Расчет и проектирование стержней ферм

Конструирование и подбор сечений стержней ферм.

Наиболее употребительные сечения стержней сварных ферм показаны на рисунке 1.30.

Рисунок 13.5- Основные типы сечений стержней сварных ферм

Сечения, показанные на рисунке 13.5, а, б, в, применяются для поясов, раскосов и стоек сварных ферм, при величине пролета до 32 м. Сечения, показанные на рисунке 1.30, а, г-и, применяются, в основном, для поясов сварных ферм, при величине пролета более 32 м. Сечение, показанное на рисунке 13.5, е, часто применяется в поясах ферм и при пролетах до 32 м.

Расчет растянутых стержней ферм, на прочность, выполняется по формуле

где σ – напряжение;

N – усилие в стержне;

F_нт - площадь поперечного сечения стержня нетто, с учетом ослаблений болтами или заклепками;

[σ] – допускаемое напряжение.

Откуда, площадь поперечного сечения стержня определяется по формуле

(13.9)

Расчет центрально сжатых стержней ферм, на прочность, выполняется по формуле

где φ – коэффициент продольной гибкости, выбирается по таблицам;

F - площадь поперечного сечения стержня брутто, без учета ослаблений болтами или заклепками;

Откуда, площадь поперечного сечения стержня определяется по формуле

(13.10)

Входной величиной в таблицу для определения φ является гибкость λ, которая определяется по формуле

(13.11)

где μ – коэффициент приведения длины стержня, который принимается равным 0,8, при учете возможной потери устойчивости в плоскости фермы; и равным 1,0, при учете возможной потери устойчивости из плоскости фермы;

l – геометрическая длина стержня (расстояние между центрами узлов, расположенных по концам стержня);

r_min – минимальный радиус инерции поперечного сечения стержня.

Минимальный радиус инерции поперечного сечения стержня определяется по формуле

(13.15)

где I_min – минимальный момент инерции поперечного сечения стержня.

Кроме центрально сжатых и центрально растянутых стержней в крановых фермах, как правило, есть стержни, которые плюс к сжатию или растяжению испытываю изгиб. Это стержни верхнего или нижнего поясов, по которым перемещается грузовая тележка крана.

Такие стержни на прочность рассчитываются по формуле

(13.16)

где М – изгибающий момент;

W – момент сопротивления крайнего волокна, в котором действует напряжение от изгиба, совпадающее по знаку с напряжением от первого слагаемого.

Сжатые стержни ферм, в которых действует изгибающий момент, называются сжато-изогнутыми. Такие стержни, после подбора их сечения из расчета на прочность, должны быть проверены на устойчивость по формуле

, (13.17)

где φ_вн – коэффициент продольной гибкости внецентренно сжатого стержня выбирается по таблице в зависимости от гибкости и относительного эксцентриситета m

При значении m > 20 внецентренно сжатый стержень следует проверять не на устойчивость, а на прочность по формуле (1.39).