Мателлические конструкции. Учебное пособие для студентов специальности (часть п) раздел фермы 1 Классификация
 Скачать 448.94 Kb.
|
|
М е т а л л и ч е с к и е к о н с т р у к ц и и Учебное пособие для студентов специальности (часть п) РАЗДЕЛ 9. ФЕРМЫ9.1 Классификация ферм и область их применения Фермой называется система стержней соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию. При узловой нагрузке жесткость узлов несущественно влияет на работу конструкции, и в большинстве случаев их можно рассматривать как шарнирные. В этом случае все стержни ферм испытывают только растягивающие или сжимающие осевые усилия. Фермы экономичнее балок по расходу стали, но более трудоемки в изготовлении. Эффективность ферм по сравнению со сплошностенчатыми балками тем больше, чем больше пролет и меньше нагрузка. Фермы бывают плоскими (все стержни лежат в одной плоскости) и пространственными. Плоские фермы воспринимают нагрузку, приложенную только в их плоскости, и нуждаются в закреплении их связями. Пространственные фермы образуют жесткий пространственный брус, воспринимающий нагрузку в любом направлении (рис.9.1).  Рис. 9.1. Плоская (а) и пространственная (б) фермы Основными элементами ферм являются пояса, образующие контур фермы, и решетка, состоящая из раскосов и стоек (рис. 9.2). Соединение элементов в узлах осуществляется путем непосредственного примыкания одних элементов к другим (рис 9.3,а) или с помощью узловых фасонок (рис. 9.3,б). Элементы ферм центрируются по осям центра тяжести для снижения узловых моментов и обеспечения работы стержней на осевые усилия.  Рис. 9.2. Элементы ферм 1 – верхнийпояс; 2 – нижнийпояс; 3 – раскосы; 4 - стойки  Рис. 9.3. Узлы ферм а – снепосредственнымпримыканиемэлементов; б – нафасонках Расстояние между соседними узлами поясов называется панелью (dв – панель верхнего пояса, dн – нижнего), а расстояние между опорами – пролетом (l). Пояса ферм работают на продольные усилия и момент (аналогично поясам сплошных балок); решетка ферм воспринимает в основном поперечную силу, выполняя функции стенки балки. Знак усилия (минус – сжатие, плюс – растяжение) в элементах решетки ферм с параллельными поясами можно определить, если воспользоваться “балочной аналогией”. Стальные фермы широко применяются во многих областях строительства; в покрытиях и перекрытиях промышленных и гражданских зданий, мостах, опорах линий электропередачи, объектах связи, телевидения и радиовещания (башни, мачты), транспортных эстакадах, гидротехнических затворах, грузоподъемных кранах и т. д. Фермы имеют разную конструкцию в зависимости от назначения, нагрузок и классифицируются по различным признакам: по статической схеме – балочные (разрезные, неразрезные, консольные); арочные, рамные, комбинированные (рис. 9 4);  Рис.9.4. Системы ферм а – балочная разрезная; б –неразрезная; в,е – консольная; г – арочная; д – рамная; ж - комбинированная по очертанию поясов – с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные, полигональные, сегментные (рис. 9.5); по системе решетки – треугольная, раскосная, крестовая, ромбическая и др. (рис.9.6); по способу соединения элементов в узлах – сварные, клепанные, болтовые;  Рис. 9.5. Очертания поясов ферм а – сегментное; б – полигональное; в – трапецеидальное; г – спараллельнымипоясами; д-и - треугольное по величине максимального усилия – легкие – одностенчатые с сечениями из прокатных профилей (усилие N 300 кН) и тяжелые – двухступенчатые с элементами составного сечения ( N > 300кН). Промежуточными между фермой и балкой являются комбинированные системы, состоящие из балки, подкрепленной снизу шпренгелем или раскосами либо аркой (сверху). Подкрепляющие элементы уменьшают изгибающий момент в балке и повышают жесткость системы (рис.9.4,ж). Комбинированные системы просты в изготовлении (имеют меньшее число элементов) и рациональны в тяжелых конструкциях, а также в конструкциях с подвижными нагрузками. Эффективность ферм м комбинированных систем можно повысить, создав в них предварительное напряжение. В фермах подвижных крановых конструкций и покрытий больших пролетов, где уменьшение веса конструкции дает большой экономический эффект, применяют алюминиевые сплавы.  Рис. 9.6. Системы решетки ферм а – треугольная; б – треугольная с дополнительными стойками; в – раскоснаясвосходящимираскосами; г – раскоснаяс нисходящими раскосами; д – шпренгельная; е – крестовая; ж – перекрестная; и – ромбическая; к - полу раскосная |