Главная / Проектирование стальных конструкций / Фермы / Подбор сечений элементов ферм / Расчетная длина сжатых стержней стропильных ферм

Расчетная длина сжатых стержней стропильных ферм

В критическом состоянии потеря устойчивости сжатого стержня возможна в любом направлении.

Рассмотрим два главных направления — в плоскости фермы и из плоскости фермы.

Возможная деформация верхнего пояса фермы при потере устойчивости в плоскости фермы может произойти так, как показано на фигуре, а, т. е. между узлами фермы. Такая форма деформации соответствует основному случаю продольного изгиба с коэффициентом приведения длины μ = 1 (смотрите формулу (10.II)). Поэтому расчетная длина сжатого верхнего пояса в плоскости фермы принимается равной его геометрической длине (между центрами узлов):

Формула

Для раскосов (за исключением опорного, который рассматривается как продолжение пояса) и стоек принимают расчетную длину в плоскости фермы

Формула

учитывая некоторое защемление их конца, имеющее место вследствие наличия растянутых элементов, примыкающих к фасонке. Действительно, при потере устойчивости сжатый раскос (или стойка), прикрепленный к фасонке, стремится повернуть ее; но растянутые элементы, которые также примыкают к фасонке, сопротивляются этому повороту, осуществляя тем самым некоторое защемление, позволяющее принимать коэффициент приведения μ = 0,8.


К определению расчетных длин верхнего пояса ферм

К определению расчетных длин верхнего пояса ферм


Расчетная длина сжатых элементов из плоскости фермы определяется расстоянием между их закрепленными точками. Таким образом, у показанной на фигуре, а стропильной фермы с фонарем и прогонами участок верхнего сжатого пояса под фонарем может подвергнуться продольному изгибу в плоскости фермы с расчетной длиной, равной длине панели, lx = d, а из плоскости фермы (в плане) с расчетной длиной ly = 2d.

Для остальных участков сжатого верхнего пояса расчетные длины в плоскости и из плоскости фермы благодаря наличию прогонов в узлах будут одинаковыми, т. е. lx = ly = d. Надо иметь в виду, что прогоны являются опорными точками для верхнего пояса только в том случае, если они закреплены против свободного перемещения в горизонтальной плоскости.

Так, например, на фигуре, в показан план ферм с прогонами, шарнирно присоединенными к фермам и допускающими свободное горизонтальное смещение ферм; в результате потеря устойчивости верхнего пояса может произойти, как показано на фигуре при расчетной длине его, равной всему пролету фермы. Только после постановки в плоскости верхнего пояса связей обеспечивается (в пределах упругой работы связевой горизонтальной фермы) неподвижность прогонов, осуществляющих закрепление точек верхнего сжатого пояса в боковом направлении и тем самым определяющих его расчетную длину из плоскости фермы.

Обычно связи ставятся таким образом, что закрепленный связями узел приходится через одну панель (прикреплять связь в середине прогона затруднительно по условиям монтажа).

Поэтому большей частью расчетная длина сжатого пояса стропильных ферм при определении его гибкости из плоскости фермы принимается равной двойной длине панели (ly = 2d) даже в том случае, когда в каждом узле имеются прогоны (если только прогон не скреплен со связью).

Расчетная длина сжатых раскосов и стоек из плоскости фермы принимается равной их геометрической длине.

В беспрогонном покрытии крупнопанельные плиты привариваются к верхним поясам ферм. Таким образом, они обеспечивают устойчивость верхнего пояса фермы из ее плоскости. Однако на время монтажа (или при наличии фонаря) все же могут потребоваться связи (смотрите раздел Типы сварных соединений. Расчет соединений при действии осевых сил).

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Пример расчета стропильной фермы

Пример. Расчет стропильной фермы. Требуется рассчитать и подобрать сечения элементов стропильной фермы промышленного здания. На ферме посередине пролета расположен фонарь высотой 4 м. Пролет фермы L = 24 м; расстояние между фермами b = 6 м; панель фермы d = 3 м. Кровля теплая по крупнопанельным железобетонным плитам размером 6 X 1,6 м. Снеговой район…

Подбор сечений

При подборе сечений элементов ферм необходимо стремиться к возможно меньшему числу различных номеров и калибров уголковых профилей в целях упрощения прокатки и удешевления транспортировки металла (поскольку прокатка на заводах специализирована по профилям). Обычно удается рационально подобрать сечения элементов стропильных ферм, применяя уголки в пределах 5 — 6 различных калибров сортамента. Подбор сечений начинается со сжатого…

Выбор типа сечений

Выбор типа уголков для верхнего сжатого пояса стропильных ферм производится с учетом минимального расхода металла, обеспечения равноустойчивости пояса во всех направлениях, а также создания необходимой для удобства транспортировки и монтажа жесткости из плоскости фермы. Так как расчетные длины пояса в плоскости и из плоскости фермы во многих случаях значительно отличаются друг от друга (lу =…