§ 9. Сварные легкие прутковые фермы

В строительной промышленности при изготовлении прогонов междуэтажных перекрытий, кровель и т. п. применяют легкие фермы из круглой стали, называемые прутковыми. На рис. 18-20

467

приведен пример легкой фермы. В ней верхние и нижние пояса сконструированы из уголков легкого профиля, раскосы —из прутков. Узлы сварены дуговой сваркой вручную.

Фермы указанного типа обладают малым весом, требуют незначительного объема сварочных работ и экономичны, но мо­гут быть рекомендованы лишь для работы под статическими нагрузками. В этих фермах целесообразно применение точечных соединений, которые обеспечивают хорошие свойства соедине­ний круглой стали с плоской.

§ 10. Применение алюминиевых сплавов в сварных конструкциях ферм

Алюминиевые сплавы могут быть рекомендованы для ферм, требующих предельного сокращения веса, например, для стрел подъемных кранов, сборно-разборных мостов, гидротехнических

Рис. 18-51. Узлы из алюминиевые сплавов

затворов и т. п., для объектов, работающих в условиях агрессив­ных сред и некоторых типов перекрытий.

Важным преимуществом сварных алюминиевых ферм являет­ся их хорошая сопротивляемость ударным нагрузкам вне зави­симости от понижения окружающих температур. Недостатком алюминиевых ферм, по сравнению со стальными, является повы­шенная величина прогибов при нормальном использовании рас­четных напряжений и малое значение коэффициентов q> при подборе сечений элементов, работающих на сжатие. При изго­товлении ферм из алюминиевых сплавов применяют гнутые эле­менты, полученные прокаткой, прессованием, выдавливанием

468

и другими способами. Как правило, конструкции ферм свари­вают дуговой сваркой (аргонодуговой, под флюсом), реже — контактной. Для обеспечения плотности соединений и улучше­ния антикоррозионных свойств иногда применяют склейку.

На рис. 18-21, а, б приведены примеры узлов без косынок с широким использованием соединений встык и втавр.

§ 11. Пример расчета алюминиевой фермы

Разработать конструкцию фермы из сплава АМг-6 пролетом 12 м по схеме, изображенной на рис. 18-22, а. Высота фермы Н=^\ м, длина панели d~l м, а = 45°, /> —0,8 т.

Рис, 18-22. ТТримеры расчетов фермы из алюмш-шегшго сплава:

а) схема фермы; б) узел верхнего пояса; в) опорный узе::; г) опорная плита

Определяем расчетные усилия, пользуясь методом разрезания фермы и отсечения отдельных узлов. Значения расчетных усилий приведены в табл. 18.2.

Согласно нормам строительного проектирования расчетное сопротивление R для этой марки сплава—14 кГ/мм². Чтобы перейти к цифрам допускаемых напряжения, следует R разде­лить на коэффициент перегрузки п, который принимаем рав­ным 3,1, и умножить на коэффициент условия работы т = 0,8. Таким образом,

г 1 14-0,8 _{1П 1t) г}

Мр =----YY—~ 10,18 к! мм-.

Принимаем следующие размеры уголков для стержней фер­мы, мм:

469

Таблица 18.2

Величины расчетных усилий в стержнях алюминиевой фермы

Стсржопь	N, к Г	Гл ержень	X, кГ	Стержень	.V. к Г
ОТ	0	I 34	■ 10800	33'	0
Г 2'	- 8000	*,э	-■-14000	55'	0
2'3'	- ьооо	56	- 14000	01'	-G2S0
3'4'	- -12800	00'	-400	Г2	+5140
4'5'	—12800	22'	. — ноо	23'	-4000
5'6'	• -14400	44'	- 800	3'4	-2960
0 1	-;- 4Н)0	; 66'	.....-800	45'	-1710
1 2	4- 4400	11'	0	5'6	- 570
2 3	-1-10НО0	>

верхнего пояса ZL125X125X8;

нижнего пояса Z_90X90X8;

опорных стоек /180X80X6;

всех прочих стоек Z.50X50X5;

раскоса ОГ ZL100XW0X8;

раскоса 23' и 45' ^80X80X8;

раскосов 1'2; 3'4\ 5'6 ^50X50X5.

В табл. 18.3 приведены значения усилии геометрических ха­рактеристик сечений и расчетных напряжений в стержнях фер­мы. Значения <р взяты из табл. 15.1.

Таблица 18.3

Величины расчетных напряжений в стержнях фермы из АМг-6

Эле­мент	■Y, к Г	Состаа сечении, мм	F. СМ1	rmln е.ч	/, см	'""mlo	г	з, К Г.СМ'
5'6'	- 14400	125 /Л 25; '8	19,7	2,49	100	40	0,77	—936
5 6	-14000	90 \'90x3	13,9					■ -1008
6'(у	— аоо	50x50 + 5	4,8	0,98	100	102	0,273	-- 611
0 Г	-.....6280	100x100;.; 8	15,6	1,94	141	71	0,45	— 895
Г2	- 5140	50x50x5	4,8					+ 1071
23'	—4000	80X80X3	12,3	1,57	141	90	0,32	.....1010
3'4	+2960	50X50X5	4,8					-!- 617
4 5'	-1710	80x80x8	12,3	1,57	141	90	0,32	- 433
5'6	-, 570	50x50x5	4,8					-J- 119

470

Расчет сварных соединений производится с учетом расчетно­го сопротивления для угловых швов при сварке сплава АМг-6_? которое примем равным 900 кГ/см². Допускаемое напряжение для угловых швов равно

_г ,, 900 -0,8 „„ _. , [г] =----pi— ⁼ 65о к Г/см-.

Производим расчет сварных соединений в узле Г (рис. 18-22,6}.

Раскос ГО прикреплен лобовым и фланговыми швами с рас­положением, обеспечивающим равномерное распределение на­пряжений в соединении. Полная длина швов, прикрепляющих этот раскос, составляет L\ = 12+5+10 = 27 см.

Напряжение при катете шва к = Ъ мм равно

6280 ..,. _г. ,

41 о к! 1слг.

' "¹ 0,7 ■ 0,8 ■ 27

Полная длина швов, прикрепляющих раскос Г2, равна

12 + 5 + 5 = 22 см. Напряжение в швах при к=Ь мм

■ ^Z = 0|7 *lf. 22 = ^{667 КГ}'^СМ2-

Расчетная длина двух фланговых швов, прикрепляющих стойку 6'6, составляет L= 10+4= 14 см. (За расчетную длину-левого на рис. 18-22,5 флангового шва принимаем 3/7 от длины правого шва, т. е. 4 см).

Напряжение в прикреплении стойки при катете шва к = Ъ мм равно

800 .._ ' ,

"" = Жт-оТПТ ^{= ] 63 кГ}: ^см~-

Надставка приваривается к поясу фермы встык при двусто­роннем проваре шва, что позволяет получить соединения, равно­прочные основному металлу.

На рис. 18-22,6 показана конструкция опорного узла О фер­мы, который также спроектирован с применением надставки. Опорная стойка ОО' состоит из уголка 80X80X6 мм, который приварен к уголку пояса втавр. Опорная плита стальная, ее дли­на — 250 мм. Опорное давление (рис. 18-22, г) уравновешивает-

А ся равномерно распределенными усилиями под плитой q =—.

Изгибающий момент на оси плиты равен

47J

м

%Ра

6-800-25

-15000 кГ • см.

о г,

Ширину плиты принимаем Ь=12 см, диаметр отверстия —

ь мм.

Момент сопротивления плиты равен

W -----

s?(b — 2d) s= (12.....5)

б 6

Принимаем [з]_р = 1500 kFjcm², тогда

;И-[₀]_р№-[о]_р- 1,18 s²,

откуда толщина плиты равна

1,18 s² см".

|/ 15 000 _ _п

•^v■" ( -шпттв-—²*^{9 СЛ}-