Т А Б Л И Ц А 8-2. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В СТЕРЖНЯХ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ
|
|
|
|
Нагрузка Р, кгс |
|
Масса снега, кг |
Наибольшие |
|
|
, |
|
«0 |
суммарные |
|
|
W* |
|
|
|
я к |
|
|
|
|
|
с Е r |
|
|
|
|
|
|
|
конструкции |
„ 5 я |
s i |
с одной |
с двух |
° <я |
с одной |
С двух |
|
|
S CA |
д. |
|
|
К о. |
£ 8 |
|
|
|
о 5 « ) |
к V |
стороны |
сторон |
С S |
ны |
сторон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Верхний пояс
Нижний пояс
Раскосы
Стойки
_
Верхний пояс
Нижний пояс
Раскосы
Стойки
1-3 |
1502 |
—4,53 |
— 6,31 |
—5 680 |
— 1 0 2 0 |
—1420 |
— |
7 100 |
3-5 |
1502 |
—6,58 |
— 9,86 |
—1 480 |
—1480 |
— 2 2 2 0 |
И 095 |
5-7 |
1502 |
—6,83 |
—11,36 |
— 10 225 |
—1537 |
—2555 |
— |
12 780 |
7-9 |
1502 |
—5,6 |
—1 1 , 2 |
— 1 0 080 |
—1260 |
—2520 |
|
1 2 600 |
0 - 2 |
1500 |
0 |
+ |
0 |
0 |
0 |
0 |
7 100 |
0 |
2-4 |
1500 |
±4,53 |
6,31 |
+ 5 680 |
+ 1 0 2 0 |
+ 1420 |
— |
4-6 |
1500 |
+ 6 ,5 8 |
+ |
9,86 |
+ 8 875 |
+1480 |
+ 2 2 2 0 |
11 095 |
— |
6 - 8 |
1500 |
+ 6 ,8 3 |
+ 11,36 |
+ 10 225 |
—1537 |
+2555 |
12 780 |
|
1 - 2 |
1700 |
+ 5 ,0 5 |
+ 7 ,0 3 |
+ 6 330 |
+ 1137 |
+ 1582 |
7 912 |
_ |
3-4 |
1736 |
+ 2 ,3 4 |
+ 4,04 |
. + 3 640 |
+527 |
+910 |
4 550 |
— |
5-6 |
1776 |
+ 0 ,3 |
+ 1,76 |
+ 1 585 |
+ 6 8 |
+396 |
1 981 |
— |
7-8 |
1817 |
— 1,43 |
—2,78 |
—2 500 |
—345 |
—625 |
— |
3125 |
0 - 1 |
800 |
—3 |
—4 |
—3 600 |
—675 |
—900 |
|
4 500 |
2-3 |
875 |
—2,28 |
—3,18 |
— 2 860 |
—513 |
—715 |
— |
3575 |
4-5 |
950 |
- 1 ,1 4 |
—1,96 |
—1 765 |
—257 |
—441 |
— |
2 206 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6-7 |
1025 |
—0,15 |
—0,9 |
—810 |
—34 |
— 2 0 2 |
— |
1 0 1 2 |
8-9 |
— |
+ 0 , 1 1 |
+ 0 , 2 2 |
+ 2 0 0 |
+ 25 |
+ 50 |
250 |
|
Г-3' |
1502 |
— 1,78 |
— 6,31 |
—5 680 |
—400 |
—1420 |
_ |
7 100 |
3'-5' |
1502 |
—3,28 |
— 9,86 |
— 8 875 |
—738 |
— 2 2 2 0 |
11 095 |
Ъ'-Т |
1502 |
—4,53 |
—11,36 |
—10 225 |
— 1 0 2 0 |
—2555 |
— |
12 780 |
7'-9' |
1502 |
—5,6 |
- |
1 1 , 2 |
— 1 0 080 |
—1260 |
—2520 |
— |
1 2 600 |
0 '-2 ' |
1500 |
0 |
+ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2'-4' |
1500 |
+ 1 ,7 8 |
6,31 |
+ 5 680 |
—400 |
+1420 |
11 095 |
— |
4'-6' |
1500 |
+ 3 ,2 8 |
+ |
9,86 |
+ 8 875 |
+738 |
+ 2 2 2 0 |
|
6 '-8 ' |
1500 |
+ 4 ,5 3 |
+11,36 |
+10225 |
+ 1 0 2 0 |
+2555 |
12 780 |
— |
Г-2' |
1700 |
+ 1,98 |
+ 7 ,0 3 |
+ 6 330 |
+446 |
+1582 |
7 912 |
|
3'-4' |
1736 |
+ 1 ,7 |
+ 4 ,0 4 |
+ 3 640 |
+382 |
+910 |
4 550 |
— |
5'-6' |
1776 |
+ 1 ,4 6 |
+ 1 ,7 6 |
+ 1 585 |
+329 |
+396 |
1 981 |
— |
7'-8' |
1817 |
—1,35 |
—2,78 |
—2 500J |
—304 |
—625 |
|
3125 |
О'-Г |
800 |
— 1 |
—4 |
—3 600 |
—225 |
—900 |
|
4 500 |
2'-3' |
875 |
—0,9 |
—3,18 |
— 2 860 |
—203 |
—715 |
— |
3 575 |
4'-5' |
950 |
—0,82 |
—1,96 |
—1 765 |
—185 |
—441 |
_ |
2 206 |
6'«7' |
1025 |
—0,75 |
—0,9 |
—810 |
—169] |
— 2 0 2 |
““ |
1 0 1 2 |
|
|
/ s = |
0,1113 |
см*; |
p0 |
= 0,5; |
р = |
1 и л и 0 ,8 ; |
ys = 4,21 |
cm; |
|
|
|
Jу = |
81,3 |
см*; |
i 2 = |
1,922 + |
3,942 = |
19,16 |
CM2; |
|
|
|
|
|
|
|
i2 = |
19,16 + |
4,212 |
= |
36,84 cm2; |
|
|
|
|
|
|
1-181,7 |
\2 |
277+0,039(1-181,7)20 ,1113 |
= 15,42 |
cm2; |
|
|
81,3 0,5-181,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8-181,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,92 |
: 75,7; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 181,7 |
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
Xt — |
3,94 |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] |
|
|
|
|
4-15,42 [19,16 + 0 ,0 9 3 ( —-7 —— I) 4,21 |
X |
36,84 + |
15,42 |
|
|
I |
/ |
|
|
|
L______________\ 0,52 |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-15,42 |
l 1 |
± |
f |
|
1 _ |
|
|
(36,84 + |
15,42)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 77,6 > 7 5 ,7 . |
|
|
|
|
|
Определяем критическое напряжение при местном выпучивании: |
|
|
|
|
|
6’ |
62“ |
2-5 |
,0.66.; |
^ = Н- х- |
1.9; |
|
|
|
|
|
|
95 — 2,5 |
|
|
gp |
Z fО |
|
|
|
|
|
|
|
°кр — |
3,142-2 100 000 /0,25 \ 2= 2780 кгс/см2; |
|
|
|
|
|
12(1— 0,32) |
V 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
, = 3,14 l |
/ |
2 100000 |
:86,3-*Р = 0,642; |
|
|
|
|
|
2780 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 _ ------------------ = |
928 |
кгс/см2 < 1500 кгс/см2 (91,006 <147,1 |
МН/м2), |
|
|
0,642-5,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стержни 0-1 и 2-3 изготовлены из швеллеров (см. рис. 8-38, б), остальные — из швел
леров (см. рис. 8-38, а).
При определении размеров нижнего пояса принимается, что оси раскосов пересе каются с осями опор на расстояния 50 мм ниже оси нижнего пояса.
Моменты в узлах при симметричных нагрузках на стропильную ферму равны: в узле 2
М2 = (7100 — 0) 5 = 35 500 кгс-см;
в узле 4
М4 = (11095— 7 100)5= 19 975 кгс-см;
в узле 6
М6 = (12 780 — 11 095) 5 = 8425 кгс-см;
в узле 8
М8 = 0.
Моменты в узлах при постоянной и снеговой нагрузке с одной стороны меньше рас считанных выше. Поскольку силы в нижнем поясе для такой нагрузки меньше, то надо рассматривать только случай симметричной нагрузки.
Ввиду того что длина панелей нижнего пояса одинакова, а его сечение постоянно, узловые моменты распределяются поровну на отдельные приузловые элементы. Эпюры этих моментов показаны на рис, 8-39, а.
6)
Рис. 8-39. Эпюры изгибающих моментов, вызванных внедентренным крепле нием раскосов при симметричной нагрузке
а — к нижнему поясу; б —к верхнему поясу
Геометрические характеристики нижнего пояса: |
|
|
|
|
|
|
F = |
9,75 см2; |
Wx = |
32 см3; |
|
|
с л у ч а й |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DMaKC= |
12 780 кгс; |
М = |
4213 кгс-см; |
|
|
12 780 |
4213 |
1442 кгс 1см2 < 1500 кгс/см2 (141,412 < |
147 МН1м2); |
о = ■ |
|
-|------- = |
9,75 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
с л у ч а й |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МмаКс = |
17 750 |
кгс-см; |
D = 7 100 кгс; |
|
|
7100 |
|
17 750 |
1282 кгс/см2 < |
1500 кгс1см2 (125,721 < |
147,1 |
МН/м2); |
0 = ---- --1------------ = |
9,75 |
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
с л у ч а й |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D = 11095 кгс; |
М = |
9988 кгс-см; |
|
|
11 095 |
9988 |
1450 кгс1см2 < |
1500 кгс/см2 (142,196 < |
147,1 |
МН/м2). |
0 = ——— -\--------= |
9,75 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
При определении размеров верхнего пояса принимается, что оси раскосов пересека ются с осями опор на расстоянии 47,5 мм выше оси верхнего пояса.
Моменты в узлах при симметричной нагрузке стропильной фермы равны: в узле 3
М3 — (11 095 |
— 7100) 4,75 = 18 980 кгс-см; |
в узле 5 |
|
|
|
Мъ = |
(12 780 |
— 11 095) 4,75 = |
8010 кгс-см; |
в узле 7 |
|
|
|
Mi = |
(12 600 — 12 780) 4,75 = |
—855 кгс-см; |
в у зл е 9
Ма = 0.
Эпюры изгибающих моментов в верхнем поясе показаны на рис. 8-39, б. Геометрические характеристики сечения верхнего пояса:
F = |
12,96 см2; |
I = |
/„ = |
150,2 |
см; |
ix = |
3,82 см; |
iy = 5,4 см; |
|
J |
у |
= 3 7 8 ,5 см*; |
J |
О) |
= |
6269 сме; |
J |
S |
= 0,543 см4; |
|
|
|
7 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wx = |
39,65 |
см3; |
р0 = |
0,5; |
|
ц = 1; |
|
|
|
|
|
ys —4,05 см; |
гх = |
—3,05 |
см; |
|
|
|
|
|
i2 |
= |
3,822 + |
5,42 = |
43,74 см2; |
|
|
|
|
|
i2 = |
43,74 + |
4,052 = 60,15 |
см2. |
|
Продольный изгиб стержня в плоскости симметрии. |
|
Стержень 5-7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G = |
12 780 кгс; |
М = |
140,7 + |
- j- (40,05 + |
|
4,28) = |
162,86 кгс-м; |
|
|
|
Кх = |
1-150,2 |
= |
3,93^ Р = 0,892; |
|
|
|
|
|
|
|
3,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
о = |
|
12 780 |
+ |
16286 |
= |
1519кгс/сл12 < 1,05-1500 = |
|
0,892-12,96 |
39,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
1575 кгс!см2 (148,963 < |
154,455 МН/м2). |
Внецентренное сжатие. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стержень 5-7 в середине секции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в _ 12^780. |
16286 _ |
|
к г с / с м 2 < 1500 кгс/см2 (136,999 < 147,1 МН/м2). |
12,96 |
9,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стержень 5-7 в узле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77= 12 780 кгс; |
М = — 93,8 — 40,05 = — 133,85 кгс-м; |
|
|
|
|
12 780 |
|
|
13 385 |
1324 |
кгс/см2. |
|
|
|
|
|
12,96 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
39,65 |
|
|
|
|
|
При сжатой нижней полке ее дополнительно проверяют на местное выпучивание,
как в 6.4.6 [по табл. 6 - 6 |
и формуле (6-70)]: |
|
|
|
|
|
|
п — 1,4; |
|
|
ф = |
0; |
k2 — 0,425; |
£>1 = |
51 — 3,5 = |
47,5 мм; |
aKD = |
|
3,142-2 100 000 / 0 ,35\2 |
4380 кгс с м 2 . |
0,425------------------ -- |
----- = |
кр |
|
12(1— 0,32) |
44,75/ |
|
|
В соответствии с табл. |
14 норм PN-62/B-03200 получаем: |
|
|
окр = |
2313 кгс/см2; |
|
|
1324 кгс/см2 < |
2313 |
|
|
< |
161,81 МН/м2). |
----- = 1650 кгс/см2 (129,84 |
|
|
1,4 |
|
|
|
|
Продольный изгиб с кручением может появиться на длине между связями, расстав ленными через 1—2-150,2= 300,4 см. В нормах PN-62/B-03200 приводится формула про странственного выпучивания внецентренно нагруженного стержня при условии наличия изгибающего момента величиной, постоянной вдоль всего стержня, и даны рекоменда ции, как поступать в иных условиях. В рассматриваемом случае эпюра изгибающих мо-
ментов на длине панелей 5-7 и 7-9 верхнего пояса имеет форму, не предусмотренную
в нормах.
Не будет большой ошибки, если эксцентриситет продольной силы рассчитаем для изгибающего момента, вдвое меньшего, чем момент в пролете секции 5-7:
|
|
|
G = |
12 780 кгс; |
|
|
|
|
|
= |
|
162,86 = 81,43 кгс-м; |
|
|
|
|
|
е = |
8143 = 0,64 см; |
|
|
|
|
1 |
|
|
12 780 |
|
|
|
с2= |
/ 1-300,4 |
\2 |
|
|
|
: 71,32 |
см2; |
378,5 |
1о,5.300,4] 6269 + 0,039 (1 -300,4)20,543 |
с2+ ils + |
e(rx — 2ys) = 71,32 + |
60,15 + 0,64 (— 3,05 — 2.4,05) = |
124,33 см2; |
|
|
е(гх — е) = |
0,64 (— 3,05 — 0,64) = |
—2,36 см; |
|
|
|
е — r/s= 0 ,6 4 — 4 ,0 5 = — 3,41 |
см; |
|
|
1-300 |
|
1 ± 1 / |
4-71,32 (43,74 — 2,36 + 0 ,0 9 3 -3 -3 ,412) |
5.4 |
г |
1 |
124,ЗЗ2 |
|
2-71,32 |_ |
V |
|
|
|
|
|
|
= |
63,6^ 3 = 0,778; |
|
|
|
о = ■ |
12 780 |
1267 кгс/см2 < 1500 кгс/см2 (124,25 < |
147,1 |
МН/м2). |
0,778-12,96 |
|
|
|
|
|
|
Раскосы и опоры крепят к поясам с помощью сварных точек. |
|
|
Диаметры сварных точек: |
|
|
|
|
|
|
в листовой стали толщиной 2,5 мм |
|
|
|
|
|
|
d = |
5 |
2,5 = 7,9 мм х 8 мм; |
|
|
в листовой стали толщиной 2 |
мм |
|
|
|
|
|
d = 5 l^ 2 = 7 , 1 мм 7[мм.
Несущая способность сварных точек на сдвиг:
|
kts = |
0,65-1500 = |
975 кгс/см2 (95,615 МН/м2); |
|
Nt = |
3,14-0,82 |
975 = |
490 |
„ |
3,14-0,72 |
975 = |
275 кгс. |
---------— |
|
кгс, или Nt = |
--------- — |
Несущая способность сварных точек на сжатие:
kis = 1,8-1500 = 2700 кгс/см2 (264,78 МН/м2);
Nd = 0,8-0,25-2700 = 540 кгс, или ^ = 0,7-0,2-2700 = 378 кгс.
Крепление первого раскоса: |
|
К = 7912 кгс; |
7912 |
8,07. |
|
2-490 |
На каждую полку швеллера принимается девять сварных точек. Другие соединения' рассчитывают подобным образом. Детали из узлов запроектированной стропильной фер мы показаны на рис. 8-40—8-43.
