Раздел 3, тема 18

СК-МК-18-7 семестр. «Узлы ферм; их расчет и конструирование».

Ключевые слова и понятия

18.1 Риска

18.2 Расцентровка

18.3. Фасонка

18.4 Отправочная марка

18.5. Укрупнительный монтажный стык

18.6. Прокладка

18.7. Центрация стержней

18.8. Подкладное кольцо

18.9. Гнутосварной замкнутый профиль (ГСП)

18.1. Входная информация.

Приступая к изучению данной темы необходимо восстановить в памяти знания из изучавшихся ранее дисциплин и предыдущих тем:

• из курса «Сопротивление материалов»: виды напряжений, которые возникают в элементах; сопротивление нагрузкам; определение геометрических характеристик сечений;

• из курса «Теоретическая механика» равновесие сил и их взаимодействие;

• из курса «Строительная механика»: расчет элементов на действие продольных усилий и изгибающих моментов;

• из курса «Инженерная графика»: обозначение на чертежах болтов, сварных швов и элементов конструкций;

- из курса «Строительные конструкции», раздел «Металлические конструкции»: основные требования к металлическим конструкциям; введение в проектирование; назначение и состав металлических конструкций; методы расчета по предельным состояниям; расчет центрально-сжатых элементов; сортамент и его использование при проектировании металлических конструкций; конструкции балочных клеток; расчет и конструирование элементов балочных клеток; общая характеристика центрально-сжатых элементов, определение нагрузки для расчета центрально-сжатой колонны, типы сечений центрально-сжатых колонн, особенности расчета стержня центрально-сжатой колонны сплошного и сквозного сечения; ; общая характеристика каркасов; компоновка каркасов; конструктивные решения; расчеты каркасов; определение расчетных длин и расчет и конструирование внецентренно-сжатых колонн сплошного и сквозного сечения, расчет и конструирование узлов сопряжения ригелей с колоннами; сбор нагрузок

на элементы кровли: настилы, прогоны и решетчатые ригели; определение усилий в элементах решетчатых ригелей (ферм); определение расчетных длин и подбор сечения элементов ферм.

18.2. Содержание темы.

18.3. Изложение содержания темы

18.3.1. Конструкции ферм и их узлов.

18.3.1.1. Общие требования к конструированию ферм.

18.3.1.2. Фермы из одиночных и парных уголков.

18.3.1.3. Фермы с поясами из широкополочных тавров.

18.3.1.4. Фермы с поясами из широкополочных двутавров.

18.3.1.5. Фермы из круглых труб.

18.3.1.6. Фермы из гнутосварных замкнутых профилей.

18.4. Критерии усвоения

18.5. Выход темы в другие дисциплины и разделы курса

18.6. Контрольный тест для самопроверки

18.3. Изложение содержания темы

18.3.1. Конструкции ферм и их узлов.

18.3.1.1. Общие требования к конструированию ферм.

Конфигурация и основные размеры ферм устанавливаются при общей компоновке конструкций здания или сооружения. Здесь мы будем рассматривать особенности конструирования легких ферм.

Конструирование легких ферм начинается с вычерчивания осевых линий стержней, образующих геометрическую схему конструкции. Затем наносятся контуры стержней так, чтобы осевые линии совпадали с центрами тяжести сечения стержней. В фермах с болтовыми соединениями осевые линии совмещают с рисками (18.1.) по которым размещают болты. При этом допускаетсярасцентровка (18.2.) до 0,015h, где h - высота сечения элемента. Если расцентровка превышает эту величину, необходимо при расчете учитывать дополнительный узловой момент (см. рис. 16.2,а).

18.1. Риска (блок 4) Риска - это линия параллельная действующему усилию, по которой размещаются болты или заклепки. Вернитесь к тексту.

18.2. Расцентровка (блок 4) Расцентровка - это когда в узле фермы оси стержней не сходятся в одной точке, т.е. усилия в узле передаются с эксцентриситетом, а это вызывает узловой изгибающий момент, влияние которого при больших эксцентриситетах (более 0,025h) необходимо учитывать в расчетах. Вернитесь к тексту.

Если сечение пояса фермы меняется по длине, то все равно осевая линия остается одна, а для удобства опирания примыкающих элементов (балок настила или прогонов) верхнюю грань пояса сохраняют на одном уровне. При этом места изменения сечения поясов выносят от центра узла в панель с меньшим усилием.

Концы стержней решетки обычно обрезают нормально к оси и только для крупных стержней можно допустить косую резку, чтобы уменьшить размеры фасонок (18.3.)(соединительных элементов). Сварные швы в узлах ферм не должны соприкасаться и пересекаться, чтобы уменьшить влияние остаточных напряжений после сварки и концентрации напряжений на работу узлов ферм особенно при воздействии отрицательных температур и динамических нагрузок. Поэтому при конструировании узлов ферм стержни решетки не доводятся до поясов на расстояние a=6t-20мм и принимаются в пределах 5080 мм. Здесь t - толщина фасонки. Между стыкуемыми элементами поясов также оставляется аналогичный зазор (не менее 50мм).

18.3. Фасонка (блок 4) Фасонка - это соединительный элемент в узлах ферм, к которой крепятся все элементы сходящиеся в этом узле. Вернитесь к тексту.

Толщину фасонок рекомендуется принимать в зависимости от максимального усилия в стержнях решетки.

Рекомендуемые толщины фасонок

Табл. 18.1

Максимальное усилие в стержнях решетки, кН	До 150	160-250	260-400	410-600	610-1000	1010-1400	1410-1800	Боллее 1800
Рекомендуемая толщина фасонки, мм	6	8	10	12	14	16	18	18

В пределах одной отправочной марки (18.4.)допускается принимать не более двух толщин фасонок с разницей в 2 мм.

18.4. Отправочная марка (блок 4) Отправочная марка - это часть конструкции, которая изготавливается на заводе металлических конструкций (ЗМК) и отправляется на монтаж. На стройплощадке производится укрупнительная сборка конструкции из отправочных марок доставленных с ЗМК. Разбивка конструкции на отправочные марки производится в зависимости от массы конструкции и ее габаритных размеров и имеющихся средств доставки конструкции та место монтажа. Вернитесь к тексту.

Размеры фасонок принимают по расчетной длине сварных швов крепления элементов сходящихся в узле. При этом необходимо стремиться к простейшим очертаниям фасонок, чтобы упростить их изготовление, а также уменьшить количество обрезков.

Фермы пролетом 18 и более разбивают на два отправочных элемента (отправочных марки) с укрупнительными монтажными стыками (18.5.)в средних узлах. Стыки конструируют таким образом, чтобы отправочные марки (левая и правая) были одинаковыми.

18.5. Укрупнительный монтажный стык (блок 4) Укрупнительный монтажный стык - это стык отправочных марок объединяющий отправочные марки в единую конструкцию. Вернитесь к тексту.

При проектировании размеров фасонок, прокладок и других соединительных элементов целесообразно их унифицировать и принимать на ферму не более двух типоразмеров каждого вида элементов.

Другие конструктивные требования связаны с типами сечений элементов ферм.