16 mo 18000 Щ

Уч17\1/М/\1/\1

J. fQx 3000= so ООО J,

AI/4i/\[/\l/4IAgr

12хЗОООШОО

Рис. 9.9. Пример унификации стропильных ферм

Рис. 9.10. Схемы строительного подъема о - в легких фермах; б - в тяжелых фермах

зированных высокопроизводительных станков и приспособлений. Унификация геометрических размеров ферм приводит к сокращению числа типоразмеров и к стандартизации как самих ферм, так и примыкающих к ним элементов (прогонов, связей, колонн и т. п.). В основу унификации ферм кладется модулирование конструктивно-компоновочных размеров. Унификация ферм должна проводиться по видам сооружений.

В настоящее время унифицированы геометрические схемы стропильных ферм производственных зданий (рис. 9.9), мостов, радиомачт, радиобашен, опор линий электропередачи.

В основу унификации стропильных ферм с рулонной кровлей положены модуль пролета производственных зданий и панель т=3000 мм, уклон кровли 1=1,5%, высота ферм на опоре 3150 мм по наружным краям поясов, треугольная решетка с возможностью добавления шпрен-геля при кровельных плитах шириной 1,5 м. Таким образом, геометрия ферм меньших пролетов тождественна с геометрией крайних частей ферм больших пролетов и схема большей фермы получается из мень-цей добавлением средних панелей. Типизированные на основе унификации геометрических размеров стропильные фермы разных пролетов и мощностей могут быть собраны и сварены полуфермами в едином ста-цпенарном кондукторе-позиционере, что существенно снижает трудоемкость изготовления ферм и обеспечивает их взаимозаменяемость.

7. Строительный подъем

В фермах больших пролетов (более 36 м), а также в фермах из алюминиевых сплавов или высокопрочных сталей возникают большие прогибы, которые ухудшают внешний вид конструкции и во многих случа-Ял недопустимы по условиям эксплуатации (например, в производственных зданиях при подвеске к фермам подъемно-транспортного оборудования) .

Провисание ферм предотвращается устройством строительного подъема, т. е. изготовлением ферм с обратным выгибом, который под действием нагрузки погашается, в результате чего фермы принимают проектное положение. Строительный подъем принимают равным прогибу от постоянных нагрузок. При плоских кровлях строительный подъем следует принимать независимо от величины пролета равным прогибу от суммарной нормативной нагрузки плюс V200 пролета.

Теоретическую линию строительного подъема можно получить, если

при изготовлении фермы длину каждого стержня / брать с учетом его упругих деформаций, т. е.

/д = г+Аг = /(1+а/£),

где / - длина стержня в расчетной геометрической схеме; А/=а?/£ - удлинение или укорочение стержня от нагрузок, принимаемых при определении строительного подъема.

В растянутых стержнях величину Д/ надо вычитать, в сжатых -прибавлять. Под нагрузкой растянутые стержни удлиняются, сжатые укорачиваются, и расчетная геометрическая схема фермы восстанавливается. На практике строительный подъем задается обычно по какой-либо упрощенной кривой, причем перегибы устраиваются только в монтажных узлах. Так, в стропильных фермах, имеющих один монтажный стык посередине пролета, строительный подъем задается по треугольнику (рис. 9.10, а). В тяжелых фермах больших пролетов с монтажными стыками в каждом узле строительный подъем принимается по многоугольнику, вписанному в окружность (рис. 9.10, б). * - !

§ 3. расчет и действительная работа ферм

1. Определение расчетной нагрузки

Вся нагрузка, действующая на ферму, обычно бывает приложенной к узлам фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (например, прогоны кровли или подвесного потолка), передающие нагрузку на ферму. Если нагрузка приложена непосредственно в панели, то в основной расчетной схеме она также распределяется между ближайшими узлами, но при этом дополнительно учитывается местный изгиб пояса от расположенной на нем нагрузки: на опоре (в узле) - как на опоре неразрезной балки; в пролете -как в пролете неразрезной балки с умножением величин моментов на коэффициент 1,2.

Для удобства расчета рекомендуется определять усилия в стержнях ферм отдельно для каждого вида нагрузки. Так, в стропильных фермах следует составлять расчетные схемы отдельно для следующих нагрузок:

постоянной, в которую входит собственный вес фермы и вес всей поддерживаемой конструкции (кровли с утеплением, фонарей и т. п.);

временной - нагрузки от подвесного подъемно-транспортного оборудования, нагрузки полезной, действующей на подвешенное к ферме чердачное перекрытие, и т. п.;

кратковременной, атмосферной- снег, ветер.

Как указано в § 3 гл. 3, постоянная, временная и снеговая нагрузки относятся к основному сочетанию нагрузок, и расчет на них ведется с учетом установленных значений коэффициентов перегрузки; ветер при расчете обычных стропильных ферм относится к особому сочетанию нагрузок.

Расчетная постоянная нагрузка, действующая на любой узел стропильной фермы, определяется по формуле

где gii - собственный вес фермы, кН на I м горизонтальной проекции кровли; gup - Вес кровли, кН/м; а - угол наклона верхнего пояса к горизонту; h - расстояние между фермами; di и - длины примыкающих к узлу панелей; п - коэффициент перегрузки для постоянных нагрузок. :

В отдельных узлах к нагрузке, получаемой по формуле (9.13), прибавляется нагрузка от веса фонаря.

Снег - нагрузка временная, которая загружает ферму лишь частично; загружение снегом одной половины фермы может оказаться невыгодным для средних раскосов.

Расчетную узловую нагрузку от снега определяют по формуле

Fc = Pcb---«с,

где Рс - вес снегового покрова на I горизонтальной проекции кровли; Пс - коэффициент перегрузки для снеговой нагрузки.

Значение Рс должно определяться с учетом возможного неравномерного распределения снегового покрова около фонарей или перепадах высоты здания, как это указано в § 1 гл. 3.

Давление ветра учитывается только на вертикальные поверхности, а также на поверхности с углом наклона к горизонту более 30°, что бывает в башнях, мачтах, эстакадах, а также в крутых треугольных стропильных фермах и фонарях. Ветровая нагрузка, как и другие виды нагрузок, приводится к узловой. Горизонтальная нагрузка от ветра на фонарь при расчете стропильной фермы, как правило, не учитывается, так как ее влияние на работу фермы незначительно.

2. Определение усилий в стержнях ферм

При расчете ферм со стержнями из уголков или тавров предполагается, что в узлах системы - идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в узле в одной точке (в центре узла). Стержни такой идеальной системы работают только на осевые усилия. Напряжения, найденные по этим усилиям,- являются основными. В связи с фактической жесткостью узловых соединений в стержнях фермы возникают дополнительные напряжения, которые при отношении высоты сечения стержня к его длине, равном Vis, расчетом не учитываются, так как они не влияют на несушую способность конструкции. В фермах со стержнями, имеющими повышенную жесткость и эксплуатирующимися при низкой температуре, влияние жесткости соединений в узлах более значительно. Поэтому для двутавровых, трубчатых и Н-образных сечений стержней расчет ферм по шарнирной схеме допускается при отношении высоты сечения к длине не более Чщ для конструкций, эксплуатируемых при расчетной температуре -40 °С и выше, и не более Vis при расчетной температуре ниже -40 °С. При превышении этих отношений надлежит учитывать дополнительные изгибающие моменты в стержнях от жесткости узлов. При этом осевые усилия можно определять по шарнирной схеме, а дополнительные моменты определять приближенно. В верхних поясах стропильных ферм при беспрогонной кровле (равномерное распределение нагрузки на поясе фермы) моменты допускается определять по формулам:

пролетный момент в крайней панели

пролетный момент промежуточных панелей

момент в узле (опорный)

где <7 -величина распределенной нагрузки; /п - длина панели.

Кроме того, в стержнях фермы возникают напряжения от моментов в результате неполного центрирования стержней в узлах. Эти напряжения, не являющиеся основными, как правило, расчетом не учитываются, так как по малости допускаемых в фермах эксцентриситетов они лишь незначительно влияют на несущую способность ферм.

Смещение оси поясов ферм при изменении сечений не учитывается, если оно не превышает 1,5 % высоты пояса.

Расчет ферм следует выполнять на ЭВМ с использованием вычислительного комплекса PACK, что позволяет рассчитать любую схему фер-