7.4.2.1 Требуемая площадь поперечного сечения А при заданных габаритах определяется из формулы (7) СП 16.13330.2017.
Коэффициенты продольного изгиба следует определять в соответствии с 7.1.3 СП 16.13330.2017.
Условная гибкость стержня (где ) определяется с использованием приближенных значений радиусов инерции сечений относительно главных осей , , принимаемых по таблице 12 (х - горизонтальная ось, у - вертикальная ось).
Для сквозных стержней при вычислении относительно свободной оси вместо принимается , определяемая по таблице 8 СП 16.13330.2017. Для составных стержней сквозного сечения с планками при , где - ширина планки; b - расстояние в осях ветвей, следует считать 5.
7.4.2.2 Оптимальное сечение стержня заданной формы должно удовлетворять двум условиям:
- равноустойчивости, т.е. ;
- предельной тонкостенности элементов сечения (стенки и полки) в соответствии с таблицами 9, 10 и подраздела 9.4 СП 16.13330.2017.
Таблица 12
Радиус инерции | Приближенные значения радиусов инерции и для сечений | |||||
0,35d | 0,29h | 0,43h | 0,30h | 0,20h | 0,20h | |
0,35d | 0,29h | 0,24b | 0,20b | 0,20b | 0,40h | |
0,32h | 0,32h | 0,32h | 0,30h | 0,32h | 0,28h | |
0,49b | 0,58b | 0,40b | 0,22b | 0,20b | 0,24b | |
0,40h | 0,40h | 0,40h | 0,43h | 0,21h | 0,41b | |
0,51b | 0,44b | 0,60b | 0,43b | 0,21b | 0,41b |
Верхняя граница рациональной области применения стали повышенной и высокой прочности определяется из условия снижения массы стержня (площади поперечного сечения А) с ростом расчетного сопротивления, т.е. 0, которое выполняется при 3,9. Поэтому стержни с условной гибкостью >3,9 должны выполняться из малоуглеродистой стали, так как при >120 применение стали с расчетным сопротивлением >225 МПа (2294 кгс/см) нерентабельно.
Применение стали повышенной и высокой прочности экономически эффективно (наблюдается не только снижение массы, но и стоимости конструкции) при 2,5.
7.4.2.3 Прямой метод подбора поперечного сечения стержня позволяет получить значение требуемой условной гибкости за один раз. Для этого формулу (7) СП 16.13330.2017 следует преобразовать в формулу
, (34)
где =ВС;
- параметр исходных данных;
- квадрат удельного радиуса инерции поперечного сечения относительно одной из главных осей.
Для наиболее распространенных сплошностенчатых сечений значения параметра С могут быть определены по таблице 13.
В таблице 13 указан также размер от ближайшего края до центра тяжести сечения, несимметричного относительно оси х-х:
; ; .
Таблица 13
Пара- | Поперечное сечение | ||||||
Примечание - В настоящей таблице приняты следующие обозначения: |