Тема: Статический расчёт сжатых и растянутых стержней стальной фермы. Подбор сечения сжатых и растянутых стержней ферм из 2-х спаренных уголков

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Фермой называется геометрически неизменяемая система, состоящая из стержней, соединенных между собой по концам шарнирами. Места соединения стержней называются узлами фермы. Оси стержней, образующие узел, должны пересекаться в одной точке, при этом стержни испытывают действие только растягивающих или сжимающих осевых усилий.

Все стержни, образующие ферму, разделяются на поясные и решетку. Стержни решетки делятся на стойки и раскосы. Края стержней решетки не доводятся друг до друга и до поясов на расстояние 50мм.

Размеры фасонок определяются с учетом размещения сварных швов, прикрепляющих стержни фермы. Толщина фасонок определяется по наибольшему усилию в стержнях

При N ≤ 200 кн t = 8мм

При N = 200 кн ÷ 500кн t = 10мм

При N = 500 кн ÷ 750кн t = 12мм

ЗАДАНИЯ ПО ВАРИАНТАМ

Подобрать сечение сжатого стержня решетки стальной фермы при действии статической нагрузки N

Исходные данные	Варианты
Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина стержня l , м	3,1	2,8	3,2	2,8	2,9	3,0	3,1	2,5	2,4	2,6
Класс стали	С235	С235	С235	С245	С245	С245	С275	С275	С275	С245
Толщина фасонки, t , мм	10	8	10	10	8	10	12	12	12	10
Расчётное усилие N , кн	320	200	350	450	180	400	600	540	650	300

1. Находим расчетное сопротивление стали по пределу текучести

2. Определяем коэффициент условия работы

3. Определяем расчетные длины стержня в плоскости фермы l_ef_,_x и в плоскости,

перпендикулярной плоскости фермы l_ef_,_y

l_ef,x =0,8 l

l_ef_,_у = l

4. Находим требуемую площадь сечения стержня, для этого предварительно принимаем гибкость стержня λ= 100 и по гибкости находим коэффициент продольного изгиба φ=0,434

5. Определяем требуемые радиусы инерции сечения

6. По сортаменту подбираем уголки по 3 параметрам: площади и радиусам инерции.

7. Проверяем принятое сечение :

· Определяем гибкости

· По наибольшей гибкости определяем коэффициент продольного изгиба φ₂ = …

· Находим значение коэффициента α

· Определяем предельную гибкость

Наибольшая гибкость меньше предельной, следовательно, гибкость стержня в пределах нормы

^·Проверяем устойчивость σ = N / A ₂φ₂ ≤ R_у γ_с, кН/см²

Вывод: устойчивость обеспечена

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 14

Тема: Расчет деревянной фермы. Расчет сжатого пояса квадратного сечения деревянной фермы на подбор сечения.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Сквозными несущими деревянными конструкциями называются такие, в которых пояса соединены друг с другом не сплошной стенкой из досок или фанеры (как в плоских сплошных конструкциях), а решеткой, состоящей из отдельных стержней – раскосов и стоек.

Применение решетки вместо сплошной стенки уменьшает расход материала на конструкцию, особенно при больших пролетах.

К фермам построечного изготовления относятся фермы, элементы которых выполнены из цельных не клееных бревен, брусьев или досок с узловыми соединениями на нагелях (болтах, гвоздях) или на лобовых врубках. Растянутые элементы решетки и нижний пояс фермы часто делается стальными.

По очертанию фермы построечного изготовления могут быть треугольными и многоугольными.

Фермы из центральных элементов со стальным нижним поясом при треугольном очертании позволяет просто организовывать плоскую скатную кровлю. В этих фермах верхний пояс и раскосы делают из брусьев, а центральную растянутую стойку - из круглой стали.

Ширина сечения элементов фермы определяется по предельному значению гибкости. Для элементов ферм установлены следующие предельные значения гибкостей (λ_пр):

- для верхнего пояса λ_пр=120 ;

- для элементов решетки λ_пр=150 ;

- для нижнего пояса из стали λ_пр=400.

Ширину сечения верхнего пояса и элементов решетки целесообразно назначать по значению радиуса инерции.

, где l – расчетная длина стержня фермы

После подбора сечений элементов фермы, выполняют проверку их прочности.

ЗАДАНИЯ ПО ВАРИАНТАМ

Подобрать сечение сжатого стержня решетки деревянной фермы при действии статической нагрузки N

Исходные данные	Варианты
Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина стержня l , м	3,1	2,8	3,0	2,8	2,9	3,0	3,1	2,5	2,4	2,6
Порода и сорт древесины	Лиственница 1 сорт	Сосна 1 сорт	Сосна 2 сорт	Кедр сибирский 1 сорт	Пихта 1 сорт	Лиственница 1 сорт	Лиственница 2 сорт	Кедр сибирский 1 сорт	Сосна 1 сорт	Сосна 2 сорт
Расчётное усилие N , кн	32	20	35	45	28	40	60	54	65	30

1. Находим расчетное сопротивление древесины с учетом переходного коэффициента m_n (таблица 4. СНиП II-25-80)

2. Определяем расчетную длину стержня в плоскости фермы l_ef_,_x

l_ef_,_x =0,8 l

3. Находим требуемую площадь сечения стержня, для этого предварительно принимаем гибкость стержня λ= 100 и по гибкости находим коэффициент продольного изгиба φ=0,434

А = N / φ R_c γ_c , см²

4. Находим минимальный радиус инерции по предельному значению гибкости.