45. Фермы сегментные, проектирование, схема расчета, расчет узлов.

Ф ермы с криволинейным верхним поясом очерченным по дуге круга, являются индустриальными конструкциями. Они легки, имеют небольшое число монтажных элементов, просто решенные узлы. Верхний пояс разбит на панели равной длины, решетка треугольная. Усилия в верхнем поясе примерно одинаковы по всей длине, что позволяет рационально использовать древесину при одинаковом сечении пояса. В элементах решетки усилия небольшие, поэтому можно применять простое крепление их в узлах. Верхний пояс может быть выполнен или из отдельных клееных блоков, соединяемых шарнирно с помощью сварных башмаков в узлах, или сплошным на всю длину или половину длины пояса со стыком в середине фермы. Сечение пояса выполняют прямоугольным (h/в≤5). Нижний металлический пояс выполняют обычно из 2-х уголков, он имеет прямолинейное очертание. В фермах с неразрезным верхним поясом опорная панель составляет 0,7 длины средних одинаковых по длине панелей. Нижний пояс узлами разбивается на одинаковые участки. Конструкция узлов верхнего пояса различна при разрезном и неразрезном поясе.В фермах с разрезным верхним поясом узловые болты закрепляют в сварных башмаках, которые ставят между торцами пояса. Упрощенный вариант узлового болта предложил И. М. Гринь (без башмака). Стыки верхнего пояса перекрываются деревянными накладками на болтах (рис. 10.3, 2 вариант). При неразрезном верхнем поясе в центре узла с двух сторон болтами закрепляются стальными накладками. Раскосы к накладкам крепят с помощью узлового болта или сваркой (рис. 10.4). Кривизна верхнего пояса создает сжимающую силу, направленную по хорде между центрами узлов, от которой возникает изгибающий момент. Для уменьшения этого момента рекомендуется элементы покрытия (прогоны, панели) располагать между узлами.

Рис. 10.3 Конструкция сегментной металлодеревянной фермы с клееным верхним поясом: а- геометрическая схема; б- узлы; 1- верхний пояс; 2- щеки башмака; 3- опорная плита; 4- нижний пояс; 2 <63×5 мм; 5- планки 60×100×6 мм; 11- болты d=16 мм; 12- узловой болт d=20 мм; 13- глухари d=16 мм; 14- болт d=20 мм, ℓ=400 мм; 15- накладки 150×200×1000 мм; 16- сварной башмак с ребрами; 17- вырез в накладках; 18, 19- стальные элементы башмака

В фермах с разрезным верхним поясом изгибающие моменты определяют во всех панелях верхнего пояса (при полной нагрузке и временной на противоположной стороне фермы). Узловые болты в нижнем поясе ставят в отверстия, просверленные в поясе. Работу узла улучшают накладками из угловой стали вместо полос.

Р ис. 10.4 Узел сегментной фермы с неразрезным верхним поясом: а- крепление раскосов с помощью узлового болта; б- то же, на сварке; 1- пояс; 2- стальные планки узла; 3- раскосы; 4- узловой болт; 5- болты, крепящие планки к пояс.

Промежуточный узел нижнего пояса к профильным элементам пояса приварены вертикальные фасонки из полосовой стали. Раскосы размещают между фасонками и прикрепляют к ним монтажными болтами или глухими нагелями. Все элементы ферм в узле центрируют. Или промежуточный узел нижнего пояса приваривают узловую шпильку с резьбой по обеим концам для крепления пластинок – наконечников раскосов. Схема конструктивного расчета фермы. 1.Определяют усилия в элементах ферм от узловой расчетной нагрузки, обычно, построением диаграммы Максвелла-Кремоны. Криволинейный верхний пояс заменяют прямолинейным, соединяя хордами узлы. Строят одну диаграмму на полупролете, т. к. фермы симметричны.2.Ориентировочно определяют сечение верхнего пояса и проверяют при наиболее невыгодном сочетании нагрузок: при сплошном раскреплении из плоскости сжатой кромки или расстоянии между закрепленными точками связей ℓ₀≤70в²/h по формулам , а при ℓ₀>70в²/h, кроме того,- по формуле:

3.По СНиП подбирают сечение нижнего пояса из двух равнополочных уголков. Проверяют сечение пояса в узле на внецентренное растяжение, если узловой болт расположен с эксцентриситетом. Разность усилий в соседних панелях берут при загружении фермы снегом на всем пролете или на его половине.4.Подбирают для всех одинаковые сечения раскосов на сжатие по устойчивости по формуле или на растяжение по ослабленному болтами сечению по формуле . 5. Определяют диаметр и количество болтов и глухарей полученное по наибольшему усилию, крепящих стальные планки к элементам решетки. 6. Проверяют стальные планки, крепящие раскосы к поясам на растяжение по ослабленному сечению и на устойчивость из плоскости планки. Расчетную длину планок принимают равной расстоянию от узлового болта до первого болта на раскосе. 7. Рассчитывают элементы опорного узла - упорную и опорную плиты, крепление нижнего пояса и щек башмака на сварных швах. 8.Рассчитывают стальной башмак в узлах верхнего пояса и узловой болт. Болт проверяют на изгиб по максимальной равнодействующей усилий от примыкающих раскосов. Равнодействующие усилий обычно определяют графически при расположении снеговой нагрузки на половине пролета фермы. 9.Вычисляют величину строительного подъема.10.Проверяют ферму на монтажную нагрузку во время подъема в соответствии с креплением захватных приспособлений.