3. Подбор сечений стержней фермы

1. Типы сечений и расчетные длины элементов фермы.

Элементы легких стропильных ферм изготовляют, чаще всего, из прокатной угловой стали – из равнополочных или неравнополочных уголков. Сечение каждого элемента, обычно, состоит из двух одинаковых уголков (нулевые элементы могут конструироваться из одиночного уголка).

При выборе типа сечения элементов фермы следует руководствоваться требованием экономичности, которое обеспечивается условием равноустойчивости сжатых элементов относительно главных осей (в плоскости фермы и перпендикулярно плоскости фермы).

Для поясов фермы рекомендуется сечение из двух неравнополочных уголков, сопряженных узкими полками, для решетки – из парных равнополочных уголков, для опорного раскоса может быть рекомендовано сечение из двух неравнополочных уголков, сопряженных широкими полками, крестовое сечение уголков может быть принято для центральной стойки фермы, одиночные уголки – для нулевых стержней фермы. Связи изготовляют, обычно, из одиночных или парных уголков.

Тип сечения элементов фермы принимается в соответствии с расчетной длиной стержня и конструкцией закрепления стержня в узле.

Расчетная длина элемента определяется точками его закрепления, ограничивающими свободу поворота концов элемента в плоскости главных осей.

Расчетные длины элементов фермы могут быть приняты по таблице 3.

Таблица 3.

Расчетные длины элементов фермы

Элементы фермы	Расчетные длины
	в плоскости фермы (ℓх)	из плоскости фермы (ℓу)
Пояса	ℓ	2ℓ1
Опорные раскосы, опорные стойки	ℓ	ℓ
Прочие элементы решетки	0,8 ℓ	ℓ

ℓ - геометрическая длина элемента фермы (расстояние между центрами узлов);

ℓ₁ – расстояние между узлами, закрепленными от смещения элементов из плоскости фермы, например, прогонами, специальными связями, плитами покрытий и т.п.

Для элементов нижнего пояса расчетная длина определяется схемой связей по нижним поясам фермы. Для верхнего пояса расчетная длина определяется схемой связей по верхним поясам, а также конструкцией кровли и принимается не менее двух геометрических длин (2ℓ) с учетом работы фермы при ее перевозке Толщина узловых фасонок назначается по усилию в опорном раскосе.

Таблица 4

Толщина узловых фасонок

Усилие в опорном раскосе (кН)	До 150	160--250	260--400	410--600	610- -1000	1010--1400	1410—1800
Толщина фасонки (мм)	6	8	10	12	14	16	18

Если требуемая толщина фасонки составит 14 и более мм, допускается в узлах (кроме опорного) уменьшать толщину фасонки на 2 мм. Толщина фасонки в этих узлах может быть назначена по усилию во втором раскосе.

2. Подбор сечений растянутых стержней.

Требуемая площадь растянутого элемента фермы определяется по формуле:

А_тр ≥

где N – расчетное усилие;

R – расчетное сопротивление материала растяжению, сжатию, изгибу;

γ – коэффициент условий работы (для растянутых стержней γ = 1).

По сортаменту (Приложение 3 и 4) и требуемой площади (А_тр) подбирают необходимое сечение растянутого элемента с площадью А ≥ А_тр. Определяют радиусы инерции i_х и i_у.

Проверка принятого сечения выполняется по формулам:

где [λ] – предельное значение гибкости стержня. Для растянутых стержней [λ]=400.

При неудовлетворении требованиям проверки принимается по сортаменту очередная (большая) площадь и вычисления повторяются.

Подбор сечений выполняется в табличной форме. В таблице 5 приведен пример подбора сечений фермы из парных уголков.