Как усилить металлическую ферму

Обновлено: 19.05.2024

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Монтаж стальных ферм (конструкций) и покрытий

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на монтаж стальных ферм и покрытий.

На монтажную площадку конструкции стальных ферм поступают в виде элементов длиной 12 м и до подъема должны быть укрупнены в монтажные элементы на складе или у места подъема. Укрупняют фермы в вертикальном положении в кассетах, иногда в горизонтальном положении, что требует дополнительной площади и необходимости поворота фермы вокруг нижнего пояса (кантовки). При кантовке элементы фермы работают в условиях, сильно отличающихся от проектных: элементы фермы, кроме осевых усилий других знаков (вместо сжатия, растяжения), испытывают изгибающие усилия от влияния собственной массы из плоскости фермы.

Стропильные фермы являются несущими элементами конструкций покрытия. Монтируют фермы отдельными элементами или укрупненными блоками (фермы со связями и прогонами).

Для подъема подстропильных и стропильных ферм, обычно применяют стреловые краны. Одиночные стропильные фермы пролетом 24, 30 и 36 м перед подъемом укрупняют. Стропуют фермы, как правило, в узлах верхнего пояса, с помощью полуавтоматических или универсальных стропов с применением наклонных стропов (рис.1, а) или траверсы (рис.1, б).

Рис.1. Строповка стальных ферм:

а - наклонными стропами, б - траверсой; 1 - строп, 2 - ферма, 3 - траверса, 4 - канат для расстроповки

При необходимости фермы до их подъема усиливают (рис.2). Способ усиления указывается в проекте производства работ.

Рис.2. Усиление стальных ферм перед подъемом:

1 - скрутка, 2 - бревно, 3 - траверса, 4 - стойка, 5 - верхний пояс, 6 - строп, 7 - замковое устройство

При подъеме ферм пространственными укрупненными блоками (рис.3) заранее устанавливают все предусмотренные проектом связи по нижним поясам, а также распорки и стойки.

Рис.3. Схема строповки фермы (а) и блока покрытия (б):

1 - траверса, 2 - ферма, 3 - канат для разворота, 4 - блок покрытия, 5 - стропы

Перед подъемом фермы очищают от ржавчины и грязи отверстия опорных площадок и прикрепляют планки для опирания плит покрытия. На верхнем поясе фермы монтажники устанавливают временную распорку и навесные люльки. По концам фермы прикрепляют две оттяжки из пенькового каната, чтобы удерживать ферму от раскачивания при подъеме. Между боковыми стойками фермы натягивают стальной страховочный канат, к которому монтажники крепят карабины предохранительных поясов. Такая страховка позволяет монтажнику безопасно перемещаться по нижнему поясу фермы.

Фермы допускается строповать в двух или четырех узлах верхнего пояса. До подъема фермы монтажники проверяют надежность грузозахватных приспособлений, правильность строповки и равномерность натяжения стропов. При подъеме и установке фермы участвует звено из пяти человек. Два монтажника с помощью пеньковых оттяжек удерживают ферму от раскачивания.

На место установки ферму направляют монтажники, находящиеся в люльках у ее опорных узлов. Два монтажника в это время, поднявшись на ранее установленную ферму, с помощью каната поднимают распорку и закрепляют ее. Работу на высоте монтажники выполняют, прикрепившись карабином монтажного пояса к страховочному канату.

Для временного крепления фермы устанавливают парные расчалки с углами наклона к горизонту и к плоскости расчаливания не более 45°. Расчалки прикрепляют к якорям или ранее смонтированным конструкциям. В том случае, когда раскрепление фермы с помощью расчалок оказывается недостаточным, устойчивость ее обеспечивается усилением верхнего пояса либо другим способом. Окончательно приваривают фермы к колоннам и проверяют ее вертикальность монтажники, находясь в монтажных люльках.

Нахлесточные соединения, особенно швы на подкладном кольце, сваривают не менее чем в два слоя, что обеспечивает необходимое расплавление кромок свариваемых элементов. Сборку и сварку обеих половин стропильной фермы можно вести как при вертикальном, так и при горизонтальном положении фермы. Последовательность операций при сварке характерного стыка стропильной фермы (рис.4, 5) должна соблюдаться такая. Сварку начинают со швов, соединяющих пояса фермы с горизонтальными накладками (швы 1 и 2). Затем сваривают горизонтальные накладки с фасонками фермы (шов 3).

Рис.4. Последовательность (1-4) сварки нижнего пояса стропильной фермы

Рис.5. Последовательность (1-4) сварки верхнего пояса стропильной фермы

После этого сваривают вертикальные накладки с фасонками фермы и горизонтальными накладками (швы 4). В случае сварки ферм в горизонтальном положении ферму после наложения швов с одной стороны следует перекантовать на 180° и продолжить сварку с другой стороны в указанном порядке.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

При монтаже ферм отдельными элементами условия их работы сильно отличаются от проектных из-за отсутствия раскреплений и смещения опор. В связи с этим необходимо рассчитывать устойчивость монтируемых ферм, как во время подъема, так и после установки на опоры до монтажа связей. Строповку стропильной фермы в вертикальном положении производят за два узла верхнего пояса. Симметричные фермы пролетом 24 м можно стропить за центральный узел, но при этом из-за раскачивания затрудняется их установка. Опорами фермы при подъеме являются места строповки. После установки фермы и закрепления опорной стойки к оголовку колонны болтами устойчивость фермы недостаточна из-за отсутствия связей. Для обеспечения устойчивости фермы до ее расстроповки верхний пояс фермы закрепляют расчалками или распорками к ранее смонтированным конструкциям. Подъем и установку ферм производят с закрепленными расчалками и оттяжками.

При установке ферм на колонны жесткими блоками устойчивость их обеспечивается наличием связей (прогонов).

Проверку устойчивости стропильных ферм с опиранием нижним поясом при их подъеме и установке производят в соответствии с "Руководством по обеспечению устойчивости стальных ферм" или "Справочником монтажника стальных конструкций".

Расчет устойчивости фермы при расстоянии между узлами строповки более половины длины пролета, а также фермы с непараллельным очертанием верхнего пояса (треугольным, полигональным) производят сравнением усилия сжатого пояса с критическим для этого пояса усилием, при котором он теряет устойчивость. Данные для типовых ферм см. в табл.2.1.

Как усилить верхний пояс металлической фермы ?

Как усилить верхний пояс металлической фермы ?. Например по расчету проходит уголок 125*8, а по факту приняли 90*6 и как рассчитать усиления фермы.

Offtop: я все больше фигею от тем на форуме.
Один колонну выкинул и спрашивает "как теперь балки соединить?", у другого в ферму вместо 125х8 заложили 90х6. Что вообще происходит в сфере строительства и проектирования?

ТС, без подробных картинок и подробного описания ситуации тебе все равно никто ничего внятного не посоветует. Непонятно даже - ферма уже висит смонтированная или только на бумаге нарисовали?

Спроектировали металлическую ферму. Отдали заказчику проект с расчетами и чертежами. Через 6-7 месяцев пришел тот же заказчик (хочет что бы мы за доп. работу рассчитали усилении верхнего пояса) Мол, мы уже смонтировали ферму, а он дал прогиб с верхним поясом 90*6, а в проекте 125

----- добавлено через 53 сек. -----
Мне желательно метод расчета !

так всё просто - берете (можно в том же СКАДе) конструктор сечения и колдуете с ним до получения нужного результата. А вообще, прокатитесь на стройку, думаю дело не в этом. Фермы редко прогиб дают, если падают, то сразу. Здесь или связи не поставили, или (90%) нагрузка неузловая

Какие габариты фермы? высота, длинна? Ферма шарнирно-опертая или защемленная? Нагрузка какая на ферму? Узловая (прогоны)? Равномерно распределенная? (профлист) по верхнему поясу?

----- добавлено через ~6 мин. -----

пролет 17,7 м, высоту завтра уточню, шарнирно опертая на ж/б колонны, прогон - прямоугольный профил, нагрузка между узлами фермы, состав кровли: ферма (связи)- прогоны- проф настил - снег

можно рассмотреть разные варианты, в т.ч. затяжку.
усиляли ВП подобной фермы уголком с прерывистым сварным швом

Хотелось бы видеть фото фермы для понимания.
Проблемы усиления верхнего пояса с приваркой доп. металла могут быть в местах опирания прогонов, в узлах и т.д.

А надо это как то обходить? Гораздо проще СП (СНиП) не открывать.

вот уже 25 лет пытаюсь понять необходимость сплошных сварных швов в коробчатых колоннах, пожалуй и в элементах усиления тоже (не под динамическими нагрузками)
Бармаглотище, может подскажете? может, чего-то серьезного происходит при изготовлении?

вот для чего по идее применяются прерывистые швы - для уменьшения объема сварочных работ в тех же коробках, особенно при ручной сварке
обычно шов 100 через 100-150мм то есть значительно чаще и более длинными участками, чем при соединении через сухарики тех же уголков в тавр в фермах или при соединении швеллеров спинками (в двутавр) - так зачем это записано в СП как обязательное для всех несущих конструкций?
хотелось бы услышать Ваше мнение

Усиление нижнего пояса металлической фермы

Вопрос по усилению нижнего пояса стропильных ферм. Стропильные фермы с параллельными поясам 36,0 м по серии 1.460.2-10/88. Расчетное усилие в нижнем поясе составляет 310 тс. Сечение пояса – 2 уголка 180х12 в тавр. Усиление выполняется по основному варианту (см. рисунок), то есть сверху привариваются еще 2 уголка 140х12.
В некоторых местах на фермы опираются переходные мостики, соответственно нет возможности приварить уголки усиления по основному варианту без демонтажа мостиков.
Если в этих местах приварить уголки снизу (см. альтернативный вариант), то эксцентриситет между центрами тяжести будет около 7,4 см, соответственно возникнет момент от эксцентриситета при усилии 310 тс – M=310x0.074=23 тс*м. Что для такого сечения очень много, естественно.
Посоветуйте, что можно сделать, чтобы воспринять такой момент? Или как можно по-другому решить усиление в месте опирания переходных мостиков.
Вообще величина момента, конечно сумасшедшая. Убивает она меня просто
[ATTACH]1152777623.jpg[/ATTACH]

Jull
1-й и 2-й вариант связан с существенным изменением пожения центра тяжести, и как следствие расцентровкой узлов ферм и появлением моментов (даже без узлов примыкания мостиков).

Есть вариант телескопического узла.

Вариант с листом тоже может быть
[ATTACH]1152809500.JPG[/ATTACH]

Каким образом опираются мостики? Узелок бы глянуть.
А тупо вварить лист между уголками?

Узелок простой, см. схему внизу. Листа недостаточно, перенапряжение слишком большое. вот и приходится городушки городить.

да, вариант бесспорно самый лучший. Но тоже невозможен практически из-за болтового соединения связей с нижним поясом и монтажных стыков. Болты там торчат.
[ATTACH]1152839000.jpg[/ATTACH]

Господа, я подробнее присмотрелся к варианту с листом между уголками, получилось, что нужен лист высотой 350 мм. Что нормально.

Теперь у меня стоит дибилистическая задача - убедить зав. сектором и глав.спеца, что решение хорошее. Расчеты по прочности их не убеждает. Возможность регулировки центра тяжести у такого сечения тоже не убедительно для них. Мотивирует тем, что такого варианта нет в типовых сериях по усилению и в учебниках. Задолбался уже убеждать.

Мне лично очень нравится этот вариант, удовлетворяет всем моим потребностям. И я даже не могу найти отрицательных моментов в этом решении, ну разве что потолочные швы по обушку уголка, но это фигня.

Jill
Не старайтесь убеждать Ваших спецов, они это не примут, вопрос не в том, что таких узлов нет, в типовых. А в том, что если Вы даже изловчитесь, выкроите полосу, минуя фасонки и шпонкии, как-то вставите и приварите её. То у Вас появится вопрос, а как эта полоса будет работать при деформированной схеме. Ведь, при догружении, ферма испытывает прогиб. То есть, кроме вычисленного растяжения всего нижнего пояса, у Вас появляется напряжение в крайне растянутом волокне этой пластины (при изгибе) а соответственно и нормальные напряжения, требующие устойчивости этого листа. Не надо создавать проблем. Что касается, переделки связей и распорок, то, это обычная сопутствующая проблема, при решении главного вопроса.

wjea
Стержневые элементы ферм находятся преимущественно в состоянии одноосного напряженного состояния (п.13.8 Снипа) и если не смещать центр тяжести, то никакого изгиба там нет, как в исходной, так и в деформированной схеме.

Вариант с листом плох тем, что очень тяжело решаются вопросы примыкания к фасонкам. Это решаемо, но надо прорисовывать, варианты перебирать.
Типовых конструкций не бывает! Типовыми бывают ошибки.

Инженер-конструктор МК --> Госслужащий --> Грумер хомячков

Предпочтения 1-му варианту, т.к. во 2-ом сварка-"потолочная". 2) опиранием мостиков узел будет проще. 3)Положение центра тяжести(по 1-му вар-ту) суммарного сечения почти не отличается от начального.

я Jull (Джул), а не Джил.

Если б мои спецы рассуждали как вы, я был бы просто счастлив и не прибегал бы с дибильными вопросами. Вопрос о работе листа при деформированной схеме они мне не задавали.

М-да, изгиб там будет, совершенно верно. Причем не сколько от прогиба фермы, а от опирания мостиков, которые там совершенно безграмотно оперты в середине панели. Ну есть над чем подумать.

Но все наверное меня не совсем правильно поняли, Попытаюсь еще раз объяснить ситуацию. Усиление принято по первому варианту (см. мой пост №1), но производители работ (а выполняет этот подряд наша фирма) просят рассмотреть вариант без временного демонтажа мостиков.
И я хочу применить вариант с листом только в месте опирания переходных мостиков, то есть на расстоянии ~1 м в каждой усиливаемой панели.

Соответственно там не будет никаких примыканий к фасонкам. Смещений центров тяжести тоже не будет, потому как его я отрегулирую, как хочу.

Насчет работы при изгибе надо подумать.

Спасибо всем за пищу для размышлений.

Jeka
спасибо за ссылку на справочник, он у меня обычно всегда под рукой, а тут как-то забыл про него совсем. [/b]

Jull
Если Вам уж очень хочется удовлетворить просьбу, по сохранению этих мостков и весь вопрос в этом. То, возьмите этот лист, который Вы рассчитали, разметьте по центру отверстия для пропуска выступающих фасонок и шпонок, скосите фаски изнутри, чтоб не упереться в сварку, ещё раз проверьте сечение нетто, и приварите его площмя к нижнему поясу( я, при этом конечно предполагаю, что усиление касается только сечения ,а не увеличения рабочей высоты) . Два фланговых шва с обваркой выступающих хвостов фасонок и шпонок вполне надёжное крепление. И попробуйте уговорить их, перегрузить тяжами к верхним узлам опирающиеся на нижний пояс мостки.

Jeka
Нижний пояс фермы, вне всякой связи с нормативными допущениями, работает на растяжение с изгибом -- получив максимальную деформацию прогиба всей фермы, при рабочей нагрузке. И имея такой элемент усиления, я считаю совершенно не допустимым игнорировать возможность потери устойчивости усиливающей пластины на ребро.

Уважаемый wjea,
этим утверждением вы противоречите классическим понятиям строительной механики о напряженно-деформированном состоянии ферменных конструкций при узловой схеме нагружения
Дело вовсе не в нормативах, норматив лишь отражение, доведенное до инженерной методики, известных знаний и опыта. Если вы сможете доказать несостоятельность современных видений о работе ферменных конструкций, то это будет сенсация (думаю не менше чем открытие закона Гука в свое время :shock: ).

Jeka
Вместо того, чтобы, толкать меня на величайшие открытия современности, и говорить во общем, о теории механики стержневых систем, почему-то, в отрыве от сопротивления их материалов, что обязательно требуется в данном случае. Может проще, Вам обратить внимание на то, о чём я хочу сказать. А я, хочу сказать, обыкновенную вещь. Мы приварили к нижнему поясу усиливающий элемент ---полосу (предположим толщиной 10мм) на ребро, высотой 350мм. У нас, есть допускаемый прогиб фермы(пусть частично выбран) ---- результат деформации всех элементов, предположим 1/200L в данном случае это 18см. т.е. нижний пояс, а соответственно, полоса испытывает момент от прогиба, и крайнее волокно вот этой полосы, получило напряжение и опасность потери устойчивости.
Я уж не говорю о совершенно неизбежном, дополнительном моменте от смещения силовых осей в узлах (п.13.6).
Не уловлю, вокруг чего Ваш дискус.

Усиление стальных стропильных ферм

Усиление стальных ферм осуществляют подведением новых конструкций, введением дополнительных элементов решетки, изменением схемы конструкции и увеличением сечений отдельных элементов. Выбор того или иного способа усиления зависит от причин, вызвавших усиление стропильных конструкций.

Подведение новых конструкций осуществляют в том случае, если другие способы усиления не дают требуемого эффекта и если по условиям производства допустима установка дополнительных промежуточных стоек.

Дополнительные элементы решетки вводятся для уменьшения гибкости стержней в плоскости фермы, для усиления верхнего пояса фермы на местный изгиб, а также для увеличения жесткости и несущей способности фермы в целом. Усиление нижнего пояса осуществляют, как правило, увеличением его сечения. Верхний пояс усиливают шпренгельной решеткой. Дополнительную перекрестную решетку устанавливают для повышения несущей способности и жесткости фермы в целом

Наиболее распространенный характер повреждений стропильных ферм — погнутость стержней решетки, которая достигает 50. 70 мм. В этом случае увеличивают сечение решетки или устанавливают предварительно напряженные элементы, снижающие искривления элементов решетки.

Одним из способов усиления ферм является надстройка висячих (вантовых) систем, к которым подвешивается усиливаемая конструкция. Этот способ особенно эффективен, если ванты можно подвешивать к рядом стоящим более высоким и устойчивым сооружениям.Усиления ферм можно добиться включением в их работу светоаэрационных фонарей.

Как уже отмечалось, усиления верхнего пояса ферм можно добиться за счет включения в его работу железобетонных плит покрытия.

При усилении стропильных ферм путем увеличения сечений стержней следует стремиться к сохранению центровки в узлах ферм.

Рис. 7. Усиление элементов стропильных ферм а — м — схемы усиления

При усилении прямолинейных стержней путем увеличения сечений (рис. 7) для сжатых стержней наиболее рациональны схемы «а», «в», «г».

Рис. 8. Усиление узлов крепления стержней стропильных ферм

При усилении стропильных ферм путем изменения конструктивной схемы (рис. 9) обычно требуется и усиление отдельных стержней за счет увеличения их сечений.

Рис. 9. Усиление стропильных ферм путем изменения их конструктивной схемы а — к — схемы усиления

Усиление соединений При недостаточной прочности сварных швов их усиливают увеличением длины. Наращивание швов следует производить электродами Э42, Э42А или Э46Т диаметром не более 4 мм при силе тока не более 220 А со скоростью, при которой за один проход размер катета не превышает 8 мм.

Усиление заклепочных соединений осуществляют высокопрочными болтами с предварительным напряжением. Болты устанавливают от середины узла к краям с помощью тарировочных ключей для измерения крутящих моментов. Из-за ослабления старых заклепок при установке новых высокопрочных болтов последние должны быть рассчитаны на воспринятие полной нагрузки.

Читайте также: