Рекомендации по подбору сечений стержней

· Для всех элементов фермы можно использовать профили из парных равнополочных уголков, однако для некоторых сжатых элементов более эффективными оказываются профили из неравнополочных уголков, так как они лучше соответствуют условию равноустойчивости.

4 Если расчётная длина сжатого стержня одинакова в плоскости и из плоскости фермы (опорные раскосы, элементы верхнего пояса, закреплённые прогонами в каждом узле), то условию равноустойчивости лучше всего соответствует сечение из неравнополочных уголков, соединённых большими полками вместе.

4 Если расчётная длина стержня из плоскости фермы примерно в два раза больше, чем в плоскости фермы (опорные раскосы с подкосом, элементы верхнего пояса, закреплённые прогонами через узел), то условию равноустойчивости лучше всего соответствует сечение из неравнополочных уголков, соединённых меньшими полками вместе.

4 Жесткость сечения из двух равнополочных уголков из плоскости рамы больше, чем в её плоскости, поэтому такое сечение лучше всего подходит для раскосов, расчётная длина которых в плоскости рамы на 20% меньше, чем из плоскости.

· Для стоек, к которым прикрепляются вертикальные связи ферм (см. рис. 1.5), применяют крестовое сечение из двух или четырёх уголков, обеспечивающих центрированное положение связей по отношению к стойкам.

4 Для остальных элементов ферм применяется сечение из парных равнополочных уголков.

· Для удобства комплектования и изготовления конструкций при проектировании фермы задают не более 5…7 различных калибров профиля.

· Для обеспечения необходимой жесткости при монтаже и перевозке применяются уголки сечением не менее L 50х5.

· Предпочтительнее использовать уголки с более широкой полкой, чем с более толстой, поскольку при одинаковой площади сечения уголки с меньшей шириной полки имеют более высокие значения радиусов инерции.

· Зазор между парными уголками, соответствующий толщине фасонки, принимается постоянным для всех узлов. Толщина фасонки назначается в зависимости от расчётного усилия в опорном раскосе:

Усилие в опорном раскосе, кН	Толщина фасонки tf, мм
менее 150
150…250
250…400
400…600
600…1000
1000…1400
1400…1800
более 1800

Рис. 5.6. Поперечное сечение элементов фермы.

· Назначаем толщину фасонки t_f = 14 мм, так как усилие N_A-1 = 607,72 кН.

4 При промышленном проектировании вначале подбирают сечения всех элементов, затем проводят их унификацию, оставляя не более 5…7 профилей различного калибра. Метод оптимальной унификации, основанный на минимизации потерь от попарного объединения групп стержней, разработан профессором Я.И. Ольковым.

4 В учебном проектировании можно подобрать сечения только для некоторых наиболее нагруженных элементов, а в аналогичных элементах для соблюдения требований унификации принять сечения такими же.

· Сжатые стержни подбираются из условия обеспечения устойчивости, растянутые – из условия прочности, ненагруженные – по предельной гибкости.

· Подбор сжатых стержней выполняется в следующем порядке. Результаты заносятся в таблицу 5.6.

1. Предварительно задаём гибкость элементов:

для поясов λ = 60…80, для раскосов λ = 100…120 .

2. В зависимости от заданной гибкости по табл. 72 СНиП [2] определяем коэффициент продольного изгиба φ.

3. Определяем требуемую площадь сечения стержней из условия обеспечения их устойчивости (число 2 учитывает, что сечение состоит из двух уголков):

.

4. Определяем требуемые радиусы инерции сечения относительно осей х и y :

, .

5. По требуемым значениям площади A и радиусов инерции i_x, i_y по сортаменту подбираем номер профиля и выписываем его характеристики.

6. Определяем фактические гибкости:

; .

7. По значению наибольшей гибкости l_max = max{l_x; l_y} определяем коэффициент продольного изгиба φ_min (по табл. 72 СНиП [2]).

8. Определяется предельная гибкость l_u (табл. 6.4) и проверяется условие l_max £ l_u.

9. Производится проверка устойчивости сжатого стержня: .