Статистический расчет и подбор сечения ферм
|
Однопролетные фермы с одиночной затяжкой являются один раз статически неопределимой системой. В таких фермах за основную систему удобнее всего принимать жесткую часть фермы с одним лишним неизвестным — усилием в затяжке. В основной системе определяются усилия в стержнях от полной расчетной нагрузки Np, от монтажной нагрузки Nм, действующей до натяжения затяжки, и от единичного усилия в затяжке N1. Далее выявляется наиболее нагруженный в основной системе стержень нижнего пояса (обычно одна из панелей посередине пролета), который принимается за критический стержень. Площадь критического стержня Fк определяется на основе принимаемой для него предельной гибкости λ=120 при заданной форме поперечного сечения. По площади критического стержня находят предельное усилие в нем  Расчетное усилие в любом стержне i фермы  Расчетное усилие для критического стержня  Зная Nз, по формуле (4.2) можно определить усилия и площади сечений всех стержней фермы. Полное усилие в затяжке Nз складывается из усилия предварительного натяжения X и самонапряжения X1. Усилие самонапряжения  Усилие предварительного натяжения затяжки  Окончательная проверка несущей способности стержней ферм на расчетные эксплуатационные нагрузки производится по следующим формулам: - для стержней, у которых в основной системе усилия от расчетной нагрузки и от натяжения затяжки имеют разные знаки: а) сжатые стержни при расчете основной системы на эксплуатационные нагрузки:  б) растянутые стержни при расчете основной системы на эксплуатационные нагрузки:  Для стержней, у которых в основной системе усилия от расчетной нагрузки и от натяжения затяжки имеют одинаковые знаки: а) сжатые стержни  б) растянутые стержни  Прочность затяжки проверяется по формуле  Для отдельных стержней, у которых в основной системе усилие от нагрузки меньше, чем усилие от натяжения затяжки (предварительное напряжение плюс самонапряжение), может оказаться необходимой проверка несущей способности на действие не расчетных, а нормативных нагрузок. В формулах (4.8)—(4,14) N1i — усилие в стержне i от единичного усилия в затяжке; Nxi — усилие в стержне i от полного натяжения затяжки; φ — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по наибольшей гибкости. При определении гибкости свободная длина стержней, не связанных по длине с затяжкой диафрагмами, определяется по обычным правилам. При устройстве затяжки вдоль стержня его свободная длина принимается равной расстоянию между точками соединения затяжки со стержнем. Однако учитывая, что затяжка не всегда плотно примыкает к диафрагмам, целесообразно свободную длину принимать на 10—20% больше расстояния между диафрагмами. Кроме расчета на эксплуатационные нагрузки необходимо произвести расчет на нагрузки, действующие в стадии предварительного напряжения. Расход металла, так же как и стоимость фермы, зависит от усилия в затяжке. Известно несколько методов нахождения оптимального усилия в затяжке, при которых достигается минимальный расход металла или наименьшая стоимость фермы. Если в ферме n затяжек, которые натягиваются последовательно, то при натяжении одной из затяжек усилия во всех ранее натянутых затяжках изменяются. Это не относится к фермам, у которых каждый стержень предварительно напрягается своей затяжкой, или к системам, у которых каждая затяжка работает независимо от других. Обычно у однопролетной фермы бывает не более двух затяжек. |
