Связевый блок по фермам (сбф)

Связевый блок по фермам образуется двумя смежные фермами и связями по верхним поясам, связями по нижним поясам, вертикальными связями, которые образуют в комплексе пространственно устойчивый блок (рис.17). На рисунке 17:

• плоскости - aba'b'; cdc'd' – фермы;

• плоскость - bb'cc' – горизонтальная связь по верхним поясам фермы;

• плоскость - aa'dd' – горизонтальная связь по нижним поясам фермы;

• плоскости – abcd; a'b'c'd'; efgh– вертикальная связь между фермами, при короткой ферме вертикальные связи устанавливаются только по торцам.

Рис. 15. Связи между фермами.

а – по верхним поясам; б – по нижним поясам; в – вертикальные; 1 – распорка в коньке; 2 – поперечные связевые фермы; 3 – продольная связевая ферма; 4 – растяжка по нижнему поясу; 5 – вертикальные связи.

Таблица 1

Характеристика зданий	Наибольшие расстояния, м
	между температурными швами		От температурного шва или торца здания до оси ближайшей вертикальной связи [lсв]
	по длине блока (вдоль здания) [lзд]	по ширине блока (поперек здания) [Lзд]
Отапливаемые здания	230 (160)	150 (110)	90 (60)
Неотапливаемые здания	200 (140)	120 (90)	75 (50)

Примечание: Размеры в скобках даны для зданий, эксплуатирующихся при расчетных зимних температурах наружного воздуха от -40⁰ до -65⁰ С.

Рис. 16. Разбивка здания на температурные блоки

а – здание в целом; б – здание разбито на температурные блоки;

1 – температурный блок; 2 – связевой блок.

lзд – полная длина здания; [lзд] – предельная длина температурного блока (табл. 1) (табл. 42/1/). lсв - расстояние от торца здания до вертикальной связи; [lсв] – предельное расстояние от торца здания до вертикальной связи (табл. 1) ( табл. 42/1/).

Рис.17 Связевый блок.

Возможные схемы расположение связей по покрытию здания приведены на рис.18.

Рис. 18 Схемы систем связей по покрытию.

а – связевая ферма с крестовой решеткой; б – связевая ферма с треугольной решеткой; в – более жесткая система связей; е - возможные схемы вертикальных связей.

3. Фермы

Стальные фермы широко применяются в покрытиях промышленных и гражданских зданий, ангаров, вокзалов и т.п. Большепролетные мосты, радиобашни и мачты, опоры линий электропередачи и др. конструкции выполняются в виде ферм.

Фермы по сравнению с балками экономичны по затратам металла, просты в изготовлении, могут иметь любые очертания.

Ферма - это шарнирно стержневая система, состоящая из поясов, образующих контур фермы, и решетки (рис. 19).

Работа ферм аналогична работе балок сплошного сечения. Пояса ферм выполняют функцию поясов балки, а решетка - функцию стенки балки.

При расчете ферм предполагается, что в узлах системы - идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в узле в одной точке (в центре узла). Стержни работают только на осевые усилия (растяжение, сжатие).

Рис. 19. Ферма и ее элементы

1 - нижний пояс; 2 - верхний пояс; 3 - стойки; 4 – раскосы; 5 - подвесы; h_оп - высота на опоре; h - высота в пролете; L - расчетный пролет; i - уклон верхнего пояса; d_i: - длина панели нижнего пояса; d_1,2 - длина панели верхнего пояса

Фермы подразделяются:

• по типу ферм: легкие (для покрытия зданий и сооружений), тяжелые (для конструкций мостов) (в данной работе рассматриваются легкие фермы);

• по типу сечения стержней (рис. 20);

• по конструктивной схеме: фермы балочные (рис. 21а); неразрезные (рис. 21б); консольные (рис. 21в); башни (рис. 21е), мачты; арочные фермы (рис. 21г); рамные фермы (рис. 21д); комбинированные системы - шпренгельные конструкции (рис. 20ж). Конструктивная схема фермы принимается в каждом случае индивидуально или по типовому решению (в данной работе конструктивная схема фермы принята балочного типа);

Рис. 20. Типы сечений стержней легких ферм.

а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к, н, о, т – открытого типа; л, м, н, п, р, с - замкнутого сечения; а, б, в, г, д, ж, и, к, л, м, н, о – прокатные профили; т – гнутые профили; а – одиночный уголок; б, в, г – тавровое сечение из двух уголков; д – крестовое сечение из двух уголков; п - электросварная труба; р, с – замкнутый гнутосварной профиль.

• по очертанию поясов: трапецеидальные (рис.22а), с параллельными поясами (рис.22б), полигональные (рис.22в), треугольные (рис.22г) и др.;

• по системе решетки: треугольная (рис.23), раскосная (рис.24), специальная система решетки (крестовая, шпренгельная, ромбическая и полураскосная) (рис.25).

• по способу соединения элементов в узлах: на сварке, на болтах, на заклепках;

• п о материалу элементов: металлические, железобетонные, деревянные, металлодеревянные и др..

Рис. 21 Конструктивные типы ферм.

а – балочного типа; б – неразрезные; в – консольные; г – арочные; д - рамные; е – башни, консольные; ж – шпренгельные.

Алгоритм расчета ферм:

• выбор очертания;

• выбор типа решетки;

• определение генеральных размеров;

• выбор расчётной схемы;

• сбор нагрузок

• статический расчет фермы;

• подбор сечений элементов фермы;

• расчет и конструирование соединений, узлов и деталей фермы.