Фермы. 1. Конструктивные элементы фермы
 Скачать 22.98 Kb.
|
|
1.Конструктивные элементы фермы: Ферма — стержневая система в строительной механике, остающаяся геометрически неизменяемой после замены её жёстких узлов шарнирными. В элементах фермы, при отсутствии расцентровки стержней и внеузловой нагрузки, возникают только усилия растяжения-сжатия. Фермы образуются из прямолинейных стержней, соединённых в узлах[1] в геометрически неизменяемую систему, к которой нагрузка прикладывается только в узлах[2]. К фермам с оговоркой можно отнести шпренгельные балки, представляющие собой комбинацию двух- или трёхпролётной неразрезной балки и подпружной тяги; они характерны для стальных и деревянных конструкций, с верхним поясом из неразрезного прокатного профиля (пиленные брусья или пакеты клеёных досок). Также могут быть шпренгельные железобетонные фермы небольших пролётов. Конструктивно любая ферма состоит из элементов: пояс, стойка, раскос, шпренгель (опорный раскос). панель — расстояние между узлами пояса; пролёт — расстояние между опорами; высота фермы — расстояние между наружными гранями поясов; подъём фермы — отношение высоты фермы к её пролёту; зависит от материала покрытия и условий устройства сооружения. Металлические фермыТип сечения элементов ферм: профили открытого типа — одиночные и парные уголки, гнутосварные профиля, швеллеры, тавры, двутавры; профили замкнутого типа — трубы круглого и прямоугольного сечения. В случае применения профилей открытого типа (уголок, швеллер, двутавр и т. д.) на концах ферм предусматриваются усиленные отбортовки или специальные утолщения — бульбы. Пояса Для крепления прогонов, на верхний пояс ферм устанавливается уголок с отверстиями для болтов. При опирании железобетонных плит покрытия верхний пояс фермы усиливается накладками толщиной t, мм: 12 — при шаге ферм 6 м; 14 — при шаге ферм 12 м. При больших пролётах (более 12 м) и при необходимости изменения сечения поясов проектируются разрывы. Разрывы поясов обычно выносятся за пределы узлов для облегчения работы фасонки, пояса перекрываются накладками из уголков или пластин. При незначительных усилиях возможен стык поясов в узле. Стыкуемые пояса смещают по высоте не более 1,5 % для избежания возникновения изгибающего момента, который учитывают в расчётах. Соединительные прокладки Профили открытого типа в парном исполнении при больших длинах могут работать отдельно друг от друга (при сжатии могут сгибаться в разные стороны), поэтому для их большей устойчивости при совместной работе устанавливают соединительные прокладки — сухарики. Если длина спаренных элементов ферм (поясов, стоек и раскосов) превышает 40r при сжатии и 80r при растяжении, где r — любой минимальный радиус инерции сечения профиля, то такие элементы соединяются вдоль между собой дополнительными прокладками — сухариками. При ширине профиля более 90 мм сухарики устанавливаются не сплошными, их разрывают на две узкие планки для экономии стали. Фасонки Элементы фермы могут соединяться между собой встык или через соединительную пластину — фасонку. Толщина фасонок зависит от усилий в элементах фермы и для всех элементов принимается одинаковой, однако для большепролётных ферм толщина опорных фасонок допускается на 2 мм больше и принимается для стали С38/23 по таблице:
Для сталей отличных от С238/23 допускается уменьшать толщину фасонок умножением на коэффициент равный 2100/R, где R — расчётное сопротивление стали. 2. Особенности проектирования ферм Определение расчетной нагрузки Вся нагрузка, действующая на ферму, обычно прикладывается к узлам фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (например, прогоны кровли или подвесного потолка), передающие нагрузку на ферму. Если нагрузка приложена непосредственно в панели, то в основной расчетной схеме она также распределяется между ближайшими узлами, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса от расположенной на нем нагрузки. Пояс фермы при этом рассматривается как неразрезная балка с опорами в узлах. Рекомендуется определять усилия в стержнях ферм отдельно для каждого вида нагрузки. Так, в стропильных фермах усилия следует определять для следующих нагрузок: — постоянной, в которую входит собственная масса фермы и всей поддерживаемой конструкции (кровли с утеплением, фонарей и т.п.); — временной — нагрузки от подвесного подъемно-транспортного оборудования, полезной нагрузки, действующей на подвешенное к ферме чердачное перекрытие, и т.п.; — кратковременной (например, атмосферной) — снег, ветер. Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел стропильной фермы, зависит от грузовой площади, с которой она собирается (заштрихована на рис. 8.13), и определяется по формуле Fgi = (g ф + g кр /cosα)b[(di-1 + di)/2) γg], (8.2) где g ф — собственная масса фермы и связей, кН/м2, горизонтальной проекции кровли; gкр — масса кровли, кН/м2; α — угол наклона верхнего пояса к горизонту; b — рассто¬яние между фермами; di-1 и di — примыкающие к узлу панели; γg — коэффициент надежности для постоянных нагрузок. В отдельных узлах к нагрузке, получаемой по формуле (8.2), прибавляется нагрузка от массы фонаря. Снег — нагрузка временная, она может загружать ферму лишь частично. Загружение снегом одной половины фермы может оказаться невыгодным для средних раскосов. Расчетную узловую нагрузку от снега определяют по формуле Fsi= Sg b[(di-1 + di)/2)], (8.3) где Sg — масса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной проекции кровли. Значение Sg должно определяться с учетом возможного неравномерного распределения снегового покрова около фонарей или перепадов высот. Давление ветра учитывается только на вертикальные поверхности, а также на поверхности с углом наклона к горизонту более 30°, что бывает в башнях, мачтах, эстакадах, а также в крутых треугольных стропильных фермах и фонарях. Ветровая нагрузка, как и другие виды нагрузок, приводится к узловой. Горизонтальная нагрузка от ветра на фонарь при расчете стропильной фермы, как правило, не учитывается, так как ее влияние на работу фермы незначительно. 3. Контроль качества сварных соединений сварной фермы Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготовления. Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются проверке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям, После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаблонами, с помощью контрольных приспособлений. Особенно тщательно контролируют участки, подвергающиеся сварке. Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют специальными шаблонами, а качество подготовки поверхности - с помощью оптических приборов или специальными микрометрами. Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют главным образом наружным осмотром и обмером. Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия. Контроль процессов позволяет предотвратить появление систематических дефектов и особенно эффективен при автоматизированной сварке (автоматическая и механизированная дуговая сварка). |