Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

п р о л е т н ы й м о м е н т п р о м е ж у т о ч н ы х п а н е л е й

( 8- 11)

опорный момент во всех промежуточных узлах

(8- 12)

При панелях различной длины для расчета изгибающих моментов следует принимать соответствующие для данной панели длины. Опор­ ный момент можно определять как средний из моментов, для расчета которых взяты длины панелей возле узлов.

Втех кровлях, где прогоны располагаются перпендикулярно скату

ирассчитаны только на передачу нагрузок в вертикальной плоскости, скатную составляющую нагрузку передают на коньковый прогон или на прогон опорного узла. Если кровельное покрытие не передает скатную

ИИ..... .

Рис. 8-17. Схема воздействия нагрузки на стропильную ферму

составляющую нагрузку, то применяют тяжи, которые передают усилие на коньковый прогон. Если же кровельное покрытие жестко и может воспринять скатную составляющую нагрузку, то с его помощью эту на­ грузку воспринимает прогон опорного узла.

В зависимости от двух приведенных примеров можно рассматривать разные схемы постоянной или переменной нагрузки на стропильную фер­ му. Обычно для расчета усилий в стержнях решетки неправильно прини­ мается схема, показанная на рис. 8-18, а. Вертикальную нагрузку надо разложить на составляющие, перпендикулярные и параллельные скату крыши. Промежуточные узлы стропильной фермы нагружены только составляющими, перпендикулярными верхнему поясу. В зависимости от того, который из крайних прогонов воспринимает остальные составляю­ щие нагрузки в плоскости покрытия, нагрузке силами, параллельными верхнему поясу, подвергается коньковый или опор-ный узел (рис. 8-18,6 и в). Принятие таких схем нагрузок на решетку влияет на изменение сил, действующих в верхнем поясе фермы. Нагрузка на коньковый узел приводит к увеличению сил. В случае, показанном на рис. 8-19,6, наи­ большая сила возрастает почти на 5%. Нагрузка опорного узла является причиной уменьшения сжимающих сил в верхнем поясе стропильной фермы. В случае нагрузки, изображенной на рис. 8-18, в, наибольшая

252

сила уменьшается почти на 24%. В подобном случае можно учесть уменьшение силы при расчете размеров сжатого пояса.

Втех фермах, в которых стержни решетки в узлах не пересекаются

водной точке, при расчете размеров нижнего и верхнего поясов следует учитывать влияние дополнительных изгибающих моментов.

Л/

Рис. 8-18. Схемы воздействия на стропильную ферму постоянной нагрузки, если балка установлена перпендикулярно скату крыши

В качестве примера рассмотрим нижний пояс, система внутренних сил в узлах которого показана на рис. 8-19, а. Узел В находится в равно­ весии под действием сил от сходящихся стержней (рис. 8-19, в) и изги­ бающего момента (рис. 8-19,а). Вертикальные составляющие силы в рас­ косах образуют относительно точки В момент Мв, который является сум­ мой составляющих моментов. Принимая обозначения рис. 8-19, г, получаем:

(8-13)

Этот момент следовало бы распределить на все стержни, сходящие­ ся в узле, пропорционально их жесткости. Поскольку стержни решетки по сравнению с поясами имеют гораздо меньшую жесткость, обычно при­ нимается, что весь момент приходится на пояса соседних панелей. При неодинаковой длине панелей при условии, что весь пояс имеет одинако-

2 5 3

Рис. 8-19. Система внутренних сил в узлах решетки, стержни которой не пе­ ресекаются в одной точке

сил в узле В

254

вый момент инерции, распределение узлового момента на приузловые осуществляется обратно пропорционально длине панели. Принимая обозначения рис. 8-19, а, получаем:

мальный изгибающий момент на длине первой панели будет действовать в точке пересечения раскоса К\ с нижним поясом. Нужно считать, что в пределах узла изменение моментов происходит не скачкообразно, а ли­ нейно между точками пересечения раскосов. Для обеспечения надежно­ сти конструкции предполагается также, что на длине панели пояса мо­ мент уменьшается равномерно и его действие в узле А равно нулю. На­ ибольший момент в первом узле будет равен:

Момент в центре секции в соответствии с вышеуказанными условиями

Подобным образом рассчитывают максимальные приузловые момен­ ты в следующих секциях. Хотя на обоих концах панели существуют мо­ менты, принимается, что действует только узловой момент, к которому ближе расположена рассматриваемая точка. Тогда в пролете следует учитывать оба момента:

Необходимо обратить внимание на то, что односторонняя нагрузка на стропильную ферму часто дает более невыгодные сочетания изгибающих моментов в поясах, чем при симметричных нагрузках. И, наконец, пояса ферм проверяются на внецентренное сжатие или растяжение.

8.3.2. Примеры конструкций

На рис. 8-20 показана стропильная ферма с треугольной решеткой пролетом 12,5 м, серийно изготовляемая фирмой «Юхо» из Дортмунда (ФРГ). Профили — холодногнутые из листовой стали толщиной 1,5 и 1,8 мм. В зависимости от нагрузки кровли фермы размещают на рассто­ янии 2 или 2,5 м друг от друга. Перекрытия представляют собой сборные плиты из легкого бетона толщиной 8 см. Крыша беспрогонная. В узлах раскосы соединяются с поясами точечной сваркой. Для того чтобы мож­ но было пропустить раскосы в области узла, вырезают нижние полки

2 5 5

верхнего пояса. Ввиду большого нагромождения металла в стыке верх­ него пояса раскосы конькового узла крепят заклепками диаметром 5 мм. Приведенное решение традиционно и не использует все возмож­ ности, которые дают холодногнутые профили.

В США и в странах Западной Европы, особенно во Франции и Бель­

стенках имеют гофры через 150—200 мм, в которых располагаются свар­ ные точки, соединяющие профили в балку. Благодаря наличию гофров между вертикальными стенками профилей остается щель толщиной 2,4 мм, предназначенная для забивки гвоздей, крепящих ограждающие конструкции. Профили типа А, В и D применяются для основных эле­ ментов конструкции, стоек, стропильных ферм, балок перекрытий, стропильных балок. Профили типа С и Е используют в основном для второстепенных элементов (фахверковых стен, связей жесткости и т. п.). Из некоторых профилей типа С изготовляют также стропильные фермы и прогоны. По сравнению с конструкциями из горячекатаных двутавров на конструкции системы «Стрен-Стил» расходуется почти на 50% мень­ ше стали.

На рис. 8-22 приведены схемы некоторых типов стропильных ферм, выполненных из профилей системы «Стрен-Стил». Ферма, изображенная на рис. 8-22, а, сложена из двух половин для облегчения транспортирова­ ния. Масса одной фермы колеблется в пределах 38,4—74,7 кг. На рис. 8-22 показаны другие двухскатные фермы. Фермы со стойками можно из­ готовлять на заводе из двух половинок. В этом случае центральная стойка складывается из двух профилей С52. Масса этих ферм равна 40—140 кг. Масса односкатной фермы, приведенной на рис. 8-22, г, со­ ставляет 43,3—87,1 кг.

Для уменьшения размеров фасонки применяют отрицательный экс­ центриситет. Фасонку на том отрезке, где она вставляется в щель меж­ ду профилями В60, можно в описанных случаях прикреплять также с помощью сварных точек диаметром 5 мм. Профили имеют очень тон­ кие стенки; толщина их 1,5 мм.

На рис. 8-23 показан узел двухскатной стропильной фермы, изобра­ женной на рис. 8-22, б, в. Необходимо подчеркнуть отсутствие соедини­ тельных планок или прокладок в стержнях, составленных из двух профи­ лей. В опорном узле отдельные профили поясов соединены в вертикаль­ ной плоскости фасонками, но нет ни одной поперечной прокладки. Роль соединительной планки выполняет нижний прогон. В остальных узлах прокладками служат стенки стоек или раскосов. Стропильную ферму устанавливают непосредственно на верхней обвязке фахверковой сте­ ны, выполненной из швеллера С155, С95 или С65. Нижний пояс крепят к верхней обвязке двумя болтами.

Узлы, соединяемые точечной сваркой, приведены на рис. 8-24 и 8-25. Диаметр сварной точки 5 мм\ расстояния между ними 15 мм, что со­ ставляет 3 d (d—расчетный диаметр сварной точки).

Примером использования гнутых профилей в промышленном строи­

I