Узел опирания фланца нижнего пояса на столик колонны

В болтовом соединении нижнего пояса с колонной растягивающих усилий не возникает. Конструктивно принимаем 6 болтов М20 [21,с.71,табл.58*] Кл.5.8 Гост 15590-70* с расчётным сопротивлением МПа.

11.6. Эффективный узел жёсткого соединения фермы с колонной

Известно жёсткое сопряжение фермы с колонной [14,с.378,рис.13.9], содержащее верхнюю двутавровую в сечении часть колонны и ферму с первым восходящим раскосом в зоне её нижнего пояса. Соединения выполнены на сварке, передающей расчётные усилия элементов.

Примем это решение за аналог.

Недостатки аналога следующие:

– низкая надёжность соединения;

– велика материалоёмкость узла;

– не обеспечен безвыверочный монтаж.

Новая конструкция узла имеет повышенную надёжность, обеспечивает снижение материалоёмкости и трудоёмкости монтажа конструкций.

Этот эффект достигнут тем, что верхняя часть колонны в зоне соединения с фермой выполнена клиновидной, сужающейся кверху с уклоном 1/10…1/8 и образующей опорный столик на отметке нижнего пояса фермы. Опорная стойка фермы выполнена из тавра, ориентированного полкой наружу и установленного также с уклоном 1/10…1/8 наружу. Нижний пояс фермы опирается на опорный столик, снабжённый заострёнными зубьями-фиксаторами, которые при монтаже взаимодействуют с ответными отверстиями в полке нижнего пояса фермы. Полка верхнего пояса фермы опирается на плиту верхнего торца колонны и также снабжена зубьями-фиксаторами, которые взаимодействуют с ответными отверстиями в плите. При этом полка наклонной стойки соединена болтами с фланцами колонны.

Сравнение разработанного узла соединения с аналогом показывает следующие его существенные отличия:

– опорная стойка фермы выполнена наклонной и опирается на специальный столик, что приводит к повышению надёжности узла и снижению материалоёмкости;

– пояса фермы снабжены зубьями-фиксаторами, обеспечивающими безвыверочный монтаж фермы с первой попытки.

На рис.11.6 показан узел жёсткого соединения фермы с колонной.

Двутавровая в сечение колонна снабжена верхней клиновидной частью, которая сужается кверху с уклоном 1/10…1/8. Колонна имеет столик 1, предназначенный для опирания фермы. На столике 1установлены зубья-фиксаторы, обеспечивающие безвыверочный монтаж фермы. Ферма жёстко соединена с колонной фланцевыми соединениями. Оголовок колонны имеет опорную плитус отверстиями для зубьев-фиксаторов и крепёжных болтов.

Зубья-фиксаторы закреплены на верхнем поясе фермы, жёстко соединённом с наклонной стойкой 4, тавровой в сечении и установленной с уклоном 1/10…1/8, то есть с таким же, как уклон клиновидной части колонны.

Опорный раскос 4 центрирован на центр тяжести сечения колонны. Нижний пояс фермы опирается своей полкой на столик 1, взаимодействующий зубьями-фиксаторами с отверстиями в полке нижнего пояса 6 фермы.

Рис.11.6. Узел жёсткого присоединения фермы к колонне

Узел соединения изготавливается следующим образом. В опорном столике 1, фланцах, в опорной плите, в верхнем поясе 3 фермы, в опорной стойке 4 и нижнем поясе по шаблону сверлят отверстия и производят сборку колонны и фермы с точным расположением и фиксацией перечисленных элементов по кондуктору. Зубья-фиксаторы также закрепляют в проектных местах.

После монтажа колонны при опускании фермы зубья-фиксаторы взаимодействуют с ответными отверстиями, обеспечивая безвыверочный монтаж фермы в проектное положение. Затем устанавливаются соединительные элементы на фланцах, например заклёпки с внедряемыми сердечниками или высокоресурсные болтовые соединения, обеспечивающие жёсткое соединение фермы с колонной.

Узел работает следующим образом. При действии на ферму постоянной и временной нагрузок в узлах соединения фермы с колонной возникают две пары сил, выгибающих ферму выпуклостью вверх. В результате верхний пояс растягивается, а фланец нижнего пояса прижимается к колонне. Кроме этого на столик передаётся вертикальная опорная реакция. Растягивающее усилие от верхнего пояса фермы передаётся на оголовок клиновидной части колонны. Опорная реакция фермы передаётся на столик 1, а горизонтальное сжимающее усилие в нижнем поясе фермы передаётся через нижний фланец.

Экономический эффект получен от повышения надёжности узла. Столик 1 и нижний фланец легко воспринимают все воздействия. Безвыверочный монтаж фермы снижает трудоёмкость, так как после совпадения зубьев фиксаторов с ответными отверстиями ферма занимает проектное положение, и окончательное её закрепление крепёжными элементами выполняют без поддержки фермы монтажным краном. Кроме того, верхняя клиновидная часть колонны облегчена на 15...20% по сравнению с обычным вариантом крепления.

Таблица 11.9.

Расчётные усилия в стержнях фермы

Номер стержня	Постоян ная нагрузка	Снеговая нагрузка	Опорные моменты	Расчётные усилия
вариант	вариант	от M 1= –20660,9	от M 2 = 1812,4	Номер усилий	Значение
Верхний пояс
2-3				6776,8			6776,8
4-5	–6881,1	–3450,1	–3782,7	5495,8	112,4	1+3	–10663,8
6-7	–10727	–5112,8	–4249,08	4090,86	235,61	1+3	–15839,8
Нижний пояс
1-17		1822,01	1944,00	–6198,3	–50,75	1+3	–2674,3
16-17	9366,4	4519,8	4337,06	–4793,33	–173,99	1+2	13886,1
15-16		5112,8	4161,10	–3388,39	–297,23	1+2	15839,8
Раскосы
1-3	–5569,9	–2879,8	–3072,6	–929,7	81,56	1+2+3	–9172
3-17	4795,3	2325,6	2626,4	991,7	–87,00	1+2+3	8051,6
5-17	–3550,1	–1528,1	–791,88	–991,7	87,00	1+2+4	–5817,9
5-16	1943,5		–125,67	991,7	–87,00	1+2+4	3598,3
Стойки
4-17	–889,2	–569,5	–1310			1+2	–2199,2
6-16	–1387,8	–604,8				1+2	–1992,6

2011-09-08

11. РАСЧЁТ ФЕРМЫ

11.1. Сбор нагрузок на ферму (ферма с фонарём)

Дата добавления: 2015-07-10