С использованием узловых фасонок изготавливаются стальные фермы из уголков и с поясами из тавров. Анализ конструктивных решений стропильных ферм из парных уголков показывает, что в средних раскосах фасонки занимают от 14 до 21 % от геометрической длины, в стойках 15-23 %, в опорных раскосах – 16-26 %. Однако действующие нормы проектирования и не учитывают влияния габаритов узловых фасонок на расчетную длину стержней.
Рассмотрим типовую ферму пролетом 18 метров, расчетная схема которой приведена на рис. 1, а жесткостные характеристики представлены в таблице 1.
Рис. 1.
Таблица 1.
|
Элемент
|
E, ГПа
|
I, см4
|
A, см2
|
|
В.П.
|
206
|
294
|
31.2
|
|
Н.П.
|
206
|
131
|
27.6
|
|
Р1
|
206
|
352
|
30.4
|
|
Р2
|
206
|
79
|
14.78
|
|
Р3
|
206
|
164.2
|
21.2
|
|
С1
|
206
|
139.2
|
14.78
|
|
Р0
|
206
|
39.5
|
7.39
|
Рис. 2.
Расчетная схема стержневой системы для ПВК формируется поэлементно. Поэтому, для учета габаритов фасонок в узлы были введены дополнительные элементы(рис. 3,а), размеры которых соответствуют размерам фасонок. В данном примере размер элемента моделирующего фасонку был принят равным 1/6 длины панели.
Анализ конструктивных решений ферм из уголков показывает, что жесткость (EI) элементов в зоне фасонки повышается не менее чем в 20 раз. Поэтому жесткости элементов, моделирующих фасонки были приняты увеличенными в 20 раз, по сравнению с основными элементами фермы.
Рис. 3.
Результаты расчета данной системы и сравнение с результатами, полученными без учета габаритов фасонок представлены в таблице 2.
 |
|||||||
|
Критическая нагрузка
|
.gif){kind=small} |
.gif){kind=small} |
Расхождение, %
|
||||
 |
176.56
|
195.35
|
10.65
|
||||
|
Углы поворота узлов
|
|||||||
|
Nузла
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
||
|
Z
|
0.3
|
0.7
|
1
|
0.7
|
0.3
|
||
Строительные нормы влияние жесткости узлов на значение Nкр для элементов ферм учитывают усреднено и приближенно с использованием расчетных длин: для сжатых раскосов l0 = 0.8l и для элементов верхнего пояса l0 = l. Учет габаритов фасонок, как показывает пример, позволяет увеличить значение критической нагрузки на 10-15%.
Библиографический список
- М.Б. Зайцев, А.А. Коновалов. Определение критической нагрузки для стропильных ферм из условия общей формы потери устойчивости с применением ПЭВМ. Сб. материалов международной научно-технической конференции. “Актуальные проблемы современного строительства”. ПГУАС, Пенза, 2007.
- А.Н. Раевский, М.Б. Зайцев. Определение градиента условия критического состояния для рам и ферм и использование его для рационального усиления. Ж-л «Известия вузов», Строительство N4, 1999 г.