Основными типами сечений элементов связей является тавровое составное сечение из двух полос, соединённых между собой по всей длине с помощью сварки (рис.19). Другие типы сечений рассмотрены в [1].

Рис.19 Сечение стержней поперечных и продольных связей

       Для каждого из подбираемых элементов должно быть известно расчётное усилие N, расчётное сопротивление R_{y ( oc )} и принята допускаемая гибкость [ λ].

Сжатые элементы

Подбор сечения сжатого элемента производится из условия обеспечения его устойчивости. Начинают расчёт с того, что задаются гибкостью λ < [λ]. Задавать гибкость следует в зависимости от усилия в стержне

Далее определяют коэффициент устойчивости φ, соответствующей выбранной гибкости по приложению 6.

Находят требуемую площадь поперечного сечения стержня:

Acal =

(40)

и требуемый радиус инерции:

ical =

(41)

где

γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый при λ > 60 равным γ_с = 0.8, при λ < 60 равным γ_с = 1;

l_ef – расчётная длина стержня. Для сечения в виде тавра принимают геометрическую длину стержня l, а i_cal = i_y. (В других случаях см. [1]).

Тавровое сечение подбирают из двух полос одинакового сечения, где h_ef = b_f (рис.19). Между размерами h, b и их радиусами инерции существуют устойчивые соотношения, называемые коэффициентами формы (h – высота, b – ширина сечения). Для сварного тавра:

≈ 0,21

≈ 0, 3 1

Следовательно, зная i _{у, cal} , можно определить требуемый размер b_cal :

bcal =

(42)

В сварном тавре из двух одинаковых полос площадь поперечного сечения:

при этом требуемая толщина полосы:

tcal =

(44)

При подборе сечения следует иметь в виду, что минимальные допустимые размеры полосы составляют 6×60мм. Площадь поперечного сечения тавра в этом случае составит  A_min = 7,2см². То есть, окончательно принимаемое значение площади, полученное по (43), должно быть не меньше A_min.

В тавре необходимо обеспечить местную устойчивость свободного свеса (стенки). Местная устойчивость гарантируется при предельных отношениях (ориентировочно):

 = 15…20.

В подобранном сечении проверяется условие:

σ =

(45)

При этом определяется фактическое значение коэффициента φ с учётом фактического значения i_y:

iy =

(45)

Более подробно расчет сжатых стержней, а также другие формы поперечных сечений стержней рассмотрены в [1].

Растянутые элементы

Растянутые элементы подбирают из условия прочности:

σ =

(46)

Требуемая площадь сечения элемента:

Acal =

(47)

По этой площади подбирают сечение сварного тавра, учитывая, что A_min = 7,2см².

Гибкость стержня с подобранным сечением не должна превышать предельно допустимой:

λ =  =[λ]

(48)

где l – геометрическая длина элемента;

       i - минимальный радиус инерции сечения.

Расчет сварных соединений

Крепление стержней поперечных и продольных связей в узлах осуществляют сварными швами с помощью фасонок. Сварка применяется ручная.

Стенка сварного тавра (работающего на растяжение) крепится к фасонке с помощью стыкового шва, а полка – четырьмя фланговыми швами (рис. 20)

а)

б)

в)

Рис. 20

Приложение 1

СП 53-102-2004 ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Таблица В.5 - Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката

Приложение 2

СП 53-102-2004 ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Таблица Г.2 - Нормативные и расчетные сопротивления металла угловых швов

Приложение 3

ГОСТ 8240-97