Ферма металлическая из уголков

Обновлено: 28.06.2024

Металлические фермы промышленных и гражданских зданий

Металлическая ферма – это стержневая строительная конструкция, которая передает нагрузки от кровли или перекрытия на колонны или стены зданий и сооружений. Ферма состоит из верхнего и нижнего пояса, раскосов и стоек. Раскосы и стойки называют решеткой фермы. Опорный раскос называют шпренгелем.

Более подробно о фермах можно прочитать на странице:

Проектирование любой фермы начинается с компоновка конструктивной схемы фермы. Подробную информацию о компоновке ферм можно почитать на странице:

После выбора общей компоновки, назначают предварительные генеральные размеры ферм. Подробно об этом написано на странице:

После того как назначены генеральные размеры фермы, следует назначить сечения ферм. Рекомендации читаем на странице:

Помимо компоновки фермы, необходимо обеспечить ее устойчивость из плоскости ферм. Как ее обеспечить, читаем на странице:

На основе расчетной схемы выполняются все расчеты. Расчетную схему с указанием геометрических размеров и усилий показывают на чертеже. Зачем это нужно? Наверное, так эксперту удобнее проверять, но у него и так есть на руках все расчеты. Вероятно это дань советским традициям, когда использовались типовые серии. Брали расчетную схему из типовой серии, делали ссылку, а самих расчетов не требовалось. Возможно, это нужно проектировщику, который будет разрабатывать КМД.

Мы подробно рассмотрим следующий вид ферм:

Самый выгодный угол наклона раскосов к поясу составляет 45 — 50° (в раскосной решетке 35 — 50°).

Опорный раскос может быть восходящим или нисходящим. Нисходящие раскосы более предпочтительны, т.к. работают на растяжение.

Генеральными размерами фермы — это пролет фермы (т.е. длина фермы) и ее высота. Оптимальное отношение высоты фермы к ее пролету h/l ≈ 1/8, т.к. при этом отношении металлоемкость фермы будет минимальная.

Фермы эффективны при пролете от 6-8 метров. Использовать фермы меньше пролетом меньше 6 метров не целесообразно, т.к. проще использовать балки.

При назначении высоты фермы, следует учитывать условия транспортировки ферм:

— транспортировка ферм по железной дороге требует габарит конструкции по вертикали — не более 3,8 м по горизонтали — 3,2 м;

Пролеты ферм принимаются кратные 3 м (до 18 м.), а для больших пролетов — кратными 6 м (18, 24, 30, 36 м. и т.д.). Отступления от этих размеров допускаются при специальном обосновании.

Типы ферм.

Фермы в зависимости от очертания можно разделить на следующие типы:

— фермы с параллельными поясами;

— фермы с полигональными поясами;

— треугольные фермы. Применяют при крутых крышах.

Выбор типа фермы зависит от архитектуры здания, материала кровли, системы водоотвода и т.д.

Тип решётки

Геометрическая неизменяемость фермы достигается устройством решетки (Система поясов и раскосов).

Проектирование металлических ферм

Ферма (сечения из парных уголков)

Фермы с элементами из парных уголков проектируют с узловыми фасонками, которые размещают между поясными уголками. Очертание фасонок определяется схемой узла и длиной швов, или количеством болтов, крепящих стержни решетки. Форма фасонкам должна быть простой для удобства их изготовления и сокращения отходов металла.

посмотреть модель ЗД в формате AutoCAD:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

посмотреть модель ЗД в формате Advance Stee:

Торцы стержней решетки обрезают перпендикулярно их осей, однако в уголках шириной полок более 90 мм допускают косые резы. Для снижения концентрации сварочных напряжений, в торце уголков решетки не доводят до кромок поясов на расстояние a = 6t_ф– 20мм, но не более 80 мм (Здесь t_ф — толщина фасонки, мм). Такие же расстояния нужно соблюдать и между соседними элементами решетки в узле.

Элементы решетки приваривают к фасонкам двумя фланговыми швами с выводом их на торце на 20 мм. Для обеспечения передачи равнодействующей усилий, воспринимаемых каждым из двух швов, к центру узла (вдоль оси стержня) угловые швы распределяют по обушку и перу обратно пропорционально их расстояниям до оси элемента.

Как правило, фасонкой выпускают за обушки поясных уголков на 10-15 мм, однако в местах опирания на верхний пояс несущих элементов кровли, фасонки не доводят до кромок на 10-15 мм и в этом месте не приваривают . При толщине поясных уголков 10 мм или меньше (при шаге ферм 6 м) и 14 мм или меньше (при шаге ферм 12 м) необходимо в местах опирания ребер железобетонных плит покрытия усилить пояс накладками. Накладка имеет толщину 12 мм и приваривается по пояс продольными швами.

Рис. Опирания ребер железобетонных плит покрытия (а) и прогонов (б) на верхний пояс фермы

Прогоны крепят к поясам ферм через упоры из уголков. При их монтаже, перепад верха смежных прогонов должен превышать 20 мм, что достигается листовыми подкладками соответствующей толщины.

Сборка ферм на заводе-изготовителе осуществляется на специальных стендах в горизонтальном положении. После выполнения сварочных работ из доступного (верхнего) положения, ферму переворачивают и завершают сварку, выполняя оставшиеся сварные швы.

При кантовке вокруг одного из поясов, узловые фасонки, которые имеют малую гибкость вне плоскости фермы, могут погнуться.Чтобы этого не случилось, фасонке укрепляют специальными ребрами, расположенными в каждом узле хотя бы с одной стороны. Ребра, расположенные в плоскости стоек ферм, одновременно используются для крепления элементов вертикальных связей между фермами.

Изменение сечений поясных уголков выполняют на расстоянии 200-500 мм от центра узла, смещая стык в сторону меньшего сечения. По высоте элементы стыкуются, допускается смещать не больше чем на 1,5% высоты профиля. При большем смещении необходимо учитывать изгибающие моменты, возникающие вследствие этого в узлах.

Рис. Узлы ферм из парных уголков (а — изменение сечения верхнего пояса; б — установка дополнительных ребер из плоскости фермы)

Поясные уголки стыкуют с зазором не менее 50 мм, перекрывая стык накладками из листовой стали или уголков.

Сечение накладок и угловые швы, которые крепят, рассчитывают на усилие, которое действует в панели, где находится стык, то есть на поясные усилия.

Длина накладки определяется при условии размещения сварных швов. Монтажные узлы ферм выполняют с разрезной или сплошной фасонкой. Накладки приваривают к одной из сторон фасонок на заводе, а ко второй стороне — на монтаже. Для выполнение монтажной сварки обе отправные марки предварительно соединяют болтами.

Стойки в месте стыка проектируют крестового сечения, каждый уголок которого приварен на заводе к одной из сторон фасонок. Во время монтажа оба угла объединяют прокладками на болтах.

Рис. Монтажные узлы ферм из парных уголков: а — с разрезной фасонкой; б — со сплошной фасонкой

Высоту вертикальных накладок берут по большему значению h_н, полученному при трех условиях:

обеспечение включения фасонки в работу на стыке h_н≥ 2b;

размещение сварных швов, крепящихнакладки к одной стороне фасонок h_н ≥ l_w и рассчитанное на усилие N₁ = 0,5×1,2 N;

по конструктивным соображениям h_н ≥ 250 мм.

Здесь: b — ширина вертикально размещенной полки поясного уголка; N — усилие в поясе.

В монтажном стыке со сплошной фасонкой, последняя приваривается на заводе на одной из отправочных марок, а в местах крепления элементов остальной части фермы предусматриваются отверстия (не менее двух для каждого элемента) под монтажные болты.

Вторая отправочная марка (без фасонок) транспортируется с временным взаимным закреплением нижнего пояса с примыкающим к нему раскосом инвентарной листовой деталью, которая предназначена не допустить раскачивания достаточно гибкого раскоса при транспортировке. Конец верхнего пояса остается свободным, потому что его жесткость, как правило, оказывается достаточной для сопротивления транспортным воздействиям.

После соединения двух отправочных марок болтами пояса, раскос приваривают монтажными швами, размеры которых определяются размерами фасонки. Стойки поясов перекрывают накладками, которые рассчитывают аналогично описанному выше варианту.

Фермы из парных уголков, пожалуй, самое простое конструктивное решение с точки зрения их проектирования. Ферма может быть с параллельными поясами, а может быть с уклоном. Принцип конструирования и расчета не меняется. Такую ферму можно считать по шарнирной схеме (при отсутствии расцентровок). Общий вид расчетной схемы:

После выполнения расчета, по полученным усилиям в стержнях, подбирают их сечения. Сечение стержней фермы представляет собой спаренные уголки.

В стержнях возникают только сжимающие и растягивающие усилия.

Стержни в которых сжимающие усилия (со знаком минус) считают как центрально-сжатые стержни:

Стержни в которых растягивающие усилия (со знаком плюс) считают как центрально-растянутые стержни:

Не забываем между пластинами ставить в стержнях маленькие пластинки, расстояние между ними примерно 600 мм (уточняем по расчету на гибкость). Ширина пластинки, примерно, 40-70 мм, а длина зависит от сечения уголка.

Уголки крепятся к пластинам на сварке. Общий вид опорных узлов фермы выглядит так:

Узлы крепления решетки к поясам фермы:

После расчета сварных швов назначают размеры пластин. Длина шва должна быть не меньше расчетной. Расчет сварных швов можно посмотреть здесь:

Ферма металлическая из уголков

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРМЫ СТРОПИЛЬНЫЕ СТАЛЬНЫЕ СВАРНЫЕ С ЭЛЕМЕНТАМИ
ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Steel welded roof trusses of double angles
for industrial buildings. Specifications.

Срок действия с 01.01.1979
до 01.01.1984*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
Постановлением Госстандарта
N 353 от 29.02.84. - Примечание
изготовителя базы данных.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 28 апреля 1978 г. N 73

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 1979 г.

Настоящий стандарт распространяется на стальные сварные стропильные фермы с элементами из парных уголков, соединенных в тавр, с уклоном верхнего пояса 1,5%, предназначенные для производственных зданий пролетами 18, 24, 30 и 36 м:

с рулонной и мастичной кровлей;

со стальными и железобетонными колоннами;

с неагрессивными и слабоагрессивными средами;

возводимых в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 65°С и выше и сейсмичностью до 9 баллов включительно.

1. Основные размеры

1.1. Фермы должны изготовляться высотой:

3150 мм - для пролетов зданий 18, 24, 30 и 36 м;

2250 мм - для пролетов зданий 18 и 24 м.

Фермы высотой 3150 мм для пролетов зданий 18 и 24 м должны применяться в зданиях, в которых наряду с пролетами 18 и 24 м имеются пролеты 30 и 36 м, а также в зданиях, где по условиям технологии производства требуется повышенная высота межферменного пространства. В остальных случаях выбор ферм по высоте для пролетов зданий 18 и 24 м производится на основе результатов сопоставления технико-экономических показателей рассмотренных вариантов.

1.2. Схемы и основные размеры ферм должны соответствовать указанным на черт.1. Допускается применение дополнительных элементов решетки (шпренгелей, элементов для крепления путей подвесного транспорта, стоек для уменьшения расчетной длины основных стержней ферм и т.п.).

1.3. Членение ферм на отправочные элементы должно соответствовать черт.2.

СХЕМЫ И ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ФЕРМ

ЧЛЕНЕНИЕ ФЕРМ НА ОТПРАВОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Фермы для пролетов зданий 18 м

а) отправляется одним элементом
допускается

Фермы для пролетов зданий 24 м

Фермы для пролетов зданий 30 м

Фермы для пролетов зданий 36 м

2. Технические требования

2.2. Предельные отклонения линейных размеров ферм и их деталей от номинальных приведены в табл.1.

Читайте также: