Расчетные длины элементов плоских ферм из круглых труб

Подбор сечений элементов фермы

Расчетные длины элементов фермы

Расчетные длины элементов ферм из круглых труб в плоскости l_efх и из плоскости фермы l_efу определяются в соответствии с табл. 3 или [11, табл. 57]. Так как форма потери устойчивости поясов из плоскости фермы зависит от того, в каких точках пояса закреплены от смещения, то необходимо к моменту подбора сечений элементов фермы запроектировать системы вертикальных связей по фермам и связей по верхним и нижним поясам ферм [3, 9].

Расчетные длины заносят в таблицу подбора сечений элементов ферм (табл. 4).

После определения расчетных усилий производится подбор сечений элементов фермы. Компонуя сечения стержней ферм, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Сечения поясов следует выполнять постоянными или изменять не более одного раза в фермах пролетом 24 м и более, при меньших пролетах сечение поясов изменять не рекомендуется.

Таблица 3

Направление потери устойчивости	Расчетная длина lef
поясов	опорных раскосов и опорных стоек	прочих элементов решетки
Фермы с прикреплением элементов решетки к поясам впритык: а) в плоскости фермы б) из плоскости фермы - со сплющиванием одного или двух концов в разных плоскостях: а) в плоскости фермы б) из плоскости фермы - со сплющиванием двух концов в одной плоскости: а) в плоскости фермы б) из плоскости фермы	l l 1       l l 1     l l 1	l l 1       l l 1     l l 1	0,85 l 0,85 l 1       0,9 l 0,9 l 1     0,95 l 0,95 l 1

П р и м е ч а н и е: l – геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов); l ₁ – расстояние между центрами узлов, закрепленных от смещения из плоскости фермы (поясами ферм, связями, плитами покрытия, прогонами и т.д.).

2. В фермах из круглых труб применяют в основном электросварные трубы диаметром от 40 до 530 мм. Во избежание продавливания диаметр трубы решетки d должен быть не меньше 0,3 диаметра трубы пояса D и не больше его диаметра: 0,3 D £ d £ D.

3. Для обеспечения качества сварки и повышения коррозионной стойкости наименьшую толщину стенок труб для поясов и опорных раскосов следует принимать равной 3 мм, для элементов решетки – 2,5 мм, за исключением стержней, выполняемых со сплющиванием концов в плоскости фермы.

4. В случае применения труб одного диаметра разница в толщинах стенок должна быть более 1,5 мм.

5. Нижний и верхний пояса рекомендуется проектировать из труб одинакового сечения и равной длины.

6. Для удобства комплектования металла количество калибров профилей, принимаемых в ферме, ограничивается: при пролете фермы L £ 36 м

рекомендуется принимать 5-6 различных калибров, при пролете L > 36 м – 6-8 калибров.

7. Для снижения расхода стали целесообразно наиболее нагруженные элементы ферм (пояса, опорные раскосы) проектировать из стали повышенной прочности, а прочие элементы – из обычной стали. Именно замкнутая форма сечения позволяет эффективно использовать стали повышенной прочности. Для элементов ферм по сокращенному сортаменту рекомендуются электросварные трубы из стали марок Ст15, Ст20, ВСт3пс6, 09Г2С, 16Г2АФ, 14Г2 или 17Г1С.

В курсовом проекте марки сталей элементов фермы принимаются по заданию и при необходимости уточняются преподавателем.

Подбор сечений элементов ферм удобно оформлять в табличной форме (см. табл. 4).

Различают следующие виды напряженного состояния элементов ферм:

1. Центрально-сжатые элементы. При подборе сечения центрально-сжатых элементов предварительно задаются гибкостью: для поясов и опорных раскосов λ _з = 60 … 80, для решетки λ _з = 100 … 120. По заданной гибкости по [2, табл. 72] определяют коэффициент продольного изгиба φ_з (в первом приближении можно задаться непосредственно φ_з = 0,7 …0,8 для поясов и φ_з = 0,4 … 0,6 для элементов решетки). Требуемую площадь сечения находят из условия устойчивости

А _тр = ,

где R_y – расчетное сопротивление стали по пределу текучести [2, табл. 51]; γ _с – коэффициент условий работы конструкций, принимаемый по табл. 5 в соответствии с рекомендациями [4, 11].

По требуемой площади А _тр подбирают по сортаменту сечение трубы и определяют его фактические геометрические характеристики А, i_х, i_у. В прилож. 1 приведена выборка из сортамента электросварных труб. Для подобранного сечения определяют гибкости и сравнивают с предельным значением:

λ _х = < [λ]; λ _у = < [λ],

где [λ] – предельная гибкость (табл. 6). По большей гибкости уточняют коэффициент продольного изгиба φ по [2, табл. 72] и проверяют устойчивость элемента по формуле

σ = £ R_y γ _c.

Если гибкость стержня предварительно была задана неправильно и проверка показала перенапряжение или значительное (больше 5…10 %) недонапряжение, то проводят корректировку сечения, принимая промежуточное значение гибкости между предварительно заданным и фактическим значением.

Таблица 5

Коэффициенты условий работы γ _с

Элементы и соединения конструкций

Коэффициенты условий работы γ с

1. Сжатые элементы ферм перекрытий под залами, трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ, архивов и т.д. при весе перекрытий, равном или большем временной нагрузке   2. Растянутые элементы ферм в сварных конструкциях   3. Панели поясов трубчатых ферм диаметром D при наличии расцентровки стержней решетки в узлах с эксцентриситетами е < 0,1 D (при проверке прочности и устойчивости без учета изгибающих моментов)   4. Трубчатые элементы конструкций толщиной t, имеющие в торцах сварные прикрепления впритык (втавр) к другим трубчатым деталям толщиной 2 t или к листовым деталям толщиной менее 4 t, за исключением прикреплений к фланцам, имеющим с противоположной стороны соосное прикрепление трубы или центрирующую прокладку   5. Элементы решетки (стойки) бесфасоночных ферм, прикрепленные в узлах к двум другим элементам решетки (раскосам), имеющим разные знаки усилий   6. Сжатые трубчатые элементы диаметром D и толщиной t, имеющие сплющенные концы: а) со свободным формированием переходного участка от круглого сечения к сплющенному (с неплавным переходом) б) с принудительным формированием переходного участка с уклоном 1: 6 (с плавным переходом)   6. Сварные соединения трубчатых элементов без подкладного кольца: а) встык б) впритык (тавровое)

0,9   0,95   0,9   0,8     0,85     1 - 0,015 , но не более 0,7 и не менее 0,3 1,3 - 0,015 , но не более 1,0 и не менее 0,4     0,75 0,85

П р и м е ч а н и е: 1) коэффициенты γ _с, установленные в п. 2 и 7, а также в п. 4 и 6 одновременно не учитываются; 2) коэффициент γ _с, установленный в п.6, не распространяется на крепления соответствующих элементов в узлах; 3) коэффициенты γ _с, установленные в п. 4 и 6, при проверке устойчивости сжатых стержней не учитываются; 4) в не оговоренных случаях γ _с =1.

Таблица 6

Дата добавления: 2015-06-27