Рекомендации по решению статической части задачи огнестойкости металлической конструкции.

Величину (t_cr) для каждого из элементов определяют из условия снижения прочности (предела текучести) стали до величины напряжения, возникающего в элементе от внешней (нормативной, рабочей) нагрузки. Кроме того, для сжатых элементов определяют и второе значение (t_cr) из условия снижения модуля упругости стали (E_s) до критической величины (что приводит к недопустимому прогибу элемента).

Числовые значения (t_cr) определяют по экспериментальным данным о снижении коэффициента изменения предела текучести (γ_т) и модуля упругости (γ_E) стали от температуры нагрева по графику.

Величину коэффициента изменения предела текучести стали, соответствующую критической температуре нагрева растянутого элемента фермы, вычисляют по следующей формуле:

γ_{т, у cr} = N_n / (A ^. R_yn)

где γ_{т, у cr} - величина коэффициента изменения предела текучести стали при критической температуре;

N_n - усилие, воспринимаемое элементом от нормативной нагрузки, Н;

N_n = N / γ_f,

где N - расчетное усилие, воспринимаемое элементом фермы

γ_f - усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке, γ_f = 1,2;

A - площадь поперечного сечения элемента фермы м²;

R_уn - нормативное сопротивление стали по пределу текучести, Па.

При расчете сжатых элементов в знаменателе формулы следует учесть коэффициент продольного изгиба элемента (λ), который зависит от его гибкости (λ): при (λ) <40, величина (φ) = 1; при (λ)40 - (φ) = 0,95. При этом определяют максимальную величину гибкости (λ _max) с учетом 2-х направлений прогиба стержня: "в плоскости" фермы (т. е. в вертикальном направлении) и "из плоскости" фермы (т. е. в горизонтальном направлении).

Гибкость вычисляется по формуле:

; _,

где λ _x, λ _y - гибкость элемента "в плоскости" и "из плоскости" фермы, соответственно.

l_x, l_y - расчетные длины элемента "в плоскости" и "из плоскости" фермы, соответственно, см;

i_x, i_y - радиус инерции относительно осей "х" и "y", см.

При определении (i_y) следует учесть, что расстояние между уголками, из которых составлен элемент фермы, равно толщине соединительной пластины, к которой они приварены с 2-х сторон.

Следует учесть, что гибкость элементов "в плоскости" фермы, как правило, определяется расстоянием между соединительными пластинами, к которым он приварен (для элементов решетки), либо расстоянием между узлами (для элементов пояса) фермы.

Гибкость элементов "из плоскости" фермы определяется местами крепления горизонтальных связей по длине фермы. В данном разделе курсового проекта следует принять, что горизонтальные связи по верхнему поясу в виде прогонов крепятся через каждые 6 м, т. е. в каждом укрупнительном узле верхнего пояса фермы.

При расчете по потере устойчивости сжатых элементов пользуются формулой:

,

где l - расчетная длина элемента (принимается максимальная из условия гибкости элемента "в плоскости" и "из плоскости" фермы), м;

π = 3,14;

E_n = 2,06^.10¹¹ - нормативное значение модуля упругости, Па;

J_min - минимальное значение момента инерции поперечного сечения элемента, см⁴, можно вычислить по формуле:

где i_min - минимальное значение величины радиуса инерции поперечного сечения элемента, см;

А₂ - площадь поперечного сечения элемента 2-х уголков, см²;