8 Растянутые стержни подбираем из условия прочности.

Требуемая площадь сечения , где - коэффициент условий работы для растянутых стержней.

Принимаем сечение из двух уголков. Принимаем сечение из равнополочных уголков как более экономичное. Для сечения из этих уголков определяем , .

Проверяем прочность стержня .

Проверяем гибкости стержня .

Стержни, в которых усилия отсутствуют, обычно проектируют из одного уголка. В рассчитываемой ферме исключение составляет центральная стойка, у которой сечение принято крестовым из двух равнополочных уголков. Эти стержни подбирают по предельной гибкости . Во всех случаях стальные уголки размером менее 50x5 не назначают во избежание повреждения при транспортировании и монтаже ферм.

9 Подбор сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади по формуле , где -коэфф. условия работы, , где -расчетная длина стержня, -радиус инерции сечения, зависящий от площади А.

Эти параметры обычно задаются гибкостью стержня, учитывая степень загружения и характер его работы. По заданной гибкости находят соответствующую величину и площадь А. При предварительном подборе для поясов легких ферм можно принимать и для решетки . Задавшись гибкостью , можно также найти требуемые радиусы инерции сечения по формулам: . В соответствии с требуемыми радиусами инерции и площадь. сечения по сортаменту подбирается подходящий калибр профиля. Несогласованность табличных значений и А с требуемыми показывает, насколько неправильно была задана гибкость. Принимая после этого профиль с промежуточным значением площади и соответствующим радиусом инерции определяют во втором приближении гибкость, коэффициент и напряжение. Обычно второе приближение достигает цели.

10 Предельные гибкости стержней.

Элементы конструкций должны проектироваться из жестких стержней. Особенно существенное значение имеет гибкость “ ” для сжатых стержней теряющих устойчивость при продольном изгибе.

Даже при незначительных сжимающих усилиях гибкость сжатых стержней не должна быть слишком большой, так как гибкие стержни легко искривляются от случайных воздействий, провисают, вибрируют при динамических нагрузках. Поэтому для сжатых стержней устанавливается предельная гибкость, зависящая от назначения стержня и степени его нагружения

, где - расчетное усилие, - несущая способность стержня:

сжатые пояса, а также опорные стойки и раскосы,

передающие опорные реакции……………… 180-60

прочие сжатые стержни ферм…………… 210-60

сжатые стержни связей…………………………… 200

При этом принимается не менее 0,5.

Растянутые стержни конструкций так же не должны быть слишком гибкими, так как могут прогнуться при транспортировании и монтаже.

Стержни должны иметь достаточную жесткость особенно в конструкциях подверженных динамическим воздействиям.

Для растянутых стержней ферм, подвергающихся действию динамической нагрузки, установлены следующие значения предельной гибкости:

растянутые пояса и опорные раскосы………………… 250

прочие растянутые стержни ферм……………………… 350

растянутые стержни связей…………………………… 400

В конструкциях, не подвергающихся динамическим воздействиям, гибкость растянутых стержней ограничивают только в вертикальной плоскости (чтобы предотвратить чрезмерное провисание), установив для всех растянутых стержней предельную гибкость .

11. Конструирование и расчет промежуточного узла стропильной фермы.

Надежное соединение стерж в узлах является наиболие отв вопросом при проектир фермы

;

;

12.Конструирование и расчет опорного узла стропильной фермы.

13.Конструирование и расчет узла с изменением сечения пояса.

; ;

14. Укрупнительные стыки стропильной фермы на высокопрочных болтах. Усилие в стыке передается через накладки, прикрепленные к полкам. Размеры сечения накладок подбираем из условия их равнопрочности с перекрываемыми полками уголков пояса. Принимаем сечение горизонтальных и вертикальных накладок , в этом случае площади сечений накладок будут равны площади полок уголков пояса. Площадь сечения стыка определяется с учетом ослабления поперечного сечения каждой накладки одним отверстием диаметром и определяем площадь нетто горизонтальной и вертикальной накладок . Средние напряжения в накладках . Крепление накладок к поясу осуществляем высокопрочными болтами с Abn, Rbun. Тогда несущая способность одной плоскости трения одного высокопрочного болта: . Требуемое число высокопрочных болтов определяем по предельному усилию, воспринимаемому накладкой: ; Для прикрепления одной горизонтальной накладки при одной плоскости трения число болтов по одну сторону от оси стыка: , принимаем количество болтов. Для прикрепления вертикальных накладок при : . Если площадь ослабленного сечения накладки: Ahn<0,85Ah, то необходима проверка его прочности по следующей формуле: ; где - расчетная площадь сечения; ni- количество болтов в рассматриваемом сечении; n- общее число болтов на накладке по одну сторону от оси стыка. Сварные швы крепления фасонки к поясу принимаем конструктивно минимальной толщины .

15. Конструктивное решение ферм из одиночных уголков. В легких сварных фермах из одиночных уголков узлы можно проектировать без фасонок и стержни решетки приваривать непосредственно к полке поясного уголка угловыми швами (см рис). Для сближения с одной плоскостью центров тяжести решетки и поясов целесообразно прикреплять к внутренней грани полки пояса (см рис б). Уголки следует прикреплять обваркой по контуру. Допускается приварка уголка одним фланговым (у обушка) и лобовыми швами. Допускается центрация осей стержней решетки на обушок пояса (см рис а). Если для прикрепления стержней решетки непосредственно к полке поясов не хватает места, то к полке пояса приваривают планку (см рис б), создающую в узле необходимое уширение.

16. Конструктивное решение ферм из гнуто-сварных профилей. Фермы из гнутосварных замкнутых профилей проектируют с бесфасоночными узлами и с беспрогонным опиранием кровли (рис.1). Для упрощения конструкции узлов схемы ферм следует принимать с разре­женной решеткой, при которой в узлах к поясам примыкает не более двух элементов решетки. Для включения в расчет сжатого стержня его полного сечения не­обходимо для обеспечения устойчивости стенки выполнение условия где h - высота стенки профиля, принимаемая равной расстоянию между краями за­круглений; t - толщина стенки; сигма - напряжение в стержне (сигма=N/A). Толщину стенок стержней ферм рекомендуется принимать не менее 3 мм. В одной ферме не должны применяться профили одинаковых раз­меров сечения, отличающиеся толщиной стенок менее чем на 2 мм. В целях обеспечения устойчивости стенки отношение ее высоты к толщине следует принимать для поясов не более 45, а для стержней ре­шетки — не более 60. Ширину стержней решетки bр (из плоскости конструкции) следует принимать из условия наложения продольных сварных швов (рис2), возможно большей, но не более величины В—3 (tП- tP) и не менее 0,6 поперечного размера пояса В. Для обеспечения плотности участков сварного шва со стороны ост­рого угла углы примыкания раскосов к поясу должны быть не менее 30°. Во избежание двойной резки концов стержней следует избежать пере­сечения стержней решетки в узлах. Для свободного размещения стержней решетки на уровне примыка­ния их к поясу иногда приходится смещать центровку стержней с гео­метрической оси пояса (рис.2). Узловые эксцентриситеты величиной не более 0,-25 высоты пояса не учитываются при- расчете. При наличии эксцентриситета в узле более 0,25 hП узловой момент воспринимается поясом (рис.2).

L1 и L2 – длина панелей, премыкающих к узлу. В заводских условиях соединения стержней рекомен­дуется производить путем сварки встык на остающейся подкладке. Монтажные стыки рекомендуется выполнять фланцевыми на болтах. Сварные швы, прикрепляющие стержни решетки к полкам поясов с полным проплавлением стенки профи­ля, рассчитываются как стыковые, при этом зазор а устанавливается равным 0,5-0,7 толщины стен­ки примыкающего стержня. Узлы ферм из открытых гнутых профилей во многих случаях также могут выполняться без фасонок. При поясе фермы коробчатого сечения и раскосов из двух ветвей, соединенных планками, раскосы примыкают с двух сторон внахлестку к поясу и привариваются фланговыми швами (рис.3,а). Если высота пояса недостаточна, то к нему в двух плоскостях стыковы­ми швами приваривают фасонки, к которым прикрепляют стержня решетки (рис.3,б). Опорные узлы должны иметь жесткую опорную стойку, состоящую из вертикальных ребер и горизонтальной опорной плиты, распределяющей давление фермы на опору (рис.3,в). К опорной стойке стерж­ни фермы могут прикрепляться стыковыми швами.

3)

2)

1)

17. Конструктивное решение ферм с применением широкополочных двутавров.

Тавры с параллельными гранями полок получают путем продольного роспуска широкополочных двутавров. Тавры применяются в поясах ферм, решетка выполняется из спаренных или одиночных горячеката­ных или холодногнутых уголков. По сравнению с фермами со стержня­ми из парных уголков фермы с поясами из тавров экономичнее по массе металла на 10—12%, по трудоемкости на 15—20 % и по стоимости на 10—15%. Экономия достигается за счет уменьшения числа деталей, размеров фасонок и длины сварных швов. Наиболее высокие экономи­ческие показатели имеют фермы с. перекрестной решеткой (рис.е), у которых прикрепление раскосов из одиночных уголков к поясам не требует фасонок. При стержнях решетки из парных уголков и при ти­повой схеме решетки ферм, Как правило, нужно иметь узловые уширения, чтобы получить необходимую длину сварных швов (рис.а). Стыковые швы соединения узловых фасонок со стенками тавров следу­ет рассчитывать на срез от суммы расчетных усилий в примыкающих раскосах, спроектированных на ось пояса. Заводские стыки выполняют­ся с введением вертикальных листовых вставок и горизонтальных накладок. Укрупнительные стыки стропильных ферм имеют конструкцию, обес­печивающую получение двух симметричных полуферм (рис.б). Для этого средняя стойка выполняется из двух уголков крестом (можно из двух тавров). Пояса перекрываются вертикальными и гори­зонтальными накладками. Узловые уширения и стыковые накладки вы­полняются из той же стали, что и пояса.