Рис. 14.1. Очертания ферм:
а – эпюра изгибающих моментов и очертания однопролетных ферм;
б – эпюра изгибающих моментов и очертания консольно- закрепленных ферм
Генеральными размерами фермы являются пролет и высота. Пролет обычно определяется технологической или архитектурной схемой сооружения и не может быть принят по усмотрению конструктора.
Высота фермы h, при отсутствии конструктивных ограничений может быть принята из условия наименьшего веса фермы, т.е. по экономическим соображениям. Вес фермы складывается из веса поясов и веса решетки. Вес поясов уменьшается с увеличением высоты фермы, а вес решетки увеличивается, так как увеличивается длина раскосов и стоек. Следовательно, может быть найдена оптимальная высота фермы, при которой общий вес поясов и решетки будет наименьшим. Для этого необходимо записать в общем виде выражение для веса фермы и, приравняв к нулю производную этого выражения по h, вычислить значение hопт.
, (14.1)
где 
- пролет фермы; n - число
панелей пояса.
Вычисления
показывают, что оптимальная высота составляет (1/4
1/5). Обычно же высоту ферм назначают
(1/71/9),
а для легких фермочек (1/101/12). Наименьшая возможная высота
определяется допустимым прогибом.
Системы решеток ферм (рис. 14.1) оказывают влияние на вес фермы и трудоемкость изготовления. Решетка в ферме играет ту же роль, что стенка в балке. Она объединяет пояса и служит для восприятия поперечной силы. Решетка должна соответствовать схеме приложения нагрузок, так как нагрузки во избежание местного изгиба пояса передаются, как правило, на ферму в узлах.
Наиболее эффективной является треугольная решетка, дающая наименьшую суммарную длину стержней, минимум узлов и кратчайший путь усилия от места приложения нагрузки до опоры (рис. 14.2,а). Недостаток - редкое расположение узлов. Длина панели верхнего пояса при оптимальном угле раскоса (35-45о) составляет 6 м при высоте фермы 3 м, в связи с чем появляется необходимость в дополнительных стойках (рис. 14.2,в).
Рис. 14.2. Типы решеток фермы:
а – треугольная; б – то же, с опорным нисходящим раскосом;
в – то же, с дополнительными стойками; г – раскосная с нисходящими
раскосами; д – то же, с восходящими раскосами
При проектировании раскосной системы решетки нужно стремиться, чтобы наиболее длинные элементы - раскосы - были растянуты. Это требование удовлетворяется при нисходящих раскосах в фермах с параллельными поясами (рис. 14.2,г) и восходящих в треугольных фермах.
Крестовая решетка устраивается в фермах, работающих на двустороннюю нагрузку, например, в вертикальных фермах мачт и башен. Крестовая решетка получается весьма экономичной при проектировании ее из гибких стержней (например, из круглой стали). В этом случае под действием нагрузки работают только растянутые раскосы, сжатые же вследствие большой гибкости, выключаются из работы и в расчетную схему не входят.
Провисания (прогибы) большепролетных ферм предотвращаются устройством строительного подъема, т.е. изготовлением фермы с обратным выгибом, который под действием нагрузки погашается. Обычно строительный подъем назначают равным прогибу от постоянной нагрузки.
Нагрузки, действующие на фермы, обычно приложены к узлам. Если нагрузка приложена непосредственно к панели пояса, то она в основной расчетной схеме распределяется между ближайшими узлами, а при расчете пояса учитывается местный изгиб от расположенной на нем нагрузки как в неразрезной балке с умножением моментов на коэффициент 1,2.
Усилия в стержнях ферм рекомендуется определять отдельно от каждого вида нагрузок. Для стропильных ферм выполняется расчет от следующих видов нагрузок: постоянной, в которую входит собственный вес фермы и вес всей поддерживаемой конструкции; временной - нагрузки от подвесного подъемно-транспортного оборудования, полезной нагрузки на перекрытие и т.д.; кратковременной - снег, ветер.
Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел фермы, определяется по формуле:
, (14.2)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
