Пример 6.7

По данным примера 6.6 выполнить усиление балки путем подведения дополнительной фермы. Изгибающий момент в балке от постоянных нагрузок M_g = 243 кН·м.

Эпюры продольных усилий и моментов в балке, усиленной фермой, приведены на рисунке 6.18.

Суммарный изгибающий момент в середине пролета балки

М = 243 + 115 = 358 кН·м.

Проверяем прочность балки

Как видно из примера 6.6 устойчивость балки так же обеспечена.

В местах примыкания стоек фермы и опорных раскосов стенку балки усиливаем вертикальными и наклонными ребрами в соответствии с требованиями 7.10 СНиП II-23.

В данном примере подбор сечения элементов фермы не производится, так как подбор выполняется обычным методом как для центрально-сжатых и растянутых элементов по усилиям, приведенным на рисунке 6.18а.

Рисунок 6.18 — Эпюры продольных усилий и моментов в балке, усиленной фермой:

а — эпюра продольных усилий N, кН, от временных нагрузок;

б — эпюра моментов M_p, кН·м, в усиленной балке от временной нагрузки

Пример 6.8

Необходимо выполнить усиление фермы галереи путем установки шпренгеля. Узловые нагрузки на ферму:

• постоянные:

по верхнему поясу — 4,7 кН;

по нижнему поясу — 33,5 кН;

• временные:

по верхнему поясу — 14,7 кН;

по нижнему поясу — 25,5 кН.

Расчетная схема усиленной фермы галереи приведена на рисунке 6.19.

Рисунок 6.19 — Расчетная схема усиленной фермы галереи с нумерацией стержней

Усилия в элементах фермы галереи приведены в таблице 6.9.

Таблица 6.9 — Усилия в элементах фермы галереи

Наименование	Номера элементов	Усилие N от полной нагрузки, кН	Усилие Ng от постоянной нагрузки, кН	Усилие Nр от временной нагрузки после установки шпренгеля, кН	Суммарное усилие N1 после установки шпренгеля, кН	Снижение усилия, %
Нижний пояс	1, 4, 26, 29	276	133	2,5	135,5	49
	2, 3, 27, 28	589	285	101	386	35
Верхний пояс	6, 7, 10, 11	–472	–229	–150	–379	20
	8, 9	–629	–305	–198	–503	20
Раскосы	18, 25	–390	–189	–132	–321	18
	19, 24	278	135	80	215	23
	20, 23	–166	–80	–60	–140	16
	21, 22	57	28	8,5	36,5	38
Стойки	30, 31, 32, 33	59	33	21	54	8
	14, 15, 16	–19	–5	–14	–19	0
Шпренгель	34, 37	—	—	97	—	—
	35, 36	—	—	92	—	—
	38, 40	—	—	–21	—	—
	39	—	—	–24	—	—

Как видно из таблицы, несущая способность основных элементов фермы галереи при установке шпренгелей повысилась на 20 %—35 %.

Пример 6.9

Необходимо сравнить варианты усиления фермы покрытия путем включения в работу фермы конструкций светоаэрационного фонаря и введения дополнительной решетки.

Узловые нагрузки на ферму:

• постоянные и длительно действующие — 54 кН;

• временные — 18 кН.

Расчетные схемы усиленных ферм приведены на рисунке 6.20.

Рисунок 6.20 — Расчетные схемы ферм:

а — включение в работу ферм конструкций светоаэрационного фонаря;

б — введение дополнительной решетки

Усилия в элементах фермы покрытия приведены в таблице 6.10.

Таблица 6.10 — Усилия в элементах фермы покрытия						В килоньютонах
Наименование	Номера элементов	Усилие N от полной нагрузки	Усилие Ng от постоянной нагрузки	Включение в работу светоаэрационного фонаря			Постановка дополнительной решетки
				Усилие Nр от временной нагрузки	Суммарное усилие N1		Усилие Nр от временной нагрузки	Суммарное усилие N2
Нижний пояс	1, 4	252	189	63	252		48	237
	2, 3	540	405	120	525		128	533
Верхний пояс	6, 11	–431	–323	–108	–431		–108	–431
	7, 10	–431	–323	–108	–431		–121	–444
	8, 9	–575	–431	–131	–562		–144	–575
Раскосы	18, 25	–356	–267	–89	–356		–67	–334
	19, 24	253	190	63	253		42	232
	20, 23	–153	–114	–18	132		–29	–143
	21, 22	50	38	17	55		3,4	41,4

При включении в работу светоаэрационного фонаря несущая способность основных элементов ферм увеличилась на 3 %—5 %, при постановке дополнительной решетки несущая способность поясов осталась без изменения, однако повысилась несущая способность раскосов на 6 %—18 %.

Пример 6.10

Выполнить усиление рамы пролетом 24,0 м путем постановки затяжки. Нагрузки на ригель рамы: постоянная — 24 кН/м, временная — 18 кН/м.

Эпюры моментов в элементах рамы приведены на рисунке 6.21.

Как видно из приведенных эпюр, в результате постановки затяжки изгибающие моменты в ригеле уменьшились на 32 %, в стойке — на 26 %.

Рисунок 6.21 — Эпюры моментов в элементах рамы:

а — в неусиленной раме от полной и постоянной (в скобках) нагрузок;

б — эпюра моментов в усиленной раме от временных нагрузок;

в — суммарная эпюра моментов в усиленной раме