Рекомендуемые толщины фасонок

Поскольку l_y = l_x, принимаем сечение сжатого пояса из двух равнополочных уголков (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Сечение пояса (к примеру 5.1)

При предварительном подборе сечения поясов легких ферм гибкость принимается λ = 60 – 90. Большие значения гибкости принимаются при меньших усилиях.

Задаемся λ = 70. Условная гибкость

По условной гибкости для для типа кривой устойчивости ′′с′′ (см. табл. 3.12) определяем коэффициент устойчивости  = 0,674 (см. табл. 3.11).

Из условия устойчивости сжатого стержня определяем требуемую площадь сечения пояса:

А_тр = N/(φR_yγ_с) = 1300 / (0,674 ∙ 24 ∙ 0,95) = 84,6 см².

Требуемый радиус инерции

i_тр = l_x/λ = 300 / 70 = 4,29 см.

По требуемым значениям площади и радиуса инерции из сортамента

принимаем сечение из двух равнополочных уголков ∟160×160×14/ГОСТ 8509-93. Площадь сечения А = 43,57 ∙ 2 = 87,14 см²; радиус инерции относительно оси х-х – i_х = 4,92 см; радиус инерции одного уголка относительно собственной центральной оси, параллельной свободной, i_y = 4,92 см; расстояние от центра тяжести уголка до наружной грани полки, параллельной оси y₁-y₁, z_о = 4,47 см.

Определяем радиус инерции составного сечения из двух уголков при зазоре между уголками (толщина фасонки) а = t_ф = 14 мм:

см.

Подсчитываем гибкости в главных плоскостях:

λ_х = l_x/i_х = 300 / 4,92 = 61;

λ_у = l_у/i_у = 300 / 7,14 = 42.

Наибольшая условная гибкость

По табл. 3.11. находим минимальный коэффициент φ_min = 0,730.

Производим проверку устойчивости центрально-сжатого пояса:

Недонапряжение

Максимальная гибкость

λ_х = 60,7 < λ_и = (180 – 60α) = (180 – 60 · 0,896) = 126,

где α = 0,896 – степень загруженности стержня.

В процессе монтажа (раскрепляющие верхний сжатый пояс прогоны или плиты покрытия отсутствуют) в предположении строповки фермы в узлах верхнего пояса через четыре панели гибкость пояса из плоскости фермы не должна превышать предельной

λ_у = l_у / i_у = 4 d / i _y = 4 ∙ 300 / 7,1 = 169 < λ_и = 220.

Сечение из двух уголков ∟160×160×14 принято.

Пример 5.2. Подобрать сечение верхнего сжато-изгибаемого пояса при действии на него осевого усилия N = – 1300 кН и внеузловой нагрузки F = 55 кН, приложенной в середине панели d (расчетная схема представлена на рис. 5.3). Расчетная длина пояса λ_х = λ_у = d = 3 м.

Материал конструкции – сталь класса С245. Расчетное сопротивление R_y = 24 кН/см². Коэффициент условий работы γ_с = 0,95.

Рис. 5.3. Расчетная схема и сечение пояса

Определяем изгибающий момент в середине панели пояса

M = 0,9Fd/4 = 0,9 ∙ 55 ∙ 300 / 4 = 3712, 5 кН∙см.

Эксцентриситет

е = M/N = 3712,15 / 1300 = 2,86 см.

Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов выполняется как в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости), так и из плоскости действия момента (изгибно-крутильная форма потери устойчивости).

Расчет таких элементов постоянного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии, производится по формуле

Таблица 5.7