Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

Уменьшения сжатого пояса промежуточного ребра минимальны:

Площадь опорного сечения составляет:

F = 0,15 (23,3 + 4,7 +2,7 + 0,85 + 2,35 +2,35+ 5,17) =6,21 см®.

Статический момент опорного сечения относительно оси а—а равен:

S a = 0,15 (23,3-0,075 + 4,7-2,5 +2,7-4,925 + 0,85-4,425 + 2,35-0,225 + + 2,35-4,925 +5,17-2,575) =8,4 см3.

Расстояние оси х—х от оси а—а:

Определяем момент инерции опорного сечения:

•/* = 0,15-23,3 (1,35 — 0,075)2+ -^ -0,15-4,7® + 0,15-4,7 (2,5 — 1,35)® +

+ 0,15-2,7 (4,925 — 1,35)2 + -^-0,15-0,85® + 0,15-0,85 (4,425 — 1,35)® +

+0,15-2,35 (1,35 — 0,225)2 + 0,15-2,35 (4,925 — 1,35)® +

+-^- 0 ,15 -5,17®-0,8842 + 0,15-5,17 (2,575— 1,35)2 = 21,81 см*.

9320 ох 9 = - — — = 577 кгс/см2 < 1600 кгс/см2(56,6 < 156,9 МН/м2) —растяжение,

16,15

Для проверки нормальных напряжений в пролете необходимо определить приведен­ ное сечение, сокращая ширину верхней полки настила. В этом листе приняты напря­ жения:

Одейст — 734 кгс/см2; сгмакс = 1,5-734 = 1100 кгс/см®.

Пользуясь табл. 7-1, находим:

для стенки с действительной шириной 185,5 мм-*-т—83 и п— 1726

247

248

Устойчивость стенок балки к нормальным и касательным напряжениям обеспечена. Проверка касательных напряжений на опоре:

Q = (0,5 + 0,125) 186,3-2=233 кгс;

Оуменьш = V 14952 + 3-185* = 1528 кгс/см2 < 1600 кгс/см2 (149,846 < 156,906 МН/м2).

Проверка стенки балки на местную нагрузку.

Определяем по формуле (6-83) реакцию на средней опоре:

Определяем реакцию на крайнюю опору по формуле (6-82), по которой рассчиты­ ваем Рмакс = 494 кгс:

R = у - (0,5 — 0,125) 186,3-2 = 70 кгс < 494 кгс (0,686 < 4,844 кН).

8.3.СТРОПИЛЬНЫЕ ФЕРМЫ

8.3.1.Общие сведения

Применение гнутых профилей из тонкого листового металла в стро­ пильных фермах пролетом 6—15 м позволяет снизить расход стали до минимума. Стропильные фермы с такими пролетами, изготовленные из горячекатаных профилей, требуют большого количества стали.

Чаще всего для легких стропильных ферм применяют следующие си­ стемы:

одноили двухскатные решетчатые с решеткой из раскосов или из раскосов и стоек;

трехшарнирные решетчатые с затяжками; стропила с ригелем;

висячие стропила с затяжкой, причем обычно имеется одна стойка, реже — две или более;

простые стропила с затяжками.

Для перекрытий применяют волнистую, складчатую или ребристую листовую сталь, волнистый асбестошифер, плиты из костры или мате­

249

риалы древесного происхождения, плиты из легких бетонов с объемной массой 800—1200 кг/м3. Реже используют многослойные плиты из искус­ ственных материалов, пеностекло или толь на дощатом настиле. Для по­ крытий с простыми стропилами с затяжками или со стропилами с риге лем применяют также черепицу, сланцевую плитку и асбестоцементные плитки. Использование тяжелых материалов, как правило, необосно­ ванно, поскольку приводит к увеличению расхода стали.

В стропильных фермах снижение расхода стали доходит до 60% по сравнению с количеством стали, потребляемой для сплошностенчатых элементов, и до 40% по сравнению с решетчатыми системами из горяче­ катаных профилей.

Формы стропильных ферм и их теоретическая геометрическая схема лишь незначительно отличаются от повсеместно применяемых. В легких решетчатых балках можно применять различную длину секций, что по­ зволяет уменьшить свободную длину сжатых стержней при продоль­ ном изгибе и снизить величину сил в стержнях, находящихся вблизи опор.

Сечения стержней должны быть по возможности более простыми для облегчения во время сварки доступа к стенкам профилей. Желательно применять для стержней только один вид профиля с одной осью симмет­ рии, чтобы избежать применения «сухарей» и соединительных планок. Число дополнительных накладок и соединяемых элементов следует со­ кратить до минимума.

Критерии формирования узлов значительно отличаются от тех, на ос­ нове которых определяется правильность решения в обычных конструк­ циях. Это связано с необходимостью упрощения конструкции, с облегче­ нием производства элементов на заводе и с простотой монтажа. Возника­ ющие при этом дополнительные напряжения в стержнях или узлах следует учитывать в статических расчетах.

Среди наиболее часто встречающихся необходимо упомянуть следу­ ющие решения:

1)оси стержней не совпадают с линиями теоретического контура. Проявляется это чаще всего в стержнях, соединяемых с помощью точеч ■ ной сварки, электрозаклепочных швов, болтов или заклепок и реже —

спомощью угловых швов;

2)оси стержней, сходящихся в узле в одной точке, не пересекаются. Вследствие этого возникает эксцентриситет (положительный или отри­

цательный), вызывающий увеличение напряжений в стержнях (рис. 8-16). Отрицательный эксцентриситет встречается в стержнях, схо­ дящихся в верхнем узле, или в опорном и в некоторых других узлах при использовании профилей несимметричного сечения. Положительные экс­ центриситеты могут появиться во всех узлах, кроме опорного треуголь­ ной стропильной фермы.

Восприятие эксцентриситетов в узлах имеет много достоинств, в част­ ности позволяет:

избежать во многих случаях применения фасонок; лучше располагать соединительные элементы или изготовлять их

в соответствующем количестве и необходимой длины;

25 0

упростить заводское изготовление без применения дополнительных операций или оборудования.

Для упрощения сборки элементов на заводе надо стремиться к тому, чтобы точка пересечения осей раскосов (точка А на рис. 8-16) лежала во всех узлах нижнего или верхнего пояса на одинаковом расстоянии от

L'

Рис. 8-16. Примеры узлов, в которых оси стержней не пересекаются в одной точке

а—с положительным эксцентри­ ситетом; б — с отрицательным эксцентриситетом

оси данного стержня. Величина эксцентриситетов в решетчатых балках пролетом 6—15 м обычно должна быть не более 70 лш;

3)для стержней решетки используются несимметричные в плоскости фермы профилей, что вызывает несимметричное крепление стержней в узлах. Применять такое решение даже в незначительно нагруженных растянутых стержнях не рекомендуется;

4)с целью упрощения работ на заводе не ставят соединительные планки в растянутых стержнях, а иногда и в сжатых стержнях, что при­ водит к увеличению расхода стали;

5)используются одинаковые сечения стержней решетки;

6)допускается расцентровка расположения стержней в узлах;

7)упрощаются узлы. Например, в основных соединениях можно дать только одну заклепку , болт или сварную точку;

8)применяются сварные швы меньших размеров, чем рекомендуется нормами статических расчетов. При исследовании действительной несу­ щей способности элементов можно отступить от требований норм, беря, например, меньшую толщину угловых швов и меньшую их длину. Это

допустимо в элементах, изготовляемых серийно, при условии достижения постоянного качества изделий и непрерывного контроля производства.

Верхний пояс стропильной фермы в беспрогонном покрытии подвер­ гается непосредственному воздействию нагрузок, чаще всего равномерно распределенных. Тогда кроме осевых сил в верхнем поясе возникают изгибающие моменты. Этот пояс следовало бы считать неразрезной бал­ кой на упругих опорах. Чтобы избежать сложных расчетов, обычно ве­ личины моментов определяют упрощенно. Принимая обозначения, при­ веденные на рис. 8-17, и беря максимальный момент для свободно опер­ той балки, получаем:

пролетный момент крайней панели

(8- 10)

251