Металлическая ферма из спаренных уголков

Обновлено: 22.09.2024

Здравствуйте!) Нужны веские доводы рациональности применения фермы из парных уголков. Как доказать что ферма из парных уголков лучше других вариантов, при каких обстоятельствах такое возможно. Помогите)

гадание на конечно-элементной гуще

1. Многолетний опыт использования
2. Простота изготовления, в т.ч. на площадке
3. Отсутствие скрытой коррозии, визуальный контроль состояния.

Как доказать что ферма из парных уголков лучше других вариантов, при каких обстоятельствах такое возможно

- Нерациональность использования фермы из замкнутых профилей (сложность изготовления и контроля (раскроя/пригонки/сварки), наличие и цена).

----- добавлено через ~2 мин. -----

Ферма из уголков тяжелее по весу
Изготавливать сложнее
Эстетика - внешний вид уголковая - хуже
Вообщем уголковые фермы использовались когда не было труб из ГСП - в древности!
Нет логичного обоснования - но притянуть за уши при огромном желании наверно что-то можно!

----- добавлено через ~1 мин. -----

Да брось, все не так как ты говоришь, абсолютно все наоборот!
Нарезал трубы и сварил, из уголков ферма -фасоночная - а это тяжелее - факт - сборка ее сложнее, то же факт

Мы в свое время 95-98 года только из уголка и считали - дак не было тогда ГСП!
Дак слушайте металлистов, не слушаем спецов по КЖ, не в обиду уважаемым людям ( swell - это о тебе речь!)

до сих пор их кто-то закладывает потому что в институте курсовик по ним делал. и все. это пережиток прошлого

Абсолютно согласен, их если кто и закладывает это старики - глубокие, т.к. не знают что есть трубы ГСП
А если еще пояса зафигачить и стали С345 - трубы - экономия по стали будет огромная - а иди найди уголок в продаже из 345 стали.

А вот здесь все с точностью до наоборот.

Предлагаю свои варианты:
1) Не надо контролировать швы на герметичность.
2) Не надо делать косых резов (хотя ули там сложного их делать. )
3) Так всегда делали (этот пункт повотряет 1 пункт от swell-)

Кстати Украину то же можно не слушать, они там все фигачат из уголка
С ГСП - трубами у них там сложности - в Донецке был в 2007 году, проводил лекцию по использованию ферм из ГСП, думаю с тех времен особо ничего не поменялось!

----- добавлено через ~3 мин. -----

Это как сказать.

А что фермы из ГСП вы контролируете швы на герметичность?
Косые резы делает машина типа Кальтенбах- файлы загружаешь и все автоматом - у вас не так?

это старики - глубокие, т.к. не знают что есть трубы ГСП

молодые мелкие, ферму пролетом 42м с подвесными кранами тонн на 10 тоже удобней и надежней на площадке на коленке из ГСП? подпишите чертежи?
если память не изменяет- в приложении к СП по расчету узлов ГСП прямо оговорено заводское изготовление

Я вообще бы запретил изготовление на площадке.
Это полный не профессионализм в работе!
Как красите на площадке кисточкой?
как варите ручной сваркой?
Как делаете контроль швов?
Тем более большепролетные конструкции - наверно только в России такое возможно! Но это Бред.
А или в Украине! Не в обиду!
А чертежи я подпишу, откуда я знаю где КМД будут делать!

Сечения элементов ферм

При выборе сечения элементов ферм следует отдавать предпочтение профилям с большим радиусом инерции при меньшей площади поперечного сечения. Это объясняется тем, что при работе на сжатие необходимо свести к минимуму потери материала, связанную с обеспечением устойчивости стержня: чем больше радиус инерции, тем меньше гибкость стержня, а значит и большее значение коэффициента продольного изгиба.

Наибольшее распространение в стропильных фермах получили тавровые сечения, скомпонованные из двух прокатных уголков. Эти сечения удобные в конструктивном отношении, обеспечивают простое соединение с фасонкой в узлах.

Для поясов ферм наиболее рациональными являются сечения, сформированы из двух нерпвнополочных уголков. если расчетная длина пояса в плоскости и вне плоскости фермы одинакова (l_x = l_y), то из условия равной прочности необходимо обеспечить равенстворадиусов инерции сечения i_x и i_y. В этом случае применяют неравнополочные уголки, расположенные большими полками вместе (Рис. 1.6, а), для которых i_x= 0,32h и i_y = 0,2b. если расчетная длина l_yвдвое больше чем l_x, то неравнополочные уголки следует размещать малыми полками вместе (рис. 1.6, б). Для этого сечения

Тавровое сечение из двух равнобедренного уголков (рис. 1.6, в) характеризуется соотношением радиусов инерции i_x / i_y= 0.8. Такое же соотношение расчетных длин соответствует сжатым элементам решетки, при этом i_x = 0,3h и i_y= 0,22b. Однако в практике такой тип сечения широко применяется и для поясов в связи с ограниченностью выпуска неравнополочные уголков.

Для стоек, особенно в монтажных узлах и в плоскости размещения вертикальных связей, используют крестовое сечение из двух равносторонних уголков (рис. 1.6, г), для которых радиусы инерции в обоих направлениях одинаковы (i_x = 0,2h = i_y= 0,2b).

Рис. 1.6. Типы сечений элементов ферм:

а – из неравнополочных уголков большими полками вместе; б — то же малыми полками вместе; в — из равнополочных уголков; г – из крестового сечения уголков; д – из таврового профиля; е — из двутавра; ж — из трубы; и — из гнутого квадратного профиля; к — из гнутого прямоугольного профиля

Учитывая возможности металлургической промышленности, сечения из двух равносторонних уголков в настоящее время являются основными для стропильных ферм, включая типовые конструкции. Использование для элементов ферм широкополочных тавров и двутавров, круглых труб и замкнутых гнутых профилей позволяет повысить эффективность конструкции благодаря более рациональному распределению материала по сечению, применению безфасоночных узлов, что обеспечивает непосредственное соединение раскосов с поясами, повышению коррозионной выносливости стержней с меньшим поверхностным соприкосновением с окружающей средой при одновременном снижении массы ферм. Так, при использовании в традиционных схемах широкополочных тавров (рис. 1.6, д) с сохранением решетки из спаренных уголков масса фермы снижается на 10-12%,вследствие сокращения расходов стали на узловые фасонки. В тавровом сечении сохраняется приближенно соотношение радиусов инерции (i_x = 0,3h и i_y = 0,2b), согласно сечения, скомпонованного из двух равнополочных уголков.

Прокатные широкополочные двутавры (рис. 1.6, е) применяют в поясах, работающих на местный изгиб (нагрузки приложены вне узлов). В этом случае необходимо развиватьсечение в плоскости фермы для получения большего значениямомента сопротивления. При этом i_x = 0,43h и i_y = 0,24b. С учетомудобства сопряжения элементов решетки с горизонтальнымиповерхностями поясов, раскосы и стойки проектируют из замкнутых гнутых профилей (рис. 1.6, и, к). Однако, в связи с технологическими сложностями их изготовления (требуется точность резкиторцов гнутых профилей в соответствии с углом наклона раскосови высококачественную сварку различных по толщине элементов), такиефермы не нашли широкого применения. Можно изготавливать решетку из горячекатаных уголков с соединением их споясами через фасонку. Однако, в этом случае возрастаеттрудоемкость изготовления ферм и материалоемкость, поэтому такойвариант возможен только при соответствующем обосновании.

В фермах из сварных труб (рис. 1.6, ж) обеспечиваетсяравнопрочность стержней за счет равенства радиусов инерцииi_х = i_y = 0,35d. Форма сечения исключает образование ячееккоррозии, существенно сокращает суммарную поверхность грунтовки ипокраски. Трубы обладают почти идеальной формой для сжатыхэлементов, так как при минимальной площади сечения обеспечивают высокиезначения радиусов инерции благодаря отнесению материала на определенную расстояние от центра тяжести. Вследствие этого, а также учитывая отсутствие узловых фасонок, масса трубчатых ферм на 15-20% меньше чем ферм из спаренных уголков. Несмотря на более высокую стоимость трубчатых профилей, такие фермы рациональны.

Аналогичными особенностями отличаются и фермы, спроектированные из замкнутых гнутых прямоугольных (для поясов) и квадратных (для решетки) профилей. Общим недостатком труб и замкнутых профилей является необходимость герметизации внутренних полостей для предотвращения образования ячеек коррозии.

При разработке индивидуальных геометрических схем ферм, отличающиеся генеральными размерами (другие пролеты или высоты), целесообразно ориентироваться на типовые решения, учитывая тот факт, что именно для них приспособлено технологическое оборудование заводов металлических конструкций и накоплен богатый практический опыт сборки ферм из отправочных марок по типовым монтажными узлами.

Указанные типы сечений использованы в типовых решениях ферм, разработанных в соответствии с габаритными схемами одноэтажных производственных зданий. На рис. 1.7 приведены схемы типичных стропильных ферм с членением их на отправные марки.

Типичные фермы из спаренных уголков, а также с поясами из тавров ирешеткой из двух уголков имеют треугольную решетку с дополнительнымистойками (рис.1.7, а). Аналогичные схемы используют для фермс поясами из широкополочных двутавров и круглых труб с некоторымиотступлениями, связанными с особенностями сочетания элементовв узлах.

Фермы с поясами из широкополочных тавров и перекрестной решеткой из одиночных уголков (рис. 1.7, б) отличаются простотой решения узловых соединений, где элементы решетки непосредственно соединяются с поясами электродуговой сваркой с принудительным сквозным проплавлением. При сравнительно незначительном снижении массы конструкции (до 10%) существенно сокращается трудоемкость ее изготовления (на 25-30%) за счет уменьшения количества деталей и длин сварных швов. Их рекомендуют для применения в зданиях с агрессивной средой, потому что элементы таких ферм легко доступны для нанесения антикоррозионной защиты.

Рис. 1.7. Схемы типовых ферм с параллельными поясами:

а — из спаренных уголков и тавров; б — с поясами из тавров и с решеткой из одиночных уголков; в — из замкнутых гнутых профилей

Применение легких сварных ферм с элементами из замкнутых гнутых профилей (рис. 1.7, в), выполненных с треугольной решеткой и нисходящим опорным раскосом, позволяет отказаться от пролетных решение кровли. Профилированный стальной настил непосредственно опирается на верхние пояса ферм, расположенных с шагом 4 м, что соответствует несущей способности настила. Такое решение обеспечивает снижение расхода материалов на 1 м2 покрытия примерно на 15-20%.

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:

Металлическая ферма из спаренных 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.

Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .

Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».

Помогите обосновать применение фермы из парных уголков.

Читайте также: