РАСЧЕТНАЯ ДЛИНА СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ И ПРЕДЕЛЬНАЯ ГИБКОСТЬ

1. Определение расчетной длины сжатых стержней

В момент потери устойчивости сжатый стержень выпучивается, поворачивается вокруг центров соответствующих узлов и вследствие жесткости фасонок заставляет поворачиваться и изгибаться в плоскости фермы остальные стержни, примыкающие к этим узлам. Примыкающие стержни сопротивляются изгибу поворот узла и этим препятствуют свободному изгибу стержня, трясшего устойчивость. Наибольшее сопротивление повороту узла оказывают растянутые стержни, поскольку их деформация от изгиба ведет к сокращению расстояния между узлами, между тем как от основного усилия это расстояние должно увеличиваться. Сжатые же стержни слабо сопративляються изгибу, так как деформации от поворота и осевого усилии направлены у них в одну сторону и, кроме того, они могут терять устойчивость одновременно.

Таким образом, чем больше растянутых стержней примыкает к сжатому стержню и чем они мощнее, т. е. чем больше погонная жесткость, тем больше степень защемления сжатого стержня и меньше его расчетная длина; влиянием сжатых стержней на заземления можно пренебречь.

Поэтому в качестве степени защемления сжатого стержня в узлах может быть принято отношение:

Чем меньше отношение r, тем больше степень защемления и меньше расчетная длина сжатого стержня.

Таким образом, расчетная длина сжатого стержня фермы может быть рассчитана по формуле:

Сжатый пояс оказывается слабо защемленным в узлах, так как с каждого конца к нему примыкает только по одному растянутому раскосу, погонная жесткость которого значительно меньше погонной жесткости пояса. Поэтому защемлением сжатого пояса можно пренебречь и принимать его расчетную длину равной расстоянию между смежными узлами.

К сжатым стержням решетки в верхнем узле примыкает растянутый раскос, а в нижнем узле - растянутые панели нижнего пояса и раскос. Здесь степень защемления значительно больше, ч величина ? получается небольшой, близкой к ? = 0,5, что дает значение коэффициента ? = 0,77.

По СНиП коэффициент приведения длины сжатых элементов решетки в плоскости фермы установлен ? =0,8. Таким образом, расчетная длина lо = 0,8l в плоскости фермы определяется с некоторым запасом, в особенности для средних раскосов, жесткость которых. по сравнению с примыкающими стержнями невелика.

Исключение составляет опорной восходящий раскос, условия работы которого в плоскости фермы такие же, как и у верхнего пояса, вследствие чего расчетная длина опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами узлов.

Расчетная длина сжатого пояса в плоскости, перпендикулярной плоскости фермы, принимается равной расстоянию между узлами, закрепленными связями от смещения из плоскости фермы.

В беспрогонных покрытиях верхний пояс стропильных ферм закреплен из плоскости фермы жесткими плитами или панелями настила, прикрепленными к поясам ферм. В этом случае за расчетную длину пояса в плоскости кровли можно принимать ширину одной плиты.

Расчётная длина сжатых стержней решетки при выгибе их из плоскости фермы принимается равной расстоянию между геометрическими центрами узлов; так как фасонки весьма гибки, они должны рассматриваться как листовые шарниры.

В трубчатых фермах с бесфасоночными узлами расчетная длина раскоса как в плоскости, так и вне плоскости фермы может приниматься равной 0,9 l.

В других случаях расчетную длину берут по СНиП.

2. Предельные гибкости стержней

Элементы конструкций, как правило, должны проектироваться из жестких стержней. Особенно существенное значение имеет гибкость ? = l0/i для сжатых стержней, теряющих устойчивость при продольном изгибе.

Даже при незначительных сжимающих усилиях гибкость сжатых стержней не должна быть слишком большой. Очень гибкие стержни легко искривляются от случайных воздействий, провисают от собственного веса, в них появляются нежелательные эксцентриситеты, они вибрируют при динамических нагрузках.

Поэтому для сжатых стержней устанавливается величина предельной, наибольшей гибкости, которая является такой же нормативной величиной, как и расчетные сопротивления.

Растянутые стержни конструкции также не должны быть слишком гибкими, так как они могут изогнуться при транспортировании и монтаже.

Особенно важно, чтобы стержни имели достаточную жесткость в конструкциях, подверженных динамическим воздействиям (для предотвращения вибрации стержней).

Для растянутых стержней ферм, подвергающихся непосредственному действию динамической нагрузки, СНиП установлены следующие величины предельной гибкости:

В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых стержней ограничивают только в вертикальной плоскости (чтобы предотвратить чрезмерное их провисание), установив для всех растянутых стержней предельную гибкость: ?пр=400 для стальных стержней и ?пр=300 для стержней из алюминиевых сплавов. Для стержней из алюминиевых сплавов предельные гибкости должны быть ниже ввиду меньшего значения модуля упругости сплавов.

[К следующей главе | Вверх по странице | К оглавлению | К предыдущей главе ]