Металеві конструкції

ФЕРМИ ЗІ ЗВАРНИХ ТРУБ

У кроквяних фермах з труб порівняно з ферма­ми зі загальних профілів при рівноцінних марках сталей і однакових умовах навантаження та екс­плуатації досягається економія сталі 15...20 %. У випадках застосування високоміцних сталей з розрахунковим опором 400...500 МПа можна до­сягнути зменшення витрат сталі до 30...40 %. Крім того, за рахунок скорочення обсягу зварних робіт трубчасті ферми мають меншу тру­домісткість виготовлення.

При проектуванні кроквяних ферм із круглих труб перевага надається конструктивним схемам,
які мають трикутну решітку з поєднанням у вуз­лах не більше двох стержнів. Шпренгельні решіт­ки в трубчастих фермах застосовувати не реко­мендується внаслідок складності конструктивного рішення вузлів.

Для легких сталевих труб використовують зварні гірямошовні труби діаметром від 50 до 426 мм, товщиною 2...10 мм. За умови місцевої стійкості товщина стінки стиснених труб повинна бути не меншою за 0,864 л/сГ.

Вертикальне Горизонтальна ребро і пластина

Rzt^zл орсткосі

Кільцева фасонка ним ребром

О П р

Рис. 6.19. Вузли наскрізних конструкцій зі стержнями з круглих труб (а—р).

У практиці проектування товщину стінки труби t приймають залежно від зовнішнього діа­метра d:

При 50 < d < 100 мм t > -^г(2...4 мм);

Zt)

При 100 < d < 150 мм 3,5...5 мм);

ЗО

T> (понад 4,5 мм).

Поперечний переріз розтягнених елементів ферм приймають з труб діаметром понад 50 мм і товщиною не менше 2 мм.

Потрібну площу перерізу розтягненого еле­мента ферми визначають за формулою (6.4)

A

YcRy

Це N — розрахункове зусилля, кН; ус = 0,95 для розтягнених елементів (таблиця додатка 3); Ry — розрахунковий опір, МПа; приймається за лис­товим прокатом, з якого виготовлено зварні труби.

За площею Ас:Л визначають переріз труби, її діаметр та товщину. Діаметр труби приймають рівним (1/35—1/45) їгt з урахуванням максималь­ної гнучкості.

Визначений переріз труби перевіряють на міцність з урахуванням економічності.

Для визначення поперечного перерізу стисне­них елементів трубчастих ферм попередньо за­даються діаметром стисненого поясу d = (1/15— 1/25) х lel та елементів решітки d = (1/25— 1/40) и

Потрібна площа перерізу стисненого елемента

Визначається за формулою (-(і.5)

N

Лса1 = ----------------------------------- —,

УсфКу

Де ф залежить від гнучкості, яка має вигляд X = /,.[/((),35dJ; Yc = 1 для трубчастих стержнів.

За визначеною площею поперечного перерізу та діаметром труби з таблиці сортаменту знахо­дять товщину труби, перевіряють її міцність та стійкість.

При конструюванні вузлів трубчастих ферм рекомендується центрування всіх елементів, які з'єднуються в одному вузлі, виконувати по цент­рах мас труб.

У деяких конструктивних рішеннях можлива децентрація, але в цих випадках потрібно вра­ховувати вплив місцевого згинального моменту на напружений стан;

Кут нахилу розкосів до осі поясів ферми по­винен бути не меншим ЗО і не більшим 60°;

Відношення більшого діаметра труби (поясів) до меншого (стояки або розкоси) не має переви­щувати 4, інакше різко збільшується концентра­ція напруження в з'єднанні труб у вузлі;

Відкриті торці труб у стиках поясів повинні бути закриті заглушками;

Зварні з'єднання роблять герметичними, щоб волога та агресивні чинники не мали доступу в середину труб та не розвивалась корозія.

Деякі конструктивні рішення вузлів зображені на рис. 6.17—6.19. Зварні з'єднання трубчастих елементів решітки з поясами мають змінну форму за довжиною. Так, у місцях тупих кутів зварні шви можна вважати стиковими, в місцях з гос­трими кутами приєднання — кутовими. З дея­кими наближеннями в запас міцності в розрахун­ках весь шов приймають як кутовий з катетом, що дорівнює товщині труби.

Несучу здатність зварного шва, що приєднує розкіс до поясу, перевіряють за формулами (4.12), (4.13):

N

— ^їє/УЇН/УС,

Рш/^ИІ N

— Rwziwzic •

У тому випадку, якщо рівняння не задоволь­няється, визначають потрібну висоту катета:

N

(6.8)

Pw/^ioYги /їЛо/

N

(6.9)

Недостатню довжину труби, тобто висоту звар­ного шва для прикріплення розкосу, компенсу­ють накладкою-бандажем, вирізаним з труби та­кого ж діаметра, тільки розрізаного навпіл (рис. 6.20).

Розрахункову довжину зварного шва Іп„ який прикріплює розкіс до поясу ферми, визначають за формулою

Lu, = 7iddvj/ri, (6.10)

Де d, j — діаметр труби розкосу; vj/ — коефіцієнт, який приймають залежно від співвідношення dd/d:

Dd/d 0—0,2 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 |/ =1,0 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,08 1,12 1,22; d — діаметр труби поясу; Г) — коефіцієнт, що залежить від кута а. Останній знаходять за вира-
зом tg а = h/lef з округленням до цілих градусів. Нижче наведені значення a, sin а, tg а і Г):

Розрахункову довжину зварного шва приєд­нання трубчастих елементів решітки до поясів ферми можна визначити також за формулою

Lw — її + 12 + 3 "

Де

(dydf

(6.12)

2 sin а' ' 3 2 - (dd/d)2 При приєднанні трубчастого розкосу до плос­кої полички поясу (наприклад двотавр) d = °° і віповідно l2 = dcJ/2. Коли за конструктивними ви­могами осі розкосів перетинаються не в центрі вузла, тоді необхідно враховувати додатковий місцевий згинальний момент і відповідно вплив додаткового напруження на стержні вузла.

Зварні стики виконують у заводських умовах при необхідності збільшення довжини поясів, а також для з'єднання труб різного діаметра (рис. 6.21, а—и).

Монтажні стики трубчастих ферм конструю­ють на високоміцних болтах з торцевими флан­цями або поздовжніми ребрами і об'єднують в єдину суцільну конструкцію відправні марки ферми (рис. 6.21, і—й).

В опорних вузлах трубчастих ферм, як і в фермах з кутників, необхідно конструювати жор­сткий опорний стояк для передачі навантаження на опору.

Ребра

^ттггаїктгт^

Перехідний конус

І шов І у шо

Рис. (5.21. Поздовжні стики трубчастих стержнів: a—її —■ зварні; і—й — болтові.