550кН

3) l_ef,x=l=600cм i l_ef,у=l₁=600см

4) R_y=240МПа=24кН/см²

5) δ=12мм

6) γ_n=1.

У відповідності з наведеними вище вказівками приймаємо для розтягнутого стержня нижнього поясу - λ_lim=120, γ_c=0,95.

За формулою(4.6):

,

де (10^-1) – переведення R_y з МПа в кН/см².

За формулами (4.4):

, .

За сортаментом приймаємо 2L 90×7, для яких:

A=2·12,3=24,6см²> A_потр =24,12см²

і_x=2,77см>і_x,min=1,5см

і_у=4,13см>і_у,min=1,5см.

Перелік розтягнутих стержнів, які треба підібрати, наведений вище.

Після підбору перерізів елементів ферми необхідно зробити уніфікацію, тобто зменшення кількості різних калібрів профілів на одну ферму. Наприклад, якщо один стержень ферми прийнятий за розрахунком з 2L 63×4, а другий - з 2L 70×5, то обидва стержня можна прийняти з більшого профілю, тобто з 2L 70×5. При виконанні уніфікації бажано дотримуватись таких правил:

1) у фермах з труб і ГЗП, якщо різні стержні однієї ферми мають однаковий генеральний розмір d або h, (див.рис.4.1б,в), то їх товщини стінок t повинні бути однаковими або відрізнятись не менше, ніж на 2мм

2) у фермах з кутиків, якщо різні стержні однієї ферми мають однакову ширину полиці b (див.рис.4.1а), то їх товщини полиць t повинні бути однаковими.

Наприклад, якщо один стержень ферми прийнятий за розрахунком з 2L 100×7, а другий - з 2L 100×8, то обидва стержня можна прийняти з 2L 100×8.

Після виконання уніфікації кількість різних калібрів профілю на одну ферму повинно бути від чотирьох до восьми.