Подбор сечений стержней при действии продольной силы и момента (внецентренное сжатие)

Верхние пояса стропильных ферм, нагружаемые кровельной конст- рукцией, работают на осевую силу и изгиб. Сжимающая сила Н опреде- ляется по обычному расчету фермы с приложением всей нагрузки в узлах.

Изгибающий момент принимается равным наибольшему моменту в

пределах средней трети длины панели пояса, определяемому из расчета пояса как упругой неразрезной балки (см. § З).

Расчетные значения продольной силы Н и изгибаютдего момента

в стержнях следует принимать для одного и того же сочетания нагрузок из расчета системы по недеформированной схеме в предположении упругих деформаций стали.

Расчет на устойчивость внецентренно сжатого верхнего пояса фермы

следует выполнять как в плоскости действия момента, так и из плоскости действия момента.

Подбор сечения можно начать с определения требуемой площади

сечения стержня, используя формулу проверки устойчивости в плоскости изгиба

 Как уже было рассмотрено в § З гл. З, коэффициент понижения не- сущей способности стержня при внецентренном сжатии (см. прил.8) есть функция условной гибкости в плоскости изгиба  и приведенного эксцентриситета , равного относительному эксцентриситету , умноженному на коэффициент влияния формы сечения η, принимаемому по прил. 10. Поэтому приведенный эксцентриситет будет иметь следующий вид:

Подбор сечения стержней по предельной гибкости

Ряд стержней легких ферм имеет незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения. Сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости. К таким стержням обычно относятся дополнительные стойки в треугольной решетке, раскосы в средних панелях ферм, элементы связей и т.п.Зная расчетную длину стержня  и значение предельной гибкости , определяют требуемый радиус инерции , а затем по сортаменту выбирают сечение и проверяют несущую способность подобранного сечения.

Фермы из парных уголков

В фермах из парных уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швам. Усилие в элементе распределяется между швами по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. Разность площадей швов регулируется толщиной и длиной швов. Концы фланговых швов выводят на торцы стержня на 20 мм для снижения концентрации напряжения. Фасонки прикрепляют к поясу сплошными швами и выпускают их за обушок поясных уголков на 10-15 мм.

Швы, прикрепляющие фасонку к поясу, при отсутствии узловых нагрузок рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса:

В месте опирания на верхний пояс прогонов или кровельных плит фасонки не доводят до обушков поясных уголков на 10-15мм.

Чтобы прикрепить прогоны, к верхнему поясу фермы приваривают уголок с отверстиями под болты. В местах опирания крупнопанельных плит верхний пояс стропильной фермы усиливают накладками мм,  если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм t = 12 м.

В избежании ослабления сечения верхнего пояса не следует приваривать накладки поперечными швами.

При расчете узлов обычно задаются значением “ ” и определяют требуемую длину шва.Фасонки ферм с треугольной решеткой конструируют прямоугольного сечения, с раскосной решеткой – в виде прямоугольной трапеции.Для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации напряжений угол между краем фасонки и элементом решетки должен быть не менее 150. Стыки поясов необходимо перекрывать накладками, выполненными из листов или уголка. Для того чтобы прикрепить уголковую накладку необходимо срезать обушок и полку уголка. Уменьшение его площади сечения компенсируется фасонкой.

При установке листовых накладок в работу включается фасонка. Центр тяжести сечения в месте стыка не совпадает с центром тяжести сечения пояса, и оно работает на внецентренное растяжение (или сжатие), поэтому стык пояса выносят за пределы узла, чтобы облегчить работу фасонок.

Для обеспечения совместной работы уголков их соединяют прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40i для сжатых и 80i для растянутых элементов, где i - радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной прокладке. При этом в сжатых элементах ставится не менее двух прокладок.

Решения укрупнительного узла фермы при их поставке из отдельных отправочных элементов показаны на схеме.

 Конструкции опорных узлов зависит от вида опор (металлические или железобетонные колонны, кирпичные стены и т.д.) и способ сопряжения (жесткое или шарнирное ).При свободном опирании ферм на нижележащую конструкцию возможное решение опорного узла показано схеме. Давление фермы  через плиту передается на опору.