Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
11
Добавлен:
25.06.2020
Размер:
4.61 Mб
Скачать

 

f

 

- коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от наибольшей условной

гибкости профиля:

при

"

<= 0,45

> 0,45

f f

=0,6;

=0,54 + 0,15

, но не более 1,0.

Формулы справедливы при соотношении размеров поперечного сечения элемента связи

0, 75

d

b

1,1

и отношении большего размера профиля к толщине не более 45.

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.19. Расчет сварных соединений профиля и фасовки связи с фланцем узлов типов Ф,

Ф

н ,

 

Фр следует производить в соответствии с п. 11.2* СНиП II-23-81* с учетом коэффициента условий

работы сf = 0,8, учитывающего неравномерность передачи усилий, и по металлу границы сплавления с фланцем в направлении толщины проката по формуле

N

R

 

 

 

 

wz

cf . (105)

 

th

 

k f lw

 

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

15.20. Расчетная длина панелей верхних поясов ферм беспрогонных покрытий определяется по формуле

lef l , (106)

где l - длина панели;

 

- коэффициент расчетной длины, принимаемый:

 

l

ef

 

 

n 10

3

1

0, 65

 

n 10

3

0, 43

 

 

 

- для панели пояса, не граничащей с шарнирным узлом

(например, фланцевое соединение на болтах), и при наличии равномерно распределенной нагрузки на соседних панелях;

 

n 10

3

1

0, 8

 

n 10

3

0, 65

 

 

 

- для панели пояса, граничащей с шарнирным узлом или с панелью,

не загруженной распределенной нагрузкой;

здесь n qH

2N

- параметр распределенной нагрузки (

0 n 4

H H

t

 

 

 

 

 

2

 

L

);

q - распределенная нагрузка на пояс; N - продольная сила;

H - высота сечения пояса;

H

t

- высота фермы по осям поясов;

 

L - пролет фермы.

15.21. Отношение высоты поясов к толщине стенки следует принимать не более 45, элементов решетки - не более 60.

15.22. Размеры элементов решетки по ширине (из плоскости конструкции) не следует

принимать свыше

D 2(t t

)

d

 

для удобства наложения сварных швов.

15.23.Для элементов решетки размер d рекомендуется принимать не менее 0,6 поперечного размера пояса D.

15.24.Расстояние между смежными стенками (носками) раскосов должно быть минимальным из условия наложения двух сварных швов.

15.25.Заводские стыки элементов рекомендуется выполнять сваркой встык на остающейся

подкладке. Размещение этих стыков в растянутых элементах с напряжениями свыше 0,9

R

y

не

 

рекомендуется.

 

 

 

15.26. Монтажные стыки рекомендуется выполнять фланцевыми на высокопрочных предварительно напряженных болтах с учетом положений [25].

16. ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ ДВУТАВРОВ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

16.1. Рекомендации настоящего раздела распространяются на проектирование ферм покрытий из двутавров с параллельными гранями полок (широкополочных) типа К или Ш с решеткой из замкнутых гнутосварных профилей и широкополочных двутавров, непосредственно примыкающих к полкам поясов, для районов с расчетной температурой минус 40 °C и выше.

Для указанных ферм следует использовать сталь с

R

уп

380 МПа

(3850 кгс/см2) и

 

 

сварочные материалы с

R

 

 

 

 

 

wun = 490 МПа (5000 кгс/см2).

 

 

 

 

 

16.2. Расчет ферм следует производить в соответствии с п. 13.8 СНиП II-23-81*. Узловые

эксцентриситеты (рис. 28, 29) допускается не учитывать при

e / D

1/10

(где

D

- высота сечения

b

b

 

пояса; e - расстояние от точки пересечения осей элементов решетки до оси пояса).

Рис. 28. Типы сопряжений двутавров

спрямоугольными гнутосварными профилями

а- K-образное; б - T-образное; в - опорное

а)

б)

Рис. 29. Типы сопряжений двутавров

а- K-образное; б - опорное

16.3.Изгибающие моменты от узловых эксцентриситетов и жесткости узлов в элементах ферм с постоянным знаком нормального усилия (при отсутствии поперечной нагрузки на стержень) допускается учитывать по формуле

N

 

M

A

W

 

1,3R

 

c

y

 

, (107)

где N и M - соответственно расчетные нормальное усилие и момент;

A и W - соответственно площадь поперечного сечения и момент сопротивления стержня.

При этом значения моментов от узловых эксцентриситетов условию <*>

M

e

 

должны удовлетворять

M e W (Ry N / A) , (108)

где W, A, Ry - соответственно момент сопротивления, площадь сечения и расчетное

сопротивление стали одной из панелей пояса расцентрованного узла.

--------------------------------

<*> Левитанский И.В., Куклин Ф.Ф. Разработка и экспериментальные исследования новых типов строительных ферм из широкополочных и гнутосварных профилей. - В кн.: Экспериментальные исследования конструкций производственных зданий/Сб. науч. тр. ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова. - М.: Стройиздат, 1984. - С. 52 - 61.

Формула (107) учитывает допустимость пластических деформаций металла в концевых сечениях стержней.

16.4. Для растянутых элементов решетки, рассчитываемых без учета изгибающих моментов,

следует принимать коэффициент условий работы

 

c

= 0,85.

 

16.5. Расчет устойчивости сжатых стержней при отсутствии на них поперечной нагрузки выполняется без учета изгибающих моментов. Расчетные длины принимаются по табл. 11 СНиП II- 23-81*.

Для ферм, при расчете которых учитываются изгибающие моменты, допускается уменьшать расчетные длины элементов решетки в плоскости фермы с учетом их упругого защемления в обоих поясах.

При отсутствии в узлах сжатого пояса элементов усиления (см. п. 16.19) в расчете его на

устойчивость следует применять коэффициент условий работы

 

c

= 0,85.

 

Элементы, раскрепляющие сжатый пояс из плоскости фермы, и их крепления должны быть рассчитаны в соответствии с п. 5.11 СНиП II-23-81*.

РАСЧЕТ УЗЛОВ

16.6.Неподкрепленные узлы ферм (см. рис. 28, 29), состоящие из двутаврового пояса и примыкающих к нему элементов решетки, следует проверять:

на отгиб участка полки пояса, контактирующей с элементом решетки; на несущую способность участка стенки пояса, соответствующего сжатому элементу

решетки; на несущую способность поперечного сечения пояса;

на несущую способность элемента решетки в зоне примыкания к поясу; на прочность сварных швов прикрепления элемента решетки к поясу.

16.7.В неподкрепленных примыканиях к поясу прямоугольного гнутосварного профиля в K- образных и опорных узлах (см. рис. 28, а, в) при c 15 мм (c - половина расстояния между носками элементов решетки) несущую способность пояса на отгиб полки следует проверять для каждого примыкания в отдельности по формуле

N M / d

b

 

c

 

2

4 / sin

D Ryt

 

 

 

 

 

2

2D / db

R

t

d

 

yd d

 

 

 

, (109)

где N - усилие в элементе решетки;

M - изгибающий момент в примыкающем элементе в плоскости узла в сечении, совпадающем с примыкающей полкой пояса;

 

c

 

 

D

 

случаях;

- коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6* СНиП II-23-81*;

- коэффициент, равный 1, 5 / Ry , если пояс сжат при / Ry > 0,5, и 1 - в остальных

- продольное напряжение в панели пояса со стороны растянутого раскоса;

Ry - расчетное сопротивление стали пояса;

Ryd - расчетное сопротивление стали элемента решетки.

16.8. В неподкрепленных примыканиях к поясу прямоугольного гнутосварного профиля в

узлах T-образного типа (см. рис. 28, б), а также в K-образных и опорных узлах при c > 15 мм несущую способность пояса на отгиб полки следует проверять по формуле

При

d

b

d

 

 

N M / d

 

0, 9

 

 

 

R t

2

2

2D d

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

c

 

D

y

 

 

d sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно пользоваться формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

t

D

 

 

 

 

N

 

M

/ db

c 3 D

 

y

 

 

Ryd td

 

d sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ryd td d

. (110)

 

 

 

 

 

d

. (111)

 

 

16.9. В неподкрепленных примыканиях к поясу широкополочного двутавра в K-образных и

опорных узлах при

с 15 мм

(см. рис. 29) несущую способность пояса на отгиб полки следует

 

проверять по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

R t

2

 

2d

 

 

D

2

 

2 2D

 

 

 

 

 

 

 

N M

/ d

 

 

 

 

D

y

 

 

 

2

b

 

 

 

 

 

 

R

 

A t

 

d

, (112)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

yd

d

fd

 

 

 

 

 

 

 

d

 

sin

 

 

db

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d - площадь поперечного сечения раскоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

16.10. Несущую способность стенки неподкрепленного двутаврового пояса под воздействием сжатого элемента решетки из прямоугольного гнутосварного профиля следует проверять по формуле

N 10

 

D

R t

w

t t

d

/ sin

. (113)

c

 

y

 

 

16.11. Несущую способность стенки неподкрепленного двутаврового пояса под воздействием сжатого элемента решетки из широкополочного двутавра следует проверять по формуле

N 1,5

 

 

R

d t

 

/ sin

2

 

. (114)

D

w

 

c

 

y

b

 

 

 

16.12. Несущую способность поперечного сечения неподкрепленного двутаврового пояса под воздействием поперечной силы в узле следует проверять по формуле

Q

'

R A 2 Dt t

w

2r t

, (115)

c

D

s

 

где Q - поперечная сила в узле, равная в узлах K-образного типа меньшему из произведений

N sin ;

 

 

 

/ R

 

'

- коэффициент, равный

1, 3

y , но не более 1,0;

D

 

 

Rs - расчетное сопротивление стали пояса срезу;

A - площадь поперечного сечения пояса;

1/ 1 16c2 /(3t2 ) ;

r - радиус закругления профиля пояса.

16.13. Несущую способность элемента решетки в зоне примыкания к неподкрепленному

двутавровому поясу следует проверять по формуле

где

 

 

равным 1,2

 

N

c

 

d

R

A

/(1 d / t)

, (116)

 

 

 

 

yd d

 

d -

коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе, принимаемый

при

растяжении и 1,0 - при сжатии;

 

 

Ryd - расчетное сопротивление стали элемента решетки;

- коэффициент, равный для элементов прямоугольного гнутосварного профиля в узлах: а) K-образного типа - 0,14;

б) опорных - 0,06;

в) T-образного типа - 0,10.

Для элементов из широкополочного двутавра в K-образных и опорных узлах

 

= 0,05.

 

16.14.Сварные швы, прикрепляющие элементы решетки (в неподкрепленных и усиленных узлах), следует рассчитывать по прочности участков (стенок, полок) элемента решетки.

16.15.В узлах ферм, усиленных наклонными планками (рис. 30), следует проверять несущую способность участка стенки двутаврового пояса, соответствующего элементу решетки, по формуле

N M / d

b

2

 

d

 

D

R t

d / sin

 

c

 

 

y w

 

. (117)

Рис. 30. Узел фермы, усиленный наклонными планками

16.16.В узлах, указанных в п. 16.15, рекомендуется проверять также несущую способность наклонных планок, определяя действующую на них силу как разность между усилием в элементе решетки N и несущей способностью элемента, вычисленной в соответствии с рекомендациями п.

16.13.

16.17.Формулы (109) - (112) построены на допущении одновременного развития пластичности в полке пояса и контактирующем с ней участке стенки полки элемента решетки <*>. Формулы (113), (114), (117), а также (115) <**> основаны на упрощенных представлениях о работе поясной стенки в зоне узла. Расчет по основанной на опытных данных формуле (116) примыканий элементов решетки из гнутосварных профилей лимитирует несущую способность неподкрепленных узлов в довольно широком диапазоне параметров, значительно снижая коэффициент использования сечения этих элементов решетки и требуя, тем самым, подкрепления полок поясных двутавров.

--------------------------------

<*> Цетлин Б.С. Практический способ расчета узлов ферм с поясами из двутавров//Строит. механика и расчет сооружений. - 1983. - N 1. - С. 71 - 73.

<**> Wardenier J. Hollow Section Joints. Delft University Press, 1982. - 544 с.

КОНСТРУИРОВАНИЕ

16.18.Примыкания элементов решетки к поясам следует проектировать бесфасоночными

сварными.

16.19.Для обеспечения несущей способности узлов рекомендуется полки двутавров в месте примыкания к ним элементов решетки подкреплять продольными наклонными планками (см. рис. 30). В местах примыкания элементов решетки из двутавров, а также в T-образных узлах со стойками при наличии вертикальных фасонок для крепления связей допускается установка парных ребер жесткости.

16.20.Укрупнительные стыки ферм рекомендуется проектировать болтовыми фланцевыми:

вуровне сжатого пояса - на обычных, в уровне растянутого пояса - на высокопрочных болтах (см. разд. 27).

16.21.Горизонтальные связи по фермам допускается крепить к наружным полкам поясов.

16.22.В соединении с колоннами (надколонниками) необходимо исключать вертикальные перемещения конца верхнего пояса и обеспечивать его горизонтальную подвижность на величину смещения относительно опорного узла.

16.23. Угловые швы на носках элементов решетки из гнутосварных профилей при рекомендуется выполнять с предварительной подготовкой кромок (рис. 31).

─────────────────────┬────────────────────┬───────────────────────

альфа, град │ бета, град │ s, мм

─────────────────────┼────────────────────┼───────────────────────

35

- 45

90

2

- 3

46

-

60

75

3

-

4

61

-

90

55

3

-

5

─────────────────────┴────────────────────┴───────────────────────

t

d

 

> 5 мм

Рис. 31. Деталь приварки носков гнутосварных профилей

16.24. Расстояние между поперечными швами на полках поясов (у носков элементов решетки) следует принимать:

вопорных узлах и стыковых узлах сжатого пояса - не менее 5 мм;

востальных случаях (см. например, g на рис. 30) - не менее 20 мм.

17. ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ШИРОКОПОЛОЧНЫХ ТАВРОВ И ПЕРЕКРЕСТНОЙ РЕШЕТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

17.1. Рекомендации настоящего раздела распространяются на фермы с поясами из широкополочных тавров и перекрестной решеткой из одиночных равнополочных уголков для покрытий производственных зданий (рис. 32).

Рис. 32. Схема и узел фермы

17.2. В разделе приведена подтвержденная результатами испытаний методика расчета раскосов перекрестной решетки из одиночных уголков для ферм с поясами из широкополочных тавров.

Особенность методики заключается в том, что расчетная длина сжатого раскоса из плоскости фермы определяется как для центрально-сжатого стержня с промежуточной упругой опорой с учетом внецентренности передачи усилия в поддерживающем раскосе. Поскольку при работе в перекрестной решетке сжатого раскоса с растянутым (основной случай) собственный прогиб растянутого раскоса из плоскости фермы (без учета совместной работы раскосов) направлен в ту же сторону, что и сжатого, влияние растянутого раскоса как поддерживающего стержня уменьшается. Это проявляется в увеличении расчетной длины сжатого раскоса перекрестной решетки. Предусматривается, что раскосы имеют равные длины, а узел пересечения делит их пополам.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ РЕШЕТКИ

17.3. Расчет сжатых раскосов производится по формуле (7) СНиП II-23-81* с учетом

коэффициента

 

c

= 0,75.

 

Расчетная длина

l

ef

 

геометрической длины ld

Расчетная длина

l

ef

 

сжатого раскоса в плоскости фермы принимается равной половине

раскоса.

сжатого раскоса из плоскости фермы определяется по формуле

l

 

 

 

l

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ef

 

 

0, 02Ql

3

 

 

 

 

 

 

 

1

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yEI

c

 

 

 

 

 

 

 

 

, (118)

где Q - поперечная сила в узле пересечения раскосов, определяемая в зависимости от характера усилия в поддерживающем раскосе по формулам:

при растяжении

 

6 M

c

I

h

1 n

M

h

I

c

(1 n )

Q

 

 

 

h

 

 

 

 

c

 

 

l

d

I

h

1 n

I

c

1 n

 

; (119)

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

c

 

 

 

при нулевом усилии

Q

I

 

l

h

d

 

при сжатии

 

6 M

c

I

h

1

Q

 

 

 

1

l

 

I

 

 

d

h

 

 

 

 

 

6M

c

I

h

 

 

 

I

c

(1

 

 

 

 

nh M

nh Ic

n )

; (120)

 

c

 

h Ic (1 nc )

 

1 n

 

; (121)

 

 

c

 

 

y - прогиб узла пересечения раскосов из плоскости фермы, определяемый по формуле

 

 

 

 

 

l

2

(6M

 

Ql

 

)

 

 

 

 

 

y

d

c

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; (122)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48EI

 

(1 n )

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

I

c ,

I

h

- моменты инерции сечения уголков относительно оси x-x соответственно сжатого и

 

 

поддерживающего раскосов;

M

c

 

,

M

h

 

- изгибающие моменты соответственно в сжатом и поддерживающем раскосах,

определяемые как произведение усилия

N

c

и

N

h

соответственно в сжатом и растянутом

 

 

раскосе на значение z0 уголков раскосов;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

- безразмерные параметры

соответственно для поддерживающего и сжатого

h ,

c

раскосов, определяемые по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1N

l

2

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

d

, (123)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

EI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1N l

2

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

d

. (124)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

EI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Радиус инерции i сечения уголка сжатого раскоса принимается:

при расчетной длине в плоскости фермы - минимальный (

i

i

y

0

min

 

 

 

 

);

при расчетной длине из плоскости фермы - относительно оси x-x (

i i

x ).

 

17.4. Расчет растянутого поддерживающего раскоса выполняется на прочность по формуле

 

N

h

 

2

 

k M

h

N

h

y 0, 25Ql

d

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, (125)

A R

 

 

 

A z

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

y

 

 

 

h 0

 

y

 

 

 

 

где Ah - площадь сечения уголка раскоса;

k - коэффициент, равный для раскосов: опорного 0,9, рядового 1,0.

18. КОНСТРУКЦИИ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

18.1.Решетчатые конструкции из труб следует проектировать, как правило, с непосредственными (без фасонок) сварными соединениями стержней в узлах, предусматривая выполнение фигурной резки и разделки кромок труб для таких соединений на специальных газорезательных машинах.

18.2.Для трубчатых элементов конструкций следует применять преимущественно электросварные трубы по ГОСТ 10704-76*. При соответствующем обосновании допускается применять и другие виды стальных труб.

18.3.В решетчатых конструкциях, особенно при эксплуатации в агрессивной среде, рекомендуется выполнять из труб как сжатые, так и растянутые стержни, при этом наиболее нагруженные (сжатые - при гибкости не более 60) выполнять из стали с пределом текучести 440 МПа (4500 кгс/см2) и более.

РАСЧЕТ

18.4. При расчете сварных стыковых соединений трубчатых элементов при сварке без

подкладного кольца следует вводить коэффициент условий работы

 

wc

= 0,75, а соединений

 

впритык (тавровых) с углом раскрытия шва более 30° (рассчитываемых как стыковые) при сварке

без подварки корня -

 

wc

= 0,85.

 

18.5. Расчетные длины

l

элементов решетчатых конструкций из труб с бесфасоночными

ef

узлами, за исключением элементов перекрестной решетки, следует принимать по табл. 57.

Таблица 57

────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────

Направление

 

Расчетная длина l

продольного изгиба

 

 

 

ef

 

├─────────┬────────────────────────────────────────

 

│ поясов,

 

прочих элементов решетки

 

│ опорных

├───────────┬────────────────────────────

 

│раскосов

без

со сплющиванием концов

│и опорных│сплющивания├───────────────┬────────────

стоек

концов

│одного или двух│двух в одной

 

 

в разных

│ плоскости

│ │ плоскостях │

────────────────────────┼─────────┼───────────┼───────────────┼────────────

В

плоскости решетки

│l

│0,85l

 

│0,9l

 

│0,95l

 

В

направлении,

│l

│0,85l

 

│0,9l

 

│0,95l

 

перпендикулярном

│ 1

1

1

1

плоскости решетки

 

 

 

(из плоскости решетки)

 

 

 

Обозначения, принятые в табл. 57:

l - геометрическая длина элемента (расстояние между центрами узлов);

l1 - расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости решетки.

18.6. Расчет на прочность элементов из труб диаметром D и толщиной t со сплющенными концами, подверженных центральному сжатию, следует выполнять по формуле (5) СНиП II-23-81*

с учетом коэффициента

 

ct , определяемого:

 

а) при свободном формировании переходного участка от круглого сечения к сплющенному (с неплавным переходом) по формуле

Соседние файлы в папке ГИА 2020 Металлоконструкции