 |
Конструктивные решения и область применения треугольных ферм.
|
|
|
|
Область применения треугольных ферм – под кровлю из волнистых асбестоцементных листов, стальная, черепичная и другие подобные кров с уклонами 1/3, 1/4.
Пролеты ферм составляют от 12 до 30 м. Шаг дощатых фем в малоэтажном домостроении назначают от 0,5 до 2 м, шаг брусчатых и металлодеревянных ферм в покрытиях зданий – от 2 до 6 м. Высота ферм в середине пролета между осями поясов назначается 1/5 пролета – при деревянном нижнем поясе и 1/6 – при металлическом нижнем поясе.
Треугольные клееные фермы могут иметь верхний пояс из двух клееных панелей разной длины, более длинной и мощной является первая от опоры панель. Из клееной древесины выполняются также два раскоса. Нижний пояс и растянутый тяж принимаются стальными. Панели верхнего пояса в узлах стыкуют с эксцентриситетом.
Фермы из центральных элементов со стальным нижним поясом при треугольном очертании позволяет просто организовывать плоскую скатную кровлю. В этих фермах верхний пояс и раскосы делают из брусьев, а центральную растянутую стойку - из круглой стали.
Рис. 1
20. Конструктивные решения и расчёт решётчатых стоек.
Решетчатые стойки
Применяют чаще всего как сжато-изогнутые стойки рам. Они могут быть с параллельными поясами или с одним наклонным поясом. Разновидностью последней являются треугольные стойки.
Рис. 1 – Решетчатые стойки
а) прямоугольная; б) треугольная
Элементы решетчатых стоек соединяются в узлах на болтах.
Рис. 2 – Сечение решетчатой стойки
а) пояса из двух ветвей, решетка из одного; б) пояса и решетка из одной ветви
Если решетка выполнена из одной ветви, а пояса – из двух (рис. 7а), то решетка пропускается между ветвями поясов и крепится непосредственно к последним. Если пояса и решетка выполняются одноветвевыми (рис. 7б), то соединение элементов решетки с поясами выполняется встык, и узлы конструируются со стальными накладками на болтах.
|
|
|
Стойки с параллельными поясами могут быть ступенчатыми. В этом случае на более высокий наружный пояс опираются несущие конструкции покрытия, а на внутренний – подкрановые балки.
Расчет стоек
Вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к стойке нагрузок.
Средние стойки
Средние стойки каркаса здания работают и рассчитываются как центрально сжатые элементы на действие наибольшего сжимающего усилия N от собственного веса всех конструкций покрытия (G) и снеговой нагрузки и снеговой нагрузки (Р сн).
Рис. 3 – Нагрузки на среднюю стойку
Расчет центрально сжатых средних стоек производят:
а) на прочность
,
где 
- расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
- площадь нетто поперечного сечения элемента;
б) на устойчивость
,
где 
– коэффициент продольного изгиба;
– расчетная площадь поперечного сечения элемента;
Нагрузки собираются с площади покрытия по плану, приходящейся на одну среднюю стойку (
).
Рис. 4
Рис. 5 – Грузовые площади средней и крайней колонн
Крайние стойки
Крайняя стойка находится под действием продольных по отношению к оси стойки нагрузок (G и Р сн), которые собираются с площади 
и поперечных 
, 
и Х. Кроме этого от действия ветра возникает продольная сила 
.
Рис. 6 – Нагрузки на крайнюю стойку
G – нагрузка от собственного веса конструкций покрытия;
Р сн – нагрузка от веса снегового покрова;
- вертикальная ветровая нагрузка;
- ветровая нагрузка от ветра слева (напор ветра);
– ветровая нагрузка (отсос) при ветре справа;
Х – горизонтальная сосредоточенная сила, приложенная в точке примыкания ригеля к стойке.
|
|
|
В случае жесткой заделки стоек для однопролетной рамы:
Рис. 6 – Схема нагрузок при жестком защемлении стоек в фундаменте
где 
- горизонтальные ветровые нагрузки соответственно от ветра слева и справа, приложенные к стойке в месте примыкания к ней ригеля.
где 
- высота опорного сечения ригеля или балки.
Влияние сил 
будет существенно, если ригель на опоре имеет значительную высоту.
В случае шарнирного опирания стойки на фундамент для однопролетной рамы:
Рис. 7– Схема нагрузок при шарнирном опирании стоек на фундаменте
Для многопролетных рамных конструкций при ветре слева p2 и w2, а при ветре справа p1 и w2 будут равны нулю.
Крайние стойки рассчитываются как сжато-изгибаемые элементы. Значения продольной силы N и изгибающего момента M принимаются для такого сочетания нагрузок, при котором возникают наибольшие сжимающие напряжения.
Рис. 8
Эксцентриситет равен:
Рекомендуется определять как max при следующих сочетаниях нагрузок:
1) 0.9(G + Pc + ветер слева)
2) 0.9(G + Pc + ветер справа)
3) G + Pc
Для стойки, входящей в состав рамы, максимальный изгибающий момент берут как max из вычисленных для случая ветра слева Мл и справа Мпр:
,
где е – эксцентриситет приложения продольной силы N, которая включает наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок G, Pc, Pb – каждая со своим знаком.
Эксцентриситет для стоек с постоянной высотой сечения равен нулю (е = 0), а для стоек с переменной высотой сечения берется как разность между геометрической осью опорного сечения и осью приложения продольной силы.
Расчет сжато – изогнутых крайних стоек производится:
а) на прочность:
б) на устойчивость плоской формы изгиба при отсутствии закрепления или при расчетной длине между точками закрепления lp > 70b2/n по формуле:
Геометрические характеристики, входящие в формулы, вычисляются в опорном сечении. Из плоскости рамы стойки рассчитывают как центрально сжатый элемент.
Расчет сжатых и сжато-изогнутых составного сечения производится по приведенным выше формулам, однако при вычислении коэффициентов φ и ξ в этих формулах учитывается увеличение гибкости стойки за счет податливости
связей, соединяющих ветви. Эта увеличенная гибкость названа приведенной гибкостью λn.
|
|
|
Расчет решетчатых стоек можно свести к расчету ферм. При этом ветровая равномерно распределенная нагрузка сводится к сосредоточенным грузам в узлах фермы. Считается, что вертикальные силы G, Pc, Pb воспринимаются только поясами стойки.
Узлы стоек
В верхнем узле, где на стойку опирается несущая конструкция покрытия, стойка испытывает смятие вдоль волокон.
Рис. 9 – Узел опирания балки на стойку
Этот узел имеет однотипное решение для стоек различных видов.
Опорный узел
Для стоек из цельных элементов и для клееных стоек, работающих на сжатие, опорный узел решается простым упором стойки в стальной башмак, который прикреплен к фундаменту анкерными болтами. Стойки крепят к башмаку болтами, диаметр и число которых определяется по конструктивным соображениям.
В сжато-изгибаемых жестко заделанных стойках узел может быть осуществлен в виде анкерных столиков, прикрепленных к стойке болтами.
Узел воспринимает продольную силу N и изгибающий момент М.
Рис. 9– Узел опирания стойки на фундамент
Расчет опорного крепления производят при сочетании нагрузок, вызывающих наибольшее растягивающее усилие Nр в крепежных элементах:
где N и M продольная сила и изгибающий момент в опорном сечении
- учитывающий дополнительный изгибающий момент от продольной силы,
е – плечо сил Nр и Nе.
По наибольшему значению Nр вычисляют число анкерных болтов, располагаемых с одной стороны стойки.
Сила N воспринимается смятием стойки вдоль волокон.
|
|
|
