Предельная гибкость

λ_и = 210 – 60α = 210 – 60 ∙ 0,947 = 153.

Сравниваем гибкость стержня:

λ_х = 149 < λ_и = 153.

Сечение из двух уголков ∟75×5 удовлетворяет условиям устойчивости и предельной гибкости.

Подбор сечений остальных элементов ферм произведен в табличной форме (табл. 5.6).

5.1.5. Расчет и конструирование узлов фермы

Общие требования к конструированию узлов. Конструирование ферм начинается с вычерчивания осевых линий, образующих геометрическую схему конструкции, в соответствии с конфигурацией фермы и ее основными размерами. Оси стержней ферм должны быть, как правило, центрированы во всех узлах.

На осевые линии наносятся контуры стержней, которые привязываются к осям по центрам тяжести сечения, при этом в сварных фермах расстояние от центра тяжести до обушка (привязка) округляется до целого числа, кратного 5 мм. В фермах с болтовыми соединениями уголки привязываются к осям по рискам, ближайшим к обушку.

Когда сечение пояса по длине фермы меняется, в геометрической схеме принимается одна осевая линия, при этом верхняя грань пояса сохраняется на одном уровне для удобства опирания примыкающих элементов. Смещение осей поясов ферм при изменении сечения допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5% высоты пояса меньшего сечения. При наличии эксцентриситетов в узлах элементы ферм рассчитываются с учетом соответствующих изгибающих моментов.

Резка стержней решетки производится нормально к оси стержня, для крупных стержней допускается косая резка для уменьшения размеров фасонки. Чтобы снизить сварочные напряжения и уменьшить концентрацию напряжений, возникающих в зазоре между элементами при перегибе фасонки в процессе транспортирования и монтажа, расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками принимается не менее а = (6t_ф – 20) мм, но не более 80 мм (здесь t_ф – толщина фасонки в мм).

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, оставляется зазор не менее 50 мм.

Приварку раскосов и стоек к фасонке рекомендуется выполнять лишь фланговыми швами по обушку и перу, заводя сварочный шов на торец элемента на длину 20 мм для снижения концентрации напряжений. Усилие в элементе распределяется между швами по обушку и перу обратно пропорционально их расстояния до оси стержня.

Таблица 5.6

Подбор сечений элементов строительной фермы. Материал – сталь с245,

расчетное сопротивление R_y = 24 кН/см²

Номер элемента (рис. 5.1)	Расчет- ное усилие N, кН	Сечение	Площадь А, см2	Расчетные длины, см		Радиусы инерции, см		Гибкости		φmin	γc	Проверка несущей способности
				lx	ly	ix	iy	λmax	λu			Сжатие	Растяжение
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1-2	0	63×5	12,26	280	280	1,94	3,12	144	150	–	–	–
2-3 3-4	–820 –820	125×12	57,78	300	300	3,82	5,70	78	123	0,624	1
4 -5 5-6	–1300 –1300	160×12	74,78	300	300	4,94	7,10	61	121	0,732	1
10-9	+450	100×63×6	19,18	600	600	1,79	–	335	400	–	1
9-8	+1090	160×100×12	60,08	600	1800	2,18	7,90	275	400	–	1
8-7	+1300
10-2	–670	160×100×9	45,74	209	417	2,85	6,84	73	120	0,615	1
2-9	+535	90×7	24,56	344	430	2,77	4,21	124	400	–	1
9-4	–380	125×8	39,38	344	430	3,87	5,63	89	150	0,557	0,8

Окончание табл. 5.6

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
4-8	+230	75×5	14,78	344	430	2,31	3,57	149	171	–	1
8-6	–75	75×5	14,78	344	430	2,31	3,57	149	153	0,279	0,8
3-9 5-8	–110	75×5	14,78	247	309	2,31	3,57	107	159	0,452	0,8
6 -7′	0	63×5	12,26	247	309	3,12	3,12	99	150	–	–
1-11	0	63×5	6,13	195	195	imin = 1,25		156	180	–	–

П р и м е ч а н и я:

1. При наличии опорного момента в раме с жестким сопряжением ригеля с колонной возможно изменение знака

расчетного усилия в крайней панели нижнего пояса с «плюса» на «минус», что потребует ее проверки на устойчивость.

2. Подбор сечений стержней с нулевыми усилиями произведен по предельной гибкости.

3. Для удобства комплектования металла произведена унификация различных номеров и калибров уголковых профилей.

Фасонки, с помощью которых образуются узлы ферм, принимаются простого очертания, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков.

Фасонки выпускаются за обушки поясных уголков на 10–20 мм для возможности наложения сварных швов. В местах установки прогонов, прикрепленных к уголковым коротышам, и в местах усиления пояса накладками при опирании железобетонных плит на верхний пояс фасонку не доводят (утапливают) до обушка уголков на 10–15 мм.

Угол между краем фасонки и элементами решетки принимается не менее 15º для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации напряжений.

Рекомендуемые толщины фасонок ферм приводятся в табл. 5.5. Толщина фасонок обычно принимается одинаковой для всей фермы. При значительной разнице усилий в стержнях решетки можно применять две толщины в пределах отправочного элемента, допуская разность толщин в смежных узлах 2 мм. Фасонки в опорных узлах ферм рекомендуется выполнять на 2 мм толще, чем фасонки промежуточных узлов.

Размеры фасонок (длина и ширина) определяются по необходимой длине швов прикрепления элементов решетки к фасонке и округляются до 10 мм. Узловые фасонки привязываются по высоте и длине к разбивочным осям.

Швы, прикрепляющие элементы решетки к фасонке, рассчитываются на собственное усилие в элементе, швы, прикрепляющие фасонку к поясу, – на разность усилий в смежных панелях пояса.

Если к узлу верхнего пояса приложена сосредоточенная нагрузка, то швы, прикрепляющие фасонку к поясу, рассчитываются на совместное действие продольного усилия (от разницы усилий в смежных панелях пояса) и сосредоточенной нагрузки.

При опирании на верхний пояс ферм крупнопанельных железобетонных плит, когда толщина полок уголков при шаге ферм 6 м составляет менее 10 мм, а при шаге 12 м менее 14 мм, поясные уголки для предотвращения отгиба полок в местах опирания ребер плит усиливаются накладками толщиной 12 мм. Накладки привариваются швами вдоль поясных уголков во избежание ослабления сечения.

Для соединения стрежней из двух уголков между собой и обеспечения их совместной работы как одного целого ставят прокладки. Наибольшие расстояния на участках между приваренными прокладками (в свету) не должны превышать: для сжатых элементов – 40i, для растянутых – 80i. Радиус инерции уголка i принимается для тавровых сечений относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок, а для крестовых сечений – минимальный. Если уголки не соединены прокладками, то каждый уголок работает самостоятельно и его расчет должен производиться отдельно, исходя из минимального для одного уголка радиуса инерции i_min. В качестве длин элементов фермы при определении числа прокладок принимаются их расчетные длины из плоскости фермы. В сжатых элементах ставится не менее двух прокладок. Прокладки выполняются шириной 60–100 мм, длиной на 20–30 мм больше ширины полки уголка, толщиной, равной толщине фасонки. По возможности число типоразмеров прокладок следует принимать минимальным.

Расчет соединительных прокладок произведен в табличной форме (табл. 5.7).

Таблица 5.7