Металлические фермы. Классификация. Расчет сжатых и растянутых стерженей.
В зависимости от расчетно-конструктивной схемы здания фермы могут быть оперты на несущие стены, железобетонные или металлические колонны, а также использованы в качестве решетчатых ригелей поперечных рам.
Очертание и конструктивные формы стальных ферм зависят от назначения сооружения, размера помещения и его формы, вида кровельного ограждения, типа и размеров фонаря, конструкции соединения ферм с металлическими или железобетонными колоннами. В целях экономии металла фермы покрытии проектируют так, чтобы их очертание было возможно ближе к очертанию эпюры изгибающих моментов. Поэтому для однопролетных ферм, воспринимающих распределенные по пролету нагрузки, наиболее рациональны фермы пятиугольные двускатные (рис. а б, г) и полигональные (рис. ж). Фермы с параллельными поясами (рис. е) находят применение в покрытиях зданий с плоскими кровлями, а также в качестве подстропильных и подкрановых конструкций. Пятиугольные двускатные фермы с уклонами i=1/10-1/12 и фермы с параллельными поясами пригодны под рулонные кровли. Эти фермы применяют чаще других, они экономичнее треугольных, имеют в сравнении с ними конструктивные преимущества, так как позволяют конструировать сопряжения с колоннами по типу жесткого рамного узла, что обеспечивает надлежащую поперечную жесткость здания.
При кровлях, требующих значительных уклонов для отвода атмосферных осадков, применяют треугольные фермы (рис. д, е) с покрытием из стальных или асбестоцементных листов. Если угол наклона верхнего пояса к горизонтали менее 20°, треугольная ферма оказывается нерациональной, так как усилия в крайних панелях поясов получаются очень большими, а конструкция опорных узлов весьма сложной. В атом случае наиболее рациональна ферма с пониженным нижним поясом (рис. з). Если кровля требует особенно большого уклона (черепичная кровля), рекомендуется треугольная ферма с приподнятым нижним поясом (рис. е). Высоту треугольных ферм принимают равной 1/4-1/5 пролета с углом наклона кровли 27-22°. Треугольные фермы имеют повышенный расход металла по сравнению с фермами других очертаний.
Полигональные фермы (рис. ж) рациональны в зданиях больших пролетов (48 м и более).
В фермах пятиугольных и с параллельными поясами из всех систем решеток наиболее рациональна треугольная решетка с дополнительными стойками (рис. а, б). Такая решетка позволяет уменьшить в два раза расчетную длину сжатого пояса (в плоскости фермы), а также образует промежуточные опоры для конструкций кровельного ограждения (прогонов или панелей). Наивыгоднейший угол наклона раскосов близок к 45°;
Шпренгельные решетки (б, е, ж.) применяют в фермах значительных пролетов (30-60 м и более), имеющих большую высоту. Устройство такого типа решетки дает возможность устраивать дополнительные узлы для опирания прогонов, освобождая верхний пояс от работы на местный изгиб при внеузловомопирании прогонов или ребер настила.
В треугольных фермах проектируют раскосную или треугольную систему решетки; раскосная решетка более рациональна.
Расчет длины в плоскости и из плоскости: 1. Определяем геометрические размеры l. 2. Расчет в плоскости (lx), для в.п., оп.раск., н.п. lx =μ·l, где μ=1, для элементов решетки lx =μ·l, где μ=0,8. 3. Из плоскости в.п., оп.раск., н.п. lу =l. В.п. (прогонная система) lу =2·l. 4. Сбор нагрузок от постоянных и временных действий сил, данные записываем в таблицу. 5. Строим диаграмму Максвелла-Кремона и определяем усилия в элементах фермы. 6.Подбор сечения: а) сжатые Атр=N/φRy из СНиПа φ=f(λ,Ry), задаемся гибкостью в.п. λ=60-100, элементы раскосной решетки сжатые λ=100-120. По требуемому сечению из сортамента подбираем швеллер, уголок, двутавр и выписываем площадь сечения фактическую, номер и радиусы инерции. Проверяем гибкость λx=lx/ixф; λу=lу/ixф (λпред≤120)из полученных значений выбираем максимальное. По максимальному значению λmax из СНиПа φmin σ=N/ φminAф≤Ryγs. где γs=1. 6. б) растянутые элементы Атр=N/Ry аналогично как и для сжатых, только (λпред≤400).
Вопрос 24
Дата добавления: 2016-05-11; просмотров: 3185;