Конструкция, работа и расчет узлов, заводских и укрупнительных стыков стропильных ферм

Конструкции ферм зависят от назначения сооружения (от назначения цеха, типа кровли, типа и размера фонаря…). Вместе с тем очертание ферм должно соответствовать их статич схеме и виду нагрузок, опред эпюру изгиб моментов. Например, выступающие консоли рационально проектировать треугольными, с 1 скатом; однопролетные фермы с равномерной нагрузкой-полигональого очертания. (треугольное сечение, трапецеидальное сеч, полигональн сеч, с параллельными поясами).

Вся нагрузка, действ на ферму приложена к узлам, к которым прикрепл элементы поперечной констр (прогоны кровли), передающие нагрузку на ферму. Если нагр приложена непосредств в панели, то в основной расч схеме она также распред м/ж ближайшими узлами, но при этом доп учитывается местный изгиб пояса от располож на нем нагрузки.

Для удобства расчета надо составить рачетные схемы отдельно для нагрузок:- постоянной,- временной,- атмосферной.

Расчетная нагрузка:

где gф-собств вес фермы, gкр-вес кровли, -угол наклона верхнего пояса к горизонту, b-расст м/ж фермами, d1 и d2-длины примыкающих к узлу панелей, n-коэф перегрузки для пост нагр. Расчетная узловая нагр от снега: где Рс-вес снегового покрова на 1м3

горизонтальной пов кровли, n_c-коэф перегрузки для снеговой нагрузки.

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опираниеферм как на металлическую, так и на ж/б колонну.

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку.

Горизонтальные усилия от опорного момента H1>=M₁/h_ОП воспринимаются узлами крепления верхнего и нижнего поясов. Последний дополнительно воспринимает усилие от распора рамы H_Р. В большинстве случаев опорный момент фермы имеет знак минус, и сила H₁ как и H_Р, прижимает фланец узла нижнего пояса к колонне. Напряжения по поверхности контакта невелики и их можно не проверять. Если сила H=H₁+H_P отрывает фланец от колонны (при положительном знаке момента), то болты крепления фланца к колонне работают на растяжение и их прочность следует проверить с учетом внецентренного относительно центра болтового поля приложения усилия.

В случае действия больших опорных моментов и при необходимости повышения жесткости узла сопряжения ригеля с колонной целесообразно выполнить соединение верхнего пояса с колонной на сварке.

Монтаж металлических колонн одноэтажного промышленного здания. Вычертить схемумонтажа. Проектирование построечных автодорог, их параметры и конструкции.

Монтаж колонн ведут с помощью кранов, на весу. Перед монтажом колонны подают в зону монтажа, укладывают на деревянные подкладки, обстраивают монтажными лестницами и подмостями, необходимыми для монтажа последующих конструкций. Иногда вместо подмостей на колоннах устанавливают пальцы или кронштейны, используемые в дальнейшем для крепления подмостей.

Так как монтаж колонн выполняется с крана, важно чтобы колонна подвешивалась строго вертикально. Если колонна симметрична, то ее подвешивают за верхнюю точку. Если же не симметрична (например, крайняя двужветвевая колонна промышленного здания), для монтажа используют траверсы, позволяющие придать колонне вертикальное положение на весу.

Легкие колонны, как правило монтируют целиком, а тяжелые - из нескольких элементов. На фундаменты колонны опирают одним из следующих способов:

Рис.1. Схемы опирания металлических колонн на фундаменты а - на заранее выверенные плиты с верхней строганной поверхностью, б - непосредственно на фундамент, возведенный до проектной отметки, в - на заранее установленные опорные детали: 1 - железобетонный фундамент, 2 - бетон подливки, 3 - опорная плита, 4 - башмак, 5 - колонна, 6 - опорная плита башмака, 7 - рельсы

А) Опирание на ранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты с верхней строганой поверхностью (рис.1,а). В этом случае монтаж называется безвыверочным. Основой его является высокая точность изготовления конструкций на заводе и установки их в построечных условиях. При этом способе монолитный фундамент 1 устраивают на 50-100 мм ниже отметки подошвы опорной плиты 3 башмака 4. Под двухветвевые колонны устанавливают две плиты (по одной для каждой ветви). Фундамента выверяют с помощью нивелира. Отклонение забетонированной поверхности фундамента не должно превышать по высоте +5 мм, а по уклону - Положение опорных плит по высоте регулируют с помощью гаек 4, которые накручивают на анкерные болты 3. В горизонтальном положении плиты выверяют с помощью двух уровней или оптическимплоскомером. Отклонение верха плиты от проектного не должно превышать ±1,5 мм, уклон - 1/1500. После проверки правильности установки опорных плит их закрепляют гайками. В заданное положение опорные плиты можно также установить с помощью трех установочных болтов, ввернутых в гайки, приваренные сбоку плиты. Чтобы предотвратить перемещение опорной плиты вверх, на болты устанавливают распорные трубки. Верхний конец таких трубок закрепляют гайкой анкерного болта, нижний - упирается в планку опорной плиты;

Б)Опирание непосредственно на поверхность фундаментов, выведенных до проектной отметки подошвы колонн (рис.1, б). Опорные плоскости башмаков 4 в этом случае, как и в первом, фрезеруют на заводе. В процессе бетонирования поверхность 1/1000;

В)Опирание на заранее установленные и выверенные опорные детали, заделанные в фундаменты, с последующей подливкой колонн цементным раствором (рис.1, в). В качестве опорных деталей, заделываемых в фундамент, применяют балки, рельсы 7 или уголки.

Колонны выверяют только по вертикали. Для этого с одной стороны гайки ослабляют, а с противоположной завинчивают. После выверки колонну закрепляют, затягивают гайки, а зазор между подошвой колонны и поверхностью фундамента заливают цементным раствором или бетоном 2 на щебне мелкой фракции.

Применяют и упрощенный способ опирания башмаков колонн на поверхности фундаментов, не доведенных до проектной отметки на 2-3 см. В этом случае башмаки колонн устанавливают на металлические подкладки; зазор между башмаком и фундаментом заделывают после установки и закрепления колонн цементным раствором.

Фундаменты под монтаж колонн принимают группами (на температурный блок, пролет) по акту, к которому прилагают исполнительные геодезические схемы с нанесением положения опорных поверхностей в плане и по высоте.

Основные операции при монтаже колонны: строповка, подъем, наводка на опоры или стык, выверка и закрепление. Стропуют колонну за верхний конец, либо в уровне опирания подкрановых балок. В некоторых случаях для понижения центра тяжести к башмаку колонны крепят дополнительный груз. Колонны захватывают стропами или полуавтоматическими захватными приспособлениями. Для ускорения строповки и расстроповки колонн применяют приспособление, состоящее из рамки и гибкой тяги, которое обеспечивает приведение колонны в вертикальное положение.

Перед установкой колонны необходимо прокрутить гайки по резьбе анкерных болтов. Кроме того, резьбу болтов смазывают и предохраняют от повреждения колпачками.

При безвыверочном монтаже колонну приводят в проектное положение совмещением осевых рисок на башмаке колонны и опорных плитах. При необходимости правильность установки колонн проверяют по вертикали с помощью двух теодолитов, в плане - по осевым рискам, нанесенным на опорную плиту и на колонну, а по высоте - с помощью нивелира.

Устойчивость колонн высотой до 15 м обеспечивают путем затягивания гайки на анкерных болтах, а при наличии узких башмаков - дополнительной установкой расчалок в направлении наименьшей жесткости. Первые две колонны сразу закрепляют постоянными связями, а если такие связи проектом не предусмотрены, то временными жесткими связями. Способ временного крепления колонн указывают в ППР. Стропы снимают с колонны только после ее постоянного закрепления.