Вопрос №28 Конструирование узлов тяжелых ферм.

В тяжелых фермах необходимо более строго выдерживать центриро­вание стержней в узлах по осям, проходящим через центры тяжести, так как даже при небольших эксцентриситетах большие усилия в стержнях вызывают значительные моменты, которые необходимо учитывать при расчете ферм.

В тяжелых фермах допускается эксцентриситет не более 1,5 % высо­ты сечения пояса. При изменении в месте стыков сечения пояса за ось пояса принимается осредненная линия центров тяжести. Монтажные стыки располагаются в узлах или около узлов, так как в тяжелых фер­мах стержни отправляются с завода отдельными элементами. Стыки по­ясов вне узлов конструктивно несколько проще и рекомендуются в слу­чае эксплуатации ферм при температуре ниже -40⁰С. Однако разме­щение стыков по оси узлов также часто применяется, особенно при бол­товых соединениях. Это упрощает разбивку фермы на отправочные элементы и сокращает общее количество болтов.

Монтажные соединения в сварных фермах, особенно при работе ферм на динамические нагрузки, часто конструируются на высокопроч­ных болтах (рис.9.30,а), что значительно упрощает монтажные работы и обеспечивает высокую надежность конструкции.

Слабая напряженность краев фасонок позволяет устраивать в них выкружки, которые снижают концентрацию напряжений в местах при­мыкания раскосов. Устройство выкружек особенно полезно в сварных узлах при работе конструкции на динамические воздействия.

Из-за наличия в центре узла повышенных напряжений полезно иметь утолщение пояса в пределах узла. Это утолщение получается а узлах на заклепках или болтах благодаря узловым фасонкам и накладкам (рис.9.30); в сварных фермах рационально в пределах узла) увеличивать толщину вертикалов пояса.

Узлы на болтах или заклепках. При Н-образном или швеллерном сечениях стержней, имеющих глад­кую наружную поверхность, простыми и надежными являются узлы на фасонках, соединяющих с наружной стороны все подходящие к узлу стержни (рис.9.30,а).

К фасонкам прикрепляют только вертикальные элементы стержней, через которые передаются и усилия с горизонтальных листов сечения. Такое прикрепление позволяет сверлить вес отверстия по плоским кондукторам на многошпиндельных станках; монтажную клепку или за­крепление болтов производят с наружной стороны узла на вертикальных плоскостях.

Жесткость узла при Н-образных сечениях обеспечивается соедини-­ тельным листом, а при швеллерных сечениях стержней — постановкой концевых планок. Наиболее эффективно с точки зрения работы узла ставить планки у начала прикрепления стержня к фасонкам (рис. 9.30,б). К тому же такая постановка планок не загромождает внутреннюю полость узла. Чтобы сделать более доступной внутреннюю полость швеллерного сечения, целесообразно в центре узла полки швеллерных поясов ферм перекрывать уголками, поставленными с наружной стороны узла (рис.9.30,б).

Вопрос №29. Опорные и ключевые шарниры арок. Наиболее сложными конструктивными узлами в арках, так же как и в рамах, являются опорные и ключевые шарниры. Опорные шарниры могут быть трех тиков: плиточные, пятниковые и балансирные. Сквоз­ные арки около опоры, как правило, переходят в сплошное сечение (рис.17.13), поэтому опорные шарниры в сплошных и сквозных ар­ках имеют одинаковую конструкцию.

Плиточные шарниры (рис.17.19,а) имеют наиболее простую конст­рукцию. Применяются они при сравнительно небольших опорных дав­лениях и преимущественно при вертикальном положении примыкаю­щей к шарниру части арки.

Пятниковые шарниры (рис.17.19,б) имеют специальное опорное гнездо — пятник, в которой вставляется закругленная опорная часть арки. Пятник обычно делают литым или сварным из листовой стали.

В месте передачи опорного давления стенку и пояса арки укрепля­ют ребрами жесткости. Пятник прикрепляют анкерными болтами к фундаменту.

Балансирные шарниры (рис.17.19,в) применяют в наиболее тяже­лых арках и рамах. Конструкция их состоит из верхнего и нижнего ба­лансиров, в гнезда которых укладывают плотно пригнанную цилиндри­ческую цапфу. Арку прикрепляют к верхнему балансиру через плиту, которую приваривают к контуру опорного сечения арки и притягивают болтами к балансиру. Торцы опорных сечений арки обычно фрезеруют. В соответствии с допускаемыми давлениями на фундамент нижний ба­лансир обычно имеет большую площадь опирания, чем верхний.

Для восприятия отрицательных реакций от действия ветра может появиться необходимость прикрепления легких и высоких арок к опорам анкерными болтами. Анкеры следует располагать по оси арки, чтобы они не мешали свободному повороту конструкции в опорных шарнирах (рис ,а); закрепляют анкеры в консолях, приваренных к стен­ке арки.

Ключевые шарниры могут быть плиточными (рис,а) или балансирными (рис,б) и проектируются аналогично опорным. В ключе легких арок могут применяться также листовые (рис,в) или болтовые (рис.,а) шарниры.

В листовом шарнире нормальные силы передаются через горизон­тально расположенный по оси шарнира лист, который в силу своей гиб­кости не препятствует повороту сечения (рис.17.20,в); к этому лис­ту прикрепляют примыкающие к шарниру связи. Шарнирное сопряже­ние в ключе может быть осуществлено и па фланцах, если гибкость их будет достаточной для получения требуемых углов поворота. Фланце­вые, листовые и болтовые шарниры могут передавать как сжимающие, так и растягивающие продольные силы. В плиточном и балансирном ключевых шарнирах для передачи растягивающих сил, возможных при сильном действии ветрового отсоса, следует соединять полуарки гори­зонтальными листами, проходящими по оси шарнира