Synthesis of rational constructive solution of steel roof trusses

Abstract

Розглянуто питання виникнення та впливу згинальних моментів на несучу здатність комбінованої сталевої ферми з прямокутних гнуто-зварних профілів. Здійснено порівняльний аналіз техніко-економічних показників за матеріаломісткістю, трудомісткістю та вартістю традиційних – типових та полегшених комбінованих сталевих ферм. В роботі розглянуто сталеві ферми великопрогонових будівель із прольотом 30 м. Виконано порівняльну оцінку конструктивної ефективності різних способів приєднання решітки у раціональних комбінованих сталевих фермах і порівняння із типовими фермами за ДСТУ. Наведено переваги комбінованих конструкцій над типовими (традиційними) та переваги статично невизначених конструкцій над статично визначеними. Наведено алгоритм пошуку ефективного конструктивного рішення великопрогонових ферм. Проаналізовано ефективність використання різних типів поперечного перерізу для елементів ферм покриття. Виконано розрахунок комбінованих сталевих ферм покриття висотою 2 та 3 м. Наведено епюри зусиль (згинальні моменти та поздовжні зусилля) для різних розрахункових схем комбінованої сталевої ферми. Проаналізовано значення зусиль у комбінованій фермі для різних способів приєднання решітки до поясів. Подано епюру нормальних напружень по середній лінії балки жорсткості комбінованої ферми для різних розрахункових схем. Визначено, що за різних способів закріплення решітки зусилля у балці жорсткості практично не змінюються (до 1,0 %). Числовий експеримент показав, що за жорсткого способу закріплення у стійці виникає згинальний момент від 0,373 до 0,318 кН·м. Зокрема, за жорсткого способу закріплення решітки на першій проміжній опорі у нижньому поясі значення моменту зростає на 15 %. Виконано розрахунок несучої здатності стиснутих стержнів за різних способів з’єднання. За результатами досліджень запропоновано інженерний спосіб урахування впливу згинальних моментів. Наведено рекомендації щодо проєктування комбінованих сталевих ферм.The article examines the issue of the occurrence and influence of bending moments on the bearing capacity of a combined steel truss made of rectangular bent-welded profiles. A comparative analysis of technical and economic indicators in terms of material intensity, labor intensity, and cost of traditional-typical and lightweight combined steel trusses was carried out. The paper examines steel trusses of long-span buildings with a span of 30 m. The force graphs (bending moments and axial forces) for various calculation schemes of the combined steel truss are shown. An analysis of the forces in the combined truss for different ways of connecting the lattice to the chords was carried out. The plot of normal stresses along the middle line of the stiffening girder of the combined truss for various calculation schemes is presented. The load-bearing capacity of compressed rods with different connection methods was calculated. According to the research results, an engineering method of taking into account the influence of bending moments is proposed.