5.2.7Подбор сечения растянутых стержней

Требуемая площадь сечения стержня определяется по формуле

.

Затем по сортаменту подбирается близкий по требуемой площади профиль. Проверка напряжений в принятом сечении производится по формуле:

,

где γ_c =0,95 – для нижнего пояса и всех растянутых раскосов.

Кроме того, должно соблюдаться условие: λ_пр=250 – для растянутых поясов и опорных раскосов, λ_пр =350 – для прочих растянутых стержней.

5.2.8Подбор сечения стержней по предельной гибкости

Ряд стержней легких ферм имеют незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения; сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости, установленной СНиП (λ_пр для растянутых и сжатых стержней). К таким стержням относятся дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей.

Требуемый радиус инерции сечения стержня определяется по формуле:

,

где – расчетная длина стержня, λ_пр – предельная гибкость.

Затем по сортаменту выбирают профиль с минимальной площадью.

Общие требования конструирования и расчет узлов ферм

Конструирование и расчет узла производят в следующей последовательности.

Определяют необходимую длину сварных швов, крепящих стержень к фасонке.

Возможны 2 случая.

1) Для стержня с сечением, симметричным относительно центра тяжести сечения (трубчатого, швеллерного, таврового и т.п.).

см,

где n – число швов крепления стержня к фасонке;

N – усилие в стержне;

К_ƒ – катет шва, определяемый толщиной стенки стержня.

2) Для стержня с сечением, несимметричным относительно центра тяжести сечения (для уголков).

по перу см;

по обушку см,

где ;

;

γ=0,3 для равнобоких уголков, γ=0,35 для неравнобоких, прикрепляемых узкой полкой. Для других случаев γ приведены в соответствующих таблицах.

Затем в масштабе вычерчивается узел фермы. Сначала вычерчиваются оси стержней, стержни центрируются по осям, проходящим через центры тяжести сечения с округлением до 5 мм. Резку стержней решетки производят нормально к оси стержня. В фермах из уголков элементы в узле соединяются с помощью фасонки, чтобы уменьшить сварочные напряжения в фасонках, стержни решетки не доводят до поясов на расстояние а=2t-20мм, но не более 80мм.

Толщина фасонки определяется по таблицам в зависимости от максимального усилия в стержне фермы (как правило, опорного раскоса). При значительной разнице усилий в стержнях, можно принимать две толщины в пределах отправочного элемента, допустимая разница толщин 2мм. В фермах с поясами из тавров и решеткой из парных уголков, при небольших усилиях в раскосах швы их крепления к поясу могут размещаться на стенке тавра. При больших усилиях, для обеспечения необходимой длины швов, к стенке тавра приваривается узловая фасонка той же толщины. Размеры фасонок определяются необходимой длиной швов крепления элементов. Фасонки ферм с треугольной решеткой конструируют прямоугольного очертания, с раскосной решеткой – в виде прямоугольной трапеции.

При изменении сечения пояса, стыки поясов перекрывают накладками из уголкрв или из листов, при этом должна быть обеспечена равнопрочность соединения. Для облегчения работы фасонок стык пояса выносят за пределы узла. Стыковые соединения труб разных диаметров, работающие на сжатие, выполняются с помощью торцевых прокладок.

Стыковые соединения труб разных диаметров, работающие на сжатие, выполняются с помощью торцевых прокладок.

Монтажный стык отправочных марок может выполнятся как на сварке, так и на болтах.

Конструкция опорных узлов зависит от вида опор и от способа сопряжения (жесткое или шарнирное)

Фермы из труб, из широкополочных двутавров и тавров, из замкнутых гнутосварных профилей проектируют в соответствии со специальными руководствами.

Предварительно напряженные фермы.

Для разрезных ферм основной способ предварительного напряжения— натяжение их затяжками из высокопрочных материалов (стальных канатов, пучков высокопрочной проволоки и т.п.)

Затяжки размещают так, чтобы в результате их натяжения в наиболее нагруженных стержнях фермы возникли усилия, обратные познаку усилиям от внешней нагрузки:

1.Создание предварительного напряжения сжатия путем размещения затяжек в

пределах длины отдельных стержней, работающих на растяжение. (для

тяжелых ферм)

2. В легких фермах наиболее эффективна система типа арки с затажкой:

натяжением затяжки создается предварительное напряжение во всех стержнях

фермы, причем наиболее тяжелые элементы –верхний и нижний пояса-

получают разгружающие усилия от натяжения затяжки.

Сечения стержней в предварительно напряженных фермах:

1. Легких

Б) Тяжелых (при предворительном напряжении отдельных стержней

затяжки должны размещаться симметрично относительно вертикальной

оси)

В зависимости от последовательности предварительного напряжения выделяются следующие случаи:

1.

-предварительное напряжение

-загружение эксплуатационной нагрузкой

2. (более эффективен)

-загружение частью постоянной нагрузки

-создание предварительного напряжения

-загрузка оставшейся частью постоянной нагрузки+ временная нагрузка

3. (еще более эффективен)

-частичное предварительное напряжение

-часть постоянной нагрузки

-повторное натяжение

-оставшаяся часть постоянной нагрузки

-последнее натяжение

-временная нагрузкка

Узлы тяжелых ферм.

В тяжелых фермах необходимо более строго выдерживать центровку стержней в узлах по осям, проходящим через ц.т. , так как даже при небольших эксцентреситетах возникают значительные моменты.

При изменении сечения поясов центровку элементов также производят по осям центров тяжести. Если необходимо обеспечить ровную поверхность грани пояса, за ось пояса принимают осредненную линию ц.т. . При этом в расчете учитывается момент, возникающий от расцентровки (если эксцентреситет превышает 1,5% высоты сечения пояса)

Тяжелые фермы собирают, как правило, на монтаже из отдельных элементов. Монтажные стыки располагают в узлах или около узлов.

Стыки вне узлов конструктивно проще и имеют меньшую концентрацию напряжений. Но при болтовых узлах количество болтов существенно увеличивается.

При выполнении соединений на монтаже не всегда удается обеспечить хорошее качество сварных соединений. Поэтому часто монтажные соединения выполняют на высокопрочных болтах, особенно при работе ферм на динамические нагрузки.

При Н-образном или [ сечении стержней принимаются соединения на фасонках, охватывающих сечение с 2-х сторон. Чтобы облегчить работу фасонок, их часто усиливают наружными накладками. При этом число болтов увеличивают на 10% вследствие нечеткости передачи усилия.

Болты в узлах размещают по унифицированным рискам, подчиненным единой модульной системе для возможности выполнения кондукторного и многошпиндельного сверления.(при d=24мм шаг болтов 80мм)

Конструктивное решение опорных узлов должно соответствовать принимаемой расчетной схеме (одна опора шарнирно неподвижная, другая подвижная), т.к. горизонтальное смещение весьма значительно.

Неподвижную опору выполняют в виде плиточного шарнира или неподвижного балансира, подвижную— на катках, по типу мостовых ферм.(гл. 19 Кудишин)

151