|
1. Конструкция узлов ферм.
Ось любого элемента считается совпадающей с положением его центра тяжести,
округленным до 5 мм. Оси всех элементов, сходящихся в узле, должны
пересекаться в одной точке — центре узла.
На 10.8 приведены промежуточные узлы при опирании на
фермы прогонов. При оннраппи железобетонных панелей будут отсутствовать
уголки для крепления прогонов, а вместо них, когда при шаге ферм 6 м толщина полок поясных уголков меньше 10 мм, а при шаге ферм 12 м меньше 14 мм. приваривают опорные листы толщиной 10 — 12 мм.
Чтобы уменьшить концентрацию напряжений, края элементов
решетки не доводят до поясов на 40—50 мм ( 10.8, а).
2. Расчет прикреплений элементов решетки. Если в
стержне решетки действует расчетное усилие N, а сечение состоит из двух
уголков, то на каждый уголок приходится усилие Ni—0,5N. Это усилие должно
быть воспринято сварными швами, прикрепляющими уголок к фасонке. Возможны два
варианта: а) прикрепление только фланговыми швами (концы которых для снижения
концентраций напряжений выводят на 20 мм на торец уголка); б) прикрепление лобовыми и фланговыми швами. В первом случае шов у обушка рассчитывают на
усилие No6=aNi, а шов у пера на усилие /Vnepa= (1— а) N J (см. 7.5, б). Во
втором случае определяют усилие, воспринимаемое лобовым швом аоставшаяся
часть усилия распределяется между фланговыми швами: №6—a(Ni—Л'лоб) и дилера _
= (1—a)(N]—N лоб). Высоту шва принимают 4, 6, 8, 10, 12 мм. Высоту шва у пера часто принимают меньше, чем у обушка. В одной ферме желательно не применять
более четырех швов различной высоты.
3. Расчет прикреплений поясов к фасонкам. Возможны три
случая:
I. Пояс проходит через узел не прерываясь.
Очевидно, что в этом случае швы, прикрепляющие пояс к фасонке, должны
рассчитываться на разность усилий N=Nk+1-Nh ( 10.8, а).
II. В узле к поясу примыкает только стойка. В этом
случае Nh+i—Nn=0, прикрепление стойки к фасонке п фасонки к поясу
рассчитывают на усилие в стойке N — Nr ( 10.8,6).
III В узле устраивается стык: заводской или монтажный (
10.8, в и 10.10,о). В этом случае конструктор обязан полноценно перекрыть
стык (см. ниже, п. 5).
Прикреплять фасонки к поясам лучше с двух сторон: со
стороны обушка и со стороны пера. Для этого фасонки выпускают за обушки
уголков на 15—20 мм. Но в узлах верхнего пояса выступающая вверх часть
фасонки мешает установке прогонов или плит. Поэтому в фасонке делают вырезы
(см. 10.8, а) и это место не заваривают. В фермах под легкую нагрузку можно
верхний край фасонки устроить ровным, расположить его на 5—10 мм ниже обушка
и приваривать фасонку только к перу. Щель между уголками у обушков заполняют
наплавленным металлом, но в расчет этот «шов» не принимают. При таком
прикреплении в рабочем шве возникает дополнительный изгибающий момент. При
расчете надо или учесть его, или снизить расчетное сопротивление шва на
20—25%. Швы, прикрепляющие
фасонки к поясам, работают слабо, и их обычно принимают
высотой 6 мм.
4. Стыки поясов. Заводские стыки устраивают в
фермах пролетом более 24 м из-за ограниченной длины проката. Стыки поясов
можно размещать в узлах и панели. Чаще их располагают в узлах, чтобы часть
фасонки использовать в качестве стыковой накладки (см. 10.8, в). Выступающие
горизонтальные полки соединяемых уголков устраивают на одном уровне, что
позволяет перекрыть их листовыми (или уголковыми) накладками. При этом
возникает смещение центров тяжести поясов. Его можно не учитывать, если оно не
превышает 5% высоты пояса.
При пролетах более 18 м ради удобств транспортирования в середине пролета устраивают монтажный стык. Желательно, чтобы обе полуфермы были
полностью идентичными.
7. Конструкция опорного узла зависит от способа сопряжения
фермы с колонной. При шарнирном опирании фермы на колонны конструкция
опорного узла приведена на 10.9, а, а при жестком сопряжении фермы с
колоннами (см. гл. II)— на 109,6. Вся опорная реакция передается через
строганый торец опорного ребра толщиной 16—20 мм (выполненного в виде
сварного тавра-фланца) на опорный столик колонны. Если фланец сделать
толщиной 8—10 мм, а расстояние между
болтами принять большим (Ь— 160...200 мм), то сопряжение
по 10.9,6 тоже можно считать шарнирным.
8. Связующие прокладки. В стержнях, сечение которых
составлено из двух уголков (или двух каких-либо других профилей), должны быть
поставлены связующие прокладки ( 10.10). Эти прокладки (их часто именуют
«сухариками») предназначены для обеспечения совместной работы двух уголков
как единого целого сечения. В сжатых элементах прокладки ставят на расстояниях,
не превышающих 40t(, а в растянутых — 80/, (где i| — радиус инерции уголка
или швеллера относительно оси, параллельной плоскости фасонки). При этом в
сжатых элементах на длине, равной расчетной длине из плоскости фермы,
необходимо ставить не менее двух прокладок.
9. Последовательность конструирования. До конструирования
фермы необходимо подсчитать длины всех элементов с точностью до 1 мм. Делается это с по.мощью теоремы Пифагора и таблицы квадратов чисел (эти таблицы имеются в
«Справочнике конструктора стальных конструкции» под ред. проф. Н. П.
Мельникова, в «Справочнике разметчика» и др.). Например: если панель d=3000
мм, а высота фермы 2857 мм, то геометрическая длина раскоса heом = VWTh* = V
30002 + 28572 = /9 000 000 + 8 162 449 = = У 17 162 449 = 4143 мм.
Конструирование рекомендуется вести в следующем порядке:
1) в масштабе 1 : 20 (или 1 :25 или 1 :30) на листе
чертежной бумаги твердым карандашом вычерчивают геометрическую схему фермы в
тонких линиях (которые представляют оси элементов);
2) около осей наносят контурные линии поясов и
элементов решетки в масштабе 1 : 10 (или 1 : 15). При этом центр тяжести
каждого элемента должен быть совмещен с его осью (положение центра тяжести
округляют до 5 мм). Таким образом, все узлы вычерчивают в крупном масштабе,
удобном для деталировки, а длинные однообразные участки стержней между узлами
оказываются вычерченными с искажением продольного масштаба. Получается
подробный и одновременно компактный чертеж;
3) иа концах каждого элемента решетки тонкими
линиями рисуют швы, длина которых ранее была определена по расчету. При этом
надо избегать скопления сварных швов, чтобы избежать концентраций напряжений
(между швами должно быть не менее 40 мм);
4) в каждом узле рисуют фасонку, стремясь к тому,
чтобы края се проходили поближе к концам сварных швов. Фасонки обязательно
должны иметь простую форму (прямоугольника или трапеции, в крайнем случае
многоугольника без входящих углов). При конструировании фасонок не следует
очень скупиться на их размеры, особенно надо избегать скоплений швов;
5) имея вычерченные фасонки, окончательно уточняют
расположение швов в прикреплениях раскосов, при этом швы часто приходится
делать длинней, чем нужно по расчету;
6) конструируют опорный узел, стыки, расставляют
связующие прокладки между уголками, проставляют все необходимые размеры,
составляют спецификацию.
Конструирование клепаных ферм ведется также, только
элементы центрируют по заклепочной риске и вместо сварных швов ставят заклепки.
Пример 10.2. Рассчитать стропильную ферму ( 10.11, с). Шаг
ферм а=12 м. Кровля; теплая по стальному профилированному настилу.
Нормативная снеговая нагрузка SH= 1000 11/ыг. Схема связей— см. 11.4 и
10.6,6.
Решение. 1. Ставим подкос а—б для уменьшения расчетной
длины сжатого раскоса а—в и для придания жесткости элементу б—1 при
транспортировании фермы. Стойку К—Л ставим для упрощения конструкции
монтажного стыка полуферм.
Вопросы для самопроверки
1. Классифицируйте фермы по очертанию поясов и
типу решетки.
2. Укажите характерные свойства ферм с
различным'очертанием поясов.
3. Как решается вопрос о выборе высоты фермы?
4. Назовите две системы покрытий. Как
рассчитываются прогоны?
5. Перечислите нагрузки, действующие на
стропильные фермы.
6. Назовите два способа определения усилий в
фермах.
7. Что такое шпренгели в фермах и когда они
применяются?
8. Как определяется расчетная длина сжатых
стержней ферм?
9. Укажите типы сечений из двух уголков, применяемые
в фермах.
10. Как расстанавливаются связующие прокладки в
элементах ферм?
11. Как рассчитываются прикрепления элементов
решетки к фа- сонкам?
|