22. Проектирование опорных узлов ферм.

 Конструирование ферм начинается с вычерчивания осевых линий, образующих геометрическую схему конструкции, в соответствии с конфигурацией фермы и ее основными размерами. Сходящиеся в узлах осевые линии элементов должны пересекаться в центре узла.

На осевые линии наносятся контуры стержней, которые привязываются к осям по центрам тяжести сечения, при этом в сварных фермах расстояние от центра тяжести до обушка (привязка) округляется в большую сторону до целого числа, кратного 5 мм. В фермах с болтовыми соединениями уголки привязываются к осям по рискам, ближайшим к обушку.

Когда сечение пояса по длине фермы меняется, в геометрической схеме принимается одна осевая линия, при этом верхняя грань пояса сохраняется на одном уровне для удобства опирания примыкающих элементов. Смещение осей поясов ферм при изменении сечения допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5% меньшей высоты сечения пояса.

Фасонки, с помощью которых образуются узлы ферм, принимаются простого очертания, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков.

Фасонки выпускаются за обушки поясных уголков на 15 – 20 мм для возможности наложения сварных швов. В местах установки прогонов, прикрепленных к уголковым коротышам, и в местах усиления пояса накладками при опирании железобетонных плит на верхний пояс фасонку не доводят (утапливают) до обушка уголков на 10 – 15 мм.

Угол между краем фасонки и элементами решетки принимается не менее 15º для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации напряжений.

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.

При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опирание ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опирания стропильной фермы на подстропильную.

При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку.

Опорное давление Fф передается на опорный столик. Опорный столик делают из листа t=30...40 мм при небольшом опорном давлении (Fф < ф. Опорный фланец крепят к полке колонны на болтах грубой или нормальной точности, которые ставят в отверстия на 3-4 мм больше диаметра болтов, чтобы они не могли воспринять опорную реакцию фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик.

  Рис. 38. Опорные узлы ферм:1 – ребро жесткости; 2 – опорная стойка; 3 – ребро с овальными отверстиями;4 – ребро для крепления вертикальной связи; 5 – шайба

23. Проектирование промежуточных узлов ферм.

В фермах из парных уголков стержни в узлах объединяются посредством фасонок, расположенных между уголками. Уголки к фасонкам крепятся при помощи сварки, реже на болтах

При расчете узлов сварных ферм из парных уголков определяются размеры и катеты сварных швов и назначаются габариты фасонок..

Число различных по толщине швов на всю ферму не должно превышать 3…4.

По возможности фасонки выпускают за обушки поясных уголков на 10…20 мм. В местах опирания на верхний пояс прогонов или плит покрытия фасонки утапливают на 10… 15 мм.

В узлах ферм, где проектируется изменение сечения поясов, пояса следует перекрывать накладками, не включая, как правило в работу стыка фасонку, работающую на перераспределение усилий между стержнями, примыкающими к узлу. Можно фасонку включать в работу стыка, если продолжить ее за узел фермы

Габариты фасонок определяются по необходимой длине сварных швов крепления элементов. Следует стремиться к простейшим очертаниям фасонок (квадрат, прямоугольник, прямоугольная трапеция), чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков. Целесообразно унифицировать размеры фасонок и иметь на ферму не более одного-двух типоразмеров. Высоту фасонки рекомендуется принимать в соответствии со стандартным размером ширины листа.

Для крепления прогонов к верхнему поясу фермы приваривают уголок с отверстиями для болтов (см. рис. 6, г). В местах опирания крупнопанельных плит верхний пояс фермы для предотвращения отгиба полок усиливают листовыми накладками t = 12 мм, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м.

В узлах ферм, где проектируется изменение сечения поясов, пояса следует перекрывать накладками, не включая, как правило в работу стыка фасонку, работающую на перераспределение усилий между стержнями, примыкающими к узлу. Можно фасонку включать в работу стыка, если продолжить ее за узел фермы (см. рис. 6, в). Стык поясов можно перекрывать листовыми или уголковыми накладками со срезанными полками и обработанными обушками Фасонки прикреплять к поясу рекомендуется сплошными швами минимальной толщины. По возможности фасонки выпускают за обушки поясных уголков на 10…20 мм.

В узлах, где к фасонке крепятся пояса, вначале рекомендуется рассчитать длины швов для крепления раскосов и стоек, затем законструировать узел и назначить длину фасонки такой, чтобы на ней размещались швы элементов решетки.

Элементы фермы из парных уголков соединяются между со­бой в узле с помощью фасонки — листа, вводимого в зазоры между уголками.  Форма и размеры фасонки получаются в про­цессе конструирования узла, последовательность которого рас­смотрим на примере промежуточного узла нижнего поя­са (рис. 36). Вначале наносят оси стержней, пересекающиеся в одной точке — центре узла. Затем для каждого стержня от его оси откладывают расстояние от центра тяжести сечения до обуш­ков уголков z0а также — ширину и толщину полки уголка и через полученные точки проводят линии, параллельные оси стержня. 

Рис. 36. Промежуточный узел нижнего пояса фермы из уголков.

Уголки элементов решетки обрезают перпендикулярно оси с таким расчетом, чтобы в целях уменьшения сварочных на­пряжений в фасонке между краями элементов решетки и пояса оставался зазор не менее  а = 6 t - 20 мм, но не более 80 мм (t—тол­щина фасонки, мм). Далее определяют необходимые длины сварных швов, крепя­щих элементы решетки к фасонке.

Каждый уголок приваривается угловыми швами по обушку и перу. Усилия, действующие в элементе, распределяются между этими швами, как между опорами балки с пролетом, равным ширине полки уголка

Полученные по формулам (24) длины швов откладываются от торцов уголков стержней решетки, сходящихся в узле. Для уменьшения концентрации напряжений СНиП II-23-81* требует выводить сварные швы на торец прикрепляемого элемента на длину 20 мм.

  Рис. 37.

Промежуточные узлы верхнего пояса фермы из уголков

Промежуточные узлы по верхнему поясу фермы имеют неко­торые особенности (рис. 37, а). Для обеспечения нормального опирания прогонов или плит покрытия фасонку не выводят за пределы пояса, а утапливают на 7—10 мм. Чтобы уголки не рас­ходились, зазор между ними заплавляют.