Угол раскосов в металлической ферме
Металлические фермы промышленных и гражданских зданий
Металлическая ферма – это стержневая строительная конструкция, которая передает нагрузки от кровли или перекрытия на колонны или стены зданий и сооружений. Ферма состоит из верхнего и нижнего пояса, раскосов и стоек. Раскосы и стойки называют решеткой фермы. Опорный раскос называют шпренгелем.
Более подробно о фермах можно прочитать на странице:
Проектирование любой фермы начинается с компоновка конструктивной схемы фермы. Подробную информацию о компоновке ферм можно почитать на странице:
После выбора общей компоновки, назначают предварительные генеральные размеры ферм. Подробно об этом написано на странице:
После того как назначены генеральные размеры фермы, следует назначить сечения ферм. Рекомендации читаем на странице:
Помимо компоновки фермы, необходимо обеспечить ее устойчивость из плоскости ферм. Как ее обеспечить, читаем на странице:
На основе расчетной схемы выполняются все расчеты. Расчетную схему с указанием геометрических размеров и усилий показывают на чертеже. Зачем это нужно? Наверное, так эксперту удобнее проверять, но у него и так есть на руках все расчеты. Вероятно это дань советским традициям, когда использовались типовые серии. Брали расчетную схему из типовой серии, делали ссылку, а самих расчетов не требовалось. Возможно, это нужно проектировщику, который будет разрабатывать КМД.
Мы подробно рассмотрим следующий вид ферм:
Самый выгодный угол наклона раскосов к поясу составляет 45 — 50° (в раскосной решетке 35 — 50°).
Опорный раскос может быть восходящим или нисходящим. Нисходящие раскосы более предпочтительны, т.к. работают на растяжение.
Генеральными размерами фермы — это пролет фермы (т.е. длина фермы) и ее высота. Оптимальное отношение высоты фермы к ее пролету h/l ≈ 1/8, т.к. при этом отношении металлоемкость фермы будет минимальная.
Фермы эффективны при пролете от 6-8 метров. Использовать фермы меньше пролетом меньше 6 метров не целесообразно, т.к. проще использовать балки.
При назначении высоты фермы, следует учитывать условия транспортировки ферм:
— транспортировка ферм по железной дороге требует габарит конструкции по вертикали — не более 3,8 м по горизонтали — 3,2 м;
Пролеты ферм принимаются кратные 3 м (до 18 м.), а для больших пролетов — кратными 6 м (18, 24, 30, 36 м. и т.д.). Отступления от этих размеров допускаются при специальном обосновании.
Типы ферм.
Фермы в зависимости от очертания можно разделить на следующие типы:
— фермы с параллельными поясами;
— фермы с полигональными поясами;
— треугольные фермы. Применяют при крутых крышах.
Выбор типа фермы зависит от архитектуры здания, материала кровли, системы водоотвода и т.д.
Тип решётки
Геометрическая неизменяемость фермы достигается устройством решетки (Система поясов и раскосов).
Типы ферм по очертанию, высоте, системе решеток и длине панели
Очертание ферм. Оно зависит от назначения сооружения, статической схемы фермы, вида нагрузок, действующих на нее, и других факторов. Теоретически наивыгоднейшим является такое очертание контура фермы, при котором он соответствует очертанию эпюры моментов. Например, при равномерно распределенной нагрузке и горизонтальном нижнем поясе верхний пояс очерчен по дуге параболы (рис. ниже), а при одном сосредоточенном грузе в пролете — треугольная ферма (рис. ниже). В этом случае усилия будут возникать только в поясах; в стержнях решетки усилия теоретически равны нулю. Однако изготовление ферм с криволинейным поясом достаточно сложно и, кроме того, в элементах криволинейного пояса возникают значительные изгибающие моменты (рис. ниже), существенно ухудшающие работу пояса.
Многоугольное очертание одного из поясов фермы с частью узлов, расположенных по дуге параболы (полигональная ферма, рис. ниже), также обеспечивает малые усилия в стержнях решетки и относительно меньший вес ферм. Такие фермы не требуют изгиба элементов поясов и разметки по кривым. Однако необходимость в каждом узле с переломом пояса устраивать стыки и дополнительный расход материалов на стыковые накладки усложняют изготовление и увеличивают стоимость полигональных ферм. Поэтому в фермах относительно небольших пролетов (до 40 м) полигональные формы используют редко. Наиболее часто легкие фермы применяют трапециевидной формы (рис. ниже) и с параллельными поясами (рис. ниже). Фермы трапециевидного очертания имеют небольшие уклоны верхнего пояса. Их стали применять вместо треугольных ферм при использовании рулонных кровельных материалов, не требующих больших уклонов кровли. В настоящее время такие фермы являются основным типом стропильных ферм (ферм покрытий).
Очертания верхнего пояса легких ферм
Трапециевидное очертание ферм достаточно хорошо соответствует эпюре изгибающих моментов от равномерно распределенной нагрузки— контур фермы как бы описан вокруг эпюры (рис. выше); пунктир — эпюра изгибающих моментов).
Треугольные фермы (рис. выше) вследствие весьма больших усилий в поясах всегда значительно тяжелее ферм остальных типов. Примером применения треугольных ферм по эксплуатационным требованиям могут служить шедовые покрытия (рис. ниже), используемые в зданиях, где необходим большой и равномерный приток дневного света с одной стороны.
Фермы треугольного очертания шедового покрытия
Высоту фермы назначают после решения вопроса об очертании ее контура. Наивыгоднейшая (оптимальная) высота фермы получается тогда, когда масса поясов равна массе решетки (с фасонками), что достигается при сравнительно большом отношении высоты фермы к ее пролету (h/l > 1/5). На практике от такого соотношения отступают, и масса решетки вместе с фасонками часто составляет менее половины массы поясов (0,4-0,3 общей массы фермы). Это связано с тем, что при большой высоте ферму неудобно транспортировать и монтировать, так как ее пришлось бы перевозить отдельными элементами и собирать на месте монтажа, что требует много времени и больших затрат, не окупаемых экономией металла.
С учетом указанных выше обстоятельств, из которых важнейшими следует считать обеспечение допускаемого прогиба и выдерживание транспортных габаритов, высоту h легких ферм назначают в довольно широких пределах: от 1/5 до 1/20 пролета. Для стропильных ферм трапециевидного очертания и с параллельными поясами обычно назначают высоту в середине пролета h = (1/7-1/9)l.
Системы решеток ферм. В металлических фермах они весьма разнообразны. От системы решетки зависят масса фермы, трудоемкость ее изготовления, внешний вид. Ее стремятся запроектировать таким образом, чтобы нагрузки на ферму передавались, как правило, в узлах (во избежание местного изгиба пояса). Решетка ферм работает на поперечную силу, выполняя функции стенки сплошной балки.
Все виды решеток ферм можно разделить на три основные системы: треугольную, раскосную и специальную.
Треугольная система решетки с переменным направлением раскосов без стоек (рис. ниже) имеет наименьшее число узлов и стержней и наименьшую суммарную длину их. Однако при такой решетке длина панелей сжатого пояса оказывается весьма значительной, что требует повышенного расхода материала для обеспечения его устойчивости в плоскости фермы. Чтобы уменьшить длину панелей сжатого пояса, к треугольной решетке добавляют дополнительные стойки (рис. ниже). Иногда добавляют и подвески (рис. ниже), позволяющие при необходимости уменьшать расстояние между узлами фермы (например, в козловых кранах). Дополнительные стойки и подвески ненамного увеличивают массу фермы, так как они работают только на местную нагрузку, не участвуя в' передаче на опору поперечной силы, что позволяет принимать их сечение небольшим.
Различные системы решеток ферм
При раскосной системе решетки необходимо стремиться, чтобы более длинные элементы решетки (раскосы) работали на растяжение, а более короткие (стойки) — на сжатие, так как на работе коротких сжатых стержней меньше сказывается влияние продольного изгиба, чем на работе длинных.
Это требование удовлетворяется при нисходящих раскосах в фермах трапециевидного очертания и с параллельными поясами (рис. ниже) и восходящих — в треугольных фермах (рис. ниже). Однако в последних восходящие раскосы образуют неудобные для конструирования узлы. Поэтому в треугольной ферме рациональнее применять нисходящие раскосы (рис. ниже); они получаются сжатыми, но их длина меньше и узлы фермы более компактны. Применять раскосную решетку целесообразно при малой высоте ферм, больших узловых нагрузках, а также когда конструктивная схема сооружения точно фиксирует положение узлов фермы (например, в продольной связевой ферме гидротехнических затворов).
К специальным системам решетки относят шпренгельную, крестовую, ромбическую и полураскосную решетки.
Необходимость в шпренгельной решетке (рис. ниже) возникает в фермах с большой высотой, когда при соблюдении желательного угла наклона раскосов к поясу длина панелей получается чрезмерно большой, неудобной для расположения кровельного покрытия.
В фермах, работающих на двустороннюю нагрузку, как правило, устраивают крестовую решетку (рис. ниже). Такие решетки часто применяют в горизонтальных связевых фермах, которые служат для пространственной жесткости основных ферм (например, в производственных зданиях, мостах и других конструкциях). При этом раскосы в крестовой решетке конструируют из гибких элементов, способных нести только растягивающие усилия. Подобный способ конструирования превращает крестовую решетку из статически неопределимой в статически определимую. При любом возможном нагружении фермы в каждой панели один раскос будет растянут, а другой сжат. Вследствие большой гибкости сжатый раскос при незначительных усилиях теряет устойчивость и выключается из работы. В результате остается работоспособным только раскос, растянутый при данной комбинации нагрузок; ферма как бы приобретает систему решетки с нисходящими раскосами (рис. ниже).
Ромбическая и полураскосная решетки (рис. ниже) благодаря двум системам раскосов обладают большой жесткостью; они рациональны при работе конструкций на большие поперечные силы, в связи с чем их применяют в мостах, башнях и других конструкциях.
Угол наклона раскосов к поясу ферм оказывает существенное влияние на величину усилий, а следовательно, на сечение и вес раскосов. Оптимальный угол наклона в треугольной решетке составляет 45°, в раскосной решетке — 35°. Во всех случаях для улучшения конструкции узлов углы между раскосами и поясами следует назначать в пределах 30°-60°.
Длина панелей ферм, как правило, должна быть такой, чтобы обеспечивать передачу нагрузки на ферму в узлах. Кроме того, размер панелей должен соответствовать допустимому углу наклона раскосов к поясу. В стропильных фермах размер панелей зависит от системы кровельного покрытия. Обычно длина панелей в этих фермах 3 м, в редких случаях 1,5 м (в последнем случае часто применяют шпренгельную решетку для уменьшения стандартной панели длиной 3 м до 1,5 м).
Ферма из гнутосварных профилей и раскосы на фасонках
Получили проект КМ с фермами из гнутосварных профилей и раскосами на фасонках, смутили усилия в раскосах (до 50 тн) и такое крепление, в типовой серии 1.460.3-23.98 вып.1 крепление - через швы по периметру, здесь же получается два шва, как избежать вырыв и продавливание пояса (толщина стенки пояса - 6..8 мм)?
задайте вопрос исполнителю каким образом проверяли поса на продавливание/вырыв. Такие фасонки обычно делаются прорезными в поясе.
Chebyn, на наши вопросы, проектировщик ответил следующее - расчёт элементов ферм выполнен из условия шарнирного соединения раскосов к поясам ферм при центрировании осей сечений без экцентриситета, размеры фасонок необходимо считать по СП 16.13330.2011, при правильном подборе длины фасонки продавливания и вырыва не произойдёт. Т.е. ребята в принцие не заморачивались такими проверками и отдали всё на откуп КМД-шникам.
Ясно. Я бы тогда фасонками пояс прорезал тоже. Ну а там где сечение решетки позволяет - по узлу л.27км в серии молодечно в подстропилке
Согласуйте конструктив с бесфасоночным примыканием раскосов. С косынками выше трудоемкость и нет апробированной методики расчета узлов.
Очень симпатичный стык нижнего пояса. Нагрузка примерно 400 кг/м2 ? Какой снеговой р-н и какое покрытие? Ферма рядовая без снегового мешка?
Вообщем Г какоето.
К тому же надо считать на продавливание (вырывание) поясов фасонками.
Chebyn, на наши вопросы, проектировщик ответил следующее - расчёт элементов ферм выполнен из условия шарнирного соединения раскосов к поясам ферм при центрировании осей сечений без экцентриситета, размеры фасонок необходимо считать по СП 16.13330.2011, при правильном подборе длины фасонки продавливания и вырыва не произойдёт. Т.е. ребята в принцие не заморачивались такими проверками и отдали всё на откуп КМД-шникам.
Интересно, где именно в СП прописан "правильный" подбор длины фасонки для таких узлов, задайте им такой вопрос. В Еврокоде есть похожий расчетный случай, но он упрощенный - есть фасонка определенной ширины и есть усилие N, которое действует на фасонку в направлении, ортогональном полке пояса. В вашем примере можно попробовать привести усилия в узлах с тремя раскосами к Еврокодовскому + дополнительному усилию среза (усилия определяются в месте примыкания фасонки к поясу, не в центре пересечения осей). И еще, если все же КМ считали по шарнирной схеме, то правильнее было бы запроектировать примыкания раскосов к фасонкам на болтах, такие узлы менее жесткие. А так конечно поддерживаю ZVV - данная ферма с бесфасоночными узлами видится более правильным решением ввиду их лучшей теоретической и экспериментальной изученности.
Согласовать на фермы с бесфасоночным примыканием раскосов проектировщик не хочет, т.к. в этом случае получатся экцентриситеты и возможно полетят сечения поясов ферм. Насчёт, того где в СП прописан "правильный" подбор длины фасонки для таких узлов, то отсылает к приложению "Л", не совсем корректно считаю, потому как там расписан именно бесфасоночный вариант. Узел по нижнему поясу устроил, такие уже делали, болты только были с натяжением.
надо делать прорезные фасонки и не заморачиваться. в решетчатых башнях повсеместно такое решение выполняют
узел Ж конечно такой Ж.
надо делать прорезные фасонки и не заморачиваться. в решетчатых башнях повсеместно такое решение выполняют
Болтов не хватает в 2 раза примерно (если предположить, что они 20-е высокопрочные 40-Х "Селект") - надо 17 с каждой стороны на 96тонн усилия в поясе. А в данном узле всего 8.
Если 24-е, то надо 12 штук.
Это всё при обработке щётками.
Если дробеметный или дробеструйный способ обработки поверхностей - то разница не такая большая получается, но у меня всё равно не проходят эти болты по расчету.
Интересно написано что-то про обработку поверхностей в КМ и какие болты заложены и какое усилие натяжения их прописано?
Chebyn, на наши вопросы, проектировщик ответил следующее - расчёт элементов ферм выполнен из условия шарнирного соединения раскосов к поясам ферм при центрировании осей сечений без экцентриситета, размеры фасонок необходимо считать по СП 16.13330.2011, при правильном подборе длины фасонки продавливания и вырыва не произойдёт. Т.е. ребята в принципе не заморачивались такими проверками и отдали всё на откуп КМД-шникам.
А кто ему сказал, что это должны делать в КМД?
Посмотрите ГОСТ 21.502-2007, п. 4.4.1, 4.4.2, 5.7.
В КМД может быть определена длина сварных швов из того расчета, что есть автоматическая сварка, а есть ручная и когда проектировщик КМ делает чертежи он не знает какая будет применяться сварка. Тогда в КМД делается расчет, который показывает, что катет не 6 мм, а 5.. или не 8, а 6.
По крайней мере в КМ должны стоять усилия (с учетом момента) на каждый шов в узле, а не усилия по раскосам и поясам.
Смотрите пример в приложение Е Пример выполнения чертежа узла
Т.е. в КМД определяют только размеры сварных швов. Как я понимаю это преимущественно катеты и обработки кромок, возможно и длина шва, если указано усилие на которое его нужно считать.
Речь не идет о расчете элементов на местную устойчивость, определение перемещений каркаса с учетом податливости узлов, расчету усилий на сварные швы и т.п., все это должно быть в КМ.
Проведите испытание одной из ферм. Берем ферму загружаем нагрузкой и смотрим прогиб (хорошо бы знать какой прогиб по расчету), если ферма не разрушится до его появления. Плюс к этому дефектоскопия всех швов до и после загружения.
Устойчивость ферм, связи между фермами
От воздействия внешней нагрузки, приложенной к узлам фермы, в её элементах появляются сжимающие и растягивающие усилия. В этом случае верхний пояс работает на сжатие, а нижний — на растяжение. Элементы решетки в зависимости от характера и направления действующей нагрузки могут работать как на сжатие, так и на растяжение. При этом сжимающие усилия создают опасность потери устойчивости конструкции. Потеря устойчивости верхнего пояса может происходить в двух плоскостях: в плоскости фермы и из ее плоскости. В первом случае потеря устойчивости происходит за счет выпучивания между узлами фермы (по длине панели). Во втором случае потеря устойчивости возникает между точками пояса, закрепленными от смещения в горизонтальном направлении. Устойчивость фермы из ее плоскости является значительно меньшей по сравнению с устойчивостью в ее плоскости, что очевидно из-за того, что длина одной панели значительно меньше длины сжатого пояса.
Отдельная стропильная ферма является балочной конструкцией, обладающей очень малой боковой жесткостью. Для того чтобы обеспечить пространственную жесткость сооружения из плоских ферм, они должны быть раскреплены связями, образующими совместно с фермами геометрически неизменяемые пространственные системы, обычно решетчатые параллелепипеды (рис. ниже).
Кроме обеспечения пространственной неизменяемости, система связей должна обеспечивать устойчивость сжатых поясов в направлении, перпендикулярном плоскостям раскрепляемых ферм (из плоскости фермы), воспринимать горизонтальные нагрузки и создавать условия для высококачественного и удобного монтажа сооружения.
Связи по конструкциям покрытия здания располагают:
- в плоскости верхних поясов ферм — горизонтальные поперечные связевые фермы 1 и продольные элементы — распорки 2 между ними (рис. ниже);
- в плоскости нижних поясов ферм — горизонтальные поперечные и продольные связевые фермы 3 и распорки 2 (рис. ниже);
- между фермами — вертикальные связи 4 (рис. ниже).
Связи по покрытию
Горизонтальные связи в плоскости верхних (сжатых) поясов ферм обязательны во всех случаях. Они состоят из раскосов и стоек, образующих совместно с поясами стропильных ферм горизонтальные связевые фермы с крестовой решеткой. Горизонтальные связи располагают между крайними парами ферм в торцах здания (или в торцах температурного отсека), но не реже, чем через 60 м.
Для связи между верхними поясами промежуточных стропильных ферм ставят специальные распорки над опорами и у конькового узла при пролете ферм до 30 м; при больших пролетах добавляют промежуточные распорки для того, чтобы расстояние между ними не превышало 12 м. Горизонтальные связи по верхним поясам ферм обеспечивают устойчивость сжатых поясов из плоскости фермы во время монтажа: в этот период расчетная длина таких поясов равна расстоянию между распорками. В процессе эксплуатации здания смещению верхних узлов из плоскости фермы препятствуют ребра кровельных плит или прогоны, но только при условии, что они закреплены от продольных смещений связями, расположенными в плоскости кровли.
Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают в зданиях с крановым оборудованием.
Они состоят из поперечных и продольных связевых ферм и распорок. В зданиях с кранами легкого и среднего режима работы часто ограничиваются только поперечными связевыми фермами, располагаемыми между нижними поясами соседних ферм по торцам здания (или температурного отсека). Если длина здания или отсека велика, то устанавливают дополнительную поперечную связевую ферму, чтобы расстояние между такими фермами не превышало 60 м. Ширину продольной связевой фермы обычно принимают равной опорной панели нижнего пояса стропильной фермы.
Горизонтальные связевые фермы воспринимают горизонтальные нагрузки от ветра и торможения (поперечного и продольного) кранов.
Стропильные фермы обладают незначительной боковой жесткостью, поэтому процесс монтажа без их предварительного взаимного раскрепления невозможен. Эту функцию выполняют вертикальные связи между фермами, располагающиеся в плоскости опорных стоек ферм и в плоскости средних стоек (в фермах пролетом до 30 м) или стоек, ближайших к коньковому узлу, но не реже, чем че-, рез 12 м. Чаще всего вертикальные связи проектируют с крестовой решеткой, но при шаге ферм 12 м может быть применена и треугольная решетка. Средние стойки стропильных ферм, к которым прикрепляют вертикальные связи, проектируют крестового сечения.
Краткие сведения о расчете ферм, типы и подбор сечений стержней
Расчет ферм начинают с определения нагрузок, передающихся на ферму в виде сосредоточенных сил в узлах.
Постоянные нагрузки стропильных ферм состоят из собственного веса кровельных покрытий с настилами и паро-тепло-гидроизоляцией, веса прогонов, фонарей (если они имеются) и собственного веса ферм и связей между ними. К временным нагрузкам относят снеговую, ветровую, крановую и другие виды нагрузок. Большинство нагрузок является равномерно распределенными. Их подсчитывают сначала на 1 м 2 , затем определяют грузовую площадь, приходящуюся на один узел, после чего определяют сосредоточенную силу, действующую на каждый узел фермы:
где ∑qin — сумма нормативных равномерно распределенных нагрузок на 1 м 2 горизонтальной проекции; γfi — коэффициенты надежности по нагрузке; а — расстояние между фермами (шаг ферм); lm — длина панели верхнего пояса фермы.
При скатных кровлях нагрузку от собственного веса кровли принимают равной q/cos а. Собственный вес легких стропильных ферм, связей и прогонов, отнесенный к 1 м 2 , можно определить по таблице ниже.
Ориентировочный нормативный расход стали на элементы стального каркаса производственного здания, кПа
При определении усилий от снеговой нагрузки в фермах (за исключением треугольных) необходимо учитывать, что снег может лежать на всей кровле или только на одном скате (на половине пролета фермы). Также следует учитывать несимметричность воздействий на ферму подвесных кранов. Полное симметричное загружение обычно вызывает наибольшие усилия в поясах и в элементах решетки, расположенных ближе к опорам. Несимметричное загружение может создать существенное изменение усилий и даже перемену их направлений в элементах решетки, расположенных ближе к середине пролета.
Усилия в элементах ферм можно определять с использованием ЭВМ или аналитически. Удобнее использовать широко распространенные программы расчета на ЭВМ. Аналитический метод (метод сечений или вырезания узлов) обычно применяют, если необходимо определить усилия в одном или нескольких элементах фермы. При выборе типа (формы) сечений для элементов ферм следует останавливаться на таких, на которые расходуется меньше металла. Принятый тип сечений должен обеспечивать удобство изменения площади поперечного сечения поясов, возможность устройства их стыков, а также удобство конструирования узлов.
При этом необходимо иметь в виду не только узлы в плоскости основных ферм, но и узлы примыкания связей, прогонов, балок подъемно-транспортного оборудования и т. п. Примыкающие к фермам элементы обычно крепят к поясам или стойкам. Сечения элементов ферм, как правило, принимают симметричными относительно плоскости фермы. Конструктивно наиболее удобным, а потому и наиболее распространенным в легких фермах, является сечение, составленное из двух уголков в виде тавра (рис. ниже).
Сечения элементов легких ферм
Узлы ферм в этом случае образуют с помощью фасонок, к которым с двух сторон прикрепляют стержни поясов и решетки. Сечения могут быть скомпонованы из равно- и неравнополочных уголков, соединенных меньшими полками, расстояние между которыми должно быть достаточным для пропуска фасовки. Сечения из двух равнополочных уголков (рис. выше) применяют для сжатых поясов ферм в тех случаях, когда расчетные длины их в плоскости и из плоскости фермы равны (Ix = Iy), а также для растянутых поясов и элементов решетки. Сечение из двух неравнополочных уголков (рис. выше) целесообразно в сжатых поясах ферм при расчетной длине из плоскости фермы, значительно превосходящей расчетную длину в плоскости фермы.
Крестовые сечения из двух равнополочных уголков (рис. выше) применяют в центральных стойках, к которым примыкают вертикальные связи, чтобы обеспечить центрированное положение последних но отношению к стойкам, что не удается сделать при тавровом сечении.
В последние годы для поясов стропильных ферм применяют тавры (рис. выше), получаемые путем продольной разрезки широкополочных двутавров. Масса таких ферм на 10-15% меньше массы ферм из парных уголков, что объясняется небольшим числом фасо- нок и их малым размером, а также отсутствием соединительных деталей (прокладок) в поясах.
В пространственных фермах (башни, мачты), где пояс является общим для двух взаимно перпендикулярных ферм, применяют сечения из одиночных уголков (рис. выше). Такое же сечение целесообразно для малонагруженных элементов ферм. Возможны и другие сечения из прокатных профилей. Например, сечение из двух швеллеров (рис. выше) целесообразно для элементов, воспринимающих изгибающие моменты от местной нагрузки.
Рациональным сечением для ферм является трубчатое сечение (рис. выше), имеющее одинаковый во всех направлениях радиус инерции.
Сжатые трубчатые элементы требуют значительно меньше стали вследствие своей высокой устойчивости, что делает особенно целесообразным их применение при использовании сталей повышенной и высокой прочности (здесь экономия стали может составить до 25%). При герметизации внутренней полости элементы из труб менее подвержены коррозии. Ограниченность применения ферм из труб объясняется их дефицитом и высокой стоимостью. Близки по свойствам к трубчатым сечениям квадратные или прямоугольные замкнутые гнутосварные профили (рис. выше).
Стержни таврового сечения из двух полос (рис. выше) получают с помощью автоматической сварки. В таких элементах нет узких щелей, недоступных для осмотра, очистки и покраски; это увеличивает их коррозионную стойкость и упрощает эксплуатационное обслуживание. К недостаткам тавровых сечений следует отнести повышенную трудоемкость изготовления (по сравнению с сечением из прокатных уголков) и коробление при сварке.
К подбору сечений приступают после определения расчетных усилий в стержнях ферм и решения вопроса о типе сечений. До этого надо выбрать толщину фасонок, с помощью которых образуют узлы ферм. Толщину фасонок определяют в зависимости от значения наибольшего усилия в стержнях решетки, причем она обычно принимается одинаковой для всей фермы. В фермах больших пролетов допускается применять фасонки двух толщин (с разницей в 2 мм) — для крепления опорного раскоса и для крепления остальных раскосов и стоек. Рекомендуемые толщины фасонок приведены в таблице ниже.
Читайте также: