Стропильные и подстропильные фермы.

Стропильные и подстропильные фермы.

Стальные фермы широко применяются в строительстве.

Они находят применение в покрытиях промышленных и гражданских зданий, ангарах, эллингах, в мостах. и т. п.

Фермы по расходу металла более экономичны, чем балки. Но в изготовлении фермы более трудоемки. Фермы, как и балки, могут быть разрезными, не разрезными и консольными.

В зависимости от пролетов и нагрузки фермы бывают легкими и тяжелыми.

Легкие фермы применяют обычно при небольших пролетах (до 30-36 м) и небольших нагрузках. Усилия в стержнях не более 3000 кН. Пояса таких ферм делают из прокатных уголков, тавров, труб круглого и коробчатого сечения.

При больших пролетах (более 50-60 м) и больших нагрузках применяют тяжелые фермы. Усилия в стержнях таких ферм более 3000 кН. Пояса таких ферм делают из прокатных или сварных широкополочных двутавров или сварных элементов коробчатого сечения.

Очертание ферм зависит от назначения сооружения, конструкции кровли. Исходя из производственных требований, назначают пролет фермы, высоту фермы, очертание поясов.

Исторически

При рулонных кровлях с гравийной защитой уклон верхнего пояса принимают равным 1,5% = 1/65и то за счет строительного подъема.

При кровлях из рулонных материалов без гравийной защиты уклон принимают 1/8-1/12.

При холодной кровле с применением асбестоцементных или армоцементных листов требуется больший уклон − 1/4-1/6.

Очертания стропильных ферм

Сегментные фермы

Первые фермы были сегментные

Очертание повторяет эпюру моментов.

Все элементы ферм – литые. Верхний пояс кругового или параболического очертания. Опорные узлы могут быть только шарнирными.

Фермы треугольного очертания

В настоящее время приминаются в консольных навесах, тяжелых конструкциях.

Конструктивные недостатки:

1. острый опорный узел- сложен в изготовление и допускает лишь шарнирное сопряжения.

2. очертание фермы не соответствует эпюре моментов

3. стержни решетки получаются очень длинными и их сечение приходится подбирать по предельной гибкости.

Фермы полигонального очертания:

--их очертание в соответствуют эпюре изгибающих моментов.

Исторически --- пояса и решетка выполнены из прокатных элементов. Пояса приходилось стыковать в каждом узле

Наиболее рационально применять фермы полигонального очертания для перекрытий больших пролетов и при больших нагрузках, т. е. для конструирования тяжелых ферм.

Для легких ферм применение фермы полигонального очертания не рационально, так как экономический эффект за счет экономии металла оказывается ниже чем дополнительные затраты труда при изготовлении ферм.

Фермы трапецеидального очертания:

--высота фермы на опоре значительна и это позволяет делать жесткое сопряжение фермы с колонной и тем самым повышать жесткость здания.

--их очертание больше соответствует эпюре моментов.

--решетка фермы не имеет слишком длинных стержней.

Фермы с параллельными поясами:

--равные длины стержней и поясов.

--одинаковые схемы узлов

--минимальное количество стыков поясов.

Они тяжелее трапециевидных, но проще в изготовлении.

Эти фермы в настоящее время находят наиболее широкое применение.

Уклон в этих фермах создается за счет строительного подъема.

Строительный подъем

Как известно любая конструкция – балка или ферма – прогибается под действием нагрузки.

Строительный подъем − это обратный выгиб.

Его создают для компенсации прогиба или провисания ферм.

Для ферм с параллельными поясами строительный подъем равен

F=

- прогиб от суммарной нормативной нагрузки;

-пролет.

Для ферм иного очертания строительный подъем равен прогибу от постоянной и длительной нагрузок.

В фермах с параллельными поясами или трапецеидальными, имеющими один монтажный стык строительный подъем задается по треугольнику

В тяжелых фермах с монтажными стыками в каждом узле строительный подъем создается в виде многоугольника, вписанного в окружность.

Различные конструктивные варианты стропильных ферм

1 и 3 схемы – «Полонсо»

4 и последняя «трансформированная Полонсо»

Камилл Полонсо запатентовал свою ферму в 1837 году

В 1850 г фермой Полонсо был перекрыт пролет 52 метра

Системы решеток ферм

Выбор системы решетки зависит от схемы приложения нагрузок, очертания фермы и конструктивных требований.

Места приложения сосредоточенных нагрузок следует подкреплять узлами решетки.

Если нагрузка на фермы передается только в узлах, то все элементы работают на центральное растяжение и центральное сжатие.

Ширину панели верхнего пояса назначают равной либо ширине панели покрытия, либо раной расстоянию между прогонами.

Системы решеток ферм

Типы сечений стержней ферм

Расчетные длины элементов ферм

Элемент фермы	В плоскости	Из плоскости	Предельная гибкость
Верхний пояс	Расстоянию между узлами	А) ширине панели покрытия. Б) Расстоянию между прогонами, закрепленными в связях	180-60α
Нижний пояс	Расстоянию между узлами	Расстоянию между связями и распорками	(250)
Опорный раскос	Расстоянию между узлами	Расстоянию между узлами	180-60α
Решетки И стойки	0,8 L (элемента)	Расстоянию между узлами	Для сжатых 210-60α Для растянутых

Расчетная длина в плоскости фермы -- верхнего пояса фермы;

-- нижнего пояса фермы;

-- опорного раскоса

Расчетная длина из плоскости фермы нижнего пояса фермы

К определению расчетной длины верхнего пояса фермы

К определению расчетной длины сжатого раскоса

Ферма пролетом 33 м (первая панель меньше)

Ферма крепится сверху колонны к надколоннику

В узлах верхних поясов ферм крепятся прогоны

Видны монтажные укрупнительные стыки ферм

По середине нижнего пояса фермы распорка

Нисходящий опорный раскос

монтажные укрупнительные стыки ферм

Из уголков. С нисходящим опорным раскосом

Из гнутосварных профилей. Раскосная со стойками

Раскосная со стойками. Пояса из двутавров?? Решетка из сквозных стержней

Раскосная

Не правильный узел

распорка

Фонарь, связи,

Из двутавров и швеллеров

Укрупнительный стык поясов

Дата добавления: 2015-08-28