Требуемая площадь сечения Лтр = Л7ф/? = 535/0,582-21,5» 43 см. Требуемые радиусы инерции 1 = /ох/Я=258/100=2,58 см; %=?ov/=516/100= = 5,16 см.

По требуемым площади и радиусам инерции ближе всего подходит сечение из двух неравнополочных уголков 140x90x10 (ГОСТ 8510-72): Л = 2-22,2 = 44,4 см; U = = 2,56 см (ij, не лимитирует сечения).

Определяем наибольшую гибкость стержня относительно оси х-х: Хх=ктах = = 258/2,56=100 и по наибольшей гибкости находим ф = 0,582.

Напряжение о = Л/фЛ = 535/0,582-44,4«20,7 кН/см2<;? = 21,5 kH/cmI

Оставляем принятое сечение из двух уголков 140x90X10.

3. Подбор сечений растянутых стержней

Требуемую площадь нетто сечения растянутого стержня фермы из стали с отношением /?в/ун<? определяют по формуле

An = N/Ry, (9.19)

где у - коэффициент условий работы; у„=1,3 - коэффициент надежности.

Скомпоновав по требуемой площади сечение (с учетом установленного ассортимента профилей и общих конструктивных требований), производят проверку принятого сечения, причем подсчитывают действительное его ослабление отверстиями.

4. Подбор сечений стержней при действии продольной силы и момента (внецентренное сжатие)

Верхние пояса стропильных ферм, нагружаемые кровельной конструкцией, работают на осевую силу и изгиб.Хжимающая сила N определяется по обычному расчету фермы с приложением всей нагрузки в узлах.

Изгибающий момент принимается равным наибольшему моменту в пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругой неразрезной балки (см. § 3).

Расчетные значения продольной силы Л и изгибающего момента в стержнях следует принимать для одного и того же сочетания нагрузок из расчета системы по недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали.

Расчет на устойчивость внецентренно сжатого верхнего пояса фермы следует выполнять как в плоскости действия момента, так и из плоскости действия момента.

Подбор сечения можно начать с определения требуемой площади сечения стержня, используя формулу проверки устойчивости в плоскости изгиба

Ар = А Фв„?у. (9.20)

Как уже было рассмотрено в §3 гл. 3, коэффициент понижения несущей способности стержня при внецентренном сжат ии фвн (см. прил.8) есть функция условной гибкости в плоскости изгиба Хх- (kx/ix) V RIE и приведенного эксцентриситета тар, равного относительному эксцентриситету т = ео/р, умноженному на коэффициент влияния формы сечения т], принимаемому по прил. 10. Поэтому приведенный эксцентриситет будет иметь следующий вид:

«о Мх Az

Отпр = T1W = т) = т) J , (9.21)

Рх Nix

где рх - расстояние от горизонтальной оси до края ядра сечения; г - расстояние от центра тяжести сечения до сжатого от момента края сечения; A-I: -момент относительно горизонтальной оси.

Предварительный подбор сечения производят как для центрально-сжатого стержня. Установив тип сечения (тавр, труба, два швеллера, двутавр и т. д.), задаются гибкостью Xx - Ulix и определяют отвечающие этой гибкости и расчетной длине стержня радиус инерции гх = = klXx, требуемую высоту сечения h = ijai и ядровое расстояние рх = - ix/z. Для симметричных относительно горизонтальной оси сечений г=Ы2, для тавровых г = 0,3 h.

Таблица 9.1. Подбор сечения стержней легких ферм (сталь 18 кп)

Для принятого типа сечения по прил. 10 находим ц.

Зная рх и Г], определяют по формуле (9.21) приведенный эксцентриситет Шпр, а по нему и по приведенной гибкости Хх-ноэффициент фвв (см. прил. 9) и, наконец, по формуле (9.20) находят требуемую площадь. Зная площадь и высоту h, компонуют сечение. Если сечение компонуется плохо, изменяют значение гибкости и определяют новое значение площади.

Получив геометрические характеристики намеченного сечения, производят проверку стержня в плоскости действия момента по формуле

Коэффициент фвн принимается по точно вычисленным характеристикам к и mnp для принятого сечения.

Расчет на устойчивость при т<20 не требуется.

Проверка устойчивости стержня из плоскости действия момента производится (при 1х>1у) по формуле

aNlcffyARy. (9.22)

Коэффициент продольного изгиба центрально-сжатого стержня фу относительно оси у принимают по гибкости стержня

Ху = IJiy

Коэффициент с принимается в соответствии с указаниями гл. 3. При наличии в стержне отверстий для болтов прочность внецентренно сжатых стержней проверяется по формуле

(Ы1А„.г±МхуПхпт)у<-Яу, (•23)

где /1ит и /iHT -площадь и момент инерции нетто, (/ - расстояние от нейтральной оси до края сечения.

5. Подбор сечений стержней по предельной гибкости

Ряд стержней легких ферм имеют незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения, сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости, установленной СНиП (см. §4 этой главы). К таким стержням обычно относятся дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей и т. п.

Зная расчетную длину стержня /о и значение предельной гибкости Хпр, определяют требуемый радиус инерции 1тр=:/оДтр. По нему в сортаменте выбирают сечение, имеющее наименьшую площадь.

Ввиду простоты расчетных манипуляций рекомендуется подбор стержней легких ферм оформлять в табличной форме (табл. 9.1).

§ 7. подбор сечений стержней тяжелых ферм

Подбор сечений стержней тяжелых ферм начинается с предварительного определения требуемых площадей сечения всех стержней по формулам (9.16) и (9.19).

-Фасонка 1

!, b II f-tl

Лист псонка

ПрошЗки

Рис. 9.16. Размещение узловых фасонок в тяжелых фермах

Щсоит

1 II

Для сжатых стержней в первом приближении коэффициенты продольного изгиба можно принимать равными: для поясов ф = 0,8ч-0,85, для решетки ф=0,7-0,8.

В растянутых стержнях при клепаных или болтовых монтажных соединениях учитывается коэффициент ослабления а = 0,8ч-0,85.

Исходя из требуемых площадей устанавливается тип сечения стержней для поясов и решетки.

В зависимости от климатического района эксплуатации ферм (см. СНиП) высота сечения поясов не должна превышать 1/10-1/15 длины панели, так как при большей высоте влияние изгибающих моментов от жесткости узлов возрастает и его надб учитывать в работе.

Основным размером стержней тяжелых ферм с двухстенчатыми сечениями является расстояние между узловыми фасонками Ь (рис. 9.16, а, б, в), которое определяет ширину стержней поясов и раскосов и сохраняется постоянным для всех элементов фермы. Обычно Ь = 400- 500 мм.

Узловые фасонки непосредственно накладывают на наружные грани, что дает наиболее простой тип узла. Однако это требует постоянства ширины между наружными поверхностями всех стержней фермы. Ввиду того что толщина вертикалов разных сечений неодинаковая, расстояиие в свету между их внутренними поверностями может получиться также разным. Выравнивание достигается постановкой прокладок в сечениях с более тонкими вертикалами (рис. 9.16, в).

Пояса тяжелых ферм имеют в разных панелях разные сечения, связанные общностью типа и условиями сопряжения стержней в узлах. Поэтому сечения всех стержней одного пояса должны подбираться одновременно. Перед началом подбора устанавливают тип сечения (Н-образное, швеллерное, коробчатое), прием перехода от площади одного сечения к площади смежного и намечают места перехода от одного сечения к смежному. Приемы изменения площади сечения зависят от типа сечения. В сварных Н-образных сечениях обычно изменяются высота и толщина вертикалов при сохранении постоянства расстояния между наружными гранями сечения. Горизонтал из условия необходимой устойчивости и жесткости сечения должен иметь толщину не менее /so расстояния между вертикалами и ие менее 12 мм. Толщина вертикалов исходя из условий их устойчивости должна приниматься по табл. 8.5, при этом надо учитывать зависимость расчетного сопротивления стали от толщины листа.

Основой швеллерных сечений являются два швеллера, которые проходят через все сечения (см. рис. 9.14, г).

Швеллерное сечение развивают путем добавления вертикальных листов (см. рис. 9.14, д, е). Таким образом, высота швеллерных сечений может быть постоянной во всех стержнях.

После подбора сечений производят их проверку. Проверку сечений сжатых стержней ферм выполняют так же, как центрально-сжатых колонн, по указаниям гл. 8: Н-образных-как сплошных, швеллерных - как сквозных с той разницей, что ширина b сечений здесь является заданной, а не определяемой из условия равноустойчивости.

Раскосы при швеллерных или коробчатых поясах подбирают швеллерного сечения (см. рис. 9.14, г) или Н-образного (см. рис. 9.14, а или б) при Н-образных поясах. Швеллерные сечения более выгодны прира-