Конструирование. 14. 4. Расчет элементов ферм из одиночных уголков следует выполнять с учетом изгибающих моментов в плоскости фермы Мх и из плоскости фермы My

Расчет

14.4. Расчет элементов ферм из одиночных уголков следует выполнять с учетом изгибающих моментов в плоскости фермы М_х и из плоскости фермы M_y, определяемых по формулам:

М_х = M_p + e_хаNz, M_y = e_yNz, (69)

где М_р = M_q + М_е + M_f,

M_q, М_е, M_f - изгибающие моменты соответственно от внеузловой нагрузки, от расцентровки стержней в узлах и от перемещений системы (от жесткости узлов);

N - продольная сила, принимаемая со знаком, соответствующим знаку усилия (“плюс” - при растяжении, “минус” - при сжатии);

z = z_o - 0,5 d - расстояние от центральной оси до середины толщины полки уголка;

z_o - расстояние от центральной оси до наружной грани полки уголка;

e_ха, e_y - относительные эксцентриситеты прикрепления, определяемые по табл. 53 (для поясов ферм e_ха = e_y = 0).

Изгибающие моменты M_q, М_е, M_f, М_р следует принимать положительными, если они вызывают растяжение на пере уголка, и отрицательными - в обратном случае.

Моменты от жесткости узлов M_f при расчете растянутых элементов, а также при отсутствии моментов M_q и M_е допускается не учитывать.

14.5. Расчет на прочность внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов из одиночных уголков, не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, следует выполнять по формуле

, (70)

где v - коэффициент, определяемый по табл. 54 в зависимости от условных относительных эксцентриситетов e_х и e_y;

g_с - коэффициент условий работы, определяемый по поз. 6 табл. 6* СНиП II-23-81*.

Таблица 54

Условный относитель­ный экс­центриситет в плоскости	Коэффициент v при условном относительном эксцентриситете из плоскости фермы ey, равном
фермы eх		-0,2	-0,4	-0,6	-0,8	-1,0
-1,0	0,60	0,56	0,52	0,48	0,44	0,41
-0,8	0,67	0,62	0,57	0,52	0,48	0,44
-0,6	0,74	0,68	0,62	0,57	0,52	0,48
-0,4	0,82	0,75	0,68	0,62	0,57	0,52
-0,2	0,90	0,82	0,75	0,68	0,62	0,56
	1,00	0,90	0,82	0,74	0,67	0,60
0,05	0,93	0,93	0,84	0,76	0,68	0,61
0,10	0,90	0,90	0,85	0,77	0,70	0,62
0,15	0,87	0,87	0,87	0,78	0,71	0,63
0,20	0,83	0,83	0,83	0,80	0,72	0,65
0,25	0,81	0,81	0,81	0,81	0,74	0,66
0,30	0,77	0.77	0,77	0,77	0,76	0,67
0,4	0,71	0,71	0,71	0,71	0,71	0,70
0,6	0,63
0,8	0,55
1.0	0,50
1,2	0,45
1,4	0,41

Значения e_х следует определять по формуле

, (71)

где е_х - эксцентриситет продольной силы в плоскости фермы (е_х = M_x / N), вычисляемый с учетом знаков изгибающих моментов и продольной силы (положительному эксцентриситету соответствует направление к перу, а отрицательному - к обушку уголка).

Эксцентриситет продольной силы из плоскости фермы совпадает с эксцентриситетом прикрепления (е_у = M_у / N = e_yz; e_y - см. п. 14.4).

В остальных случаях расчет следует выполнять по формуле

, (72)

где х_о и у_о - координаты рассматриваемой точки сечения уголка относительно его главных осей (рис. 22).

Изгибающие моменты и следует определять по формулам:

= М_х cos a - M_y sin a; (73)

= М_х sin a + M_y cos a, (74)

где a - угол наклона главных осей сечения уголка к полкам, отсчитываемый от горизонтальной оси (см. рис. 22).

Рис. 22. Сечения элементов из одиночных уголков

а - равнополочного; б - неравнополочного

Изгибающие моменты М_х и M_y следует подставлять в формулы (73) и (74) со своими знаками (см. п. 14.4).

Моменты инерции сечения и для равнополочных уголков следует определять по сортаменту ГОСТ 8509-86. Для неравнополочных уголков следует определять по сортаменту ГОСТ 8510-86 (обозначению I_у в нем соответствует обозначение I_umin), а - по формуле

= I_x + I_y - . (75)

14.6. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых верхних поясов ферм из одиночных уголков, непрерывно раскрепленных из плоскости фермы жестким настилом и не подвергающихся непосредственному воздействию динамических нагрузок, следует проверять по формуле (49) СНиП II-23-81* рассматривая сечение поясакак тавровое, при этом коэффициент n при эксцентриситете в сторону полки (обушка) следует принимать равным 3,0, а при эксцентриситете в сторону стенки (пера) - равным 1,0.

14.7. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов из одиночных уголков, не имеющих промежуточных закреплений в одном направлении, следует выполнять по формуле (51) СНиП II-23-81*, в которой коэффициент j_е рекомендуется определять по формуле

. (76)

Для равнополочных уголков при e_y = -0,8 (т. е. для сжатых элементов решетки, прикрепляемых по одной полке сваркой или одним болтом и более) значения j_е рекомендуется определять по табл. 55.

Таблица 55

Условный относительный эксцентриситет в плоскости фермы eх	Коэффициент jе при ey = -0,8 и при условной гибкости в плоскости наименьшей жесткости уголка , равной
		0,5	1,0	2.0	3,0	4,0	5,0
-1,0	0,44	0,43	0,42	0,40	0,32	0,26	0,22
-0,8	0,48	0,46	0,44	0,40	0,32	0,26	0,22
-0,6	0,52	0,49	0,46	0,40	0,32	0,26	0,22
-0,4	0,57	0,51	0,47	0,40	0,32	0,26	0,22
-0,2	0,62	0,54	0,49	0,41	0,33	0,27	0,22
	0,67	0,57	0,51	0,42	0,34	0,28	0,22
0,2	0,72	0,59	0,52	0,43	0,36	0,29	0,23
0,3	0,76	0,60	0,52	0,44	0,37	0,30	0,23
0,4	0,71	0,61	0,53	0,45	0,38	0,31	0,23
0,6	0,63	0,58	0,53	0,46	0,39	0,32	0,24
0,8	0,55	0,53	0,51	0,45	0,38	0,31	0,23
1,0	0,50	0,48	0,46	0,42	0,36	0,30	0,22
1,2	0,45	0,43	0,41	0,38	0,33	0,27	0,21
1,4	0,41	0,39	0,37	0,34	0,30	0,25	0,20

В формуле (76) коэффициенты и следует определять в соответствии с п. 5.27* СНиП II-23-81* в зависимости от условной гибкости и (вычисляемой соответственно относительно осей х_о-х_о и у_о-у_о) и приведенного относительного эксцентриситета и для равнополочных уголков определяемого по формулам:

; (77)

, (78)

где

; (79)

. (80)

Значения изгибающих моментов и , необходимые для вычисления условных относительных эксцентриситетов и при расчете на устойчивость, следует принимать для сечений с наибольшим и наименьшим значениями М_х в пределах средней трети длины стержня.

Коэффициент следует определять в соответствии с п. 5.3 СНиП II-23-81* для наименьшей гибкости стержня (относительно оси х_о-х_о).

14.8. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых верхних поясов ферм из одиночных уголков, непрерывно раскрепленных из плоскости фермы жестким настилом, а также устойчивость других элементов, имеющих между узлами промежуточное закрепление в одном направлении, следует выполнять в соответствии с п. 5.27* СНиП II-23-81* принимая в качестве , е и W соответствующие характеристики в плоскости, перпендикулярной к плоскости закрепления.

14.9. Расчетные длины l_ef элементов ферм из одиночных уголков следует принимать по табл. 56.

Таблица 56

Элементы ферм	Расчетная длина lef
Сжатые и растянутые пояса, опорные раскосы и опорные стойки	0,9 l
Сжато-изгибаемые пояса (в плоскости фермы)	0,8 l
Раскосы и основные стойки (передающие поперечную силу)	0,8 l1
Дополнительные стойки (воспринимающие только местную нагрузку)	0,9 l1

Обозначения, принятые в табл. 56:

l - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов; при нецентрированных узлах - расстояние между точками пересечения геометрических осей элементов) в плоскости фермы;

l₁ - расстояние между ближайшими узлами по длине элемента.

14.10. При бесфасоночных узлах следует производить расчет поясных элементов в узлах на участках между прикреплениями элементов решетки на сдвиг по формуле (29) СНиП II-23-81* принимая в качестве Q разность перпендикулярных к оси пояса составляющих усилий в элементах решетки, а в качестве I, S и t - геометрические характеристики сечения уголка относительно оси х - х.

14.11. Расчет сварных точечных соединений в прикреплениях элементов из одиночных уголков (рис. 23), на действие продольной силы и момента в плоскости расположения точек следует производить по формулам:

на срез точек

, (81)

где

;

на сложное разрушение (срез и разрыв или сжатие) основного металла, окружающего точки:

а) в прикрепляемом элементе:

при g ³ 0,58 (f + l)

; (82)

при g < 0,58 (f + l)

; (83)

б) в поясном элементе:

при tg q ³ 0,58 (q ³ 30°)

; (84)

при tg q < 0,58 (q < 30°)

. (85)

Рис. 23. Схема сварного точечного соединения двух элементов из одиночных уголков

14.12. При проектировании ферм из одиночных уголков следует стремиться к выполнению узлов без фасонок, для чего рекомендуется принимать размеры полок уголков в плоскости фермы возможно большими для поясов и возможно меньшими - для элементов решетки.

14.13. Толщина прикрепляемых элементов решетки, как правило, не должна превышать толщины поясов. Суммарная толщина пакета деталей, соединяемых дуговой точечной сваркой со сквозным проплавлением, не должна превышать 26 мм.

14.14. Расстояния между краями смежных элементов решетки в узлах следует принимать не менее 5 мм, а расстояния между краями элементов решетки и внутренней стороной выступающей полки уголка пояса - не менее радиуса закругления между полками этого уголка.

14.15. Для обеспечения размещения сварных швов или болтов в пределах полок поясных уголков без их уширения в узлах (без фасонок), а также для обеспечения резки уголков решетки без скоса полок допускается смещать точки пересечения осей элементов решетки в узлах с осей поясов в сторону обушков (с соответствующим учетом возникающих при этом изгибающих моментов в стержнях М_е, см. п. 14.4).

14.16. В случае недостаточного размера полок поясных уголков для прикрепления к ним элементов решетки в отдельных узлах ферм следует предусматривать уширение этих полок приваркой к ним фасонок встык с зачисткой шва с внутренней стороны поясного уголка заподлицо с поверхностью полки.

14.17. Сварные точки в прикреплениях элементов из одиночных уголков следует размещать в соответствии с возможностями имеющегося оборудования для сварки. Точки следует располагать на максимальных расстояниях друг от друга в один или два ряда параллельно оси уголка. Каждый конец элемента следует прикреплять не менее чем двумя точками. Расстояния между центрами точек в любом направлении следует принимать не менее 1,5 d, а расстояния от центра точки до краев элемента (пера или торца уголка) - не менее l,2 d, где d - номинальный диаметр точки в плоскости среза.

14.18. За осевую плоскость фермы (совмещаемую с разбивочной осью в плане и с центром опорного ребра) следует принимать плоскость, удаленную от обушка уголка верхнего пояса на расстояние, равное расстоянию до центра тяжести сечения верхнего пояса с округлением до 5 мм в меньшую сторону.

14.19. Сжатые опорные раскосы и стойки и другие сильно нагруженные элементы решетки из одиночных уголков рекомендуется выполнять с прикреплением их в узлах по двум полкам, т. е. с прикреплением полки, перпендикулярной плоскости фермы, к соответствующим полкам поясных уголков или к опорному ребру фермы (непосредственной приваркой впритык либо с помощью приваренной планки или прокладки).

Дата добавления: 2014-12-26