книги из ГПНТБ / Брудка Я. Легкие стальные конструкции

Рис. 8-19. Система внутренних сил в узлах решетки, стержни которой не пе­ ресекаются в одной точке

сил в узле В

254

вый момент инерции, распределение узлового момента на приузловые осуществляется обратно пропорционально длине панели. Принимая обозначения рис. 8-19, а, получаем:

мальный изгибающий момент на длине первой панели будет действовать в точке пересечения раскоса К\ с нижним поясом. Нужно считать, что в пределах узла изменение моментов происходит не скачкообразно, а ли­ нейно между точками пересечения раскосов. Для обеспечения надежно­ сти конструкции предполагается также, что на длине панели пояса мо­ мент уменьшается равномерно и его действие в узле А равно нулю. На­ ибольший момент в первом узле будет равен:

Момент в центре секции в соответствии с вышеуказанными условиями

Подобным образом рассчитывают максимальные приузловые момен­ ты в следующих секциях. Хотя на обоих концах панели существуют мо­ менты, принимается, что действует только узловой момент, к которому ближе расположена рассматриваемая точка. Тогда в пролете следует учитывать оба момента:

Необходимо обратить внимание на то, что односторонняя нагрузка на стропильную ферму часто дает более невыгодные сочетания изгибающих моментов в поясах, чем при симметричных нагрузках. И, наконец, пояса ферм проверяются на внецентренное сжатие или растяжение.

8.3.2. Примеры конструкций

На рис. 8-20 показана стропильная ферма с треугольной решеткой пролетом 12,5 м, серийно изготовляемая фирмой «Юхо» из Дортмунда (ФРГ). Профили — холодногнутые из листовой стали толщиной 1,5 и 1,8 мм. В зависимости от нагрузки кровли фермы размещают на рассто­ янии 2 или 2,5 м друг от друга. Перекрытия представляют собой сборные плиты из легкого бетона толщиной 8 см. Крыша беспрогонная. В узлах раскосы соединяются с поясами точечной сваркой. Для того чтобы мож­ но было пропустить раскосы в области узла, вырезают нижние полки

2 5 5

верхнего пояса. Ввиду большого нагромождения металла в стыке верх­ него пояса раскосы конькового узла крепят заклепками диаметром 5 мм. Приведенное решение традиционно и не использует все возмож­ ности, которые дают холодногнутые профили.

В США и в странах Западной Европы, особенно во Франции и Бель­

стенках имеют гофры через 150—200 мм, в которых располагаются свар­ ные точки, соединяющие профили в балку. Благодаря наличию гофров между вертикальными стенками профилей остается щель толщиной 2,4 мм, предназначенная для забивки гвоздей, крепящих ограждающие конструкции. Профили типа А, В и D применяются для основных эле­ ментов конструкции, стоек, стропильных ферм, балок перекрытий, стропильных балок. Профили типа С и Е используют в основном для второстепенных элементов (фахверковых стен, связей жесткости и т. п.). Из некоторых профилей типа С изготовляют также стропильные фермы и прогоны. По сравнению с конструкциями из горячекатаных двутавров на конструкции системы «Стрен-Стил» расходуется почти на 50% мень­ ше стали.

На рис. 8-22 приведены схемы некоторых типов стропильных ферм, выполненных из профилей системы «Стрен-Стил». Ферма, изображенная на рис. 8-22, а, сложена из двух половин для облегчения транспортирова­ ния. Масса одной фермы колеблется в пределах 38,4—74,7 кг. На рис. 8-22 показаны другие двухскатные фермы. Фермы со стойками можно из­ готовлять на заводе из двух половинок. В этом случае центральная стойка складывается из двух профилей С52. Масса этих ферм равна 40—140 кг. Масса односкатной фермы, приведенной на рис. 8-22, г, со­ ставляет 43,3—87,1 кг.

Для уменьшения размеров фасонки применяют отрицательный экс­ центриситет. Фасонку на том отрезке, где она вставляется в щель меж­ ду профилями В60, можно в описанных случаях прикреплять также с помощью сварных точек диаметром 5 мм. Профили имеют очень тон­ кие стенки; толщина их 1,5 мм.

На рис. 8-23 показан узел двухскатной стропильной фермы, изобра­ женной на рис. 8-22, б, в. Необходимо подчеркнуть отсутствие соедини­ тельных планок или прокладок в стержнях, составленных из двух профи­ лей. В опорном узле отдельные профили поясов соединены в вертикаль­ ной плоскости фасонками, но нет ни одной поперечной прокладки. Роль соединительной планки выполняет нижний прогон. В остальных узлах прокладками служат стенки стоек или раскосов. Стропильную ферму устанавливают непосредственно на верхней обвязке фахверковой сте­ ны, выполненной из швеллера С155, С95 или С65. Нижний пояс крепят к верхней обвязке двумя болтами.

Узлы, соединяемые точечной сваркой, приведены на рис. 8-24 и 8-25. Диаметр сварной точки 5 мм\ расстояния между ними 15 мм, что со­ ставляет 3 d (d—расчетный диаметр сварной точки).

Примером использования гнутых профилей в промышленном строи­

I

А 200

еог

Рис. 8-21. Профили, применяемые в конструкциях системы «Стрен-Стил» [61]

*

Рис. 8-22. Примеры стропильных ферм системы «Стрен-Стил» [61]

258

Рис. 8-24. Опорные узлы двухскатной фермы из швеллеров С52

а — раскос из отдельного швеллера; б —раскос из двух швеллеров; в — сечение опорного узла [61]

Рис. 8-25. Сварные промежуточные узлы

а — верхнего пояса; б — нижнего пояса

щая площадь застройки составляет около 8000 м2. Несущие конструк­ ции трех первых зданий (рис. 8-27, а) образуют расположенные через 6 м бесшарнирные рамы с решетчатым ригелем и колоннами со сплош­ ными стенками. Кровельные плиты из пеностекла опираются на прогоны со сплошными стенками из гнутых профилей. Решетчатые ригели с кон­ солями выполнены из гнутых профилей (рис. 8-28,а). Верхние и ниж­ ние пояса ригелей состоят из двух профилей, соединенных планками. Пояса консоли изготовлены из отдельного швеллера. Раскосы выполне­ ны в виде сваренных из швеллеров труб или отдельных швеллеров. Тон­ костенные колонны изготовлены из листовой стали толщиной 6 и 10 мм. Несущие конструкции поперечного здания (рис. 8-27,6) состоят из ко­ лонн, закрепленных в фундаментах, и стропильных ферм, расположенных через 6 м друг от друга. Решетчатые фермы спроектированы из гнутых профилей (рис. 8-28). Верхние и нижние пояса состоят из двух швелле­ ров или из двух неравнобоких уголков, соединенных в один стержень прерывистым угловым швом. Раскосы выполнены из труб, сваренных из уголковых профилей, или из отдельных равнобоких уголков, плоскость симметрии которых совпадает с плоскостью решетки.

На рис. 8-29 показаны два узла ригеля производственного здания пролетом 18 м, а на рис. 8-30 —два узла здания пролетом 12 м.

В статических расчетах для тонкого листового металла приняты сле­ дующие механические свойства стали марки St3SX: предел прочности 3800 кгс/см2, предел текучести 2800 кгс/см2, удлинение 27%. Исходя из этого, можно было принять допускаемые напряжения на 15% выше по сравнению с допускаемыми напряжениями для толстого листового ме­ талла или прокатных профилей из стали той же марки. Благодаря при­ менению гнутых профилей уменьшен расход стали в ригелях основных зданий на 40%, а в стропильных фермах поперечного здания на 46%.

Другим примером использования гнутых профилей в промышлен­ ном строительстве служит п р о м ы ш л е н н о е з д а н и е в М и л а н е

(рис. 8-31).

В странах Западной Европы ряд фирм выпускают гнутые профили с перфорированными стенками, которые отличаются исключительной лег­ костью. Эти профили нашли самое разнообразное применение и, в частности, для несущих элементов разборных конструкций небольшой высоты и пролета. На рис. 8-32, а показаны сечения профилей, приме­ няемых для конструкций стропильных ферм и стоек. Форма и размеры отверстий в стенках могут быть различными. Наиболее часто встречаю­ щаяся схема расположения отверстий показана на рис. 8-32, б. Во время монтажа профили соединяют болтами, вставляемыми в отверстия. Бол­ ты тщательно закручивают — они передают усилия в стыке с помощью трения. Стержни конструкции могут быть одиночными, расположенны­ ми несимметрично относительно плоскости элемента, двухили четырехветвевыми. Толщина металла профиля всегда равна 2 мм. Приме­ няется сталь с повышенным пределом прочности (Ят =5000 кгс/см2), что соответствует польской стали марки 18G24. Недавно в Польше на-

Рис. 8-26. Монтаж продольных зданий зального типа в Варшаве

Рис. 8-27. Поперечные раз­ резы промышленных зданий в Варшаве

а — продольный неф; 6 — по­ перечный неф

261

Рис. 8-28. Гнутые профили, использованные в конструкциях промыш­ ленных зданий в Варшаве

а _в ригелях продольного нефа; 6 — в стропильных фермах поперечного нефа

262

точный узел верхнего пояса

Рис. 8-30. Два промежуточных узла верхнего пояса стропильной фермы по­ перечного нефа

263