12. Стержни тяжелых ферм

Стержни тяжелых ферм отличаются от легких более мощными и развитыми сечениями, составленными из нескольких элементов (рис.).

13. Расчет ферм (определение нагрузок и усилий в стержнях)

Выполнить расчет фермы, это значит, что в первую очередь нужно определить усилия в стержнях фермы. Общепринятые обозначения усилий в стержнях фермы: O – усилие в стержнях верхнего пояса, U – усилие в стержнях нижнего пояса, V – усилие в стойках, D – усилие в раскосах. Расчет фермы начинают с определения опорных реакций. Опорные реакции в ферме определяются как в простой балке, работающей на изгиб. Для определения усилий в стержнях ферм существуют несколько способов.

А)Способ моментной точки. Применяется, когда можно разрезать ферму на две части так, чтобы в разрез попало три стержня. Для нахождения усилия в одном из них необходимо найти точку пересечения двух других разрезанных стержней (моментная точка) и записать уравнение равновесия (сумма моментов всех сил вокруг этой точки) любой отсечённой части фермы. б) Способ проекций. Применяется, когда можно разрезать ферму на две части так, чтобы в разрез попало три стержня. При нахождении усилия в одном из них два других стержня оказываются параллельны (т.е. моментная точка оказывается в бесконечности). Записывается сумма проекций сил на вертикальную ось У любой отсечённой части фермы. Способ проекций чаще всего применяется для нахождения усилий в раскосах или стойках фермы с параллельными поясами. в) Способ вырезания узлов. Применяется, когда два предыдущих способа не неприменимы, т.е. нельзя провести сечение через три стержня. Данный способ заключается в вырезании узла, к которому принадлежит искомый стержень и рассмотрении равновесия этого узла.

14. Подбор сечений центрально сжатых и растянутых стержней ферм.

Подбор сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади: Атр=N/φRyγc, где γc-коэфф.условия работы, φ коэфф. продольного изгиба, которой является функцией гибкости λ=l0/i , где l0-расчетная длина стержня; i-радиус инерции сечения. По заданной гибкости находят φ и А. (можно принять для поясов λ=80…60, для решетки λ=120…100). Можно найти требуемые радиусы инерции iх(у)= l0х(у)/λ. По ним и площадью сечения по сортаменту подбирается подходящий профиль. Несоответствие табличных значений с требуемыми показывает насколько неправильно была задана гибкость. Принимая после этого профиль с промежуточным значением площади и соответствующим радиусом инерции определяют во 2-ом приближении гибкость, коэфф. φ и напряжение. Требуемую площадь нетто сечения растянутого стержня фермы из стали с отношением Ru/γn=Ry находят A=N/Ryγc где γc – коэфф. условий работы, γn=1,3 – коэффиц. надежности. Скомпоновав по требуемой площади сечение, проводят проверку принятого сечения. (ред.)

15. Фермы из парных уголков. Конструирование узлов.

В фермах со стержнями из двух уголков, составленных тавром, узлы проектируются на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке обваркой уголков по контуру или сплошными фланговыми швами. В последнем случае концы фланговых швов выводят на торцы элемента на длину 20 мм (рис. 27).

Для прикрепления прогонов к верхнему поясу фермы в узлах приваривают уголок с отверстиями (см. рис. 27).

Рис. 27. Промежуточный узел фермы из парных уголков

Фасонкам узлов по возможности следует придавать прямоугольную или трапецеидальную форму.

При непрерывном в узле поясе расчету подлежат, как правило, прикрепления стержней решетки к фасонке узла. В случае использования для всех стержней одной марки стали требуемая длина сварного шва определяется его прочностью по формуле:  ,

где N – расчетное усилие в стержне;  – коэффициент провара корня углового шва (при ручной сварке он равен 0,7); k_f– катет сварного шва, принимаемый обычно равным толщине полки уголка (и одинаковым у пера и обушка); – коэффициент условия работы конструкции (для ферм покрытия он может быть принят равным 0,95); - коэффициент условия работы шва, равный 0,85, при строительстве в I₁, I₂, II₂и II₃климатических районах и применении электродов типа Э42 и - в остальных случаях; - расчетное сопротивление металла углового шва [2].

Длина шва по обушку и перу одного уголка определяется соответственно по формулам:  и . Длина флангового шва должна быть не менее 40 мм и не менее .В случае назначения катета шва по обушку большим, чем по перу , длина шва по обушку и перу одного уголка будет определяться соответственно по формулам: и .

Фермы пролетом более 18 м на заводах изготовляются отправочными частями (двумя и более). В стыке суммарная площадь сечения накладок принимается не менее площади сечения двух поясных (стыкуемых) уголков. Длина сварных швов крепления каждой накладки (по одну сторону от стыка) определяется по усилию, равному ее несущей способности

+

Рис. 29. Опорные узлы фермы из парных уголков