Конструктивные требования к узлам металлических ферма из уголков и квадратных труб.

Изготовление конструкций ферм. Классификация ферм.

Материал, способ изготовления, стыковки элементов и конструкция ферм подбираются в зависимости от эксплуатационных требований к конечному сооружению. Элементами конструкции ферм являются пояс, т.е. контур фермы, и решетка из раскосов и стоек.

Изготовление металлических ферм выполняется в несколько этапов: стыковка уголков с поперечным сечением, которые используются для изготовления верхнего пояса фермы, выполняется по их меньшей стороне; при изготовлении нижнего пояса используются равнобокие уголки; парные швеллеры применяются в случае переноса нагрузки фермы на панель; уголки с равными сторонами с тавровым или крестообразным сечением используют при изготовлении стоек и раскосов; полностью сварные металлические стропильные конструкции изготавливают, применяя тавровое сечение.

При изготовлении такой системы, как металлические фермы – гост и его соблюдение -обязательное требование. Стропильные фермы для стальных конструкций кровли имеют длинные пролеты. Изготавливаются металлические фермы пролетом 12 м, некоторые- до 30 м.

Фермы имеют разную конструкцию в зависимости от назначения, нагрузок и классифицируются по различным признакам:

по статической схеме – балочные (разрезные, неразрезные, консольные); арочные, рамные, комбинированные. а – балочная разрезная; б – неразрезная; в,е – консольная; г – арочная; д – рамная; ж – комбинированная.

по очертанию поясов – с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные, полигональные, сегментные. а – сегментное; б – полигональное; в – трапецеидальное; г – с параллельными поясами; д-и - треугольное

по системе решетки – треугольная, раскосная, крестовая, ромбическая и др. а – треугольная; б – треугольная с дополнительными стойками; в – раскосная с восходящими раскосами; г – раскосная с нисходящими раскосами; д – шпренгельная; е – крестовая; ж – перекрестная; и – ромбическая; к - полу раскосная.

по способу соединения элементов в узлах – сварные, клепанные, болтовые;

по величине максимального усилия – легкие – одностенчатые с сечениями из прокатных профилей (усилие N 300кН) и тяжелые – двухступенчатые с элементами составного сечения (N > 300кН).

Конструктивные требования к узлам металлических ферма из уголков и квадратных труб.

а) Фермы с элементами из парных уголков проектируют с узловыми фасонками, которые размещают между поясными уголками. Очертание фасонок определяется схемой узла и длиной швов, или количеством болтов, крепящих стержни решетки. Форма фасонкам должна быть простой для удобства их изготовления и сокращения отходов металла. Торцы стержней решетки обрезают перпендикулярно их осей, однако в уголках шириной полок более 90 мм допускают косые резы. Для снижения концентрации сварочных напряжений, в торце уголков решетки не доводят до кромок поясов. Такие же расстояния нужно соблюдать и между соседними элементами решетки в узле. Элементы решетки приваривают к фасонкам двумя фланговыми. Прикреплять фасонки к поясным уголкам лучше с двух сторон — со стороны обушка и пера, так как в противном случае поясные уголки легко могут отогнуться в результате случайных причин (например, при транспортировке). Для обеспечения передачи равнодействующей усилий, воспринимаемых каждым из двух швов, к центру узла (вдоль оси стержня) угловые швы распределяют по обушку и перу обратно пропорционально их расстояниям до оси элемента. Прогоны крепят к поясам ферм через упоры из уголков. При их монтаже, перепад верха смежных прогонов должен превышать 20 мм, что достигается листовыми подкладками соответствующей толщины.

Б) Основные конструкционные элементы ферм из труб могут быть представлены верхним и нижним поясами, а также раскосами и стойками. Пояса в таких фермах образуют контуры, а наличие раскосов и стоек необходимо для обустройства решётки. Узловые соединения всех элементов конструкции базируются на непосредственном примыкании элементов друг к другу или основаны на использовании специальных узловых фасонок. Все элементы металлических ферм необходимо центрировать по осевому направлению от центра тяжести, что позволяет снизить узловые моменты и обеспечить работу стержней на основные осевые усилия. Трубчатые стальные фермы сваривают обычно встык без фасонок. Фермы из труб экономичны по расходу материала, менее трудоемки по изготовлению и имеют меньшую массу.

3. Конструктивные требования при изготовлении узлов металлических ферм из квадратных труб.

Чтобы конструкция в итоге отличалась прочностью, высоким качеством эксплуатационных свойств, важно производить ее изготовление с соблюдением четкой последовательности необходимых действий. Сопряжения элементов ферм рекомендуется выполнять бесфасоночными. Бесфасоночные узлы, состоящие из пояса и примыкающих к нему элементов решетки, проверяются следующими расчетами: а)на продавливание (вырывание) участка горизонтальной стенки трубы пояса, контактирующего с элементом решетки; б)на несущую способность участка вертикальной стенки трубы пояса в месте примыкания сжатого элемента решетки; в)на прочность элементов решетки в зоне примыкания к поясу; г)на прочность сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу. При расчете ферм из прямоугольных труб различают два типа узлов. К первому типу относятся узлы,, при отношении c/d 0,25 и при угле наклона раскосов а в интервале 40...50°. Ко второму типу относятся узлы, но при отношении c/d > 0,25, а также узлы (угол наклона равен 90°). Только после завершения сборки конструкции с помощью прихваток можно выполнять сварку (ручную или автоматическую), после которой необходимо зачистить все швы. В заключении конструкция полностью подлежит обработке специальным антикоррозийным составом и покраске. Несущая способность фермы напрямую зависит от ее высоты, и это важно помнить при создании проекта и выполнении чертежей узловых соединений. Трубы из металлопрофиля – наиболее легкий, экономичный и наименее затратный вариант создания конструкций, обладающих высокой прочностью, поэтому именно они стали оптимальным средством для создания стропильных систем больших и малых размеров.