Конструирование и расчет промежуточных узлов стропильных ферм

В фермах из парных уголков стержни в узлах объединяются посредством фасонок, расположенных между уголками. Уголки к фасонкам крепятся при помощи сварки, реже на болтах

При расчете узлов сварных ферм из парных уголков определяются размеры и катеты сварных швов и назначаются габариты фасонок..

Число различных по толщине швов на всю ферму не должно превышать 3…4.

По возможности фасонки выпускают за обушки поясных уголков на 10…20 мм. В местах опирания на верхний пояс прогонов или плит покрытия фасонки утапливают на 10… 15 мм.

В узлах ферм, где проектируется изменение сечения поясов, пояса следует перекрывать накладками, не включая, как правило в работу стыка фасонку, работающую на перераспределение усилий между стержнями, примыкающими к узлу. Можно фасонку включать в работу стыка, если продолжить ее за узел фермы

Габариты фасонок определяются по необходимой длине сварных швов крепления элементов. Следует стремиться к простейшим очертаниям фасонок (квадрат, прямоугольник, прямоугольная трапеция), чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков. Целесообразно унифицировать размеры фасонок и иметь на ферму не более одного-двух типоразмеров. Высоту фасонки рекомендуется принимать в соответствии со стандартным размером ширины листа.

Для крепления прогонов к верхнему поясу фермы приваривают уголок с отверстиями для болтов (см. рис. 6, г). В местах опирания крупнопанельных плит верхний пояс фермы для предотвращения отгиба полок усиливают листовыми накладками t = 12 мм, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м.

В узлах ферм, где проектируется изменение сечения поясов, пояса следует перекрывать накладками, не включая, как правило в работу стыка фасонку, работающую на перераспределение усилий между стержнями, примыкающими к узлу. Можно фасонку включать в работу стыка, если продолжить ее за узел фермы (см. рис. 6, в). Стык поясов можно перекрывать листовыми или уголковыми накладками со срезанными полками и обработанными обушками Фасонки прикреплять к поясу рекомендуется сплошными швами минимальной толщины. По возможности фасонки выпускают за обушки поясных уголков на 10…20 мм.

В узлах, где к фасонке крепятся пояса, вначале рекомендуется рассчитать длины швов для крепления раскосов и стоек, затем законструировать узел и назначить длину фасонки такой, чтобы на ней размещались швы элементов решетки.

Элементы фермы из парных уголков соединяются между со­бой в узле с помощью фасонки — листа, вводимого в зазоры между уголками.
Форма и размеры фасонки получаются в про­цессе конструирования узла, последовательность которого рас­смотрим на примере промежуточного узла нижнего поя­са (рис. 36). Вначале наносят оси стержней, пересекающиеся в одной точке — центре узла. Затем для каждого стержня от его оси откладывают расстояние от центра тяжести сечения до обуш­ков уголков z₀а также — ширину и толщину полки уголка и через полученные точки проводят линии, параллельные оси стержня.

^ Рис. 36. Промежуточный узел нижнего пояса фермы из уголков
Уголки элементов решетки обрезают перпендикулярно оси с таким расчетом, чтобы в целях уменьшения сварочных на­пряжений в фасонке между краями элементов решетки и пояса оставался зазор не менее
а = 6 t - 20 мм, но не более 80 мм (t—тол­щина фасонки, мм).
Далее определяют необходимые длины сварных швов, крепя­щих элементы решетки к фасонке. Каждый уголок приваривается угловыми швами по обушку и перу. Усилия, действующие в элементе, распределяются между этими швами, как между опорами балки с пролетом, равным ширине полки уголка (рис. 36), и находятся по формулам:
, (23) где N — усилие в элементе;
S₁, S₂ — усилия в швах у обушка и пера уголков;
b — ширина полки уголка;
z₀ — расстояние от обушка до центра тяжести сечения.
Длины швов у обушка и пера определяются из условия проч­ности угловых швов:
( 24)
Сварка обычно осуществляется полуавтоматами, что учиты­вается при расчете коэффициентом b_f.

Полученные по формулам (24) длины швов откладываются от торцов уголков стержней решетки, сходящихся в узле. Для уменьшения концентрации напряжений СНиП II-23-81* требует выводить сварные швы на торец прикрепляемого элемента на длину 20 мм.

^ Рис. 37.

Промежуточные узлы верхнего пояса фермы из уголков
Промежуточные узлы по верхнему поясу фермы имеют неко­торые особенности (рис. 37, а). Для обеспечения нормального опирания прогонов или плит покрытия фасонку не выводят за пределы пояса, а утапливают на 7—10 мм. Чтобы уголки не рас­ходились, зазор между ними заплавляют.