Подбор сечений элементов ферм.

1) Верхний пояс.

Выбираем стержень с наибольшим сжимающим усилием. В данном случае это стержни 1, 6, N = 7.79 тс.

Проверка по условию прочности.

s = N / Aнт <= Rс * mв

Rс = 130 кгс/см2 ; mв = 1; b = 12.5 см

hтр = N / (Rс * mв * b) = 18800 / (130 * 1 * 12.5) = 11,6 см

Округляем в большую сторону до ближайшего сортаментного значения h = 12,5 см

Проверка по условию устойчивости.

s = N / (j * Aбр) <= Rс * mв

j - коэффициент продольного изгиба

j = 1 - 0.8 (l / 100)2, при l < 75

j = 3100 / l2, при l >= 75

l - гибкость стержня

l = max(lx; ly)

l­x – гибкость в плоскости фермы.

l­x = Lpx / ix

Lpx – расстояние между узлами верхнего пояса (Lpx = 2.325 м).

ix – радиус инерции.

ix = 0.289 h = 0.289 * 12,5 = 3,6 см

l­x = 235.5 / 3.6 = 64.58

l­y – гибкость из плоскости фермы.

l­y=Lpy / iy

Lpy – расстояние между двумя смежными прогонами (Lpy = 2.426 м).

Lpy = Lpx, так как прогоны установлены в узлах верхнего пояса.

iy – радиус инерции.

iy = 0.289 b = 0.289 * 12.5 = 3.613 см

l­y = 232.5 / 3.6 = 64.58

l = 64.58 < 75

j = 3100 / 64.582 = 0.74

N / (j * b * h) = 18800 / (0.74 * 12.5 * 12.5) = 166.9 кгс/см2 > Rс * mв = 130 кгс/см2

Принимаем значение h = 15 см

ix = 0.289 h = 0.289 * 15= 4.35 см

l­x = 232.5 / 4.35 = 53.45

l = 53.45 < 75

j = 1 - 0.8 (53.45 / 100)2 = 0.82

N / (j * b * h) = 18800 / (0.82 * 12.5 * 15) = 122.3 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2

Выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 15 см

2) Нижний пояс.

Выбираем стержень с наибольшим растягивающим усилием. В данном случае это стержни 7, 8, N = 17.5 тс.

s = N / Aнт <= Rp * mв

Rp = 100 кгс/см2; mв=1

Aнт треб = N / (Rp * mв) = 17500/ (100 * 1) = 175 см2

Ап=1.25 * Aнт = 1.25 * 175 = 218.75 см²

Из конструктивных соображений выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 17.5 см

3) Раскосы

Выбираем раскосы 14 и 16 с усилиями N1 = 3.75 тс и N2 = 4.48 тс.

Rс = 130 кгс/см2; mв=1; b1 = b2 = 12.5 см

L1 = 2.69 м, L2 = 3.2 м (из чертежа).

Aтр = N / (Rс * mв)

Рассчитываем раскос 14:

Aтр1 = 3750 / (130 * 1) = 28.8 см2

hтр1 = Aтр1 / b1 = 28.8 / 12.5 = 2.3 см

Округляем до ближайшего сортаментного : h1 = 2.5 см

Проверяем выбранное сечение:

s = N / (A * j) <= Rс * mв

ix1 = 0.289 h1 = 0.289 * 2.5 = 0.72 cм

l­x1 = L1 / ix1 = 269/ 0.72 = 373.61

iy1 = 0.289 b1 = 0.289 * 12.5 = 3.613 cм

l­y1 = L1 / iy1 = 269 / 3.613 = 74.5

l1 = 373.61

Так как максимальная гибкость раскосов не должна превышать l = 150, принимаем значение h1 = 10 см.

ix1 = 0.289 * 10 = 2.89 cм

l­x1 = 269 / 2. 89 = 93.2

l1 = 93.1 > 75

j1 = 3100 / l12 = 3100 / 93.12 = 0.35

N1 / (b1 * h1 * j1) = 3750 / (12.5 * 10 * 0.35) = 85.7 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2

Выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 10 см

Рассчитываем раскос 16:

Aтр2 = 4480 / (130 * 1) = 34.4 см2

hтр2 = Aтр2 / b2 = 34.4 / 12.5 = 2,76 см

Округляем до ближайшего сортаментного : h2 = 7.5 см

Проверяем выбранное сечение:

ix2 = 0.289 * 7.5 = 2.17 cм

l­x2 = 320/ 2.17 = 151.4

iy2 = 0.289 * 12.5 = 3.613 cм

l­y2 = 320 / 3.613 = 88.57

l2 = 151.4

Так как максимальная гибкость раскосов не должна превышать l = 150, принимаем значение h2 = 10 см.

ix2 = 0.289 * 10 = 2.89 cм

l­x2 = 320/ 2.89 = 110.7

l2 = 100.7 > 75

j1 = 3100 / l12 = 3100 / 110.72 = 0.25

N2 / (b2 * h2 * j2) = 2480 / (12.5 * 10 * 0.25) = 79.36 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2

Выбираем брус сечением b=12.5 см; h=10 см

4) Стойки.

Выбираем стойку 15 с наибольшим усилием N = 2.8 тс.

s = N / Aтр <= Rр ст * gс

Rр ст = 2300 кг/м²; gс = 1

Aтр = N / (Rр ст * gс) = 2800 / (2300 * 1) = 1.22 см²

Aполн = Aтр / 0.75 = 1.22 / 0.75 = 1.63 см2

Aполн = p * d2 / 4 => dполн = 1.3 см

Выбираем стержень d=14 мм