3.13 Конструкция пролётных строений с балочными фермами. Элементы ферм. Основные особенности.

Элементы главных ферм представляют собой прямолинейные стержни, воспринимающие большие продольные усилия и поэтому имеющие значительные площади поперечного сечения. В современных пролетных строениях наиболее часто применяют сечения коробчатой и Н-образной формы, обладающие большой жесткостью в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Коробчатые сечения состоят из двух вертикальных и двух горизонтальных листов, жестко соединенных сварными швами. Вертикальные листы являются основными и более толстыми, чем горизонтальные. Коробчатые сечения имеют рациональное распределение металла, большую жесткость при изгибе и кручении. Они экономичны по расходу стали, менее подвержены коррозии, но сложнее для изготовления. Элементы поясов ферм бывают коробчатого сечения с нижним горизонтальным перфорированным листом (рис. 3.34, а), герметичные — из сплошных листов (рис. 3.34, б) и с выпусками верхнего или нижнего горизонтального листа для прикрепления элементов связей

(рис. в,г). Для возможности очистки и окраски внутренних поверхностей элементов и установки монтажных болтов перфорированные листы имеют овальные отверстия шириной 270 и длиной 600 мм (рис.и)

Н-об р а з н ы е с е ч е н и я состоят из двух вертикальных и одного горизонтального листа, соединенных сваркой (рис. 3.34, з). Преимуществом их является простая открытая конструкция, удобная для изготовления; трудоемкость их изготовления в 1,35 – 1,65 раза меньше коробчатых.

Недостатки Н-образных сечений состоят в следующем:

1) в возможности загрязнения и необходимости частой очистки и окраски горизонтальных элементов; 2) в опасности быстрой коррозии стали из-за скапливающихся в них воды, снега и грязи, несмотря на дренажные отверстия в листах диаметром 50 мм; 3) в непрямом перекрытии стыка вертикальными накладками, что ведет к местным перенапряжениям металла при переходе усилия из горизонтального листа в вертикальные накладки и снова в лист;

4) в трудности развития поперечного сечения, ограниченного местной устойчивостью выступающих вертикальных листов; 5) в меньшей жесткости относительно горизонтальной оси. Поэтому Н-образные сечения применяют для наклонных и вертикальных элементов, воспринимающих небольшие усилия. Элементы главных ферм должны быть прочными и устойчивыми, иметь простую конструкцию, состоящую из минимального числа деталей и с наименьшей длиной сварных швов, удобную для изготовления, транспортирования и монтажа, а также для осмотра, окраски и усиления. Размеры сечений элементов назначают в соответствии с действующими усилиями, маркой стали, требованиями технологии изготовления, монтажа и эксплуатации. Высоту сечений элементов обычно принимают не более 1/15 их длины. Ширину сечений назначают из условия примерно равной гибкости элемента в плоскости и из плоскости фермы. Все элементы фермы должны иметь одинаковую ширину для простоты соединения их в узлах. Внутренние размеры коробчатых сечений должны быть не менее 440 X 460 мм для возможности прохода двухдугового сварочного аппарата. Толщина вертикальных листов из

углеродистой стали должна быть не более 50 мм, а из низколегированной — не более 40 мм. Горизонтальные листы должны иметь толщину не менее 10 мм. Соотношения между толщиной и шириной листов должны удовлетворять требованиям норм проектирования мостов, гарантирующим местную устойчивость сечений элементов.