книги из ГПНТБ / Прогрессивные стальные конструкции [сборник]

стема уравнений содержит 4 неизвестных значения на­ пряжения и 24 неизвестных прогиба.

Для сечения 4 уравнение (63) принимает вид

50

перечного сечецня, отличается от о01 на i,12% и состав­ ляет— 1,13001 ХЮ~3£.

§ 7. Работа узлов раскосных ферм

Проектирование фрагментов ферм и цели их испытания

Изучение работы узлов раскосных ферм было прове­ дено на фрагментах ферм .с использованием стержней из замкнутых и открытых .гнутых профилей.

Фрагменты ферм Ф-3 и Ф-4 (сохранена нумерация, принятая ори испытании) были запроектированы с целью изучения работы узлов ферм из замкнутых гну­ тых профилей. В качестве прототипа, по которому пред­ варительно были приняты сечения элементов фрагмен­ тов ферм (в натуральную величину), была принята фер­ ма пролетом 30 м с нагрузкой 3600 кг/м2, что дает на­ грузку 10800 кг на узел п соответствует нагрузке 300 кг/м2 при шаге ферм 12 м или 600 кг1м2 при шаге 6 м.

Учитывая результаты предварительного расчета и на­ личие профилей на Донецком ЗМК, где изготавливались опытные конструкции, были запроектированы два фраг­ мента ферм с использованием для поясов Ф-3 профилей

2x280x140X 5 н для Ф-4—2X580X140X5 (с гофрами).

Расчетные схемы фрагментов Ф-3 и Ф-4 представле­ ны на рис. 10. Усилия в стержнях, принятые сечения стержней и напряжения в них приведены в табл. 12.

По аналогии с испытанными ранее конструкциями узлов ферм при проектировании фрагментов не были

•предусмотрены диафрагмы в местах приложения (в уз­ лах н вне узлов) местной нагрузки. Однако в дальней­ шем при испытании фрагмента Ф-3 выяснилось, что его несущая способность зависит в основном от работы про­ филей у мест приложения, нагрузки. Это потребовало, хотя бы приближенно, оценить работу гнутых замкну­ тых профилей у мест приложения нагрузки. Такая оцен­ ка была сделана для профилей верхнего пояса. Гнутый профиль верхнего пояса, к которому прикладывалась местная нагрузка в узлах фрагмента фермы, рассматри­ вался как замкнутая квадратная рама шириной 150 см

(расстояние между узловыми нагрузками). Расчетные схемы и эпюры изгибающих моментов для профиля верх-

52

него пояса фрагмента фермы Ф-3 представлены на рис. 11.

По геометрическим характеристикам профиля верх­ него пояса были определены максимально возможные

Рис. И. Расчетные схемы и эпюры изгибающих моментов для профиля верхнего пояса фрагментов ферм Ф-3 п Ф-4

55

узловые нагрузки Pi = 7,ll тс н Р2= 1 0,36 тс (для узлов 1 и 2) исходя из максимальных напряжений равных пре­

делу текучести. Расчеты показали, что без усиления про­ филь верхнего пояса не выдержит узловой нагрузки рав­ ной 10,8 тс, что в дальнейшем и подтвердило испытание

фрагмента Ф-3.

Аналогичная оценка работы верхнего пояса была проделана и для фрагмента Ф-4. Было рассмотрено два случая; а) места приложения нагрузки без усилений; б) места приложения нагрузки усилены ребрами жест­ кости. Расчетные схемы для профиля верхнего пояса фрагмента Ф-4 представлены на рис. 11. Максимально возможные узловые нагрузки для фрагмента Ф-4, вы­ численные так же, как для Ф-3, соответственно равны:

а) Р = 9 ,0 гс< 10,8 тс; б) Р=.14,72 тс >40,8 тс.

(Приближенные расчеты показали, что профиль верх­ него пояса необходимо усилить ребрами жесткости.

Целью испытания фрагментов Ф-3 и Ф-4 было изуче­ ние работы узлов при наличии местной нагрузки и без нее; узлов, укрепленных ребрами жесткости и без них; узлов, в которых сходятся элементы разной ширины с распределяющими ребрами и без них, и определение от­ носительной деформативности ферм из гнутых замкну­ тых профилей.

Методика испытания

Фрагменты Ф-3 и Ф-4 испытывали на специальном стенде, который позволяет испытывать консольные фер­ мы с максимальным вылетом, равным 4,5 м. Нагрузку со­

здавали гидравлическим 100-тонным домкратом. Для загружения узлов верхнего пояса фрагментов ферм исполь­

ваемый фрагмент фермы получал деформации, развитию которых мешали неподвижно поставленные тяги. Реак­ ции тяг создавали усилия в узлах верхнего пояса.

Для фиксирования фибровых деформаций использо­ вали датчики сопротивления, прогибов — прогибомеры Максимова.

Датчики сопротивления устанавливались в таких се­ чениях: продольные датчики—посредине стержней фраг­ ментов и стержней тяг с целью определения усилий в

56

стержнях; продольные и поперечные (кольцевые) дат­ чики — у узлов с целью определения распределения на­ пряжении у узлов. Схемы размещения сечений с датчи­ ками сопротивления и датчиков в характерных сечениях для фрагментов Ф-3 и Ф-4 показаны на рис. 10 и 12.

ф -j

Рис. 12. Схема наклейки тензодатчиков по сечениям фрагментов ферм Ф-3, Ф-4 и Ф-5.

57

В .результате испытания фрагмента Ф-3 получены фибровые деформации в местах наклейки датчиков и пе­ ремещения точек — у прагибомеров Максимова. По по­ лученным данным затем были определены фибровые на­ пряжения и прогибы узлов нижнего пояса фрагмента.

По фибровым напряжениям, полученным по отдель­ ным датчикам, были вычислены усилия в стержнях (табл. 13) и изгибающие моменты у узлов (табл. 14).

59