Усиление нижнего пояса металлической фермы

Обновлено: 18.05.2024

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.

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.

Способы усиления узлов ферм из ГСП

Часто при проектировании ферм с применением ГСП критичным оказывается прочность узлов, причем таких перегруженных узлов оказывается немного. Существуют ли эффективные способы усиления данных узлов или проще увеличить все сечение элементов?

- это откуда? Узел достаточно технологичен, но у меня вызывает опасение место между носками раскосов: растянутый элемент будет отрывать подкладку от пояса, поскольку сварного между ними там нет.

так не делайте так)
Я так понял, что речь идет об опорных узлах с максимальными усилиями, обычно там начинаются сложности. Не проходит пояс или не хватает сварных швов соединения решетки с поясом?

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий

скромно отпишу. америку не открою. по части применения молодечненские фермы весьма популярны как конструкции из ГСП. основные трудности - сечение по несущей способности проходит и не хватает длины сварного шва. Во избежании отрыва растянутого опорного раскоса от пояса подребряем его ( опорный растянутый раскос). Технологически ничего трудного а швы разгружаем.

__________________
Горев В.В., том 1, стр.109, 1 абзац, 4-ое предложение. Не пугайтесь этого произвола.

Не проходит пояс или не хватает сварных швов соединения

eilukha, два не вварить будет , ну или только односторонним швом. Нужно одно ребро. Как посчитать сходу не скажу - надо голову почесать. Момент сопротивления шва сложным будет по поясу.

Еще момент - это всё на стадии расчета или уже усилять надо?

- да именно при проектировании для выполнения на заводе, уж очень не хочеться увеличивать сечение ради узловой прочности.

Люди применяют. Такое есть в серии 1.420.3-36.03.0-1 "каркасы УНИТЕК"
Лично видел фермы пролетом 45м с такими пластинами в узлах.

Я помнится что-то усиливал - приваривал полосы к раскосам, вдоль поясного элемента, одна полоса на длину узла, но с обеих сторон. При этом эти две полоски приваривались после полной обварки всех примыкающих частей.
Это было добавление к уже спроектированной ферме. Но считаю, что раз в узле недостает мощностей, то там и нужно локально усиливать, а не назначать 600 км труб 120х5 вместо 100х4 .

to eilukha: Вам лично нужна эта экономия?
по приведенному узлу - 3 паралельных шва на расстоянии 2-5мм - ИМХО - не хорошо
по поводу подребривания от ФАХВЕРК -ребро очевидно по оси пояса - то есть выпучиваем (внутрь или наружу) "балку на двух опорах"
честно говоря - "люди применяют" - по мне - не очень убедительный аргумент - Вы же не знаете их квалификации - может, они на Ваш частный расчетный случай и не считали вовсе (просто в голову не пришло) - кстати - почему-то есть п.13.24 СНиП II-23-81
не люблю экзотических конструкций без подтверждения экспериментом ( в смысле -СНиПом)

Никак не догоню, где они?

Никому не впариваю данное решение.

Данный пункт мне рассказывает про пакеты листов для поясов балок. Не понятно, при чем тут пояс фермы из ГСП?

Ничего космического в этом узле не вижу

to 024: согласен, погарячился - всего 2 шва
пролет 45м - на узлах, не предусмотренных актуализированным СНиП - дело хозяйское
фланговые швы накладки дадут сварочные напряжения, превращающие накладку в арку, на которую потом будет давить раскос и появится "распор" в этих швах - аналогично п.13.24 - величина этих напряжений (с учетом второго, расположенного вплотную шва) - зависит от усилий, сечений и т.д. и все это вместе - концентратор напряжений - и оно действительно Вам надо?
просто когда-то наша фирма отказалась от обследования похожих ферм именно исходя из сложно-решаемых вопросов усиления - (большой цех и половина узлов ферм-усилять дорого, подписывать-"будет стоять"-неохота) - остался определенный "осадок" в отношении к узлам впритык
а лишний концентратор в виде шва на другом объекте привел к разрыву одного из двух уголков нижнего пояса фермы
под этими впечатлениями и не нравятся мне вот эти узлы - вполне некосмические - все сказанное -ИМХО

Методы усиления металлических конструкций

При недостаточной несущей способности отдельных элементов, конструкций пли зданий и сооружений производится их усиление, при этом, так же как и при конструкциях из других материалов, необходимо предусмотреть минимальные потери из-за остановок технологического цикла.

Элементы сварных конструкций, испытывающие растяжение, сжатие или изгиб, могут быть усилены увеличением сечений путем приварки новых дополнительных деталей. Несущая способность элемента при этом возрастает с увеличением его сечения или жесткости. Однако нагрев элемента в процессе сварки может снижать его несущую способность. Степень снижения зависит от режима сварки, толщины и ширины элемента, направления сварки. Для продольных швов снижение прочности не превышает 15%, для поперечных может постигать 40%. Поэтому наложение швов поперек элемента при его усилении под нагрузкой категорически запрещается.

В связи с некоторой потерей прочности элементов при сварке, а также перераспределением напряжений как по сечению элемента, так и между элементами усиление под нагрузкой производят при напряжениях, не превышающих 0,8 R_у, где R_у - расчетное сопротивление для стали, из которой изготовлен элемент.

Усиление сжатых стоек.

Эффективным средством усиления сжатых стальных стержней является применение предварительно напряженных телескопических труб и элементов из других жестких профилей.

Сущность способа (рис. 39) заключается в том, что разгружающая предварительно напряженная стойка состоит из двух труб требуемого диаметра, причем внутренняя труба сжата, а наружная растянута. Достигается это следующим образом: наружную трубу устанавливают в горизонтальное положение, с одного торца трубы приваривают фланец с центральным отверстием диаметром 30-40 мм, с другого торца на расстоянии 2-3 м строго по оси наружной трубы устанавливают внутреннюю трубу чуть меньшего диаметра, чтобы она могла с небольшим зазором входить в наружную. Затем газовыми горелками производят нагрев наружной трубы до расчетного удлинения, вводят в нее внутреннюю трубу и обваривают по всему периметру свободного торца.

Сокращаясь при остывании, наружная труба обжимает внутреннюю. В таком виде предварительно напряженный элемент устанавливают рядом с усиливаемой стойкой и плотно подклинивают под разгружаемую конструкцию. Затем двумя газовыми горелками наружную трубу разрезают в нижней части по окружности, освобождая таким образом усилие предварительного напряжения во внутренней трубе. Удлиняясь, она разгружает рядом стоящую стойку. После этого наружная труба в сечении разрезки заваривается и в состоянии воспринять часть добавочной нагрузки на колонну (стойку) после усиления. Этот способ может применяться также при усилении внецентренно сжатых элементов.

Эффективным способом увеличения жесткости каркасов промышленных зданий является устройство предварительно напряженных тяжей и оттяжек. Однако оттяжки требуют массивных анкерных устройств, увеличения площади застройки, а также они увеличивают сжимающие усилия в колоннах. Более эффективны тяжи, которые крепятся к соседним устойчивым зданиям. Натяжение таких затяжек осуществляют механическим, электротермическим или комбинированным способом, а контроль эффективности усиления - по уменьшению смещений верхних узлов каркаса при горизонтальных нагрузках.

Повышения жесткости продольных и поперечных рам возможно добиться установкой крестовых диагональных жестких связей, а когда это невозможно, - жестких распорок (ригелей) в сочетании с диагональными раскосами.

Рис. 3.39. Усиление предварительно напряженной стойкой:

1 - предварительно напряженная стойка; 2 - сварной шов; 3 - накладки

Эффективный способ увеличения прочности и жесткости металлических ригелей - подведение под них прокатных или сварных балок с приваркой под нагрузкой в нагретом состоянии. При ограниченных габаритах помещений усиливающую балку устанавливают сверху, вскрывают пол и приваривают ее к верхней полке усиливаемого ригеля в предварительно напряженном состоянии. Усиливающие балки в первом и во втором случаях заводят и жестко закрепляют в узлах рамы.

Повышения несущей способности стропильных балок и ригелей перекрытия возможно добиться устройством сплошного железобетонного настила, жестко связанного с верхним поясом балки. В этом случае жесткость ригеля существенно повышается, и его можно рассматривать как тавровую железобетонную балку с жесткой арматурой.

Наиболее часто требуют усиления сжатые стальные элементы. Традиционным способом их усиления является увеличение сечения приваркой полос, уголков и других элементов без предварительного напряжения. Однако такой способ усиления обладает существенным недостатком: элементы усиления поздно включаются в работу, приварка этих элементов вызывает в сжатых стойках дополнительные деформации, что снижает эффективность усиления. Поэтому традиционные способы усиления применяют, если временная нагрузка на стойки составляет не менее 40 % от постоянной и во время выполнения работ по усилению она отсутствует.

Рис. 3.40. Схемы усиления стоек ненапряженными элементами

Усиление стальных стоек ненапряженными элементами осуществляют увеличением их сечения и уменьшением их свободной длины, при этом следует стремиться к максимальному увеличению радиусов инерции сечения (рис. 3.40). При выполнении усиления нагрузка на стойке не должна превышать 50-60 % расчетной.

При небольшой гибкости усиливаемого элемента необходимо уменьшать эксцентриситет от смещения, а при гибкости l > 80 - увеличивать его устойчивость.

Присоединение элементов усиления осуществляют в основном сваркой. Сварочный прогиб для элементов, которые усиливаются под нагрузкой, является нагружающим фактором, поэтому сначала усиливаемый элемент приваривают точечной сваркой, а затем накладывают основной шов. При этом предпочтение следует отдавать шпоночным (прерывистым) швам, которые уменьшают деформации элементов, сокращают сроки сварочных работ и уменьшают массу наплавленного металла.

Усиление балок.

Усиление металлических балок осуществляют увеличением сечения, при этом необходимо выполнить их разгрузку не менее чем на 60 % или установить временные дополнительные опоры. При проектировании усиления необходимо придерживаться следующих технологических правил: объем сварки должен быть минимальным, сварные швы следует располагать в удобных доступных местах, необходимо избегать потолочной сварки, сначала надо усиливать нижний пояс, а затем верхний, что исключает прогиб балки в момент усиления.

Рис. 3.41. Схемы усиления балок симметричными накладками

Наиболее простой способ усиления-симметричными накладками (рис. 3.41), однако при этом возникает необходимость в большом объеме потолочной сварки. При большой ширине нижней накладки можно избежать потолочных швов, однако ширина ее не должна превышать 506, в противном случае возникает значительная концентрация напряжений по кромкам балки.

Проверку прочности и устойчивости усиленной балки производят как для цельного сечения, так как критические усилия не зависят от величины напряжений, существовавших до усиления.

Для повышения местной устойчивости локальных участков стенки балки устанавливают на этих участках короткие ребра жесткости, окаймляя их продольными ребрами (рис. 3.42).

Эффективным способом усиления сплошных балок являются натяжные устройства, которые обеспечивают стабильную величину предварительного напряжения, не зависящую от податливости анкеров и вытяжки затяжек. Такие способы позволяют регулировать усилие предварительного напряжения в нижнем поясе балки. Один из варианта усиления представлен на рис. 43. Распорные элементы выполняют в виде секторов с гнездами, образующих с осью разрезные шарниры, расположенные между скошенными торцами распираемых балок, натяжное устройство требуемой массы располагают внутри колонны. Этот способ наиболее эффективен при усилении подкрановых балок, так как требует минимальных трудовых и материальных затрат.

Усиление 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. В этом случае ферма превращается в статически неопределимую систему и возникает опасность перераспределения усилий в элементах решетки (растянутые элементы испытывают сжимающие усилия, и наоборот). Поэтому иногда возникает необходимость дополнительного усиления отдельных элементов решетки.

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.

Существенного увеличения несущей способности фермы можно добиться установкой третьего пояса (шпренгельной системы) в пределах высоты фермы или (если допускает высота помещения) путем его закрепления в нижних опорных узлах. Такое усиление не требует дополнительных опор и может выполняться из высокопрочных канатов (пучков), обеспечивая минимальную материалоемкость усиления. Стойки шпренгельной системы выполняют из жестких профилей.

Разгрузку существующей фермы осуществляют предварительным напряжением третьего пояса, поэтому его сечение должно быть достаточным для воспринятая максимальных напряжений при полной нагрузке фермы. Усилия в различных элементах конструкции суммируются из усилий, возникающих при предварительном напряжении третьего пояса, а также усилий, в статически неопределимой усиленной конструкции от всех нагрузок, приложенных после усиления.

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. Наиболее эффективен этот метод при расположении фонарей не по середине пролета, а над колоннами в двух- и многопролетных цехах.

Как уже отмечалось, усиления верхнего пояса ферм можно добиться за счет включения 8 его работу железобетонных плит покрытия.

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. Для элементов из уголков новые швы следует накладывать, начиная со стороны обушка от края фасовки в направлении существующих швов. Сварку последующего шва производят только после охлаждения предыдущего до 100°C. При усилении швов напряжения в усиливаемом элементе не должны превышать 0,8R_y, где R_y-расчетное сопротивление стали. Усиление должны производить высококвалифицированные, сварщики не ниже 5-го разряда.

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.

Из-за различной жесткости сварных и болтовых соединений усиление последних при помощи сварки не рекомендуется.

Читайте также: