книга2 с254-338 (Часть полезной книги)

Рис. 20.10. Пример опорного узла стро­пильной фермы

Узлы с прокладками применяют, когда сечения стержней ферм состоят из парных элементов — уголков, расставленных с зазором относительно друг друга (рис. 20.8,а). Прочность швов, привари­вающих прокладки к поясам, определяется так же, как и проч­ность швов, прикрепляющих над­ставки.

— углы наклона раскосов

(рис. 20.8,в).

распределение усилий проис­ходит неравномерно. Усилие со

стороны обушка

а с про-

Усилие, сдвигающее проклад­ку относительно пояса, опреде­ляется но формуле (20.7), гле -усилия в раскосах;

тивоположной стороны

находим

Определив напряжение в швах.

В тех случаях, когда ферму изготовляют на заводе не цели­ком, а отдельными частями (рис. 20.8,6), узлы с прокладками ино­гда используют для соединения поясных элементов фермы, как это видно на рис. 20.8,в.

Пример узла с накладкой приведен на рис. 20.9. Узлы с на­кладками в настоящее время проектируют редко. В большинстве случаев они могут быть лишь в легких фермах.

Конструкции опорных узлов зависят от назначе­ния ферм и устройств креп­лений. При конструировании опорных узлов ферм необ­ходимо соблюдать следую­щие условия: направление реакции А должно прохо­дить через центр опорного узла; сжатый пояс должен проходить над опорой, не прерываясь; узел должен обладать достаточной жест­костью (рис. 20.10).

§ 5. Специальные р_ис, 20.11. Монтажный узел башни теле-

конструкции ферм центра

Трубчатый узел башни Ленинградского телецентра

высотой изображен на рис. 20.11. Соединение элементов

решетки с вертикальными поясами башни выполнено с помощью торцовых листов /. Последние приваривали к трубам 4 и косын-

254

кам 2 на заводе угловыми швами. Косынки 3 приваривали к вер­тикальным поясам также в заводских условиях. Монтажные соеди­нения выполнены на болтах с последующей обваркой.

На рис. 20.12 изображены различные узлы трубчатых стерж­ней, применяемых в фермах. Узлы предназначены для легких ферм. В некоторых из них допущены небольшие эксцентриситеты. Для усиления узлов поставлены накладки, ребра жесткости. Ори­гинальна конструкция, где элементы прикрепляются к сфере, фор­мирующей узел. Другая группа узлов показана на рис. 20.13.

Рис. 20.12. Узлы трубчатых стержней разных типов

В местах соединений некоторые трубы раскосов сплющиваются — это упрощает сборочно-сварочные операции.

На рис. 20.14 показана ферма, имеющая тонкостенные трубча­тые поперечные сечения элементов из гнутых профилей. Для уве­личения их жесткости предусмотрены гофры. Каждый стержень составлен из двух гнутых половин, соединенных между собой дву­мя продольными связующими швами. По длине элементы сварены стыковыми соединениями, узлы — тавровыми.

стоек с

На рис. 20.15 приведен узел арматурной фермы из стержней

периодического профиля. В узле соединения раскосов и~ стоек с поясом усилены косынкой.

255

Р ис. 20.13. Узлы трубчатых стерж­ней со сплющиванием труб

В строительной промышлен­ности при изготовлении прого­нов междуэтажных перекры­тий, кровель и т. п. применя­ют легкие фермы из круглой •стали, называемые прутковыми (рис. 20.16). В ней верхние и нижние пояса сконструирова­ны из уголков легкого профи­ля, раскосы — из прутков. Уз­лы сварены вручную дуговой сваркой. Фермы указанного типа обладают малым весом, не требуют большого объема сварочных работ и экономич­ны, но могут быть рекомендо­ваны лишь для работы под

Рис. 20.14. Стропильная ферма из гнутых элементов

статическими нагрузками. В этих фермах целесообразно приме­нение точечных соединений, которые обеспечивают хорошие свой­ства соединений круглого профиля с плоским.

§ 6. Стыковые соединения поясов

Стыковые соединения поясов ферм подразделяют на три вида: 1. Технологические — их применяют, если отсутствуют эле­менты требуемой длины; эти соединения следует конструировать равнопрочными с целым элементом, так как положение их не всег-

256

да возможно определить заранее. 2. Конструктивные- их применяют для изменения поперечного сечения пояса от панели к панели; положение конструктивных стыковых соединений задано проектировщиком, поэтому расчет прочности можно производить по действующему расчетному усилию; их располагают в элеме те на расстоянии 0,2-0,5 длины панели от узла. 3. Монтаж-

Рис. 20.15. Узел стержней арматуры периодического профиля

:. 20.16. Конструкция сварной легкой фермы с прутковыми раскосами
1 257

а)

6)

в)

г)

ные — их назначают в зависимо­сти от условий транспорта и на­личия подъемно-транспортных средств на строительстве. При монтаже элементы предваритель­но собирают на болтах или струб­цинах; после этого производят сварку соединений. Положение монтажных стыковых соединений всегда назначает проектировщик. Наиболее целесообразны сты­ковые соединения с прямыми и иногда косыми швами (рис. 20.17,а, б). Эти типы соединений могут быть рекомендованы не только для уголковых и тавровых Рис. 20.17. Стыки поясов фермы профилей, но и для Н-образных,

П-образных и других разновид­ностей поперечных сечений. Ука­занные типы стыковых соединений применяют при работе эле­ментов на растяжение и сжатие, в особенности при переменных нагрузках.

Для соединений поясов легких ферм в растянутых элементах можно допустить конструкции соединения, приведенные на рис. 20.17,в, а в сжатых — конструкции, приведенные на рис. 20.17,г.

Расчет прочности стыков производится согласно общим пра­вилам расчета сварных соединений, изложенным в гл. 2.

§ 7. Применение алюминиевых сплавов в сварных конструкциях ферм

Алюминиевые сплавы могут быть рекомендованы для ферм, к которым предъявляются требования предельного сокращения ве­са, например для стрел подъемных кранов, сборно-разборных мо­стов, гидротехнических затворов, а также для объектов, работаю­щих в условиях агрессивных сред. Наибольшее применение для несущих конструкций имеют сплавы АВТ, В92Т, АДЗЗТ1, АМгб, АМг61. Важным преимуществом сварных алюминиевых ферм яв­ляется их хорошая сопротивляемость ударным нагрузкам при низ­ких температурах. Недостатком алюминиевых ферм по сравнению со стальными являются повышенные значения прогибов и малое значение коэффициентов ф, чувствительность к концентраторам напряжений, затруднения при сварке некоторых сплавов, в част­ности высокопрочных. При изготовлении ферм из алюминиевых сплавов применяют гнутые элементы, полученные прокаткой, прес­сованием, выдавливанием и другими способами. Как правило, кон­струкции ферм сваривают аргонодуговой сваркой, реже — контакт­ной. Для обеспечения плотности соединений и улучшения антикор­розионных свойств иногда применяют склейку. Применение алю-258

миния в конструкциях сборно-разборного типа позволяет умень­шать их массу по сравнению со стальными в 2,5 раза. В частно­сти, масса конструкций мостовых кранов из алюминиевых сплавов пролетами 32 м, грузоподъемностью от 5 до 50 т уменьшена по сравнению со стальными на 60%, а давление на катки снижено на 32—19%. Собственная масса крыла перегружателя грузоподъем­ностью 30 т с пролетами 27+76+27 м вместе с механизмом со­ставляет 435 т при применении алюминия и 786 т при применении стали.

§ 8. Применение пайки

До последнего времени паяные соединения применялись глав­ным образом в приборостроении и машиностроении, однако пайка перспективна и при изготовлении строительных конструкций, в частности мачтовых ферм для линий электропередачи. При пайке широко используют соединения внахлестку. На рис. 20.18,а, б изображены паяные узлы одной из мачтовых ферм. Сами швы показаны заштрихованными. Размеры площади спая легко изме­нить в зависимости от расчетных усилий соединений.

формуле

Рис. 20.18. Примеры паяных узлов мачтовой фермы Расчет прочности паяных швов в соединениях производят по

где F — площадь паяного шва;

(20.9) — допускаемое напряжение паяного шва, зависящее от припоя и технологического процесса.

Проведенные исследования подтвердили достаточно удовлетво­рительную работу паяных соединений при статических и усталост­ных нагрузках.

§ 9. Пример расчета фермы

Разработать конструкцию фермы из стали С 46/33 пролетом 1=12 м по схеме, изображенной на рис. 20.19,а. Высота фермы h=1 м, длина панели d = = 1 м, Р=8 кН, 17*

259

Согласно нормам строительного проектирования для этой стали, расчетное сопротивление /?=290 МПа. Чтобы перейти к допускаемым напряжениям, сле­дует разделить R на коэффициент перегрузки п=1,1, умножить на коэффициент

условия работы m=0,8. Таким образом

=211 МПа.

Р ис. 20.19. К примеру расчета

фермы:

Раскос 1'2

50 x 50 x 4

75x75x5

50 x 50 x 4

а — схема фермы; б — узел верхнего пояса

Определяем расчетные усилия, пользуясь методом разрезания фермы и отсечения отдельных узлов. Затем выбираем геометрические характеристики сечений гнутых профилей и подсчитываем напряжения в стержнях. Все эти дан­ные приведены в табл. 20.2, значения коэффициентов ф взяты из табл. 19.1.

Все соединения в узлах выполняются точечной контактной сваркой. Диа­метр точки d=l,5s+5 мм = 13 мм.

260

Таблица 20.2

Допускаемые напряжения при срезе для стали С 46/33 Х210 = 84 МПа.

Допускаемое усилие на одну точку =0,0114 МН=11,4 кН.

Производим расчет соединений в узле t' (рис. 20.18,6). Раскос 1'0 при­креплен к косынке точками с допускаемым усилием на каждую 11,4 кН. Усилие в раскосе ГО составляет 62,8 кН. Определяем требуемое число точек для при­крепления i=62,8/11,4=5,6; принимаем 6 точек.

Расстояние между точками t=3d=3,9 см.

Расстояние от точки до края листа 2d=2,6 см.

Раскос Г2 растянут силой 51,4 кН.

Требуемое число точек для его прикрепления i=51,4:11,14=4,6; принимаем

5 точек.

Стойка 6'6 сжата силой 8 кН.