4 . Подбор сечений сжатых элементов.

1) Определяем требуемую площадь сечения стержня: ,

коэффициент условий работы согласно табл.6 п.6 СНиП II 23-81* для растянутых стержневых элементов в сварных конструкциях покрытий .

п – количество одинаковых элементов в сечении. Для фермы из парных уголков п=2.

коэффициент продольного изгиба определяем по табл. 72 СНиП II 23-81*, задаваясь гибкостью: для сжатых поясов; для сжатых элементов решетки.

Большие значения принимаем при меньших усилиях.

По сортаменту принимаем уголки с .

Сжатые элементы проектируются по принципу равноустойчивости: .

При равных расчетных длинах в плоскости и из плоскости - при расположении прогонов в каждом узле верхнего пояса, наиболее рационально сечение пояса из двух равнополочных уголков. Сечение верхнего пояса чаще всего проектируют из равнополочных уголков.

Элементы решетки при рациональнее проектировать из равнополочных уголков.

2) Определяем гибкость элементов: ;

для поясов и опорных раскосов и стоек;

для прочих сжатых стержней;

;

3) Уточняем коэффициент продольного изгиба по большей гибкости из и .

Проверяем устойчивость: .

Подберем сечение верхнего пояса: панель 4е. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72- прил.14- равнополочные уголки: L

А= 31,4 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

П одберем сечение верхнего пояса: панель 2в. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72 (Беленя, с.545) принимаем равнополочный уголок L :

А= 24,3 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

Подберем сечение верхнего пояса: панель 3г. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72 (Беленя, с.545) принимаем равнополочный уголок L :

А= 24,3 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

Подберем сечение стоек: вг. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72- прил.14- равнополочные уголки: L

А= 6,13 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

Подберем сечение стоек: еж. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72- прил.14- равнополочные уголки: L

А= 5,41 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

Подберем сечение опорного раскоса: аб. кН

1) Задаемся при МПа

2) см²

3) По ГОСТ 8509-72- прил.14- равнополочные уголки: L

А= 24,3 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

Подберем сечение раскоса: гд. кН

1) Задаемся при МПа

2 ) см²

3) По ГОСТ 8509-72- прил.14- равнополочные уголки: L

А= 12,3 см²; см; см; мм.

4) Гибкость:

;

;

По определим .

5) Проверяем устойчивость:

Окончательно принимаем L .

5. Определение расчетных длин элементов плоских ферм. Гибкости элементов ферм.

Направление продольного изгиба стержня	Расчетная длина
	Поясов	Опорных раскосов и стоек	Промежуточных раскосов и стоек
В плоскости фермы	l	l	0,8l
Из плоскости фермы		l	l

l – геометрическая длина элемента – расстояние между центрами узлов;

- расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы.

Устойчивость фермы из ее плоскости обеспечивается элементами конструкций покрытия и связями по нижним и верхним поясам ферм.

Расчетные длины промежуточных раскосов и стоек, примыкающих к растянутому нижнему поясу:

- в плоскости – растягивающее усилие в нижнем поясе препятствует повороту нижнего узла, поэтому стержни решетки имеют схему с шарнирным опиранием вверху и частичным защемлением внизу и их расчетная длина равна 0,8l (геометрической длины). К опорному раскосу растянутый нижний пояс подходит с одной стороны, поэтому его расчетная длина принимается равной геометрической длине.

- из плоскости – все раскосы и стойки имеют расчетную длину, равную геометрической длине – расстояние между центрами узлов, так как небольшая жесткость поясов на кручение и гибкость узловых фасонок приближает работу этих стержней к схеме с шарнирным опиранием концов.

Прочность растянутых стержней не зависит от их длины, однако слишком длинные и тонкие растянутые стержни могут провисать под воздействием собственного веса, а также колебаться от других воздействий. Поэтому гибкость элементов растянутых ограничена нормами, и, следовательно, для ее определения также важно знать расчетные длины стержней в плоскости и из плоскости фермы.

6 . Расчет узлов фермы.

При расчете узлов определяют размеры сварных швов и назначают габариты фасонок с таким расчетом, чтобы на них размещались все сварные швы стержней, входящих в узел.

Действующее в стержне усилие передается на обушок и перо уголка неодинаково, так как ось стержня смещена в сторону обушка. Следовательно, на ось у обушка передается большая часть силы, чем на шов у пера.

Доля усилия на сварные швы обушка и пера.

Тип уголка и схема его крепления	Доля усилия
	На обушок	На перо
Равнополочный	0,7	0,3

Задавшись катетом сварного шва длину шва вычисляем:

- по металлу шва:

1) на обушок:

см

2) на перо:

см

- по металлу границы сплавления:

1) на обушок:

см

2) на перо:

см

где:

- принимают не больше толщины полки привариваемого уголка. Так как у пера имеется радиус закругления, то наибольшая толщина шва :

- для уголков мм;

- для уголков мм;

- для уголков мм;

Большое количество швов различной толщины в одном отправочном элементе усложняет изготовление конструкции, поэтому швов различной толщины должно быть не более 3-х 4-х.

Конструктивная длина шва, увеличивается против расчетной на 10 15мм. Общая длина шва должна быть кратной 10мм.

Раскосы и стойки крепят к узловым фасонкам на расчетные усилия в этих стержнях. Крепление поясов к фасонкам в тех узлах, где сечение поясов не изменяется, рассчитывается на разность усилий в смежных панелях пояса: . Если по расчету они получаются небольшой длины, их принимают минимального катета и сплошными по всей длине фасонки.

К репление элементов решетки осуществляется фланговыми швами.

Для сварки узлов фермы принимаем полуавтоматическую сварку проволокой Св-0,8Г2С мм

мм

мм

мм

мм при мм.

МПа

при мм, где толщина соединяемых элементов, наиболее толстая фасонка мм.

Итак, при мм; мм; мм

Расчет ведем по металлу границы сплавления. Рассчитаем прикрепление раскосов и стоек к фасонкам в узлах фермы. Расчет сводим в таблицу.

Раскос аб:

- по обушку:

см

- по перу:

см

Раскос бв:

- по обушку:

см

- по перу:

см

Раскос гд:

- по обушку:

см

- по перу:

см

Стойка вг:

- по обушку:

см

- по перу:

см

Раскос де:

- по обушку:

см

- по перу:

см

Стойка еж:

- по обушку:

см

- по перу:

см

№ стержня	Сечение	N, кН	Шов по обушку			Шов по перу
			, кН	, см	, см	, кН	, см	, см
аб		547,94	383,56	1	13	164,38	1	6
бв		389,51	272,66	0,8	12	116,85	0,6	7
гд		241,71	169,2	0,8	8	72,51	0,6	5
вг		93,71	65,6	0,6	5	28,11	0,4	4
де		93,4	65,38	0,6	5	28,02	0,4	4
еж		65,186	45,63	0,6	4	19,56	0,4	3

7. Конструирование ферм.

Резку стержней решетки производят нормально к оси стержня.

Строительные фермы пролетом 18 – 36 м разбивают на два отправочных элемента с укрупнительными стыками в средних узлах.

Конструирование фермы начинают с разбивки осевых линий. Все они в узлах должны пересекаться в одной точке – центре узла. Сначала к осевым линиям привязывают поясные уголки, чем определяется возможное приближение торцов стержней решетки к узлам. Чтобы уменьшить сварочные напряжения, края элементов решетки не доводят до поясов на расстояние 40 50мм. По длине швов определяют требуемые размеры фасонки.

Если уголки пояса прерываются в узле, они должны быть перекрыты листовыми накладками. Уголок с большим усилием заводится на 300 500мм за центр узла, между соединяемыми поясами оставляют зазор 40 50мм.Толщину накладки принимают не менее толщины фасонки.

Узловые фасонки выпускают за обушки уголков на 15 20мм для возможности наложения угловых швов, а угол обреза фасонки по отношению к элементу делают не менее15 20º. Очертание узловых фасонок должно быть простым, с наименьшим количеством резов.

Чтобы стержни ферм из двух уголков работали как единый стержень, уголки соединяют между собой прокладками, которые располагают:

- по длине сжатых стержней на расстоянии ;

- по длине растянутых: ;

где i - радиус инерции уголка относительно главной оси, параллельной плоскости расположения прокладок.

Между узлами должно быть не меньше двух прокладок. Прокладки делают шириной 60 80мм, длиной на 20 50мм больше ширины уголков. Для всех уголков фермы следует иметь не более 2-х 3-х типоразмеров прокладок.