ВЛИЯНИЕ ГАБАРИТОВ УЗЛОВЫХ ФАСОНОК НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ФЕРМ ИЗ УСЛОВИЯ ОБЩЕЙ ФОРМЫ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ

Зернов Владимир Викторович¹, Зайцев Михаил Борисович², Валякин Владимир Анатольевич³
¹Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика»
²Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика»
³Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Данная статья посвящена оценке влияния габаритов узловых фасонок на несущую способность ферм из условия общей формы потери устойчивости. Показано увеличение критической нагрузки при учете реальных размеров фасонок.

Ключевые слова: критическая нагрузка, расчетные длины элементов, стальные фермы, схема деформаций, узловые фасонки

THE INFLUENCE OF THE SIZE OF NODAL GUSSETS ON THE CARRYING CAPACITY OF FARMS FROM THE CONDITION OF THE OVERALL BUCKLING

Zernov Vladimir Victorovich¹, Zaytsev Mihail Borisovich², Walakin Vladimir Anatolievich³
¹Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor of department “Mechanics”
²Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor of department “Mechanics”
³Penza State University of Architecture and Construction, Student

Abstract
This article focuses on evaluating the influence of size of nodal gussets on the carrying capacity of farms from the condition of the overall buckling. The increase of the critical load when the actual dimensions of the gussets.

Keywords: calculated the length of the elements, node gusset plate, steel truss, the critical load diagram of the deformations

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Зернов В.В., Зайцев М.Б., Валякин В.А. Влияние габаритов узловых фасонок на несущую способность ферм из условия общей формы потери устойчивости // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2015/04/51670 (дата обращения: 08.07.2026).

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

При расчете данной фермы без учета габаритов фасонок с использованием программно-вычислительного комплекса[1] были получены значения критической нагрузки P_кр и углы поворота узлов Z_i. На рис.2 представлена схема деформаций при потере устойчивости.

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.

Таблица 2


Критическая нагрузка					Расхождение, %
	176.56		195.35		10.65
Углы поворота узлов
N_узла	1	2		3		4	5
Z	0.3	0.7		1		0.7	0.3

Строительные нормы влияние жесткости узлов на значение N_кр 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.

Все статьи автора «Зайцев Михаил Борисович»