Розрахунок елементів наскрізного перерізу

 

1.4.2.1 Розрахунок на міцність елементів наскрізного перерізу при центральному розтягу і стиску слід виконувати за формулою (1.4.1), де A_n – площа розрахункового перерізу стрижня нетто.

 

1.4.2.2 Розрахунок на стійкість стиснутих стрижнів наскрізного перерізу, гілки яких з’єднані планками чи ґратками, слід виконувати за формулою (1.4.3); при цьому коефіцієнти  відносно вільної осі (перпендикулярної до площини планок чи ґраток) слід визначати за формулами (1.4.4) і (1.4.5) для кривої стійкості типу b із заміною в цих формулах на . Значення умовної зведеної гнучкості необхідно обчислювати залежно від значень зведеної гнучкості _ef, які наведені у табл. 1.4.2 для стрижнів з кількістю панелей, як правило, не меншою за шість. Розрахунок на стійкість наскрізних стрижнів з кількістю панелей, що не перевищує шести, допускається виконувати: за наявності планок – як для рамних систем; за наявності ґраток – згідно з вимогами п. 1.4.2.5.

 

1.4.2.3 У наскрізних стрижнях з планками гнучкість окремої гілки _в1, _в2 або _в3 (табл. 1.4.2) на ділянці між зварними швами або крайніми болтами, що прикріплюють планки, не повинна перевищувати 40.

За наявності в одній з площин суцільного листа замість планок (рис. 1.4.1, б, в) гнучкість гілки слід обчислювати за радіусом інерції півперерізу відносно його центральної осі, перпендикулярної до площини планок.

 

а б в

Рис. 1.4.1. Схема відкритого (а) і укріплених планками чи ґратками (б, в) перерізів стрижнів

 

1.4.2.4 У наскрізних стрижнях з ґратками окрім розрахунку на стійкість стрижня в цілому слід перевіряти стійкість окремих гілок на ділянках між вузлами кріплення ґратки. За необхідності слід враховувати вплив моментів, що виникають у цих вузлах, наприклад, внаслідок розцентрування елементів ґратки.

У наскрізних стрижнях з ґратками гнучкість окремих гілок _b між вузлами кріплення ґратки, як правило, не повинна бути більшою за 80 і не повинна перевищувати значення зведеної гнучкості _ef стрижня в цілому.

У випадку, коли розрахунок таких стрижнів виконаний відповідно до вимог п. 1.4.2.5, допускається приймати більші значення гнучкості гілок (_b > 80; _e > _ef), проте не більшими за 120.

 

1.4.2.5 Розрахунок наскрізних стрижнів з ґратками на стійкість в цілому з урахуванням вказаних у п. 1.4.2.2 і п. 1.4.2.4 умов слід виконувати згідно з п. 1.4.1.3, приймаючи у формулах R_y = R_yd, де R_yd = R_y₁. При цьому коефіцієнт стійкості ₁, необхідно при Ј 2,7 приймати таким, що дорівнює 1,0, а при визначати за значенням розрахункового опору R_y та значенням розрахункової довжини (де l_b – довжина гілки; на рис. 1.4.2, а довжина гілки становить 2 l_b).

У випадку, коли умовна гнучкість гілки є більшою за 2,7 та меншою за 3,2 (2,7< < 3,2) значення коефіцієнта стійкості ₁ допускається визначати за допомогою лінійної інтерполяції між 1,0 та значенням коефіцієнта ₁, обчисленим залежно від умовної гнучкості гілки = 3,2.

 

Таблиця 1.4.2. Зведені гнучкості стрижнів наскрізного перерізу

 

Переріз наскрізного стрижня	Зведена гнучкість ef стрижня наскрізного перерізу
тип	схема	з планками	з ґратками
		(1.4.8)	(1.4.11) (d1, d2 відносяться відповідно до сторін b1, b2)
		(1.4.9)	(1.4.12)
		(1.4.10)	(1.4.13)
Позначення, прийняті в табл.1.4.2: – гнучкість наскрізного стрижня у площині, перпендикулярній до осі y – y; – найбільша з гнучкостей наскрізного стрижня у площинах, перпендикулярних до осей x – x або y – y, що дорівнюють відповідно або (де ix , iy – радіуси інерції перерізу наскрізного стрижня в цілому); , , – гнучкості окремих гілок при згині у площинах, перпендикулярних до осей відповідно 1 – 1, 2 – 2 і 3 – 3 на ділянках проміжними в’зями (зварними швами або крайніми болтами, що прикріпляють планки); b, d, lb – геометричні розміри наскрізного стрижня, що визначаються за рис. 1.4.2 і 1.4.3; А – площа поперечного перерізу всього стрижня; Аd1, Аd2, Аd3 – площі поперечних перерізів розкосів ґраток (при хрестовій ґратці – двох розкосів), розміщених відповідно в площинах, перепендикулярних до осей 1 – 1, 2 – 2 і паралельних до осі 3 – 3; Ib1, Ib3 – моменти інерції перерізу гілок відносно осей відповідно 1 – 1 і 3 – 3 (для перерізів типів 1 і 3); Ib1, Ib2 – те саме, двох кутиків відносно осей відповідно 1 – 1 і 2 – 2 (для перерізу типу 2); Is – момент інерції поперечного перерізу однієї планки відносно власної осі х – х (рис. 1.4.3; для перерізів типів 1 і 3); Is1, Is2 – моменти інерції перерізу однієї з планок, розміщених у площинах відповідно 1 – 1 і 2 – 2 (для перерізу типу 2). Примітка До типу перерізу 1 слід відносити також перерізи, у яких замість швелерів використовуються двотаври, трубчасті та інші профілі для однієї або обох гілок, при цьому осі y – y і 1 – 1 повинні проходити через центри ваги відповідно перерізу в цілому і окремої гілки, а значення n і у формулі (1.4.8) повинні забезпечити найбільше значення зведеної гнучкості .

 

а б в г

Рис. 1.4.2. Схеми розкісних ґраток стрижнів наскрізного перерізу: а – трикутна; б – трикутна з розпірками; в – хрестова; г – хрестова з розпірками

 

 

1.4.2.6 Розрахунок складених елементів з кутиків, швелерів тощо, з’єднаних щільно або через прокладки, слід виконувати, як суцільностінчастих стрижнів за умови, що довжина ділянки елементу між проміжними в’язями (зварними швами чи центрами крайніх болтів) не перевищує 40 i для стиснутих елементів та 80 i для розтягнутих. При цьому радіус інерції перерізу одного кутика чи швелера і слід приймати для таврових або двотаврових перерізів відносно осі, паралельної до площини розміщення прокладок, а для хрестових перерізів – мінімальний. При цьому в межах загальної довжини стиснутого елемента необхідно передбачати не менше як дві проміжні в’язі (прокладки).

 

1.4.2.7 Розрахунок з’єднувальних планок і елементів ґраток стиснутих стрижнів наскрізного перерізу слід виконувати на дію умовної поперечної сили Q_fic, значення якої приймається постійним по всій довжині стрижня і визначається за формулою

 

, (1.4.14)

 

де N – розрахункове поздовжнє зусилля у складеному стрижні;

 – коефіцієнт стійкості при центральному стиску, що приймається при розрахунку наскрізного стрижня у площині планок чи ґраток.

Умовну поперечну силу Q_fic слід приймати такою що:

- при наявності тільки з’єднувальних планок (ґраток) – порівну розподіляється між планками (ґратками), що лежать у площинах, перпендикулярних до осі, відносно якої виконується перевірка стійкості;

- за наявності суцільного листа і з’єднувальних планок (ґраток) – порівну розподіляється між суцільним листом і планками (ґратками), що лежать у площинах, паралельних до листа;

- при розрахунку рівносторонніх тригранних наскрізних стрижнів – дорівнює 0,8 Q_fic для кожної системи з’єднувальних планок (ґраток), розміщеної в площині однієї грані.

 

1.4.2.8 Розрахунок з’єднувальних планок та їхніх прикріплень (рис. 1.4.3) необхідно виконувати як для елементів безрозкісних ферм на сумісну дію перерізувальної сили F_s, що зрізує планку, і згинального моменту M_s, що згинає планку в її площині. Значення розрахункових зусиль F_s і M_s слід визначати за формулами:

 

; (1.4.15)

(1.4.16)

 

де Q_s – умовна поперечна сила, що припадає на з’єднувальну планку однієї грані.

 

1.4.2.9 Розрахунок елементів з’єднувальних ґраток стрижнів складеного перерізу необхідно виконувати як для елементів решітки плоских ферм; для ґраток за рис. 1.4.2 зусилля в розкосі слід визначати за формулою

 

, (1.4.17)

 

де ; – коефіцієнт, який приймається таким, що дорівнює: 1,0 – для ґратки за рис. 1.4.2, а, б і 0,5 – для ґратки за рис. 1.4.2, в, г;

Q_s – умовна поперечна сила, що припадає на одну площину ґратки.

Рис. 1.4.3. Наскрізний стрижень

 

При розрахунку розкосів хрестової ґратки з розпірками (рис. 1.4.2, г) слід враховувати додаткове зусилля N_ad, яке виникає у кожному розкосі від обтискання гілок і визначається за формулою

 

, (1.4.18)

де – коефіцієнт, що обчислюється за геометричними розмірами b, d, l_b наскрізного стрижня, вказаними на рис. 1.4.2;

N_b – розрахункове поздовжнє зусилля, що діє в одній гілці наскрізного стрижня;

A_d, A_b, A_s – площа поперечного перерізу відповідно розкосу, гілки і розпірки.

1.4.2.10 Розрахунок стрижнів, призначених для зменшення розрахункової довжини стиснутих елементів, слід виконувати на дію фактичного поздовжнього зусилля, значення якого приймається не меншим за значення умовної поперечної сили, обчисленої для основного стиснутого елемента за формулою (1.4.14).

Розрахунок розпірок, призначених для зменшення розрахункової довжини колон у площині, перпендикулярній до площини поперечних рам, за наявності навантажень від мостових чи підвісних опорних кранів слід виконувати на дію умовної поперечної сили, значення якої обчислюється за формулою (1.4.14), в якій N приймається таким, що дорівнює сумі поздовжніх сил у двох колонах, з’єднаних між собою розпіркою.