Розрахунок і конструювання сталевої стропильної ферми покриття промислового будинку
Методическое пособие - Строительство
Другие методички по предмету Строительство
сті за формулою (4.1) ліва частина буде набагато менше правої. У цьому випадку, наступний цикл наближення не потрібен. Як правило, відносно мала поздовжня стискаюча сила діє у розкосах поблизу середини прольоту.
Розглянемо для прикладу підбір перерізу верхнього поясу ферми при таких вихідних даних:
1) тип (вид) поперечного перерізу парні кутики
2) поздовжня стискаюча сила у елементі верхнього поясу N=600кН
3) lef,x=l=300cм i lef,у=l1=2l=600см (при прогонному типі покриття)
4) Ry=240МПа=24кН/см2
5) ?=12мм
6) ?n=1.
У відповідності з наведеними вище вказівками приймаємо:
- для стиснутого поясу ?lim=120
- для стиснутого поясу з кутиків ?c=0,95.
Приймаємо у першому наближенні ?=0,7. За формулою(4.2а):
,
де (10-1) переведення Ry з МПа в кН/см2.
За формулами (4.4)
, .
За сортаментом приймаємо 2L1258, для яких:
A=219,7=39,4см2? Aпотр =37,6см2
іx=3,87см>іx,min=2,5см
при ?=12мм - іу=5,53см>іу,min=5см.
Для перевірки стійкості знаходимо:
, ,
.
При ?=108,5 і Ry=240МПа за табл.4.1 по інтерполяції:
.
Перевіряємо умову стійкості:
.
Оскільки умова не виконується (ліва частина більше правої, а повинно бути навпаки), то при прийнятому перерізі стійкість поясу не забезпечена. Це означає, що потрібний наступний цикл наближення. При знайденому значенні ?=0,4876:
,
За сортаментом приймаємо 2L12512, для яких:
A=228,9=57,8см2? Aпотр =54см2
іx=3,82см>іx,min=2,5см
при ?=12мм - іу=5,62см>іу,min=5см.
Для перевірки стійкості знаходимо:
, ,
.
При ?=106,76 і Ry=240МПа за табл.4.1 по інтерполяції:
.
Перевіряємо умову стійкості:
.
Висновок: стійкість забезпечена з відносно невеликим запасом. Підбір перерізу закінчений. Прийнято 2L125*12.
При підборі перерізу стержнів з ГЗП існуючого сортаменту може оказатись недостатньо. Калібру профілю, що відповідає Aпотр може не знайтись. У цьому випадку, треба перейти до проектування ферми з круглих труб. Такий перехід повинен бути обґрунтований розрахунком, який треба навести у пояснювальній записці до курсового проекту.
Перелік стиснутих стержнів, які треба підібрати, наведений вище.
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
Аn площа поперечного перерізу стержня “нетто” з урахуванням ослаблення перерізу отворами (наприклад, для болтів); при виконанні курсового проекту можна прийняти, що Аn= А;
Ry, ?c, ?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 ?lim - гранична гнучкість (див початок розділу 4)
lef,x i lef,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=2d=6м.
При визначених Aпотр, іx,min i іу,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, іx i іу. Його треба обрати таким чином, щоб виконувались умови (4.4), а фактична площа поперечного перерізу A була не менше Aпотр. В фермах з парних кутиків (див.рис.4.1а) Aпотр 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) lef,x=l=600cм i lef,у=l1=600см
4) Ry=240МПа=24кН/см2
5) ?=12мм
6) ?n=1.
У відповідності з наведеними вище вказівками приймаємо для розтягнутого стержня нижнього поясу - ?lim=120, ?c=0,95.
За формулою(4.6):
,
де (10-1) переведення Ry з МПа в кН/см2.
За формулами (4.4):
, .
За сортаментом приймаємо 2L 907, для яких:
A=212,3=24,6см2> Aпотр =24,12см2
іx=2,77см>іx,min=1,5см
іу=4,13см>іу,min=1,5см.
Перелік розтягнутих стержнів, які треба підібра