48.Определение усилий стержней фермы аналитическим методом.

Усилия в стержнях ферм могут быть определены аналитическим или графическим способом. Аналитический метод удобнее применять при определении усилий в отдельных стержнях. Если же требуется определить усилия во всех стержнях, то лучше построить диаграмму усилий.

Порядок построения диаграммы:

1)Все действующие на ферму нагрузки, включая ее собственный вес, прикладываются снаружи фермы, в соответствующих узлах верхнего и нижнего поясов. При наличии нагрузки лишь в узлах верхнего пояса нагрузку от собственного веса можно целиком передать на узлы данного пояса, т. е. считать узлы нижнего пояса ненагруженными.

2) Определяются опорные реакции фермы. Опорные реакции определяются точно так же, как и в простой балке, т. е. реакция на данной опоре фермы получается делением на длину пролета суммы моментов от действующих на ферму сил  относительно  другой   опоры  (см.   п.   8   настоящей   главы).

3) Обозначаются поля фермы путем нумерации всех промежутков между внешними нагрузками (включая опорные реакции) и внутренние треугольники, образованные стержнями самой фермы (напр., 7, 8, 9 и т. п.,  7).

4) Строится силовой многоугольник внешних сил, в том числе и опорных реакций, отложенных в той последовательности, в какой они встречаются на ферме при обходе схемы в круговом порядке по часовой стрелке.

5)Определение внутренних усилий начинают с опорного узла, где в простых фермах имеются лишь два неизвестных усилия (напр., усилия в поясах 1—7 и 4—7) и далее переходят   к узлам,   где   сходятся   не   более   чем   два стержня, для которых усилия еще не определены. Усилия в неизвестных двух стержнях рассматриваемого узла получаются путем построения лучей диаграммы, параллельных указанным стержням и проведенных, один луч от начала первой известной силы (узловой нагрузки или уже определенного усилия в стержне) при обходе данного узла по часовой стрелке, а другой луч от последней известной силы в том же узле.

Точка пересечения этих двух лучей будет иметь номер силового поля (треугольника фермы), заключенного между данными стержнями.

51. Узлы ферм, общие требования. Стыковые соеденения.

1. Общие требования к конструированию

Чтобы избежать дополнительных напряжений от расцентровки осей стержней в узлах, необходимо стремиться центрировать стержни в узлах по осям, проходящим через их центры тяжести с округлением до 5 мм.

Узловые моменты, являющиеся следствием расцентровки стержней в узлах, определяются как произведение нормальных усилий стержней и внешних узловых сил на их плечи до точки пересечения осей пояса и одного или двух раскосов.

Резку стержней решетки производят, как правило, нормально к оси стержня, для крупных стержней допускают косую резку с целью уменьшения размеров фасонок. Чтобы уменьшить сварочные напряжения в фасовках, стержни решетки не доводятся до поясов на расстояние а = 6t ? 20мм, но не более 80 мм (здесь t-толщина фасонки в мм). Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, следует оставлять зазор не менее 50 мм.

Толщину фасонок выбирают в зависимости от величины действующих усилий (табл. 9.2) и принятой толщины сварных швов. При значительной разнице усилий в стержнях решетки можно принимать две толщины в пределах отправочного элемента. Допустимая разница толщин фасонок в смежных узлах равна 2 мм.

Необходимо стремиться к простейшим очертаниям фасонок, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков. Стропильные фермы пролетом 18-36 м разбивают на два отправочных элемента с укрупнительными стыками в средних узлах. Стыки для удобства укрупнительной сборки и изготовления целесообразно проектировать так, чтобы правая и левая полуфермы были взаимозаменяемы.

При проектировании ферм со стержнями из широкополочных двутавров и тавров, из замкнутых гнутосварных профилей или из круглых.

2. Фермы из одиночных уголков

В легких сварных фермах из одиночных уголков узлы можно проектировать без фасонок и стержни решетки приваривать непосредственно к полке поясного уголка угловыми швами. Для сближения с одной плоскостью центров тяжести решетки и поясов целесообразно прикреплять к внутренней грани полки пояса. Уголки следует прикреплять обваркой по контуру. Допускается приварка уголка одним фланговым (у обушка) и лобовыми швами. Допускается центрация осей стержней решетки на обушок пояса. Если для прикрепления стержней решетки непосредственно к полке поясов не хватает места, то к полке пояса приваривают планку, создающую в узле необходимое уширение. Швы, прикрепляющие уголок, рассчитывают в соответствии с указаниями.

3. Фермы из парных уголков

В фермах со стержнями из двух уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасовках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасовке фланговыми швами. При креплении фланговыми швами требуемые площади швов распределяются по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. Разность площадей швов регулируется толщиной и длиной швов. Концы фланговых швов выводят на торцы стержня на 20мм.

К поясу фасонки рекомендуется прикреплять сплошными швами минимальной толщины. Где это возможно, фасонки выпускают за обушки поясных уголков на 10-15 мм.

Швы, прикрепляющие фасовку к поясу, рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса: