Элементы фермы – их конструкция, свойства, разновидности и схема

Сечения стржней ферм

Вернуться на страницу «Фермы металлические»

Типы сечений элементов ферм

При выборе сечения элементов ферм следует отдавать предпочтение профилям с большим радиусом инерции при меньшей площади поперечного сечения. Это объясняется тем, что при работе на сжатие необходимо свести к минимуму потери материала, связанную с обеспечением устойчивости стержня: чем больше радиус инерции, тем меньше гибкость стержня, а значит и большее значение коэффициента продольного изгиба.

Наибольшее распространение в стропильных фермах получили тавровые сечения, скомпонованные из двух прокатных уголков. Эти сечения удобные в конструктивном отношении, обеспечивают простое соединение с фасонкой в узлах.

Для поясов ферм наиболее рациональными являются сечения, сформированы из двух нерпвнополочных уголков. если расчетная длина пояса в плоскости и вне плоскости фермы одинакова (lx = ly), то из условия равной прочности необходимо обеспечить равенстворадиусов инерции сечения ix и iy. В этом случае применяют неравнополочные уголки, расположенные большими полками вместе (Рис. 1.6, а), для которых ix= 0,32h и iy = 0,2b. если расчетная длина lyвдвое больше чем lx, то неравнополочные уголки следует размещать малыми полками вместе (рис. 1.6, б). Для этого сечения

2ix =iy, гдеix = 0.28h и iy= 0.24b.

Тавровое сечение из двух равнобедренного уголков (рис. 1.6, в) характеризуется соотношением радиусов инерции ix / iy= 0.8. Такое же соотношение расчетных длин соответствует сжатым элементам решетки, при этом ix = 0,3h и iy= 0,22b. Однако в практике такой тип сечения широко применяется и для поясов в связи с ограниченностью выпуска неравнополочные уголков.

Для стоек, особенно в монтажных узлах и в плоскости размещения вертикальных связей, используют крестовое сечение из двух равносторонних уголков (рис. 1.6, г), для которых радиусы инерции в обоих направлениях одинаковы (ix = 0,2h = iy= 0,2b).

Рис. 1.6. Типы сечений элементов ферм:

а – из неравнополочных уголков большими полками вместе; б — то же малыми полками вместе; в — из равнополочных уголков; г – из крестового сечения уголков; д – из таврового профиля; е — из двутавра; ж — из трубы; и — из гнутого квадратного профиля; к — из гнутого прямоугольного профиля

Учитывая возможности металлургической промышленности, сечения из двух равносторонних уголков в настоящее время являются основными для стропильных ферм, включая типовые конструкции. Использование для элементов ферм широкополочных тавров и двутавров, круглых труб и замкнутых гнутых профилей позволяет повысить эффективность конструкции благодаря более рациональному распределению материала по сечению, применению безфасоночных узлов, что обеспечивает непосредственное соединение раскосов с поясами, повышению коррозионной выносливости стержней с меньшим поверхностным соприкосновением с окружающей средой при одновременном снижении массы ферм. Так, при использовании в традиционных схемах широкополочных тавров (рис. 1.6, д) с сохранением решетки из спаренных уголков масса фермы снижается на 10-12%,вследствие сокращения расходов стали на узловые фасонки. В тавровом сечении сохраняется приближенно соотношение радиусов инерции (ix = 0,3h и iy = 0,2b), согласно сечения, скомпонованного из двух равнополочных уголков.

Прокатные широкополочные двутавры (рис. 1.6, е) применяют в поясах, работающих на местный изгиб (нагрузки приложены вне узлов). В этом случае необходимо развиватьсечение в плоскости фермы для получения большего значениямомента сопротивления. При этом ix = 0,43h и iy = 0,24b. С учетомудобства сопряжения элементов решетки с горизонтальнымиповерхностями поясов, раскосы и стойки проектируют из замкнутых гнутых профилей (рис. 1.6, и, к). Однако, в связи с технологическими сложностями их изготовления (требуется точность резкиторцов гнутых профилей в соответствии с углом наклона раскосови высококачественную сварку различных по толщине элементов), такиефермы не нашли широкого применения. Можно изготавливать решетку из горячекатаных уголков с соединением их споясами через фасонку. Однако, в этом случае возрастаеттрудоемкость изготовления ферм и материалоемкость, поэтому такойвариант возможен только при соответствующем обосновании.

В фермах из сварных труб (рис. 1.6, ж) обеспечиваетсяравнопрочность стержней за счет равенства радиусов инерцииiх = iy = 0,35d. Форма сечения исключает образование ячееккоррозии, существенно сокращает суммарную поверхность грунтовки ипокраски. Трубы обладают почти идеальной формой для сжатыхэлементов, так как при минимальной площади сечения обеспечивают высокиезначения радиусов инерции благодаря отнесению материала на определенную расстояние от центра тяжести. Вследствие этого, а также учитывая отсутствие узловых фасонок, масса трубчатых ферм на 15-20% меньше чем ферм из спаренных уголков. Несмотря на более высокую стоимость трубчатых профилей, такие фермы рациональны.

Аналогичными особенностями отличаются и фермы, спроектированные из замкнутых гнутых прямоугольных (для поясов) и квадратных (для решетки) профилей. Общим недостатком труб и замкнутых профилей является необходимость герметизации внутренних полостей для предотвращения образования ячеек коррозии.

При разработке индивидуальных геометрических схем ферм, отличающиеся генеральными размерами (другие пролеты или высоты), целесообразно ориентироваться на типовые решения, учитывая тот факт, что именно для них приспособлено технологическое оборудование заводов металлических конструкций и накоплен богатый практический опыт сборки ферм из отправочных марок по типовым монтажными узлами.

Указанные типы сечений использованы в типовых решениях ферм, разработанных в соответствии с габаритными схемами одноэтажных производственных зданий. На рис. 1.7 приведены схемы типичных стропильных ферм с членением их на отправные марки.

Типичные фермы из спаренных уголков, а также с поясами из тавров ирешеткой из двух уголков имеют треугольную решетку с дополнительнымистойками (рис.1.7, а). Аналогичные схемы используют для фермс поясами из широкополочных двутавров и круглых труб с некоторымиотступлениями, связанными с особенностями сочетания элементовв узлах.

Фермы с поясами из широкополочных тавров и перекрестной решеткой из одиночных уголков (рис. 1.7, б) отличаются простотой решения узловых соединений, где элементы решетки непосредственно соединяются с поясами электродуговой сваркой с принудительным сквозным проплавлением. При сравнительно незначительном снижении массы конструкции (до 10%) существенно сокращается трудоемкость ее изготовления (на 25-30%) за счет уменьшения количества деталей и длин сварных швов. Их рекомендуют для применения в зданиях с агрессивной средой, потому что элементы таких ферм легко доступны для нанесения антикоррозионной защиты.

Рис. 1.7. Схемы типовых ферм с параллельными поясами:

а — из спаренных уголков и тавров; б — с поясами из тавров и с решеткой из одиночных уголков; в — из замкнутых гнутых профилей

Применение легких сварных ферм с элементами из замкнутых гнутых профилей (рис. 1.7, в), выполненных с треугольной решеткой и нисходящим опорным раскосом, позволяет отказаться от пролетных решение кровли. Профилированный стальной настил непосредственно опирается на верхние пояса ферм, расположенных с шагом 4 м, что соответствует несущей способности настила. Такое решение обеспечивает снижение расхода материалов на 1 м2 покрытия примерно на 15-20%.

saitinpro.ru

Элементы фермы основные — это… Что такое Элементы фермы основные?

  • Фермы — (инж.) так назыв. основные связи, поддерживающие крышу здания или полотно моста. Соответственно этому различают стропильные и мостовые Ф. Прямая сплошная балка может перекрывать пространство лишь при ограниченной величине отверстия (деревянные и… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Соединённые Штаты Америки — (США)         (United States of America, USA).          I. Общие сведения          США государство в Северной Америке. Площадь 9,4 млн. км2. Население 216 млн. чел. (1976, оценка). Столица г. Вашингтон. В административном отношении территория США …   Большая советская энциклопедия

  • Чехословакия — (Československo)         Чехословацкая Социалистическая Республика, ЧССР (Československa socialisticka republika, ČSSR).          I. Общие сведения          ЧССР социалистическое государство в Центральной Европе. Расположено на водоразделе Дуная …   Большая советская энциклопедия

  • Ферменные конструкции МКС — Ферменные конструкции  это одна из новых технологий, использованных НАСА …   Википедия

  • Мир Gunnm — Небесный город Салем в аниме Battle Angel. Мир Gunnm  вымышленный мир, в котором происходит действие аниме и манги Bat …   Википедия

  • Мир GUNNM — Небесный город Салем в аниме Battle Angel. Мир Gunnm  вымышленный мир, в котором происходит действие аниме и манги Battle Angel (Gunnm). Сюжет разворачивается на планете Земля в далеком будущем, примерно в XXVI веке по нашему исчислению.[1]… …   Википедия

  • Бельгия —         Королевство Бельгия (Koninkrijk van Belgie, Royaume de Belgique).         I. Общие сведения          Б. государство в Западной Европе. Граничит на Ю. З. с Францией, на С. с Нидерландами, на В. с ФРГ и Люксембургом. На С. З. омывается… …   Большая советская энциклопедия

  • Монгольская Народная Республика — (Бугд Найрамдах Монгол Ард Улс)         МНР (БНМАУ).          I. Общие сведения          МНР государство в Центральной Азии. Граничит с СССР и КНР. Площадь 1565 тыс. км2. Население 1377,9 тыс. чел. (начало 1974). Столица г. Улан Батор.          В …   Большая советская энциклопедия

  • Румыния — (România)         Социалистическая Республика Румыния, СРР (Republica Socialistă România).          I. Общие сведения          Р. социалистическое государство в южной части Европы, в основном в бассейне нижнего Дуная. На В. омывается Чёрным морем …   Большая советская энциклопедия

  • Z1 (элемент МКС) — Ферменные конструкции, это одна из новых технологий, использованных НАСА при строительстве Международной космической станции. Фермы, доставляемые на орбиту шаттлом, монтируются его экипажем и служат для негерметичного хранения грузов, установки… …   Википедия

  • МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ МОСТ — мост, пролётное строение к рого выполнено из металла (в осн. из углеродистой горячекатаной или низколегированной стали). В М. м. с большими пролётами применяют сталь повыш. прочности с легирующими добавками. Опоры М. м. сооружают обычно из бетона …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • construction_materials.academic.ru

    Ферма (конструкция) Википедия

    Ферма ж/д моста, используемая в конструкции антенны АДУ-1000.
    Ферменный мост для пешеходов, однопутной железной дороги и поддержки трубопровода.
    Египетский корабль с верёвочной фермой, самым старым известным использованием стропил. Фермы не употреблялись до римской эпохи.

    Фе́рма (фр. ferme, от лат. firmus ‘прочный’) — стержневая система в строительной механике, остающаяся геометрически неизменяемой после замены её жёстких узлов шарнирными. В элементах фермы, при отсутствии расцентровки стержней и внеузловой нагрузки, возникают только усилия растяжения-сжатия. Фермы образуются из прямолинейных стержней, соединённых в узлах[1] в геометрически неизменяемую систему, к которой нагрузка прикладывается только в узлах[2].

    К фермам с оговоркой можно отнести шпренгельные балки, представляющие собой комбинацию двух- или трёхпролётной неразрезной балки и подпружной тяги; они характерны для стальных и деревянных конструкций, с верхним поясом из неразрезного прокатного профиля (пиленые брусья или пакеты клееных досок). Также могут быть шпренгельные железобетонные фермы небольших пролётов.

    Этимология[ | ]

    Слово «ферма» происходит от фр. ferme, которое в свою очередь восходит к лат. firmus (прочный).

    Англоязычный эквивалент (англ. truss) происходит от старого французского слова фр. trousse, примерно от 1200 года н. э., что означает «вещи, собранные вместе»[3][4]. Термин truss (ферма) часто используется для описания любой сборки элементов — таких, ка

    ru-wiki.ru

    Подбор сечений элементов ферм

    Определение площади сечения элемента

    Стержни ферм работают в основном на осевые силы: на растяжение или на сжатие.

    Для стержней стропильных ферм наиболее конструктивно удобным, а потому и наиболее распространенным, является сечение, составленное из двух уголков в виде тавра.


    Сечения элементов стропильных ферм


    Благодаря наличию в сечении двух одинаковых элементов получается симметричная относительно вертикальной плоскости конструкция. Узлы ферм образуются с помощью фасонных листов (фасонок), к которым с двух сторон прикрепляются стержни поясов и решетки.

    Сечения из двух уголков, расставленных на величину, необходимую для пропуска фасонки, могут быть скомпонованы из равнобоких и неравнобоких уголков, поставленных широкими или узкими полками в стороны. Возможны и другие сечения. Определение требуемой площади сечения растянутого элемента производится в соответствии с формулой (6.I):

    В растянутых элементах форма поперечного сечения не играет особой роли. Однако принятые сечения должны быть жесткого профиля, чтобы ферма не могла деформироваться во время транспортировки и монтажа, а сам элемент — сильно прогибаться от собственного веса; поэтому НиТУ не допускают гибкости растянутых элементов больше 400 (смотрите таблицу Предельная гибкость λ сжатых и растянутых элементов).

    Определение требуемой площади сечения сжатого элемента производится в соответствии с формулой (8.I):

     

    При заданных усилии N и расчетном сопротивлении R минимальная площадь сечения получится при максимальном значении коэффициента φ, который определяется по таблице Коэффициенты φ продольного изгиба центрально сжатых элементов в зависимости от гибкости элемента λ.

    Следовательно, задачу определения требуемой площади сечения сжатого стержня приходится решать методом последовательного приближения, задаваясь предварительно различными значениями φ.

    Для первого приближения можно задаться следующими значениями коэффициента φ: для поясов φ = 0,65 / 0,8, для элементов решетки φ = 0,5 / 0,6.

    Определение требуемой площади сечения верхнего пояса как сжато-изогнутого элемента (при наличии местного изгиба пояса в беспрогонном покрытии) производится в соответствии с формулой (17.II):

    В этом случае площадь сечения также приходится подбирать путем ряда попыток.

    Таким образом, основными характеристиками, влияющими на выбор типа сечения сжатого и сжато-изогнутого элементов ферм, являются коэффициенты φ и φвн, зависящие от гибкости элемента, которая в свою очередь зависит от расчетной длины элемента l0.

    «Проектирование стальных конструкций»,
    К.К.Муханов

    Пример. Расчет стропильной фермы. Требуется рассчитать и подобрать сечения элементов стропильной фермы промышленного здания. На ферме посередине пролета расположен фонарь высотой 4 м. Пролет фермы L = 24 м; расстояние между фермами b = 6 м; панель фермы d = 3 м. Кровля теплая по крупнопанельным железобетонным плитам размером 6 X 1,6 м. Снеговой район…

    При подборе сечений элементов ферм необходимо стремиться к возможно меньшему числу различных номеров и калибров уголковых профилей в целях упрощения прокатки и удешевления транспортировки металла (поскольку прокатка на заводах специализирована по профилям). Обычно удается рационально подобрать сечения элементов стропильных ферм, применяя уголки в пределах 5 — 6 различных калибров сортамента. Подбор сечений начинается со сжатого…

    В критическом состоянии потеря устойчивости сжатого стержня возможна в любом направлении. Рассмотрим два главных направления — в плоскости фермы и из плоскости фермы. Возможная деформация верхнего пояса фермы при потере устойчивости в плоскости фермы может произойти так, как показано на фигуре, а, т. е. между узлами фермы. Такая форма деформации соответствует основному случаю продольного изгиба…

    Выбор типа уголков для верхнего сжатого пояса стропильных ферм производится с учетом минимального расхода металла, обеспечения равноустойчивости пояса во всех направлениях, а также создания необходимой для удобства транспортировки и монтажа жесткости из плоскости фермы. Так как расчетные длины пояса в плоскости и из плоскости фермы во многих случаях значительно отличаются друг от друга (lу =…

    www.ktovdome.ru