8. Основные принципы проектирования узлов легких ферм

К легким относят фермы пролетами до 50 м и усилиями в поясах, не превышающими 4000 кН. Наиболее экономично по расходу стали получаются стержни из круглых электросварных труб; из труб п/ц квадратного сечения. Типовые фермы производятся из типовых уголков: равносторонних / равнобоких. Принципы- чтобы была центровка (оси пересек в 1 точке), расечт свар швов (длину шва). Одно из основных направлений, способствующих экономии стали – применение стальных трубчатых конструкций. Средняя экономия – 20%, по сравнению с уголками, если сталь повышенной прочности – 30%. Кроме того, в них снижается трудоемкость изготовления за счет снижения объемов сварочных работ. Узловые соединения м.б.: бесфасоночные; с узловыми фасонками и с узловыми вставками (быв цилиндр, призматич, сферич формы). Бесфасоночные наиболее выгодные по расходу стали. Они используются при угле наклона раскоса к поясу более 30% и соотношение диаметров труб д.б. не менее 1/3. Бесфасоночный сплющенный узел – самый простой в изготовлении, но менее надежный в работе, следовательно усилие в нем небольшое, применяются узлы, когда нет оборудования для фигурной резки труб. Узлы с фасонками треб большого кол-ва Ме. Самое большое усилие выдерживает фасоночный узел, но рекомендуется его применять при соответствующих основаниях, т.к. большой расход стали, вследствие чего происходит утяжеление конструкции. Допустимая разница толщин фасонок в смежных узлах – 2 мм. 

Пояса и решетка крепятся к фасонке фланговыми швами. Фасонки для этого выпускаются за обушки поясных уголков на 10¸15 мм. Для снижения концентрации напряжений фланговые швы в месте окончания уголков заводятся на торцы стержня на 20 мм. По этой же причине угол между элементом фермы и краем фасонки должен быть не менее 15^o. Расстояние между фланговыми швами поясов и элементов решетки в узлах здесь и далее должно быть не менее  мм, но не более 80 мм (здесь  толщина фасонки). Конструкция узла нижнего пояса без его стыка приведена на рис.

Сварные стыки: 1)с вкладышами; 2) с накладками; 3) с переходным конусом, 4) с трубчатой втулкой.

Узлы с узловыми вставками: пустотелая шаровая вставка, кольцевая фасонка, вкладыш, переходной конус.

8. Балки клеедощатые и клеефанерные. Конструкции, расчет, изготовление.

СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

Клеенодощатые балки по форме поер сеч: - односкатные, - двухскатные, - ломаные, - гнутые.

Преимущества: 1) работает как монолитная, 2) может быть большое поперечное сечение, 3) длина балки > 6м, отдельные доски стыкуются по длине с помощью зубчатого шипа. Такая балка не имеет стыка и след. ослабляющего сечения, 4) рациональное размещение доски различного качества по высоте.

Для пролетов от 6 до 24 м в качестве основных несущих конструкций применяют балки, склеенные из досок плашмя. Ширину балок целесообразно принимать min, определенной из условия опирания панелей и жесткости балки. Уклон верхней грани 2,5-10 %.

Длина балок наиб эффект до 18 м. Расчет к/д балок производ на изгиб по однопрол свободноопертой схеме, неравномерн распред нагр от собств веса, покрыт и массы снега.

Д/к балки с большим значением h/b подлежат проверке на устойчивость. Все д/к балки рассчитываются как балки цельного сечения, но при расчете вводятся спец. коэффициенты, кот. учитывает форму балки поперечного сечения и толщину швов склеивания. σu=M/W≤mδ∙mc∙Ru , где: mδ - коэф. условия работы, учитыв. размеры попер. сечения, mc - коэф. условия работы, учитыв. толщину слоев, Ru - расчетное сопротивление.

Для балки прямоугольного сечения из пакета досок необходимо произвести расчет на устойчивость. σ_u=M/(φ_м∙W) ≤mδ∙mc∙Ru Устойчивость балок двутаврового сечения производится тогда, когда Lр>7b, b – ширина сжатого пояса

Проверка устойчивости 2-тавр. сечения:

-коэфф. продольного изгиба сжатого пояса, Rc – расчетное сопротивление сжатию.

Балки таврового сечения: Если нагрузка приложена к нижнему поясу, то необходимо выполнить проверку на отрыв нижней полки. N ≤ 4b∙c , где с - ширина опирания нагрузки; b - толщина стенки.Кроме расчета на прочность выполняют расчет на прогиб:

f=f₀/(k∙[1+c(h/l)2]), где с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечных сил; k – коэффициент, учитывающий переменную высоту сечения; f₀ - прогиб балки постоянного сечения высотой h.

Клеефанер. балки, конст-ции и расчет, особен. изг-ния.

1) Балка постоянной высоты: Расположение наружных слоев по оси балки для лучш. использ-ния несущей способности фанеры. При продольном расположении волокон модуль упругости фанеры на 50% прибл. выше, чем при поперечном. Продольное расположение слоев позволяет стыковать фанеру на ус. При поперечном – используют накладки. 2) Двускатные балки. 3) Балки с криволинейным очертанием верхнего пояса. Одним из важнейших преимущ. клеефанерной балки с криволинейным поясом по сравнению с двускатной является то, что они не имеют стыка в коньке и поэтому могут быть выполнены полностью безметалльной, что делает их более пригодными к применению в агрессивных средах. Клеефанерные балки с плоской фанерной стенкой рекомендуется применять для пролетов до 15 м. Высота балок h=(1/8-1/12)L.

Для повышения устойчивости стенки: 1) устраивают ребра жесткости и 2) выполняют волнистую стенку.

Расчет клеефанерной балки с плоской стенкой произв-ся с учетом работы фанер. стенки на нормальные напряжения: σ_р=M/Wпр≤R, где Wпр - приведенный к материалу поясов момент сопротивления. Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеефанерной балки может быть двутавровым или коробчатым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется более эффективно.

Волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки. Кроме того, продольное расположение волокон наружных шпонов позволяет стыковать фанеру «на ус». Нет имеют стыка в коньке, безметалльными, пригодными к агрессивной среде.