Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

50

Рис. 9-9. Промежуточный прогон треугольного се­ чения в покрытии с большим наклоном

а — складское здание в разрезе; б — аксонометрическая проекция прогона

310

однопролетную балку, закрепленную на обоих концах (рис. 9-10). Эпю­ ра моментов на длине I такой балки известна, а их величины в характер­ ных точках балки равны:

сительно его горизонтальной центральной глав­ ной оси.

Легкие фермы покрытия из горячекатаных профилей наиболее рен­ табельно применять при пролетах 12—21 м. При большей величине про­ лета значительно возрастает объем работы на заводе, что может увели­ чить общую стоимость конструкции. При пролетах меньше 12 м конст­

311

руктивные решения применяют такие же, как описанные в 9.2. На эконо­ мию стали и снижение стоимости легких решетчатых стропильных ферм большое влияние оказывают следующие конструктивные факторы: вы­ сота элементов, защита верхнего пояса от бокового выпучивания из плоской решетки, расположение стержней решетки, жесткость в верти­ кальной плоскости и в перпендикулярной к ней плоскости.

Конструктивная высота элементов. Высота стропильной фермы, при которой достигается наименьшая масса, зависит от типа решетки, вели­ чины нагрузки и пролета, вида сечений сжатых стержней, максимальной гибкости, числа секций верхнего пояса и от технологии изготовления решетчатого элемента. Эти факторы влияют друг на друга, и рассчитать их можно лишь в упрощенной форме. При величине пролета стропиль­ ной фермы 12—18 м, равномерно распределенной нагрузке 600—1200 кг на 1 м длины фермы, длине панели верхнего пояса 0,8—1,5 м и решетке без стоек наиболее удобная высота колеблется в пределах V12 ^ — Vie L

(L — пролет фермы трапециевидного профиля). Как правило, наиболее экономичные решения получаются при высоте, равной '/is L, причем расход стали несколько больше, чем при высоте V12 L. Некоторые авто­ ры [163] рекомендуют высоту больше, чем '/i2 L. Это справедливо толь­

ко для тяжелых кровельных покрытий.

Защита верхнего пояса от бокового выпучивания из плоскости ре­ шетки. В покрытиях с прогонами эти элементы являются боковыми опо­ рами сжатого пояса. В покрытиях без прогонов нужно поступать так, как в случае с решетчатыми прогонами. Боковой опорой могут служить кровельные плиты или горизонтальные связи. При величине пролета, не превышающей 15 м, в качестве точек боковой опоры можно принимать стержни из отдельных угловых профилей. Эти стержни соединяются с решетчатыми связями. В зданиях небольшой длины и ширины их можно заанкерить в стенах. Элементы стержней связей рассчитывают на дей­ ствие силы, равной */юо силы в подкрепляемом стержне. Их гибкость не должна превышать Х=250. При расстоянии между стропильными фер­ мами, равном 3 м, обычно применяют угловой профиль 60X60X6. При пролете 9—12 м обычно используют два стержня связей жесткости, а при большей величине пролета — три. Большое количество связей за­

С уменьшением угла наклона раскосов увеличивается их длина, возра­ стают осевые силы, но уменьшается количество стержней. Более ажур­ ная решетка чаще всего требует меньше стали. Однако это влечет за собой увеличение расхода стали в сжатых поясах из-за увеличения их свободной длины. В трапециевидных фермах максимальная сила в верхнем поясе увеличивается незначительно, но быстро растут моменты от непосредственной нагрузки пояса. Способ расположения стержней решетки надо непосредственно связывать с видом применяемых профи­

312

лей. Оказывает свое влияние здесь и решение узлов, а также стоимость и трудоемкость их выполнения. Правильность решения можно подтвер­ дить только путем сравнения нескольких схем при учете определенных обстоятельств. Преобладающей тенденцией является применение пане­ лей верхнего пояса небольшой длины.

Жесткость в вертикальной плоскости и в плоскости, перпендикуляр­ ной к ней. Жесткость легких стропильных ферм в вертикальной плоско­ сти чаще всего меньше, чем в обычных кровельных конструкциях. Это является следствием исключения из применения фасонок, большей гиб­ кости поясов и решетки, а иногда и меньшей конструктивной высоты. В этих случаях появляются большие вертикальные прогибы стропиль­ ных ферм.

Еще меньшую жесткость показывают легкие стропильные фермы, у которых плоскость перпендикулярна вертикальной плоскости. Для по­ вышения этой жесткости рекомендуется нижний пояс делать из профи­ лей, а не из круглых стержней, как это практиковалось до недавнего времени. Желательно также увеличивать жесткость на кручение. При большой величине пролетов желательно проектировать фермы треуголь­ ного сечения, причем следует увеличить ширину верхнего или нижнего пояса. Но при этом следует учитывать увеличение расхода стали. Целе­ сообразно также проектировать пояса замкнутого сечения, однако при формировании узлов возникают трудности, что довольно часто приводит к росту затрат на изготовление конструкции.

9.3.2. Плоские стропильные фермы

Двухскатные легкие стропильные фермы из горячекатаных профилей при пролетах 12— 18 м проектируют чаще всего по схемам, приведенным

ствует снижению затрат на изготовление ферм. Узлы унифицированы. Однако такое решение требует применения меньшей конструктивной вы­ соты, не превышающей '/isL. При пролетах около 18 м целесообразно де-

лать нижний пояс в форме ломаной линии, имеющей вид параболы (ме­ жду узлами отрезки пояса прямые). Такого рода форма пояса приводит к значительному уменьшению сил в стержнях решетки. В рассматривае­ мых фермах целесообразно брать высоту в центре ее пролета ‘/isL— lli0L. Наиболее рациональная высота 7i2-L

Решетка в стропильных фермах с параллельными поясами обычно делается типа N или V (рис. 9-11,а и б); тогда достаточно применения отдельных круглых стержней. В фермах с параболическим нижним поя­ сом чаще всего используют крестообразную решетку со стойками (рис. 9-11,0). Крестообразная решетка очень экономична, так как при­ нимается, что раскосы работают только на растяжение. Проектируются они из отдельных круглых стержней диаметром не более 16 мм. Стойки целесообразно делать из профилей, например из двух установленных крестообразно уголков, из труб круглого или квадратного сечения, со­ ставленных из двух угловых профилей и т. п. Добавление центрального пояса позволяет уменьшить свободную длину стоек при продольном из­ гибе в плоскости решетки (рис. 9-11,г). В этом случае сечение стойки нужно проектировать так, чтобы радиус инерции при расчете гибкости iy продольного изгиба из плоскости решетки был в 2,5 раза больше ра­ диуса инерции ix в плоскости решетки. Это легко достигается при лот­ ковом сечении, составленном из двух угловых профилей.

Не рекомендуется применять решения, в которых сжатые стойки или раскосы стропильной фермы проектируются из двух или трех круглых стержней. Отдельные ветви тогда соединяются в один элемент с помо­ щью коротких отрезков круглого стержня, выполняющего роль соедини­ тельной планки. Оказывается, что такой составной сжатый стержень работает неравномерно, так как некоторые его ветви значительно пере­ гружены. Во время проведения испытаний, проводившихся до разруше­ ния фермы, часто приходилось сталкиваться со случаем, когда один из составляющих стержней стойки или раскоса начинал совместно рабо­ тать в передаче нагрузок довольно поздно, что вызывало снижение коэф­ фициента надежности элемента. В растянутых стержнях это явление то­ же существует, но имеет меньшее значение.

Стропильные фермы с крестообразной решеткой очень гибкие. При пролетах более 14 м их транспортирование в полностью смонтирован­ ном виде становится невозможным, так как во время погрузки, разгруз­ ки или перевозки они прогибаются, а средства, предохраняющие от этого, не всегда эффективны. Такую ферму следует разделить на две части.

Для двухскатных крыш с наклоном ската крыши, большим, чем 1 :5, не следует применять решетчатые фермы, показанные на рис. 9-11. На­ чиная от ската 1 :4, наиболее правильным является решение в виде трех­ шарнирной системы с затяжкой. Такие фермы делают из двух одинако­ вых половин, пояса которых параллельны (рис. 9-12). Каждая полови­ на фермы с затяжкой имеет решение, близкое к решетчатому прогону. При высоких крышах следурт применять только решение с затяжкой (рис. 9-13). Затяжку обычно крепят внизу; если же надо использовать пространство между половинками фермы, то крепят выше.

314