yandbtm

консольних моментів:

Беремо tA = 28 мм. При чотирьох болтах несуча здатність кожного з них при умові симетричного їх розташування відносно

Беремо болти діаметром 20 мм. Після визначення необхідно перевірити їх розташування у з’єднанні. Констатуємо, що всі розміри обрані правильно.

3.8. Монтажні вузли

Ферми прольотами більше ніж 18 м виготовляють на заводах у вигляді двох – трьох елементів для зручності транспортування до будівельного майданчика. Після доставки цих елементів виконується їх збирання в монтажних вузлах, конструктивне рішення яких залежить від типу перерізів елементів ферми. Головною вимогою щодо монтажних вузлів залишається забезпечення їх міцності не меншої ніж міцність кожного з відправних елементів, враховуючи той факт, що ці вузли розташовані в середині прольотів ферм, де зусилля в поясах досягають значної величини.

Приклад 3.8.1. Розрахувати монтажний вузол верхнього пояса ферми з парних кутиків на розрізній фасонці (див. рис. 2.5) при

131

( Ry = 24 кН/см2, Rwf = 18 кН/см2).

Зусилля в елементах пояса N в місці розриву кутиків мають бути сприйняті умовним тавровим перерізом, який складається з горизонтальних накладок і ділянки фасонки довжиною (по висоті вузла), що дорівнює подвоєній ширині вертикально розміщених полок поясних кутиків. Сумарна площа накладок (їх дві на рис. 2.5), що входять до цього перерізу, з урахуванням збільшення зусилля N на 20 % за рахунок нечіткості роботи стика визначається за формулою (2.5):

å Aн ³ 1,2 ×370× - 2 ×12,5×0,1 =16 см2. 24 1

Беремо ширину кожної з накладок на 15 мм більше за ширину полки кутика (для можливості розміщення монтажних швів), а саме

140 мм. Тоді їх товщина повинна бути 16 = 0,57 см. Беремо

14 × 2

товщину накладок 6 мм, тобто площа кожної з них складає

14 ×0,6 = 8,4 см2.

Враховуючи рекомендації, що викладені в п. 2.2 щодо призначення розмірів вертикальних накладок, призначаємо їх товщину – 10 мм, а ширину – 140 мм з урахуванням необхідності розміщення монтажних болтів, діаметр яких, як правило, дорівнює 20 мм; зазору між напівфасонками – 20 мм і товщини перпендикулярної фасонки, яка служить для кріплення в’язей – 10 мм (2 ×1,5× 20 + 20 + 2 ×1,5× 20 =140 мм). Висоту вертикальних накладок беруть по більшому зі значень, одержаному за трьома умовами:

- по включенню фасонки в роботу стика hф ³ 2b = 2 ×125 = 250 мм;

- по конструктивним міркуванням hф ³ 250 мм;

132

- по розміщенню зварних швів, що прикріплюють накладки до напівфасонок. Ці шви розраховують на більше з двох зусиль

Остаточно беруть висоту вертикальних накладок 250 мм. Довжину горизонтальних накладок призначають за умови

розміщення зварних швів, якими вони кріпляться до полок кутиків. Зусилля, що сприймається швами на один бік від стика, визначається за несучою здатністю цих накладок å A× Ry .

При b f k f = 0,7 ×5 = 3,5 мм:

Таким чином довжина кожної з накладок з урахуванням ширини вертикальної накладки 140 мм і зазорів між нею і торцями кутиків 40 мм дорівнює 170 + 40 +140 + 40 +170 = 560 мм.

Монтажний стик нижнього пояса розраховується ідентично. Приклад 3.8.2. Розрахувати монтажний стик верхнього пояса

ферми з поясами з таврів на високоміцних болтах при таких вихідних даних: верхній пояс запроектований з таврів

( Rbh = 77 кН/см2), діаметр болтів 20 мм ( Abn = 2,45 см2), коефіцієнти тертя μ = 0,42, γh = 1,12 .

Монтажний стик перекривається трьома горизонтальними накладками по полиці та двома вертикальними по стінці. Сумарна площа всіх накладок має бути не менше

å Aн ³ 1,2 ×650× = 32,5 см2. 24 1

133

Візьмемо верхню горизонтальну накладку з листа 230х6 мм, дві нижні (під полкою) – по 100х6 мм і дві вертикальні – по 120х6 мм (рис. 3.15). Сумарна площа накладок:

23× 0,6 + 2×10 × 0,6 + 2 ×12 ×0,6 = 40,2 см2 >32,5 см.

Необхідну кількість високоміцних болтів розраховуємо виходячи з несучої здатності кожної групи накладок.

Рис. 3.15. Монтажний стик верхнього пояса на високоміцних болтах

Несуча здатність поясних накладок (23× 0,6 + 2×10× 0,6)24 = 619,2 кН, а вертикальних накладок 2 ×12 ×0,6× 24 = 345,6 кН.

Розрахункове зусилля, що сприймається одним болтом діаметром 20 мм при коефіцієнті умов роботи з’єднання 0,9 (попередньо вважаємо, що кількість болтів менше 10) і при двох площинах тертя дорівнює:

Qbh = 77 ×0,9× 2,45 01,,1242 ×2 =127,3 кН.

Тоді необхідна кількість болтів з кожного боку від стика для горизонтальних накладок:

127619,,32 = 4,86 ® 6 болтів,

134

для вертикальних накладок:

127345,,36 = 2,71→ 3 болта.

Розміщуємо розрахункову кількість болтів по довжині накладок – два ряди болтів по полицям. При зазорі між таврами 20 мм мінімальна довжина дорівнює:

2(1,3d + 2 ×3d +1,3d )+ 20 = 2(1,3× 20 + 2 ×3× 20 +1,3× 20)+ 20 = 364 мм.

Беремо довжини всіх планок – 380 мм.

Запитання для самоконтролю

1.На прикладі проміжного вузла нижнього пояса ферми парних кутиків опишіть порядок його конструювання.

2.В яких випадках і яким чином утворюються заводські стики елементів різного перерізу?

3.Яким чином визначають розміри вузлових фасонок у фермах з елементами арних кутиків?

4.На прикладі одного з вузлів ферми з елементами парних кутиків покажіть різницю в конструюванні при використанні зварювання і болтів для кріплення елементів до фасонок.

5.Для чого змінюють розміри перерізів по довжині поясів і як утворюється такий вузол у фермах з поясами парних кутиків?

6.Які існують варіанти і як конструюються монтажні вузли ферм з елементами парних кутиків?

Глава 4. ПРОГОНИ

4.1. Призначення і типи прогонів

Прогони призначені для сприймання навантажень від покрівлі та передачі їх на конструкції, які розташовані нижче – кроквяні ферми, ригелі поперечних рам каркаса тощо. До прогонів закріплюють несучі елементи покрівлі, серед яких найбільш розповсюдженими є сталеві профільовані листи. Саме несуча здатність останніх диктує крок прогонів, який, як правило, не перевищує розміри панелей верхнього пояса кроквяних ферм.

135

Прогони працюють як балки за розрізною або нерозрізною схемою. Їх розраховують на дію постійних (власна вага всіх елементів покрівлі) та тимчасових (атмосферні впливи, технологічне обладнання) навантажень. Сумісна дія цих навантажень відноситься до основного сполучення і розрахунок ведеться з урахуванням відповідних коефіцієнтів, установлених нормами проектування [5]. У разі наявності вітрового відсосу (негативного тиску вітру) необхідно виконати перевірку на цей вид навантаження.

Прогони, що закріплюються до вузлів поперечної в’язевої ферми покриття (див. п. 1.4) одночасно відіграють роль в’язевих розпорок, сприймаючи поздовжні зусилля, що виникають від дії горизонтальних навантажень, прикладених вздовж будівлі

(див. п. 1.9).

Жорсткість прогонів перевіряється під дією нормативних навантажень. Відносний розрахунковий прогин обмежується граничним значенням 1/250.

Як правило, прольот прогонів не перевищує 12 м. Тип і форма прогонів обирається за економічними міркуваннями, пов’язаними з технологічними можливостями виготовлення, наявністю і вартістю вихідних матеріалів, трудомісткістю виготовлення, типом огороджуючих конструкцій тощо. За формою прогони бувають суцільними (з холодногнутих або гарячекатаних профілів) та наскрізними.

4.2. Суцільні прогони

Основними типами перерізів прогонів з гарячекатаних профілів є швелери за ГОСТ 8240 та двотаври за ГОСТ 8239 (рис. 4.1, а).

Для виготовлення прогонів з холодногнутих профілів використовуються гнуті швелери за ГОСТ 8278, С-подібні рівнополичкові гнуті профілі за ГОСТ 8282, зетові (ГОСТ 13229) та коритоподібні (ДСТУ 2252-93) профілі (рис. 4.1, б). Крім того, в Україні представлений ряд холодногнутих профілів, які постачаються, в основному, країнами Європи за європейськими (EN 10204), німецькими (DIN 50049) та іншими нормативними документами (рис. 4.1, в).

136

Внаслідок такої операції збільшується висота профілю, матеріал концентрується ближче до крайніх волокон, що підвищує такі геометричні характеристики перерізу як момент інерції та момент опору. У результаті при зміні висоти стінки в 1,5 рази, несуча здатність перфорованого двотавра або швелера на 30 – 50% перевищує цей показник для вихідного профілю.

Прогони в покриттях з похилим або плоским покрівельним настилом розміщують з кроком 3 м з обпиранням у вузлах кроквяних ферм. В окремих випадках, за наявності великих місцевих снігових відкладень, у місцях перепаду профілю покриття – крок прогонів 1,5 м, що потребує постановки у фермах додаткових шпренгелів. У фермах, де передбачена робота верхніх поясів на позацентровий стиск, прогони розміщують поза вузлами.

Прогони закріплюють до поясів ферм за допомогою приварених коротишів, планок, гнутих листів (рис. 4.3).

А А

Рис. 4.3. Опорні кріплення прогонів

При нахиленому розміщенні площини найбільшої жорсткості прогона швелероподібні профілі треба орієнтувати кінцями полиць до гори по схилу, тому що таке розташування забезпечує кращі умови обпирання і зменшує крутіння прогону, яке виникає внаслідок позацентрового прикладання навантаження відносно центра згину перерізу.

За статичною схемою роботи прогони бувають розрізними або нерозрізними. Розрахункові зусилля в них визначають як і при розрахунку балок залежно від розрахункової схеми і кількості прольотів (табл. 4.1).

138

Конструктивно нерозрізність досягається шляхом напускання на опорі одного прогону на інший або установки накладок, зокрема з профілю подібного перерізу (рис. 4.4). У результаті більший прольотний опорний згинальний момент сприймається збільшеним перерізом при одночасному зменшенні згинального моменту в прольоті. Виходячи з епюри моментів загальну довжину напуска можна взяти (0,1 – 0,2) l. Для багатопрольотної балки згинальний момент у крайньому прольоті приблизно у два рази більший ніж у інших прольотах, тому в цих прольотах необхідно збільшувати переріз прогонів, що досягається шляхом установлення подвійних профілів.

Рис. 4.4. Стики прогонів:

а – внапусток у багатопрольотному прогоні; б – внапусток у двопрольотному прогоні; в – варіант улаштування нерозрізних

прогонів за допомогою з’єднувальної накладки

Суцільні прогони, що використовуються в скатних покриттях, сприймають навантаження в перпендикулярному і паралельному схилу напрямках. Внаслідок малої жорсткості перерізу в напрямку скатної складової прогони розкріплюють в цьому випадку тяжами,

140