RU2702492C1 - Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts - Google Patents

Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts Download PDF

Info

Publication number
RU2702492C1
RU2702492C1 RU2018132549A RU2018132549A RU2702492C1 RU 2702492 C1 RU2702492 C1 RU 2702492C1 RU 2018132549 A RU2018132549 A RU 2018132549A RU 2018132549 A RU2018132549 A RU 2018132549A RU 2702492 C1 RU2702492 C1 RU 2702492C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
belts
belt
truss
variable
Prior art date
Application number
RU2018132549A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Суренович Марутян
Original Assignee
Александр Суренович Марутян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Суренович Марутян filed Critical Александр Суренович Марутян
Priority to RU2018132549A priority Critical patent/RU2702492C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702492C1 publication Critical patent/RU2702492C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/08Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with apertured web, e.g. with a web consisting of bar-like components; Honeycomb girders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction, namely to grid structure – truss. Truss consists of roll-welded profiles with belts of regular-variable cross-sections and includes a grid and belts assembled by paired channels with untwisted cuts of walls of the same initial roll-welded sections. Sections of channels have regular-variable width, which provides same regular-variable height of composite sections of belts, which values at constant width of sections of belts are determined by relationship 4(z/l-z/l)≤h/h, where z is coordinate of belt extreme support panels middle; l is truss span length; h– belt height in the middle of the same panels; his maximum height of belt in middle of span.EFFECT: reduced level of stress concentration.1 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в решетчатых конструкциях зданий и сооружений различного назначения. В частности это могут быть плоскостные структуры (стропильные и подстропильные фермы, фермы покрытий и перекрытий), а также их пространственные модификации: системы перекрестных ферм, трехгранные (трехпоясные) фермы, решетчатые опоры, вышки, мачты, башни и другие несущие конструкции.The proposed technical solution relates to the field of construction and can be used in lattice structures of buildings and structures for various purposes. In particular, these can be planar structures (trusses and sub-trusses, trusses and floor trusses), as well as their spatial modifications: cross-truss systems, trihedral (three-belted) trusses, trellised supports, towers, masts, towers and other supporting structures.

Известно техническое решение ферм из гнутосварных профилей типовой серии «Молодечно» с уклоном параллельных поясов 1,5% и треугольной системой решеток [Стальные конструкции покрытий производственных зданий пролетами 18, 24 и 30 м с применением замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа «Молодечно»: типовой проект: серия 1.460.3-14 / разраб. ГПИ Ленпроектстальконструкция. - Госстрой СССР. 1980. 135 с.: чертежи КМ], а также их более поздняя модификация с уклоном верхних поясов 10% [Стальные конструкции покрытий производственных зданий из замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения пролетом 18, 24 и 30 м с уклоном кровли 10%: типовой проект: серия 1.460.3-23.98. Выпуск I / разраб. ОАО ПИ Ленпроектстальконструкция. Госстрой РФ. 2000. 78 с.: чертежи КМ]. Общим недостатком технического решения всей типовой серии является то, что сечения поясов, подобранные по наибольшим усилиям в середине пролета, распространены на всю их длину. Это повышает степень унификации несущих конструкций, но увеличивает расход конструкционного материала (стали).A technical solution is known for trusses from bent-welded profiles of the Molodechno type series with a slope of parallel belts of 1.5% and a triangular lattice system [Steel structures of coatings for industrial buildings with spans of 18, 24 and 30 m with the use of closed bent-welded rectangular sections of the Molodechno type: typical project: series 1.460.3-14 / developer. GPI Lenproektstalkonstruktsiya. - Gosstroy of the USSR. 1980. 135 p .: KM drawings], as well as their later modification with a slope of the upper chords of 10% [Steel structures of coatings for industrial buildings from closed bent-welded rectangular sections with a span of 18, 24 and 30 m with a slope of 10%: a typical design: series 1.460.3-23.98. Issue I / developed. OJSC PI Lenproektstalkonstruktsiya. Gosstroy of the Russian Federation. 2000. 78 p.: Drawings of KM]. A common drawback of the technical solution of the entire model series is that the sections of the belts, selected for the greatest efforts in the middle of the span, are spread over their entire length. This increases the degree of unification of the supporting structures, but increases the consumption of structural material (steel).

Известна проработка стандартизированных ферм из гнутосварных профилей со сниженным расходом конструкционного материала за счет уменьшения сечения верхнего пояса и унификации его с нижним поясом при введении в треугольную решетку дополнительных стоек [Барановский М.Ю., Тарасов В.А. Стандартизированные ферменные конструкции с уклоном 10% пролетами 24, 30, 36 метров. - Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. №7(22). С. 92-106]. Однако при этом нижний пояс оказался менее нагруженным по сравнению с верхним поясом, который к тому же на приопорных участках пролета остался практически с нулевым запасом несущей способности.It is known to work out standardized trusses from bent-welded profiles with a reduced consumption of structural material by reducing the cross section of the upper belt and unifying it with the lower belt when additional racks are introduced into the triangular lattice [Baranovsky M.Yu., Tarasov V.A. Standardized truss structures with a slope of 10% spans 24, 30, 36 meters. - Construction of unique buildings and structures. 2014. No7 (22). S. 92-106]. However, at the same time, the lower belt turned out to be less loaded in comparison with the upper belt, which, moreover, remained almost with zero margin of bearing capacity in the support sections of the span.

Известным решением является также замена в треугольной решетке обычных дополнительных стоек на дополнительные стойки и полураскосы (Ψ-образные стойки), что сопровождается некоторой разгрузкой верхнего пояса и соответствующим ростом запаса его несущей способности [Марутян А.С. Оптимизация ферменных конструкций со стойками и полураскосами в треугольных решетках. - Строительная механика и расчет сооружений. 2016. №4(267). С. 60-68]. Такое решение обеспечивает применение в верхнем и нижнем поясах одинаковых сечений с примерно равными запасами их несущей способности, но увеличивает трудоемкость из-за роста количества стержневых элементов и узловых соединений.A well-known solution is also the replacement in the triangular lattice of conventional additional racks with additional racks and half-braces (Ψ-shaped racks), which is accompanied by a certain unloading of the upper belt and a corresponding increase in its carrying capacity [Marutyan A.S. Optimization of trusses with racks and half-braces in triangular lattices. - Structural mechanics and calculation of structures. 2016. No4 (267). S. 60-68]. This solution ensures the use of identical sections in the upper and lower zones with approximately equal reserves of their bearing capacity, but increases the complexity due to an increase in the number of rod elements and nodal joints.

Известен способ изготовления стальной опоры регулярного переменного сечения из равнобоких уголков с полками регулярно-переменной ширины. Эти уголки распущены косыми резами стенок исходной квадратной трубы (гнутосварного профиля) и соединены в несущую (опорную) конструкцию сваркой продольных и поперечных швов [Кузнецов И.Л., Сабитов Л.С. Способ изготовления стальной опоры регулярного переменного сечения. - Патент 2495213, 10.10.2013, бюл. №28]. Такое техническое решение применительно к ферменным конструкциям необходимо дополнительно переработать. Вместе с тем оно достаточно близко к предлагаемому для того, чтобы принять его в качестве аналога.A known method of manufacturing a steel support of regular variable section from isosceles corners with shelves of regularly variable width. These corners are dissolved by oblique cuts of the walls of the original square pipe (bent profile) and connected to the supporting (supporting) structure by welding longitudinal and transverse welds [Kuznetsov I.L., Sabitov L.S. A method of manufacturing a steel support of regular variable cross-section. - Patent 2495213, 10/10/2013, bull. No. 28]. Such a technical solution in relation to truss structures needs to be further processed. However, it is close enough to the proposed in order to accept it as an analogue.

Следует отметить, что включение в треугольную решетку дополнительных стержневых элементов не позволило уйти от общего недостатка технического решения всей типовой серии. Этот недостаток устраним при помощи еще одного известного технического решения фермы из гнутосварных профилей, включающей решетку и пояса ступенчатых (ступенчато-переменных) сечений [Козачкова А.Н. Металлическая ферма. - Авторское свидетельство 1214881, 28.02.1986, бюл. №8]. Пояса выполнены из швеллеров, соединенных между собой полками, лежащими параллельно плоскости фермы. Верхний швеллер, составляющий пояса, имеет постоянное по всей длине сечение, а нижний - переменную высоту полок. В местах соединения этих швеллеров конец большего по высоте швеллера выполнен с наклонной стенкой, угол наклона α которой определяется зависимостью:It should be noted that the inclusion of additional rod elements in the triangular lattice did not allow avoiding the general drawback of the technical solution of the entire type series. This drawback is eliminated with the help of another well-known technical solution of the truss from bent-welded profiles, including a lattice and belts of step (step-variable) sections [Kozachkova AN Metal farm. - Copyright certificate 1214881, 02/28/1986, bull. No. 8]. Belts are made of channels, interconnected by shelves lying parallel to the plane of the truss. The upper channel, which makes up the belt, has a constant section over the entire length, and the lower one has a variable height of the shelves. At the joints of these channels, the end of the channel with a higher height is made with an inclined wall, the angle of inclination α of which is determined by the dependence:

α=arctg((N1/(ϕe1Ry)-N2/((ϕe2Ry))/(2at)),α = arctan ((N 1 / (ϕ e1 R y ) -N 2 / ((ϕ e2 R y )) / (2 a t)),

где а - длина наклонного участка стенки швеллера; t - толщина стенки швеллера; N1 и N2 - продольные усилия в двух смежных панелях; ϕе1 и ϕe2 - коэффициенты продольного изгиба двух смежных панелей; Ry - расчетное сопротивление материала.where a is the length of the inclined section of the channel wall; t is the channel wall thickness; N 1 and N 2 - longitudinal forces in two adjacent panels; ϕ e1 and ϕ e2 are the coefficients of longitudinal bending of two adjacent panels; R y is the design resistance of the material.

Такое техническое решение является наиболее близким к предлагаемому и может быть принятым в качестве его прототипа. Оно обеспечивает уменьшение материалоемкости поясных элементов, а значит и фермы в целом, однако негативно отражается на таких технико-экономических характеристиках ферменной конструкции как унификация и концентрация напряжений. Сортамент ферменной конструкции с поясами ступенчато-переменных сечений кроме гнутосварных профилей должен включать и швеллерные профили, а это снижает степень унификации стандартизированных ферм. Существенной изменчивостью отличаются угловые и линейные параметры стержневых элементов решеток таких ферм, что также негативно влияет на их унификацию. Пояса переменных сечений компонуют парные швеллеры, соединенные сваркой двух продольных швов, а также поперечных швов наклонных участков стенок швеллеров, которые совпадают с зонами бесфасоночных сварных узлов, повышая тем самым здесь уровень концентрации напряжений.Such a technical solution is the closest to the proposed one and can be adopted as its prototype. It provides a reduction in the material consumption of the belt elements, and hence the farm as a whole, however, it negatively affects such technical and economic characteristics of the truss structure as unification and stress concentration. A truss assortment with belts of stepwise variable sections, in addition to bent welded profiles, should also include channel profiles, and this reduces the degree of standardization of standardized trusses. The angular and linear parameters of the core elements of the lattices of such trusses differ significantly, which also negatively affects their unification. Variable section belts are composed of paired channels connected by welding of two longitudinal seams, as well as transverse seams of inclined sections of the channel walls, which coincide with the zones of the welded joints, thereby increasing the level of stress concentration here.

Техническим результатом предлагаемого решения являются уменьшение расхода конструкционного материала (стали), снижение уровня концентрации напряжений, повышение степени унификации стандартизированных ферм.The technical result of the proposed solution is to reduce the consumption of structural material (steel), reduce the level of stress concentration, increase the degree of unification of standardized trusses.

Указанный технический результат достигается тем, что в ферме из замкнутых гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, включающей решетку и пояса, скомпонованные парными швеллерами, распущенными косыми резами стенок одних и тех же исходных гнутосварных профилей, полки таких швеллеров имеют регулярно-переменную ширину, что обеспечивает такую же регулярно-переменную высоту составных сечений поясов, значения которой при постоянной ширине полок (горизонтальных граней) поясов определяются зависимостью:The specified technical result is achieved by the fact that in a farm of closed bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, including a lattice and belts arranged in pairs of channels, open oblique cuts of the walls of the same initial bent-welded profiles, the shelves of such channels have a regularly-variable width, which provides the same regularly variable height of the composite sections of the belts, the values of which at a constant width of the shelves (horizontal faces) of the belts are determined by the dependence:

Figure 00000001
Figure 00000001

где z - координата середины крайних опорных поясных панелей;

Figure 00000002
- длина пролета фермы; hz - высота пояса в середине тех же панелей; hmax - максимальная высота пояса в середине пролета.where z is the coordinate of the middle of the extreme support waist panels;
Figure 00000002
- span length of the farm; h z is the height of the belt in the middle of the same panels; h max - the maximum height of the belt in the middle of the span.

Указанный технический результат вполне достижим также тем, что описанные пояса регулярно-переменных сечений могут быть скомпонованы парными швеллерами, один из которых имеет полки постоянной ширины, а другой - полки регулярно-переменной ширины.The indicated technical result is also quite achievable in that the described belts of regularly variable sections can be arranged in pairs of channels, one of which has shelves of constant width and the other shelves of regularly variable width.

Предлагаемая ферма из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений обладает достаточно универсальным техническим решением, с реализацией которого возможны не только плоские, но и пространственные ее модификации в виде трехгранных (трехпоясных) ферм покрытий и перекрытий, систем перекрестных ферм, решетчатых опор, вышек, мачт, башен и других несущих конструкций. При этом степень унификации стандартизированных ферм может быть повышена за счет того, что в качестве исходных профилей для изготовления поясов регулярно-переменных сечений вполне пригодными могут оказаться уже имеющиеся в составе их сортаментов гнутосварные профили. Так, в стандартизированных фермах верхние пояса постоянных сечений из прямоугольных профилей вполне можно заменить аналогичными поясами регулярно-переменных сечений из квадратных профилей нижних поясов тех же ферм. В свою очередь, подобным образом и нижние пояса постоянных сечений вполне можно заменить аналогичными поясами регулярно-переменных сечений из профилей стержневых элементов решеток (опорных и других раскосов). Кроме того, очертания верхних и нижних поясов регулярно-переменных сечений не очень сложно подобрать с минимальными изменениями ферменных решеток или вовсе без изменений. В частности, для этого в стандартизированных фермах с параллельными поясами постоянных сечений достаточно сохранить дистанцию и параллельность нижних полок верхних поясов регулярно-переменных сечений и верхних полок нижних поясов таких же сечений.The proposed truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections has a fairly universal technical solution, with the implementation of which not only flat, but also spatial modifications of it are possible in the form of trihedral (three-belted) trusses of coatings and floors, systems of cross trusses, trellised supports, towers, masts, towers and other supporting structures. Moreover, the degree of unification of standardized trusses can be increased due to the fact that bent-welded profiles already existing in their assortments may turn out to be quite suitable as initial profiles for manufacturing belts of regularly variable sections. So, in standardized farms, the upper zones of constant sections from rectangular profiles can be replaced with similar belts of regularly variable sections from square profiles of the lower zones of the same farms. In turn, in a similar way, the lower zones of constant sections can also be replaced by similar belts of regularly variable sections from the profiles of the core elements of the gratings (supporting and other braces). In addition, the outlines of the upper and lower zones of regularly variable sections are not very difficult to choose with minimal changes in truss lattices or without changes at all. In particular, for this, in standardized farms with parallel zones of constant sections, it is sufficient to maintain the distance and parallelism of the lower shelves of the upper belts of regularly variable sections and the upper shelves of the lower belts of the same sections.

Сравнивая предлагаемое техническое решение с его аналогом, не трудно заметить, что один замкнутый гнутосварной профиль прямоугольного или квадратного сечения гораздо проще распустить на два швеллера, чем на четыре уголка. Не менее очевидно, что сборка поясов ступенчато-переменных сечений по прототипу более трудоемка, чем аналогичная сборка поясов регулярно-переменных сечений по предлагаемому решению. При этом концентрация напряжений в узловых зонах ферменной конструкции из-за наложения сварных швов по прототипу выше, и протяженность самих швов в предлагаемом решении короче, так как в поперечном направлении здесь их вовсе нет. Предлагаемое техническое решение допускает две модификации поясов регулярно-переменных сечений из парных швеллеров: в одной из них подобно аналогу оба элемента переменных сечений, а в другой (по аналогии с прототипом) - элемент переменного сечения можно компоновать с элементом постоянного сечения.Comparing the proposed technical solution with its analogue, it is not difficult to notice that one closed bent welded profile of rectangular or square section is much easier to dissolve into two channels than into four corners. It is equally obvious that the assembly of belts of stepwise variable sections according to the prototype is more time-consuming than a similar assembly of belts of regularly variable sections according to the proposed solution. At the same time, the stress concentration in the nodal zones of the truss due to the overlap of the welds according to the prototype is higher, and the length of the seams in the proposed solution is shorter, since there are none at all in the transverse direction. The proposed technical solution allows for two modifications of belts of regularly variable sections from paired channels: in one of them, both elements of variable sections are similar, and in the other (by analogy with the prototype), an element of variable section can be combined with an element of constant section.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен фрагмент фермы из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, скомпонованные парными швеллерами с полками регулярно-переменной ширины; на фиг. 2 - фрагмент фермы из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, скомпонованные парными швеллерами с полками постоянной ширины и полками регулярно-переменной ширины; на фиг. 3 - фрагмент трехгранной (трехпоясной) фермы из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, скомпонованные парными швеллерами с полками регулярно-переменной ширины (настил по верхним поясам и часть раскосов условно не показаны); на фиг. 4 - фрагмент трехгранной (трехпоясной) фермы из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, скомпонованные парными швеллерами с полками постоянной ширины и полками регулярно-переменной ширины (настил по верхним поясам и часть раскосов условно не показаны); на фиг. 5 приведен снимок среза разнокалиберных гнутосварных профилей; на фиг. 6 - расчетная схема сечений гнутосварных профилей; на фиг. 7 представлена отправочная марка стандартизированной фермы из гнутосварных профилей пролетом 18 м с поясами постоянных сечений; на фиг. 8 - отправочная марка стандартизированной фермы из гнутосварных профилей пролетом 18 м с нижним поясом постоянного сечения и верхним поясом регулярно-переменного сечения; на фиг. 9 - отправочная марка стандартизированной фермы из гнутосварных профилей пролетом 18 м с поясами регулярно-переменных сечений; на фиг. 10 показана схема формообразования поясов регулярно-переменных сечений с их расчетными параметрами для стандартизированной фермы из гнутосварных профилей пролетом 18 м.The proposed technical solution is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a fragment of a truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, arranged in pairs of channels with shelves of regularly variable width; in FIG. 2 - a fragment of a truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, arranged in pairs of channels with shelves of constant width and shelves of regularly variable width; in FIG. 3 - a fragment of a trihedral (three-belted) truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, arranged in pairs of channels with shelves of regularly variable width (the flooring along the upper belts and part of the braces are not shown conditionally); in FIG. 4 - a fragment of a trihedral (three-belt) truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, arranged in pairs of channels with shelves of constant width and shelves of regularly variable width (flooring along the upper belts and part of the braces are not shown conditionally); in FIG. 5 is a snapshot of a slice of various gauge bent welded profiles; in FIG. 6 is a design diagram of sections of bent welded profiles; in FIG. 7 shows the starting mark of a standardized truss from bent sections with a span of 18 m with belts of constant sections; in FIG. 8 - a starting mark of a standardized truss from bent-welded profiles with a span of 18 m with a lower belt of constant cross-section and an upper belt of regularly variable cross-section; in FIG. 9 - a starting mark of a standardized truss from bent welded profiles with a span of 18 m with belts of regularly variable sections; in FIG. Figure 10 shows a pattern of forming belts of regularly variable sections with their calculated parameters for a standardized truss from bent-welded profiles with a span of 18 m.

Предлагаемое техническое решение фермы из гнутосварных профилей включает верхний (сжатый) пояс регулярно-переменного сечения из парных швеллеров с полками регулярно-переменной ширины 1, нижний (растянутый) пояс регулярно-переменного сечения из парных швеллеров с полками регулярно-переменной ширины 2, а также соединяющую их решетку из раскосов 3. Модифицированные пояса регулярно-переменных сечений могут иметь такую же парную компоновку из швеллеров с полками регулярно-переменной ширины и швеллеров с полками постоянной ширины. Как и в предыдущем случае, модифицированный верхний (сжатый) пояс 4 соединен с модифицированным нижним (растянутым) поясом 5 решеткой из раскосов 3. Предлагаемое техническое решение пространственной конструкции из гнутосварных профилей, например трехгранная (трехпоясная) ферма состоит из двух верхних (сжатых) поясов регулярно-переменных сечений из парных швеллеров 1 или 4, одного нижнего (растянутого) пояса регулярно-переменного сечения из парных швеллеров 2 или 5, а также двух соединяющих их наклонных решеток из раскосов 3. На верхние пояса 1 или 4 опирается настил, который в большинстве покрытий и перекрытий образует жесткий диск, обеспечивающий прочность, жесткость и устойчивость трехгранной фермы.The proposed technical solution of the truss from bent-welded profiles includes an upper (compressed) belt of regularly variable section from paired channels with regiments of regularly variable width 1, a lower (stretched) belt of regularly variable section from paired channels with regiments of regularly variable width 2, and a lattice connecting them from braces 3. Modified belts of regularly variable sections can have the same pair layout of channels with shelves of regularly variable widths and channels with shelves of constant width. As in the previous case, the modified upper (compressed) belt 4 is connected to the modified lower (extended) belt 5 by a brace of braces 3. The proposed technical solution for the spatial design of bent sections, for example, a trihedral (three-belted) truss, consists of two upper (compressed) belts regularly variable sections from paired channels 1 or 4, one lower (stretched) belt of regularly variable sections from paired channels 2 or 5, as well as two inclined gratings connecting them from braces 3. To the upper belts 1 or 4 a deck is supported, which in most coatings and ceilings forms a hard drive that provides strength, rigidity and stability to the trihedral truss.

Для вывода приведенной зависимости расчетных значений регулярно-переменных высот поясных элементов при их постоянной ширине целесообразно использовать балочный эквивалент фермы [Лебедева Н.В. Фермы, арки, тонкостенные пространственные конструкции. - М.: «Архитектура-С»; 2007. - С. 8-9]:To derive the given dependence of the calculated values of the regularly variable heights of the waist elements with their constant width, it is advisable to use the beam equivalent of the truss [Lebedeva N.V. Farms, arches, thin-walled spatial structures. - M .: "Architecture-S"; 2007. - S. 8-9]:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где Mz - расчетный момент в рассматриваемом сечении балочного эквивалента фермы; z - координата рассматриваемого сечения; q - интенсивность расчетной нагрузки, распределенной равномерно по закону прямоугольника;

Figure 00000002
- длина пролета фермы и ее балочного эквивалента; Mmax - наибольший (максимальный) расчетный момент в середине пролета.where M z is the calculated moment in the considered section of the beam equivalent of the farm; z is the coordinate of the section under consideration; q is the intensity of the design load distributed evenly according to the law of the rectangle;
Figure 00000002
- the length of the span of the farm and its beam equivalent; M max - the largest (maximum) calculated moment in the middle of the span.

Сечения поясов, подобранные по максимальным (наибольшим) усилиям (Nmax=±Mmax/H, где Н - расстояние между продольными осями поясов), в стандартизированных фермах из гнутосварных профилей, как правило, распространяют на всю длину пролета. Исходя из этого, для обеспечения несущей способности пояса регулярно-переменного сечения его высота при постоянной ширине должна определяться той же зависимостью, что и моменты балочного эквивалента фермы, которую можно записать в уже приведенной форме:The sections of the belts, selected according to the maximum (greatest) efforts (N max = ± M max / H, where N is the distance between the longitudinal axes of the belts), in standardized trusses from bent-welded profiles, as a rule, extend over the entire span. Based on this, to ensure the bearing capacity of a belt of regularly variable section, its height at a constant width should be determined by the same dependence as the moments of the beam equivalent of the truss, which can be written in the form already given:

Figure 00000006
Figure 00000006

Чтобы рассчитать гнутосварной профиль регулярно-переменного сечения, за это сечение целесообразно принять составную фигуру из пары вертикальных прямоугольников, соответствующих стенкам (вертикальным граням), и пары горизонтальных прямоугольников, соответствующих полкам (горизонтальным граням). Расчетные выкладки при этом допустимо выполнять по средней линии тонкостенного сечения без учета численных величин, содержащих значения толщины, возведенной во вторую и третью степень (t2, t3), а также без учета угловых закруглений [Марутян А.С. Оптимизация конструкций из трубчатых (гнутосварных) профилей квадратных (прямоугольных) и ромбических сечений. - Строительная механика и расчет сооружений, 2016, №1. - С. 30-38]:In order to calculate the bent-welded profile of a regularly variable section, for this section it is advisable to take a composite figure of a pair of vertical rectangles corresponding to the walls (vertical faces), and a pair of horizontal rectangles corresponding to the shelves (horizontal faces). In this case, calculation calculations can be performed along the midline of a thin-walled section without taking into account numerical values containing the thicknesses raised to the second and third degree (t 2 , t 3 ), as well as without taking into account angular curves [Marutyan A.S. Optimization of structures from tubular (bent-welded) profiles of square (rectangular) and rhombic sections. - Structural mechanics and calculation of structures, 2016, No. 1. - S. 30-38]:

A=2tU(1+1/n);A = 2tU (1 + 1 / n);

Ix=tU3(0,1666666/n+0,5)/n2;I x = tU 3 (0.1666666 / n + 0.5) / n 2 ;

Iy=tU3(0,1666666+0,5/n),I y = tU 3 (0.1666666 + 0.5 / n),

где А - расчетная площадь сечения профиля; Ix - расчетный осевой момент инерции сечения относительно оси х-х; Iy - расчетный осевой момент инерции сечения относительно оси y-y; t - толщина грани;where A is the estimated cross-sectional area of the profile; I x - calculated axial moment of inertia of the section relative to the x-axis; I y is the calculated axial moment of inertia of the section relative to the yy axis; t is the thickness of the face;

n - отношение ширины полки (горизонтальной грани) U по средней линии сечения к высоте стенки (вертикальной грани) V также по средней линии сечения,n is the ratio of the width of the shelf (horizontal edge) U along the midline of the section to the height of the wall (vertical edge) V also along the midline of the section,

n=U/V.n = U / V.

При сжатии несущую способность (устойчивость) поясов регулярно-переменных сечений целесообразно проверять с использованием в качестве обоснования расчетно-теоретической предпосылки, согласно которой замена сжатого стержня постоянного сечения на стержень переменного сечения практически не снижает его устойчивость, когда вместе с тем не снижается общая устойчивость ферменной конструкции и не увеличивается ее деформативность [1. Семенов А.А., Порываев И.А., Шамилова Э.Р. Стальная ферма покрытия. - Патент 180553, 18.06.2018, бюл. 17; 2. Семенов А.А., Порываев И.А., Шамилова Э.Р., Семенов С.А. Алгоритм поиска оптимальных параметров центрально сжатых стоек трубчатого сечения переменной жесткости. - Строительство и реконструкция, 2018, №2 (76). - С. 51-60]. Исходя из этого, проверять устойчивость сжатого пояса регулярно-переменной жесткости допустимо с учетом средних сечений, равноудаленных от центров узлов ферменной конструкции.When compressing, the bearing capacity (stability) of the belts of regularly variable sections should be checked using the theoretical and theoretical assumption as a justification, according to which replacing a compressed constant-section rod with a variable-section rod practically does not reduce its stability, while at the same time the overall stability of the truss design and does not increase its deformability [1. Semenov A.A., Poryvaev I.A., Shamilova E.R. Steel truss coating. - Patent 180553, 06/18/2018, bull. 17; 2. Semenov A.A., Poryvaev I.A., Shamilova E.R., Semenov S.A. An algorithm for finding optimal parameters of centrally compressed struts of a tubular section of variable stiffness. - Construction and reconstruction, 2018, No. 2 (76). - S. 51-60]. Proceeding from this, it is permissible to check the stability of a compressed belt of regularly variable stiffness taking into account average cross sections equidistant from the centers of truss nodes.

При растяжении несущую способность (прочность) поясов регулярно-переменных сечений необходимо проверять с учетом расчетных сечений нетто, которые в фермах совпадают с центрами узлов, где поясные усилия меняют свои значения.When tensile, the bearing capacity (strength) of the belts of regularly variable sections must be checked taking into account the calculated net sections, which in the farms coincide with the centers of the nodes, where the belt forces change their values.

Чтобы реализацию предлагаемого технического решения показать с большей наглядностью, целесообразно применить базовый объект, в качестве которого можно допустить стандартизированную ферму из гнутосварных профилей пролетом 18 м [Кузин Н.Я. Проектирование и расчет стальных ферм покрытий промышленных зданий. - М.: Изд-во АСВ, 1998. - С. 157-172].In order to show the implementation of the proposed technical solution with greater clarity, it is advisable to use a basic object, for which a standardized truss of bent-welded profiles with a span of 18 m can be allowed [Kuzin N.Ya. Design and calculation of steel trusses for coatings of industrial buildings. - M.: Publishing house of the DIA, 1998. - S. 157-172].

Контрольные соотношения высотных параметров поясов регулярно-переменных сечений применительно к базовой ферме из гнутосварных профилей пролетом 18 м с треугольной решеткой и 1,5-метровыми полупанелями параллельных поясов имеют следующие значения:The control ratios of the altitude parameters of the belts of regularly variable sections as applied to the base truss of bent-welded profiles with a span of 18 m with a triangular lattice and 1.5-meter half-panels of parallel belts have the following values:

при z=1,5 мat z = 1.5 m

hz/hmax=4(1,5/18-1,52/182)=0,305556;h z / h max = 4 (1.5 / 18-1,5 2/18 2) = 0.305556 ;

при z=16,5 мat z = 16.5 m

hz/hmax=4(16,5/18-16,52/182)=0,305556.h z / h max = 4 (16.5 / 18-16,5 2/18 2) = 0.305556 .

Следующим этапом выполняемой реализации предлагаемого технического решения является замена верхнего (сжатого) пояса базового объекта из гнутосварного профиля □160×120×4 мм на такой же пояс регулярно-переменного сечения □ (60…180)×120×4 мм из профиля □120×120×4 мм, подобранного для нижнего пояса базового объекта.The next step in the implementation of the proposed technical solution is the replacement of the upper (compressed) belt of the base object from a bent-welded profile □ 160 × 120 × 4 mm with the same belt of regularly variable section □ (60 ... 180) × 120 × 4 mm from the profile □ 120 × 120 × 4 mm, selected for the lower belt of the base object.

Устойчивость сжатого пояса будет обеспечена при условии:The stability of the compressed belt will be ensured provided:

σ/Ry=N/(ϕARy)≤1,σ / R y = N / (ϕAR y ) ≤1,

где σ - расчетное значение нормального напряжения при сжатии; Ry - расчетное сопротивление конструкционного материала по пределу текучести; N - расчетное усилие сжатия; ϕ - коэффициент продольного изгиба; А - площадь расчетного сечения;where σ is the calculated value of the normal stress under compression; R y is the calculated resistance of the structural material to yield strength; N is the calculated compression force; ϕ is the coefficient of longitudinal bending; A is the calculated cross-sectional area;

ϕ=1-0,066(λpr)3/2 при 0<λpr≤2,5;ϕ = 1-0.066 (λ pr ) 3/2 for 0 <λ pr ≤2.5;

ϕ=1,46-0,34λpr+0,021(λpr)2 при 2,5<λpr≤4,5;ϕ = 1.46-0.34λ pr +0.021 (λ pr ) 2 for 2.5 <λ pr ≤ 4.5;

λpr - условная гибкость сжатого элемента [Пособие по проектированию стальных конструкций. - М.: ЦИТП, 1989. - С. 17];λ pr - conditional flexibility of the compressed element [Guide for the design of steel structures. - M .: TSITP, 1989. - S. 17];

λpr=λ(Ry/E)1/2;λ pr = λ (R y / E) 1/2 ;

λ - расчетная гибкость сжатого элемента;λ is the design flexibility of the compressed element;

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
- расчетная длина сжатого элемента; i - радиус инерции расчетного сечения; Е - модуль упругости конструкционного материала (для стали E=2100000 кгс/см2).
Figure 00000008
- the estimated length of the compressed element; i is the radius of inertia of the calculated section; E is the modulus of elasticity of the structural material (for steel E = 2100000 kgf / cm 2 ).

При z=1,5 м и z=16,5 м расчетное сечение □80×120×4 мм первой и шестой (крайних опорных) панелей верхнего пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 1.5 m and z = 16.5 m, the design cross section □ 80 × 120 × 4 mm of the first and sixth (extreme supporting) panels of the upper belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

0,305556≤hz/hmax=80/180=0,444444;0.305556≤h z / h max = 80/180 = 0.444444;

n=U/V=(8,0-0,4)/(12,0-0,4)=7,6/11,6=0,6551724;n = U / V = (8.0-0.4) / (12.0-0.4) = 7.6 / 11.6 = 0.6551724;

A=2×0,4×7,6(1+1/0,6551724)=15,36 см2;A = 2 × 0.4 × 7.6 (1 + 1 / 0.6551724) = 15.36 cm 2 ;

Ix=0,4×7,63(0,1666666+0,5/0,6551724)=163,3 см4;I x = 0.4 × 7.6 3 (0.1666666 + 0.5 / 0.6551724) = 163.3 cm 4 ;

Iy=0,4×7,63(0,1666666/0,6551724+0,5)/0,65517242=308,6 см4;I y = 0.4 × 7.6 3 (0.1666666 / 0.6551724 + 0.5) / 0.6551724 2 = 308.6 cm 4 ;

ix=(163,3/15,36)1/2=3,26 см;i x = (163.3 / 15.36) 1/2 = 3.26 cm;

iy=(308,6/15,36)1/2=4,48 см;i y = (308.6 / 15.36) 1/2 = 4.48 cm;

σ/Ry=18434/(0,608×15,36×2400)=0,8225,σ / R y = 18434 / (0.608 × 15.36 × 2400) = 0.8225,

где λx=300/3,26=92,0; λy=300/4,48=66,9; λpr=92,0(2400/2100000)1/2=3,1;where λ x = 300 / 3.26 = 92.0; λ y = 300 / 4.48 = 66.9; λ pr = 92.0 (2400/2100000) 1/2 = 3.1;

ϕ=1,46-0,34×3,1+0,021×3,12=0,608.ϕ = 1.46-0.34 × 3.1 + 0.021 × 3.1 2 = 0.608.

Как видно, устойчивость крайних опорных панелей верхнего пояса регулярно-переменного сечения обеспечена. Здесь можно добавить, что вычисленные характеристики расчетного сечения □80×120×4 мм практически совпали с характеристиками гнутосварного профиля □120×80×4 мм по ТУ 67-2287-80 (A=15,36 см2; Ix=309,0 см4; Iy=164,0 см4).As you can see, the stability of the extreme support panels of the upper belt of a regularly variable section is provided. Here we can add that the calculated characteristics of the calculated cross-section □ 80 × 120 × 4 mm practically coincided with the characteristics of the bent-welded profile □ 120 × 80 × 4 mm according to TU 67-2287-80 (A = 15.36 cm 2 ; I x = 309, 0 cm 4 ; I y = 164.0 cm 4 ).

При z=4,5 м и z=13,5 м расчетное сечение □120×120×4 мм второй и пятой (промежуточных) панелей верхнего пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 4.5 m and z = 13.5 m, the calculated cross-section □ 120 × 120 × 4 mm of the second and fifth (intermediate) panels of the upper belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

n=U/V=(12,0-0,4)/(12,0-0,4)=11,6/11,6=1,0;n = U / V = (12.0-0.4) / (12.0-0.4) = 11.6 / 11.6 = 1.0;

A=2×0,4×11,6(1+1/1,0)=18,56 см2;A = 2 × 0.4 × 11.6 (1 + 1 / 1.0) = 18.56 cm 2 ;

Ix=0,4×11,63(0,1666666/1,0+0,5)/1,02=416,2 см4;I x = 0.4 × 11.6 3 (0.1666666 / 1.0 + 0.5) / 1.0 2 = 416.2 cm 4 ;

Iy=0,4×11,63(0,1666666+0,5/1,0)=416,2 см4;I y = 0.4 × 11.6 3 (0.1666666 + 0.5 / 1.0) = 416.2 cm 4 ;

ix=iy=(416,2/18,56)1/2=4,74 см;i x = i y = (416.2 / 18.56) 1/2 = 4.74 cm;

σ/Ry=33564/(0,793×18,56×2400)=0,9502,σ / R y = 33564 / (0.793 × 18.56 × 2400) = 0.9502,

где λxy=300/4,74=63,3; λpr=63,3(2400/2100000)1/2=2,14;where λ x = λ y = 300 / 4.74 = 63.3; λ pr = 63.3 (2400/2100000) 1/2 = 2.14;

ϕ=1-0,066×2,143/2=0,793.ϕ = 1-0.066 × 2.14 3/2 = 0.793.

Как видно, устойчивость промежуточных панелей верхнего пояса регулярно-переменного сечения также обеспечена. И здесь можно добавить, что вычисленные характеристики расчетного сечения □120×120×4 мм практически совпали с характеристиками гнутосварного профиля □120×120×4 мм по ТУ 67-2287-80 (A=18,56 см2; Ix=Iy=416,7 см4).As you can see, the stability of the intermediate panels of the upper zone of a regularly variable section is also provided. And here we can add that the calculated characteristics of the design section □ 120 × 120 × 4 mm practically coincided with the characteristics of the bent-welded profile □ 120 × 120 × 4 mm according to TU 67-2287-80 (A = 18.56 cm 2 ; I x = I y = 416.7 cm 4 ).

При z=7,5 м и z=10,5 м расчетное сечение □160×120×4 мм третьей и четвертой (средних) панелей верхнего пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 7.5 m and z = 10.5 m, the calculated cross-section □ 160 × 120 × 4 mm of the third and fourth (middle) panels of the upper belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

n=U/V=(12,0-0,4)/(16,0-0,4)=11,6/15,6=0,7435897;n = U / V = (12.0-0.4) / (16.0-0.4) = 11.6 / 15.6 = 0.7435897;

A=2×0,4×11,6(1+1/0,7435897)=21,76 см2;A = 2 × 0.4 × 11.6 (1 + 1 / 0.7435897) = 21.76 cm 2 ;

Ix=0,4×11,63(0,1666666/0,7435897+0,5)/0,74358972=817,7 см4;I x = 0.4 × 11.6 3 (0.1666666 / 0.7435897 + 0.5) / 0.7435897 2 = 817.7 cm 4 ;

Iy=0,4×11,63(0,1666666+0,5/0,7435897)=523,9 см4;I y = 0.4 × 11.6 3 (0.1666666 + 0.5 / 0.7435897) = 523.9 cm 4 ;

ix=(817,7/21,76)1/2=6,13 см;i x = (817.7 / 21.76) 1/2 = 6.13 cm;

iy=(523,9/21,76)1/2=4,91 см;i y = (523.9 / 21.76) 1/2 = 4.91 cm;

σ/Ry=40867/(0,8041×21,76×2400)=0,9732,σ / R y = 40867 / (0.8041 × 21.76 × 2400) = 0.9732,

где λx=300/6,13=48,9; λy=300/4,91=61,1; λpr=61,1(2400/2100000)1/2=2,0655;where λ x = 300 / 6.13 = 48.9; λ y = 300 / 4.91 = 61.1; λ pr = 61.1 (2400/2100000) 1/2 = 2.0655;

ϕ=1-0,066×2,06553/2=0,8041.ϕ = 1-0.066 × 2.0655 3/2 = 0.8041.

Как видно, устойчивость средних панелей верхнего пояса регулярно-переменного сечения также обеспечена. Подобно крайним и промежуточным панелями, здесь можно добавить, что вычисленные характеристики расчетного сечения □160×120×4 мм практически совпали с характеристиками гнутосварного профиля □160×120×4 мм по ТУ 67-2287-80 (A=21,76 см2; Ix=818,3 см4; Iy=524,4 см4).As you can see, the stability of the middle panels of the upper zone of a regularly variable section is also provided. Like the extreme and intermediate panels, it can be added here that the calculated characteristics of the design section □ 160 × 120 × 4 mm practically coincided with the characteristics of the bent-welded profile □ 160 × 120 × 4 mm according to TU 67-2287-80 (A = 21.76 cm 2 ; I x = 818.3 cm 4 ; I y = 524.4 cm 4 ).

Приведенные расчетные выкладки подтверждают, что верхний (сжатый) пояс регулярно-переменного сечения □(60…180)×120×4 мм из профиля □120×120×4 мм, подобранного для нижнего (растянутого) пояса базового объекта, вполне пригоден для использования в ферме по предлагаемому техническому решению, что уменьшает расход конструкционного материала на 5,5% (таблица).The above computational calculations confirm that the upper (compressed) belt of regularly variable section □ (60 ... 180) × 120 × 4 mm from the profile □ 120 × 120 × 4 mm, selected for the lower (extended) belt of the base object, is quite suitable for use in the farm according to the proposed technical solution, which reduces the consumption of structural material by 5.5% (table).

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, удалось отказаться от прямоугольного профиля верхнего пояса, заменив его квадратным профилем нижнего пояса, без введения в структуру решетки дополнительных стержневых элементов. Более того, если сохранить дистанцию и параллельность нижней полки верхнего пояса регулярно-переменного сечения и верхней полки нижнего пояса постоянного сечения, то решетку базового объекта можно оставить без изменений для повторного применения в новой ферме.Thus, it was possible to abandon the rectangular profile of the upper belt, replacing it with the square profile of the lower belt, without introducing additional rod elements into the lattice structure. Moreover, if you keep the distance and parallelism of the lower shelf of the upper belt of a regularly variable section and the upper shelf of the lower belt of a constant section, then the lattice of the base object can be left unchanged for reuse in a new farm.

Завершающим этапом выполняемой реализации предлагаемого технического решения является замена нижнего (растянутого) пояса базового объекта из гнутосварного профиля □120×120×4 мм на такой же пояс регулярно-переменного сечения □ (40…120)×120×4 мм из профиля □80×120×4 мм.The final stage of the implementation of the proposed technical solution is the replacement of the lower (stretched) belt of the base object from a bent-welded profile □ 120 × 120 × 4 mm with the same belt of regularly variable section □ (40 ... 120) × 120 × 4 mm from the profile □ 80 × 120 × 4 mm.

Прочность растянутого пояса будет обеспечена при условии:The strength of the stretched belt will be provided provided:

σ/(γcRy)=N/(AγcRy)≤1,σ / (γ c R y ) = N / (Aγ c R y ) ≤1,

где σ - расчетное значение нормального напряжения при растяжении; γс - коэффициент условий работы конструкции; Ry - расчетное сопротивление конструкционного материала по пределу текучести; N - расчетное усилие растяжения.where σ is the calculated value of the normal tensile stress; γ s is the coefficient of the working conditions of the structure; R y is the calculated resistance of the structural material to yield strength; N is the calculated tensile force.

Если подставить значение коэффициента γс=0,95, принятого в базовом объекте, то формулу проверки прочности можно записать в следующем виде:If we substitute the value of the coefficient γ c = 0.95, adopted in the base object, then the formula for checking the strength can be written in the following form:

σ/Ry=N/(ARy)≤0,95.σ / R y = N / (AR y ) ≤0.95.

Предельные гибкости стержней нижних (растянутых) поясов, прочность которых обеспечена, не должны превышать из плоскости и в плоскости фермы 400, а при учете сейсмических воздействий 350.The limiting flexibility of the rods of the lower (extended) belts, the strength of which is ensured, should not exceed from the plane and in the plane of the truss 400, and when seismic effects are taken into account 350.

При z=1,5 м и z=16,5 м расчетное сечение □40×120×4 мм первой и пятой (крайних, но не опорных) панелей нижнего пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 1.5 m and z = 16.5 m, the calculated cross-section □ 40 × 120 × 4 mm of the first and fifth (extreme, but not supporting) panels of the lower belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

0,305556≤hz/hmax=40/120=0,333333;0.305556≤h z / h max = 40/120 = 0.333333;

n=U/V=(4,0-0,4)/(12,0-0,4)=3,6/11,6=0,3103448;n = U / V = (4.0-0.4) / (12.0-0.4) = 3.6 / 11.6 = 0.3103448;

A=2×0,4×3,6(1+1/0,3103448)=12,16 см2;A = 2 × 0.4 × 3.6 (1 + 1 / 0.3103448) = 12.16 cm 2 ;

Ix=0,4×3,63(0,1666666+0,5/0,3103448)=33,18 см4;I x = 0.4 × 3.6 3 (0.1666666 + 0.5 / 0.3103448) = 33.18 cm 4 ;

Iy=0,4×3,63(0,1666666/0,3103448+0,5)/0,31034482=200,9 см4;I y = 0.4 × 3.6 3 (0.1666666 / 0.3103448 + 0.5) / 0.3103448 2 = 200.9 cm 4 ;

ix=(33,18/12,16)1/2=1,65 см;i x = (33.18 / 12.16) 1/2 = 1.65 cm;

iy=(200,9/12,16)1/2=4,06 см;i y = (200.9 / 12.16) 1/2 = 4.06 cm;

σ/Ry=20347/(12,16×2400)=0,6972;σ / R y = 20347 / (12.16 × 2400) = 0.6972;

λx=300/1,65=181,8;λ x = 300 / 1.65 = 181.8;

λy=750/4,06=184,7.λ y = 750 / 4.06 = 184.7.

При z=4,5 м и z=13,5 м расчетное сечение □72×120×4 мм второй и четвертой (промежуточных) панелей нижнего пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 4.5 m and z = 13.5 m, the calculated cross-section □ 72 × 120 × 4 mm of the second and fourth (intermediate) panels of the lower belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

n=U/V=(7,2-0,4)/(12,0-0,4)=6,8/11,6=0,5862068;n = U / V = (7.2-0.4) / (12.0-0.4) = 6.8 / 11.6 = 0.5862068;

A=2×0,4×6,8(1+1/0,5862068)=14,72 см2;A = 2 × 0.4 × 6.8 (1 + 1 / 0.5862068) = 14.72 cm 2 ;

Ix=0,4×6,83(0,1666666+0,5/0,5862068)=128,2 см4;I x = 0.4 × 6.8 3 (0.1666666 + 0.5 / 0.5862068) = 128.2 cm 4 ;

Iy=0,4×6,83(0,1666666/0,5862068+0,5)/0,58620682=287,1 см4;I y = 0.4 × 6.8 3 (0.1666666 / 0.5862068 + 0.5) / 0.5862068 2 = 287.1 cm 4 ;

ix=(128,2/14,72)1/2=2,95 см;i x = (128.2 / 14.72) 1/2 = 2.95 cm;

iy=(287,1/14,72)1/2=4,42 см;i y = (287.1 / 14.72) 1/2 = 4.42 cm;

σ/Ry=20347/(14,72×2400)=0,8860;σ / R y = 20347 / (14.72 × 2400) = 0.8860;

λx=300/2,95=101,7;λ x = 300 / 2.95 = 101.7;

λy=750/4,42=169,7.λ y = 750 / 4.42 = 169.7.

При z=7,5 м расчетное сечение □104×120×4 мм третьей (средней) панели растянутого пояса регулярно-переменной жесткости имеет следующие параметры:At z = 7.5 m, the calculated cross-section □ 104 × 120 × 4 mm of the third (middle) panel of the stretched belt of regularly variable stiffness has the following parameters:

n=U/V=(10,4-0,4)/(12,0-0,4)=10,0/11,6=0,8620689;n = U / V = (10.4-0.4) / (12.0-0.4) = 10.0 / 11.6 = 0.8620689;

A=2×0,4×10,0(1+1/0,8620689)=17,28 см2;A = 2 × 0.4 × 10.0 (1 + 1 / 0.8620689) = 17.28 cm 2 ;

Ix=0,4×10,03(0,1666666+0,5/0,8620689)=298,7 см4;I x = 0.4 × 10.0 3 (0.1666666 + 0.5 / 0.8620689) = 298.7 cm 4 ;

Iy=0,4×10,03(0,1666666/0,8620689+0,5)/0,86206892=373,8 см4;I y = 0.4 × 10.0 3 (0.1666666 / 0.8620689 + 0.5) /0.8620689 2 = 373.8 cm 4 ;

ix=(298,7/17,28)1/2=4,16 см;i x = (298.7 / 17.28) 1/2 = 4.16 cm;

iy=(373,8/17,28)1/2=4,65 см;i y = (373.8 / 17.28) 1/2 = 4.65 cm;

σ/Ry=20347/(17,28×2400)=0,8303;σ / R y = 20347 / (17.28 × 2400) = 0.8303;

λx=300/4,16=72,1;λ x = 300 / 4.16 = 72.1;

λy=750/4,65=161,3.λ y = 750 / 4.65 = 161.3.

Приведенные расчетные выкладки подтверждают, что и нижний (растянутый) пояс регулярно-переменного сечения □(40…120)×120×4 мм из профиля □80×120×4 мм вполне пригоден для использования в ферме по предлагаемому техническому решению, что увеличивает экономию конструкционного материала до 10% (таблица). Если сохранить дистанцию и параллельность нижней полки верхнего пояса регулярно-переменного сечения и верхней полки нижнего пояса также регулярно-переменного сечения, то решетку базового объекта можно оставить без изменений и в этом случае для повторного применения в новой ферме.The above calculated calculations confirm that the lower (stretched) belt of regularly variable section □ (40 ... 120) × 120 × 4 mm from the profile □ 80 × 120 × 4 mm is quite suitable for use in the farm according to the proposed technical solution, which increases the savings construction material up to 10% (table). If you keep the distance and parallelism of the lower shelf of the upper belt of a regularly variable section and the upper shelf of the lower belt of a regularly variable section, the lattice of the base object can be left unchanged, in this case, for re-use in a new farm.

Таким образом, подводя некоторые итоги, можно прийти к основному выводу, что предлагаемая ферма из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений достаточно эффективна, рациональна и перспективна для применения в составе несущих конструкций зданий и сооружений.Thus, summing up some results, we can come to the main conclusion that the proposed truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections is quite effective, rational and promising for use as part of the supporting structures of buildings and structures.

Claims (3)

Ферма из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений, включающая решетку и пояса, скомпонованные парными швеллерами, распущенными косыми резами стенок одних и тех же исходных гнутосварных профилей, отличающаяся тем, что полки таких швеллеров имеют регулярно-переменную ширину, что обеспечивает такую же регулярно-переменную высоту составных сечений поясов, значения которой при постоянной ширине сечений поясов определяются зависимостьюA truss from bent-welded profiles with belts of regularly variable sections, including a lattice and belts arranged in pairs of channels, open slanting cuts of the walls of the same initial bent-welded profiles, characterized in that the shelves of such channels have a regularly-variable width, which ensures the same regularly -the variable height of the composite sections of the zones, the values of which at a constant width of the sections of the zones are determined by
Figure 00000010
Figure 00000010
где z - координата середины крайних опорных панелей пояса;
Figure 00000011
- длина пролета фермы; hz - высота пояса в середине тех же панелей; hmax - максимальная высота пояса в середине пролета.
where z is the coordinate of the middle of the extreme support panels of the belt;
Figure 00000011
- span length of the farm; h z is the height of the belt in the middle of the same panels; h max - the maximum height of the belt in the middle of the span.
RU2018132549A 2018-09-11 2018-09-11 Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts RU2702492C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132549A RU2702492C1 (en) 2018-09-11 2018-09-11 Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132549A RU2702492C1 (en) 2018-09-11 2018-09-11 Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702492C1 true RU2702492C1 (en) 2019-10-08

Family

ID=68170958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018132549A RU2702492C1 (en) 2018-09-11 2018-09-11 Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702492C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806391C1 (en) * 2023-05-24 2023-10-31 Александр Суренович Марутян Triangular lattice pole with d-pipe belts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU703637A1 (en) * 1978-07-13 1979-12-15 Ордена Трудового Красного Знамени Центральный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Металлоконструкций "Цниипроектстальконструкция" Metal truss
SU1214881A1 (en) * 1984-05-04 1986-02-28 Ордена "Знак Почета" Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Уральский Промстройниипроект" Metal truss
RU143426U1 (en) * 2014-02-14 2014-07-20 Александр Суренович Марутян SQUARE PIPES FARM WITH TOP BELT STRENGTHENED WITH A CHANNEL
RU180553U1 (en) * 2018-01-29 2018-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" STEEL SLIPPING FARM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU703637A1 (en) * 1978-07-13 1979-12-15 Ордена Трудового Красного Знамени Центральный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Металлоконструкций "Цниипроектстальконструкция" Metal truss
SU1214881A1 (en) * 1984-05-04 1986-02-28 Ордена "Знак Почета" Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Уральский Промстройниипроект" Metal truss
RU143426U1 (en) * 2014-02-14 2014-07-20 Александр Суренович Марутян SQUARE PIPES FARM WITH TOP BELT STRENGTHENED WITH A CHANNEL
RU180553U1 (en) * 2018-01-29 2018-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" STEEL SLIPPING FARM

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221869U1 (en) * 2023-05-23 2023-11-28 Александр Суренович Марутян THREE-EDGED TOWER TRUSS WITH FLAT-OVAL PIPE BELTS
RU2806391C1 (en) * 2023-05-24 2023-10-31 Александр Суренович Марутян Triangular lattice pole with d-pipe belts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Truong et al. Optimization of steel moment frames with panel-zone design using an adaptive differential evolution
Gengnagel et al. Active bending in hybrid structures
RU2702492C1 (en) Truss made from roll-welded profiles with regularly variable cross-section belts
Mohammadnejad et al. Dynamic response analysis of a combined system of framed tubed, shear core and outrigger-belt truss
RU2641141C1 (en) Long-dimensional steel concrete element
RU2618810C1 (en) Triangle lattice of rod structures with additional semi-racks and half-braces (y-shaped racks)
RU193994U1 (en) DOUBLE BEAM WITH CORRUGATED WALL AND TUBULAR BELTS
Nikzad et al. Structural optimization method for 3D reinforced concrete building structure with shear wall
RU207351U1 (en) STRUCTURE WITH U-PROFILE GRILLE
RU193985U1 (en) BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE
Roshchina et al. Taking into consideration the work of monolithic reinforced concrete floor with shaped steel profiles in two directions
RU180553U1 (en) STEEL SLIPPING FARM
RU166510U1 (en) CORKED WALL BEAM
RU196556U1 (en) ROMBIC GRILLE OF ROD STRUCTURES WITH Y-SHAPED OR ψ-SHAPED HALF-STORES
RU2629270C1 (en) I-beam with corrugated wall
RU2043467C1 (en) Dismountable assembled h-beam with hollow shelves and double wall
RU199331U1 (en) CROSSLATING OF ROD STRUCTURES WITH Y-SHAPED OR Ψ-SHAPED SEMI-STRUCTURES
Pundkar et al. Influence of steel plate shear wall on multistorey steel building
Kovács et al. Create a Rigid and Safe Grid-like Structure
RU196738U1 (en) HALF-ARRAY LATTICE OF ROD STRUCTURES WITH ADDITIONAL RODS OF I-SHAPED, Y-SHAPED AND Ψ-SHAPED SHAPE
USMANOV DESIGN OF LIGHT METAL TRUSSES
RU2336397C1 (en) Metal whole beam
RU2755179C1 (en) I-beam closed formed profile with bends and cavettos for shelves
RU221056U1 (en) SUPPORTING STRUCTURE WITH U-SHAPED GRID
RU78836U1 (en) FARM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200912