Подбор сечений элементов ферм покрытия.

 

Сечения стержней фермы могут быть запроектированы из любых профилей. В настоящем пособии рассматриваются фермы из парных уголков (рисунки 40, 43) и тавров (рисунок 41).

В фермах со стержнями из уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками (рисунок 40).

Рисунок 40	Рисунок 41

 

Толщину узловых фасонок, размещаемых между уголками в узлах, назначают по наибольшему усилию в стержнях решетки – в опорном раскосе (таблицу 23).

Таблица 23. Толщина узловых фасонок ферм

Усилие в элементах решетки, кН	Толщина фасонок, мм	Усилие в элементах решетки, кН	Толщина фасонок, мм
до 150	6	1001…1400	16
151…250	8	1401…1800	18
251…400	10	1801…2200	20
401…600	12	2201…2600	22
601…1000	14	2601…3000	25

Толщина фасонок обычно принимается одинаковой во всех узлах фермы.

В фермах с поясами из широкополочных тавров с параллельными гранями полок при небольших усилиях в раскосах швы их крепления к поясу могут быть размещены на стенке тавра (рисунок  42). При больших усилиях для обеспечения необходимой длины швов приходится приваривать к стенке тавра узловую фасонку той же толщины (см. рисунок 41).

Рисунок 42

 

Выбор стали для ферм производится в соответствии с нормами [18]. Для стержней ферм, работающих при статической нагрузке, применяется сталь по 2 группе, для фасонок – по 1 группе.

При подборе сечений стержней фермы необходимо следить за тем, чтобы гибкости их не превышали предельных величин, установленных нормами [18] и приведенных в таблице 24.

Таблица 24

Характер загружения	Стержень фермы	Предельная гибкость
Сжатые стержни	Пояса, опорные раскосы и опорные стойки
	Стержни решетки
Растянутые стержни	Пояса, опорные раскосы	400
	Стержни решетки	400

Обозначение, принятое в таблице 24

 − коэффициент, принимаемый не менее 0, 5.

Если в процессе эксплуатации какой-либо элемент воспринимает усилия разных знаков (растяжение – сжатие), то его следует рассчитать на оба усилия и принимать большее из двух полученных сечений. Однако конструирование стержня необходимо вести исходя из требований, предъявляемых к сжатым элементам.

а)	б)	в)	г)
Рисунок 43. Сечения стержней фермы из двух уголков

 

Определение расчетных длин стержней фермы.

Расчетные длины для поясов принимаются равными: в плоскости фермы  и из плоскости , где  − расстояние между центрами ближайших узлов; − расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы. Закрепление поясов фермы из ее плоскости достигается связями.

Расчетные длины опорных раскосов в плоскости и из плоскости ферм принимаются равными: . При наличии шпренгеля (см. рисунок 44) .

Рисунок 44

 

Для остальных сжатых стержней решетки расчетные длины принимаются равными: в плоскости фермы   и из плоскости .

Подбор сечений поясов.

Приступая к подбору сечений поясов, прежде всего следует наметить места изменения сечений. Для ферм пролетом до 24 м включительно рекомендуется сохранять постоянное сечение по всей длине пояса, подбирая его по наибольшему усилию. В целях экономии стали для ферм пролетами  и более сечение поясов следует изменять, В верхнем поясе чаще изменяют сечение в четвертом узле (между третьей и четвертой панелями), в нижнем – во втором узле (между первой и второй панелями).

Для верхнего пояса можно применить как равнополочные, так и неравнополочные уголки. Равнополочные уголки рекомендуется применять, когда представляется возможным закрепить из плоскости фермы каждый узел пояса и , а также при местном изгибе пояса.

При закреплении верхнего пояса через узел, когда , целесообразно применять неравнополочные уголки, соединенные меньшими полками вместе.

Подбор сечения верхнего сжатого пояса начинается с определения требуемой площади

(88)

где − наибольшее расчетное усилие для принятого участка пояса с постоянным сечением;

− коэффициент устойчивости при центральном сжатии;

− расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

− коэффициент условий работы (в соответствии с таблицей 1 [18] ).

Коэффициент является функцией гибкости . Поэтому при определении требуемой площади по формуле (88) необходимо задаться гибкостью. Для поясов легких ферм можно принять .

Задавшись гибкостью , можно также найти требуемые радиусы инерции сечения по формулам:

	(89)
	(90)

 

В соответствии с требуемыми радиусами инерции и площадью сечения по сортаменту определяют номер соответствующего профиля либо компонуют составное сечение. При этом следует руководствоваться следующими соображениями:

общее количество типоразмеров сечений для одной фермы пролетом до 36 м не должно превышать 6…8;

изменение сечения поясов следует предусматривать не более одного раза в фермах пролетами более 24 м, сохраняя при меньших пролетах постоянное сечение поясов, подобранное по большему усилию;

не рекомендуется применять в одной ферме профили одного типоразмера, отличающихся либо толщиной, либо маркой стали;

при выборе профилей стремятся использовать более тонкие из них;

минимальная толщина прокатных элементов 5, для труб и замкнутых прямоугольных профилей 3 мм;

уголки менее 50х5 применять не рекомендуется.

Совместная работа двух уголков между узлами фермы обеспечивается постановкой между уголками прокладок, размеры которых назначают конструктивно: толщина их равна толщине принятых в ферме фасонок, ширина – 60…100 мм, длина – на 20…30 мм больше ширины полки уголка. Расстояние между прокладками в сжатых стержнях не должно превышать 40i, в растянутых – 80i, где i – радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок.

Приняв сечение сжатого пояса, необходимо проверить его устойчивость, придерживаясь следующего порядка:

1. Определить радиусы инерции сечения  и .

2. Определить гибкости  и и по большей гибкости принять (значения  принимаются в зависимости от типа сечений по приложению Д таблице Д.1 [18] ).

3. Произвести проверку устойчивости по формуле

(91)

где А – фактическая площадь принятого сечения.

Если гибкость стержня предварительно была задана неправильно и проверка показала перенапряжение или значительное недонапряжение, то проводят корректировку сечения, принимая  профиль с промежуточным значением площади и соответствующим радиусом инерции определяют во втором приближении гибкость, коэффициент  и делают проверку устойчивости. Обычно второе приближение достигает цели.

Местную устойчивость сжатых элементов, выполненных из прокатных профилей, можно считать обеспеченной, поскольку из условий прокатки толщина полок и стенок профилей больше, чем требуется из условий устойчивости.

Требуемую площадь нетто сечения растянутого нижнего пояса фермы из стали с нормативным сопротивлением  подбирают по формуле

(92)

 

Скомпоновав по требуемой площади сечения из профилей, имеющихся в сортаменте, проверяют принятое сечение с учетом фактического ослабления сечения отверстиями для болтов по формуле

(93)

Ослабление сечения уголков поясов отверстиями для крепления связей в узлах (в пределах фасонок) можно не учитывать, поскольку здесь сечение усилено фасонками.

Аналогично производиться подбор сечения поясов ферм из тавров.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: