Типи перерізів стержнів ферм

Основні типи перерізів стержнів легких ферм показані нижче.

Найбільш раціональними за витратами металу є перерізи, які забезпечують однакову стійкість елемента в площині та з площини ферми. Гнучкості відносно головних центральних осей перерізу таких стержнів рівні між собою

або , (8.1)

де і – розрахункові довжини стержня відповідно в площині та із площини ферми; та – радіуси інерції поперечного перерізу стержня відносно головних центральних осей.

Із залежності (8.1) випливає, що стержень ферми буде рівностійким за умови, що величини співвідношення між розрахунковими довжинами і радіусами інерції перерізу рівні між собою, тобто .

Найбільш поширені перерізи, складені з прокатних кутиків у різних комбінаціях.

Рис. 8.20. Типи перерізів стержнів легких ферм

Перерізи з поодиноких кутиків (рис. а) застосовують у фермах, що експлуатуються в умовах агресивного середовища, тому що відсутність зазорів і фарбування всієї поверхні збільшують термін служби конструкції.

Переріз з двох кутиків дає змогу заводити фасонку у щілини між кутиками, що спрощує конструювання вузлів і технологію зварювання елементів, які сходяться у вузлі. Комбінуючи кутики, можна створювати перерізи, які задовольняють умову рівностійкості (8.1).

Переріз з двох рівнобоких кутиків, складених тавром (рис. б), має співвідношення радіусів інерції , тому він раціональний для стержнів з розрахунковими довжинами (стиснуті стержні решітки крім опорних розкосів). Розтягнуті стержні решітки проектують також з рівнобоких кутиків.

Якщо розрахункова довжина (стиснуті пояси при розкріпленні їх через вузол), то раціональнішим є переріз з двох нерівнобоких кутиків більшими полицями урізнобіч ( ) (рис. в). Такий переріз прийнятий також і для розтягнутих поясів.

Переріз, складений із двох нерівнобоких кутиків меншими полицями урізнобіч (рис. г), придатний для опорних розкосів, тому що у цьому випадку співвідношення розрахункових довжин відповідає співвідношенню радіусів інерції .

Хрестовий переріз (рис. д) має підвищену жорсткість і є зручним для прикріплення стержнів решітки у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Його застосовують для стояків ферм, де прикріплюються вертикальні в’язі.

Замкнуті перерізи зі швелерів, кутиків, труб (рис. е-ж) характеризуються великою жорсткістю у двох площинах. Особливо доцільні перерізи з труб, бо вони мають однаковий у всіх напрямках радіус інерції , обтічну та зручну для фарбування форму, підвищену корозійну стійкість, економну витрату металу.

Переріз з двох швелерів, складених двотавром (рис. з), застосовують внаслідок їх великої жорсткості відносно осі для поясів, де виникають значні згинальні моменти від позавузлового навантаження.

У легких фермах використовують дуже економічні та перспективні перерізи з тонкостінних гнутих профілів (рис. и ,і), гнутозварних профілів прямокутного перерізу (рис. ї), а також широкополицевих таврів (рис. й).

В стержнях складеного перерізу окремі вітки зв’язуються між собою прокладками (сухариками), а для з’єднання стержнів у вузлах ферм між собою передбачені листові елементи, які називаються фасонками (косинками)

У стиснутих стержнях прокладки забезпечують спільну роботу віток. Вони розміщуються на рівних відстанях між внутрішніми гранями фасонок. Відстань між прокладками стиснутих стержнів призначається таким чином, щоб втрата стійкості кожною віткою відносно власної осі 1-1 наступала не раніше, ніж втрата стійкості складеного стержня в цілому відносно його головних осей. У цьому випадку момент інерції перерізу складеного стержня відносно осі, паралельної площині прокладок, можна визначати як для суцільного стержня.

Рис. 8.21. Схема розміщення з’єднувальних прокладок в стиснутих та

розтягнутих стержнях: 1 – з’єднувальні прокладки; 2 – вузлові фасонки

Тому в стиснутих стержнях прокладки розміщуються на відстанях , де – радіус інерції перерізу однієї вітки (кутика) відносно власної осі 1-1, паралельної площині прокладки. Згідно з нормами у межах довжини стиснутого елемента необхідно ставити не менше двох прокладок.

В розтягнутих стержнях прокладки не впливають на несучу здатність стержня і ставляться на відстанях для недопущення згину стержнів під час транспортування і монтажу ферм. У кожному розтягнутому стержні повинно бути передбачено не менше однієї прокладки.

Ширина прокладок приймається 60…100 мм, а довжина у фермах з кутиків – залежно від ширини полиць кутиків в площині ферми. Зазвичай довжина прокладки приймається рівною ширині полиці кутика плюс 15…20 мм. Товщина всіх прокладок повинна дорівнювати товщині вузлових фасонок. Бажано у складі ферми мати не більше двох-трьох типорозмірів прокладок.