§ 15. Изготовление решетчатых конструкций

Решетчатые конструкции — фермы, мачты, башни и др.—из­готавливают преимущественно из прокатных элементов; гнутые .профили используют пока еще мало.

При сборке ферм особое внимание уделяется правильному центрированию стержней в узлах, предотвращающему появле­ние изгибающих моментов, неучтенных расчетом.

Разнообразие типов и размеров стропильных ферм часто не позволяет использовать преимущества сборки ферм в инвентар­ных кондукторах. Поэтому весьма распространенным методом сборки ферм и других решетчатых конструкций является метод

505

Таблица 18.10 Определенне вертикального перемещения среднего узла фермы

Для обеих половин фермы

2

NNJj _ 276 Pd ⁼ Я ■

EF,

Стер­жень	/V	Л\	l-t, слг	/+ см»	NN,	NNJ/. EF,
О'Г	0	0	d	F	0	0
ГЗ'	-2Я	— 1	2d	F	2Я F	4Я<* Я
3'5'	__4Я	-2	2d	F	8Я F	IbPd F
5'б'	-ЬР	—3	d	F ■	18Я F	ISPrt
01'	+ 1Д2Я	-Г0,56	\,\2d	0.52Я	l,2P F	\,S5Pd F
12	Lp	+0,5	d	0,52Я	0.96Я F	0,%Pd ' F
24	■ ! зя	+ 1,5	2d	0.52Я	8.65Я F	l7,;}Яrf F
46	+5Я	+ 2,5	2d.	0.52F	24,04Я F	48,\Pd Я
01'	~1,12Я	—0,56	1,Ш	0,30Я	2,IP F	2,4A/ Я
1'2	+ 1,41 Я	4 0,705	1,4 Id	0,2QF	bP F	IPd F
2 3'	-1.41Я	-0,705	l,41d	0.3ОЯ	З.ЗЯ F	4,6 Яй Я
3'4	+ 1,41 Я	+0,705	1,4Ы	0.20Я	bP	IPd F
4 5'	-1,41 Я	-0,705	1.4Ы	0.30Я	З.ЗЗЯ Я	4,6 Яй Я
5'6	+1,41 Я	+0,705	1.4W	0.20Я	5Я Я	IPd F

Примечания:

1) за единицу площади F принята площадь сечения верхнего пояса. Все остальные пло­щади выражены в частях F;

2) от единичной силы усилия во всех стойках равны 0;

3) длины всех элементов выражены в частях длины панели пояса d.

506

копирования. Этот метод заключается в следующем. Первая со­бранная по разметке ферма, сечение которой составляют одиноч­ные уголки (рис. 18-33, я), закрепляется на стеллаже и служит копиром. При сборке детали каждой очередной фермы 2 раскла­дываются и совмещаются с деталями / фермы копирнои (рис. 18-33,6). После скрепления деталей 2 прихватками со­бранную ферму (пока с односторонними уголками) снимают с ко­пира, укладывают на стеллаже отдельно и ставят Eta tree недо­стающие парные уголки 3 (рис. 18-33,в). Когда сборка требуемо­го количества ферм закончена, копирная ферма также дособирается и отправляется на сварку.

Такой способ прост и эффективен, однако не может обеспе­чить точных размеров ферм и правильного расположения мон-

Рис. 18-33. Схема сборки фермы по копиру;

а) копир; 6) сборка; в) уставовка парных уголков на ферме вне копира; / — детали-копира; 2— детали фермы; 3~~-.парные уголки фермы

тажпых отверстий (например, для крепления ферм к колоннам).. Для увеличения точности сборки на концах копира укрепляют специальные съемные фиксаторы (рис. 18-34), которые опреде­ляют положение деталей с монтажными отверстиями и ограничи­вают геометрические размеры конструкции в пределах заданных. допусков.

Сборка ферм по копиру с фиксаторами производится в сле­дующем порядке. Сначала устанавливаются концевые планки 2, предварительно сваренные с фасовками /. Их правильное поло­жение обеспечивается совмещением монтажных отверстий-концевых планок с отверстиями в стойке фиксатора IV. Затем на копире раскладываются все остальные элементы, производится' прихватка, ферма снимается с копира, кантуется и дособирается, как описано выше.

При достаточно большом количестве выпускаемых ферм одного типоразмера становится экономически целесообразным;

507

использование более сложной и производительной оснастки. Так, например, для сборки и сварки боковых ферм полувагонов па Уралвагоизаводе в течение ряда лет эффективно использовались специальные приспособления (рис. 18-35) с двумя стендами / пЗ и кантующей рамкой 2, Сборка выполнялась на стенде /, снаб­женном пнепмоирижимами. Элементы фермы раскладывались по упорам и фиксаторам, одновременно зажимались гшевмоцилинд-рами и жестко соединились швами, оказавшимися в нижнем

Рис. 18-34. Копир с фиксатором для сборки стропильных ферм:

/— основание фиксатора; // — крепление фиксатора к копиру; Ш -копир; /V —стойка фиксатора; ^-—крепление копир его й фермы

положении. С помощью рамки 2 собранная ферма сначала ста­вилась в вертикальное положение, а затем передавалась на стенд 3, причем в каждом из этих положений выполнялись соот­ветствующие швы. На стенде / одновременно со сваркой па по­зициях 2 и 3 производилась сборка следующей фермы.

Решетчатые конструкции, как правило, имеют короткие швы, различным обрдзом ориентированные в пространстве. Поэтому сварка таких конструкций обычно выполняется вручную либо полуавтоматом.

508

С фасонками стержни из проката наиболее часто соединяют­ся внахлестку. Для предотвращения подреза скошенной кромки фасонки целесообразно предусмотреть небольшое притупление ее края, либо начинать шов, отступя на 10—15 мм (рис. 18-36, а, б). Сварку следует вести в направлении к концу привариваемого элемента, как показано стрелками на рис. 18-36, е. При значительных размерах решетчатой конструк­ции ее изготавливают на заводе по частям и отправляют па ме­сто монтажа отдельными секциями. Размеры секций выбирают в зависимости от способа транспортировки; при перевозке по железной дороге исходят из габарита подвижного состава

Рис. 18-36. Приварка стержней к фасовке

(рис. 18-37). На рис. 18-38 показано расчленение опоры линии электропередачи. Нижняя часть опоры собирается из четырех секций /, каждая из секций состоит из двух плоских треуголь­ных ферм, соединенных в пространственную конструкцию, Сред­няя секция 2 также пространственная, имеет четыре грани. Об­щей сборке такой секции предшествует изготовление двух плоских ферм, объединяемых в пространственную конструкцию, например, с помощью вращающегося кондуктора, показанного на рис. 18-39. В подшипниках 2 стоек 1 поворачивается рама, со­стоящая из двух копирцых ферм 3, соединенных распорками 4. Б поясных уголках копирных ферм предусмотрены отверстия, соответствующие монтажным отверстиям в элементах секции. Пару собранных плоских ферм заводят в кондуктор и уклады­вают одну внизу, а другую— вверху, закрепляя болтами с по­мощью монтажных отверстий в поясных уголках. Кондуктор поворачивают на 90° и, используя копирпую ферму, расклады­вают и прихватывают детали третьей плоскости, а после

509

поворота на 180° — четвертой плоскости. Затем кондуктор пово­рачивается в исходное положение, собранная секция освобожда­ется от закреплений и извлекается из кондуктора.

При сооружении радиомачт, радиобашен, буровых вышек и ряда других конструкций широко используют трубчатые эле­менты. Так, например, стандартная радиомачта представляет собой решетчатую конструкцию, удерживаемую в вертикальном положении расчалками. Ствол ее со­стоит из отдельных взаимозаменяе­мых секций длиной по 7,5 м (рис. 18-40). При монтаже башни секции соединяют на болтах с помо­щью фланцев, приваренных к торцам поясных труб каждой секции. Изго­товляют секции на заводе в кондукто­рах, что обеспечивает точность сбор­ки -и совпадение отверстий иа мон­таже.

Использование труб во многих случаях позволяет снизить вес кон­струкции на 25—50%, однако их со-

1238

100-

3250

1625

50

1302

7/8,5

^=Lr

870

=г

Рис. 18-37. Габарит подвижного состава № 1-В

Рис. 18-38. Схема конст-

етрукции опоры линии

электропередачи:

/ — нижние элементы опо­ры; г —средняя секция; 3 — верхняя сеюцня; ■# —наклон­ные -стойки; 5 — лестницы; 6'— распарка; 7 — траверсы; 8 — тросостойкэ

единение в узле как непосредственное (рис. 18-41), так и с по­мощью фасонки, оказывается весьма трудоемким. Попытки заменить профильный прокат открытыми гнутыми профилями пока не дали заметных результатов. Достигаемое упрощение конструкции получалось несущественным, а трудоемкость изго­товления не снижалась вовсе. Поэтому большой интерес пред­ставляет использование в решетчатых конструкциях закрытых гнутых профилей из листовой стали. Подобно трубам, такие

510

rg Рис. 18-39. Вращающийся кондуктор дл

тых элем

элементы хорошо работают на сжатие и кручение и в то же время при наличии плоских граней их соединение в узлах осу­ществляется значительно проще.

Примером такого решения является стропильная ферма пролетом 30 м, выполненная из сварных профилей коробчатого. сечения (см. рис. 18-16). Можно видеть, что количество стержней фермы минимально, размеры панелей велики, а число типоразмеров сечений ограничено тремя. Из условия транспортировки по же­лезной дороге на заводе раздельно собирают и сваривают две половинки и затяжку. Замк­нутые профили -выполняют из одного или и^; двух холодногнутых листовых элементов с по­мощью автоматической сварки. Местная жест­кость тонких стенок обеспечена путем созда­ния гофр и отгиба кромок при гибке. По сравнению с типовой фермой из горячеката­ных уголков, такое конструктивно-технологи­ческое решение позволяет уменьшить вес на 15—-25% и снизить трудоемкость изготовления в 2 раза. Для дальнейшего снижения трудо­емкости изготовления ферм с применением замкнутых гнутых профилей необходимо обес­печить высокопроизводительную сварку про­дольных швов гнутых элементов и механизи­ровать обрезку их концов.

При создании легких и экономичных ре-

1350

Рис. 18-40. Секция

мачты к.; труп

Рис. 18-43. Соединение труб, подготовленное к сварке

щетчатых конструкций может оказаться эффективным исполь­зование заготовок плоекосворачиваемых труб. Такие свернутые в рулоны заготовки изготовляют из двух стальных лент, свари­ваемых роликовой сваркой по кромкам. Они имеют длину до 350 м и могут служить полуфабрикатом для элементов фермы. После резки па части требуемой длины и заварки поперечного

512

герметизирующего внутреннюю полость шва элемент можно раздуть сжатым воздухом или водой через предварительно про­сверленное отверстие. Конец надутого элемента остается пло­ским и его присоединение к узловой фасонке дуговой или кон­тактной сваркой затруднений не вызывает (рис. 18-42, а, б).

Pit с. 18-42. Присоединение плосконадувных элементов к трубчатому поясу:

а) дуговой сваркой; б) точечной спаркой

Й 623