1.1 Задача 1.1. Конструирование и расчет растянутого элемента нижнего пояса фермы

1.1.1. Задание

Руководствуясь разделом 8 СП 53-102-2004 [1], подобрать и проверить сечение растянутого элемента нижнего пояса фермы из двух неравнополочных уголков, соединенных меньшими полками, при следующих данных:

1. Расчетное усилие N= 803,4 кН.

2. Длина стержня l = 320,8 см.

3. Материал элемента – сталь С285.

4. Коэффициенты: коэффициент условий работы согласно п. 5.3.1 [1]; коэффициент надежности по ответственности .

5. Предельная гибкость элемента согласно п. 1 табл. 31 [1] при статической нагрузке .

1.1.2. Решение

1. Принимаем толщину фасонки согласно табл. 1.2 .

2. Расчетное сопротивление стали С285 для фасонного проката при толщине t от 2 до 10 мм (табл. В.5 [1]).

3. Расчетные длины элемента (п. 11.1, таблица 22 [1])

в плоскости фермы ;

из плоскости фермы .

4. Минимальные радиусы инерции сечения

;

5. Требуемая площадь сечения элемента (п. 8.1.1 [1])

.

6. Принимаем по приложению 11 [3] сечение из 2 125×80×8 (рис. 1.1), соответствующих ГОСТ 8510-86: площадь сечения , радиус инерции (соответствует в сортаменте ); радиус инерции (в сортаменте зазор . Ввиду отсутствия данных при принимаем с ошибкой в безопасную сторону при ).

7. Проверяем принятое сечение на прочность (п. 8.1.1 [1]) по коэффициенту

.

8. Критерий правильности и экономичности подбора стержня:

0,900 ≤ k ≤ 1,00.

Прочность стержня обеспечивается, сечение экономично:

0,900 < k = 0,932 < 1,000.

Схема сечения приведена на рис. 1.1. Экспертиза подбора сечения выполнена по программе «Кристалл» вычислительного комплекса «Scad Office». Подготовка исходных данных показана на рис. 1.2.

Рис.1.1. Сечение нижнего пояса фермы

1.1.3. Экспертиза подбора сечения по программе «Кристалл»

Ниже приводится пример распечатки результатов расчета.

«Расчет выполнен по СП 53-102-2004

Общие характеристики

При подборе и проверке элементов ферм приняты следующие значения коэффициента условий работы:

- поясов, опорных раскосов, растянутых элементов решетки, сжатых элементов решетки крестового сечения - 0.95

- сжатых элементов решетки таврового сечения при гибкости их больше 60 - 0.8

Сталь с расчетным сопротивлением по пределу текучести R_y=27 кН/см²

Коэффициент надежности по ответственности 0,95

Тип элемента - Элемент пояса

Длина панели 6,416 м

Расстояние между точками раскрепления из плоскости - 12,832 м

Результаты расчета по комбинациям загружений

N = 803,4 кН

Проверено по СП	Проверка	Коэффициент использования
п.8.1.1	Прочность элемента	0,931
пп. 11.1.1-11.1.4, 11.4.1	Гибкость элемента	0,704

Коэффициент использования 0,931 - Прочность элемента».

Вывод: прочность элемента обеспечена. Сечение подобрано верно.

Рис. 1.2. Меню «Элемент фермы». Вкладка «Сечение». Команда «Вычислить»: