Расчет и конструирование узлов ферм. Основные требования при конструировании узлов. Бесфасоночные узлы ферм, страница 2

Монтажные стыки ферм проектируются либо сварными, либо на высокопрочных болтах. В сварном стыке пояса стыкуются листовыми накладками, а фасонки - с помощью накладок таврового сечения (рис. 15.3,а). Чтобы полуфермы были одинаковыми, каждая тавровая накладка крепится на заводе к своей отправочной единице. Для удобства выполнения монтажной сварки накладки предварительно крепятся к ферме монтажными болтами, которые после сварки могут быть сняты.

Рис. 15.3. Монтажные стыки ферм из уголковых профилей:

а – укрупнительный узел верхнего пояса на сварке;

б – укрупнительный узел на высокопрочных болтах

Вариант монтажного стыка на высокопрочных болтах приведен на рис. 15.3,б. Здесь поясные уголки стыкуются с помощью четырех листовых накладок. Тавровая накладка, соединяющая фасонки, не включается в работу стыка, а помогает с помощью монтажных болтов зафиксировать узел в проектном положении до крепления поясных накладок высокопрочными болтами.

Укрупнительные узлы бесфасоночных ферм выполняются в виде фланцевого соединения. Фланцы привариваются к поясам полуферм и крепятся между собой в растянутых узлах на высокопрочных, а в сжатых узлах - на обычных болтах (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Монтажные стыки бесфасоночной фермы

из гнуто-сварных профилей

Нередко из соображений удобства сопряжения элементов в узлах допускается расцентровка. В этом случае, после определения эксцентриситетов необходимо выполнить проверочный расчет поясов с учетом узловых моментов и, если потребуется, откорректировать сечение принятых профилей.

Расчет узлов

Расчет узлов фермы сводится к определению размеров сварных швов и количества болтов для крепления элементов.

Действующее в стержне усилие передается на обушок и перо уголка не- одинаково, так как ось стержня смещена в сторону обушка. Следовательно, на шов у обушка передается большее усилие, чем на шов у пера (рис. 15.5). Для равнополочных уголков  усилие в элементе N распределяется следующим образом: на обушок - 0,7N, на перо - 0,3N. Для неравнополочных профилей усилия на швы по обушку (N_об) и перу (N_п) можно определить по формулам:

                              ;             .                                  (15.2)

Катет сварного шва принимают, как правило, не более толщины полки привариваемого уголка. Конструктивная длина шва увеличивается по сравнению с расчетной на 1015 мм с учетом возможного непровара и назначается кратной 10 мм.

Иногда для получения фасонки более простой формы оказывается удобным принимать разные катеты по перу и  обушку уголка, однако не рекомендуется на одной и той же ферме назначать более 46 размеров катетов.

Длина сварного шва для крепления фасонки к поясу получается конструктивно, так как размеры фасонки определяются длинами швов для крепления элементов решетки фермы. Расчетную длину шва принимают на 1020 мм меньше длины фасонки.

Усилие, на которое необходимо рассчитать прикрепление фасонки и которое стремится сдвинуть ее относительно пояса, представляет собой равнодействующую усилий в элементах решетки, сходящихся в узле. В частном случае при отсутствии внешней узловой нагрузки это усилие равно разности усилий в смежных панелях пояса  (рис. 15.5). При внешней нагрузке на узел F, действующей перпендикулярно к поясу, сварной шов рассчитывается на равнодействующую .

Рис. 15.5. К расчету узла фермы из уголков

Прочность сварного шва, прикрепляющего трубчатый стержень решетки к поясу впритык при фигурной резке концов (рис. 15.2,б), можно проверить по формуле:

                                                                          (15.3)

или

, где  - длина шва по контуру реза трубы; 0,85 - коэффициент условия работы шва, учитывающий неравномерность распределения напряжения по длине шва.

Длину кривой пересечения труб, равную длине шва , можно определить по приближенной формуле:

                                       ,                                         (15.4)

где   ;     -  для  пересечения   трубы   с  трубой;   b=d/2  -  для  пересечения  трубы  с  плоскостью;  d  и  D  -  соответственно  меньший  и  больший  диаметры  сопрягаемых  труб.

Вопросы для контроля

1. Составьте самостоятельно последовательность конструирования узла фермы на фасонках.

2. Приведите схему узла фермы на фасонках.

3. Приведите пример бесфасоночного узла фермы. Назовите достоинства и недостатки этих узлов.

4. Какие узлы называются укрупнительными?

5. Как решаются укрупнительные узлы в фермах из уголковых профилей?

6. Приведите  схемы  укрупнительных  узлов  бесфасоночных  ферм.

ЛЕКЦИЯ 16

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

КОНСТРУКЦИЙ

Под  долговечностью   понимают  свойство  конструкции  сохранять  работоспособность  до  предельного состояния с необходимыми перерывами для ремонтов.  Долговечность численно оценивается сроком службы.

К  числу  основных  способов  повышения  долговечности  можно  отнести:  повышение  качества  материала,  совершенствование  методов  расчета  и  норм  проектирования,  повышение  качества  изготовления  и  качества  монтажа и, наконец, технически грамотная эксплуатация, т.е. предупреждение, выявление и своевременная ликвидация различных неисправностей. Таким образом, многоплановая проблема повышения долговечности строительных конструкций решается многими разделами строительной науки. В этой лекции мы коснемся тех составляющих долговечности, на которые может повлиять конструктор металлических конструкций на стадии проектирования.