18.Основные дефекты стальных стропильных ферм. Методы усиления
Основные дефекты стальных стропильных ферм: погнутость (особенно опасна для сжатых стержней); наличие дефектов в узлах ферм (трещины в основном металле и в сварных швах; наличие прерывистых швов; чрезмерное сближение сварных швов при сварке поясов и решетки; расцентровка осей стержней в пределах узла фермы; расцентровка в приложении нагрузки в узлы фермы).
Усиление металлических конструкций может производиться после их частичного или полного разгружения или под нагрузкой.
Основные методы усиления: изменение конструктивной схемы каркаса в целом или его отдельных эл-ов; создание предварительного натяжения; увеличение площади сечения; усиление соединений.
l.)Усиление металлических конструкций, работающих на растяжение, сжатие и изгиб, увеличением их поперечного сечения элементов производится присоединением дополнительных элементов. Совместная работа обеспечивается путем сварки, а также с помощью болтового или заклепочного соединения. Следует стремиться к сохранению центровки усиливаемых элементов и узлов соединений. Усиление ферм следует начинать с элементов и узлов нижнего пояса, а затем производить усиление верхнего пояса.
Рис. 15.1. Усиление увеличением поперечного сечения без изменения гибкости металлических элементов
Рис. 15.2. Усиление увеличением поперечного сечения с уменьшением гибкости металлических элементов
Уменьшение расчетной длины отдельных элементов эффективно в случае, когда не обеспечена их устойчивость. Усиление сжатых элементов уменьшением его расчетной длины в плоскости стропильной фермы производится установкой дополнительных раскосов или подвесок (рис. 15.3, а), из плоскости фермы или для отдельно стоящих стоек – предварительно напряженных шпренгелей (рис. 15.3, б, в).
Рис. 15.3. Усиление стальных конструкций за счет уменьшения их расчетной длины:
а – установкой дополнительных раскосов; б, в – установкой предварительно напряженных шпренгелей: 1 – усиливаемый элемент, 2 – дополнительные раскосы, 3 – дополнительная подвеска, 4 – предварительно напряженные шпренгели
Усиление отдельных элементов металлических конструкций, имеющих погнутости, трещины, вмятины и разрывы сечений, производится, как правило, после их разгружения выравниванием, присоединением дополнительных деталей (рис. 15.9, 15.10.) или заменой поврежденной части (рис. 15.11).
Рис. 15.9. Усиление элементов стальных конструкций, имеющих повреждения, накладками: а – из уголка; б – из швеллера с дополнительными соединительными планками; в – из пластины
Рис. 15.10. Усиление искривленных стальных элементов шпренгелем
Рис. 15.11. Восстановление элементов стальных конструкций вырезанием и заменой поврежденной части: а – элементов из спаренных уголков; б – элементов из одиночного уголка
II.)Усиление сварных швов производят путем увеличения их длины или толщины. Стыковые швы не усиливают из-за концентрации местных напряжений. Усиление угловых швов выполняется увеличением их длины и (или) катета.
Рис. 15.12. Усиление сварных швов: а – увеличением длины за счет наложения лобового шва; б – увеличением высоты катетов угловых швов: 1 – существующие швы, 2 – дополнительный лобовой шов, 3 – дополнительная наплавка
Рис. 15.13. Усиление узловых соединений: а, б – сварных; в – клепаных: 1 – дополнительные швы, 2 – накладки, 3 – дополнительные фасонки, 4 – дополнительные ребра, 5 – дополнительные высокопрочные болты
Усиление заклепочных и болтовых соединений при ослабевании стяжки пакета деталей производится увеличением количества заклепок и болтов (рис. 15.13, в) или их заменой высокопрочными болтами с предварительным напряжением путем закручивания гаек тарировочными ключами.
III.)Усиление металлических конструкций изменением их расчетной схемы позволяет перераспределить усилия между элементами (методы: изменение места передачи нагрузки, повышение степени внешней статической неопределимости, повышение степени их внутренней статической неопределимости).
Рис. 15.16. Схемы усиления стропильных ферм: а – предварительно напряженными затяжками, б – шарнирно-стержневыми цепями, в – включением конструкции фонаря в совместную работу с фермой: 1 – затяжка, 2 – натяжное приспособление, 3 – стальной канат, 4 – подвеска, 5 – дополнительная стойка, 6 – дополнительный раскос