Элементы покрытия Выполнили Пирогова Т В Самарайская К

Элементы покрытия Выполнили: Пирогова Т. В. Самарайская К. А. Группа 38 -1

Содержание элементы покрытия; стропильные фермы; подстропильные фермы; опорные узлы фермы с колонной; способы определения усилий в элементах ферм.

Элементы покрытия Общую пространственную жесткость покрытия создают: стропильные конструкции ( фермы, балки сплошного сечения и т. п. ); подстропильные конструкции (при шаге колонн больше, чем шаг стропильных конструкций); горизонтальные и вертикальные связи; прогоны; фонари.

Каркас промышленного здания 1 - стропильная ферма; 2 - подстропильная ферма; 3 - колонна; 4 подкрановая балка; 5 - железобетонные кровельные плиты; б стальные прогоны; 7 - кровельные плиты

Стропильные конструкции Стропильные фермы в покрытиях одноэтажных промышленных зданиях основные несущие металлоконструкции, опорами которых являются стальные колонны, либо колонны железобетонного типа. Стропильная ферма является как бы решетчатой балкой, которая обладает чрезвычайно малой устойчивостью плоской формы изгиба, иначе говоря, общей устойчивостью. Для того чтобы исключить потерю устойчивости стропильной фермы, нужно закрепить узлы сжатого пояса.

Стропильные фермы изготовляют трех основных типов: 1. с параллельными поясами 2. полигональные 3. треугольные

На стропильные фермы действуют следующие нагрузки: а) постоянные - вес конструкций: стропильных ферм, прогонов, связей, кровельных плит, кровли и подвесного потолка; б) временные - от подвесного подъемно -транспортного оборудования, полезной нагрузки в чердачном помещении и т. п. ; в) кратковременные атмосферные - от снега и ветра.

В стропильных фермах, входящих в состав поперечной рамы возникают усилия от , распора (продольная сила в ригеле). При восходящем опорном раскосе эта сила передается на нижний пояс фермы, при нисходящем - на верхний. Однако эти силы невелики и не оказывают существенного влияния на работу фермы. Нужно только проверить, не возникают ли от нормальной силы в ригеле сжимающие усилия в крайней панели нижнего пояса.

Узел элементов стропильной фермы 1 - нижний пояс фермы; 2 -верхний пояс фермы; 3 раскос; 4 - узловая фасонка; 5 - листовая накладка; 6 - кровельный несущий Z - профиль (толщина 1, 5; 2 мм); 7 - болт М 12; М 16 (по расчету);

Выбор типа ферм зависит от технологических условий производства, конструкции кровли и техникоэкономических соображений. Эти требования определяют длину пролета, очертание верхнего пояса, высоту фермы, способ водоотвода, величину уклона и т. д.

Уклон верхнего пояса фермы: Ø рулонные кровли - фермы трапециевидного очертания с уклоном i=1: 8 … 1: 12 - и с параллельными поясами с уклоном i=1, 5 % Ø холодные кровли из асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов, применяют треугольные фермы или двускатные с параллельными поясами с уклоном i=1: 3, 5.

Высота фермы Высоту ферм в середине пролета hф принимают на основе техникоэкономического анализа с учетом условий перевозки. Высота фермы по опоре hоп зависит от типа сопряжения ригеля с колонной. При жестком сопряжении эта высота должна быть не < (1/13… 1/17) l.

Высота ферм на опоре с параллельными поясами 2550— 3750 мм; § полигональных— 2200 мм; § треугольных — 450 мм. § В зданиях с подвесным транспортом (подвесные краны, конвейеры) высота ферм определяется с учетом повышенных требований к жесткости покрытия.

Соединения стропильной фермы и колоны каркаса 1) Несущая колона каркаса; 2) Нижний пояс фермы; 3) Верхний пояс фермы; 4) Раскос; 5) Узловая фасонка; 6) Несущий кровельный Z профиль (толщина 1, 5; 2 мм); 7) Несущий стеновой Z профиль (толщина 1, 5; 2 мм); 8) Болт М 12; М 16 (по расчету)

Подстропильные фермы Подстропильная ферма- это ферма, служащая опорой для стропильной фермы, она представляет собой прочную конструкцию из металла, сваренную или затянутую болтами. Подстропильная балка, используемая в создании подстропильных ферм, является очень прочной, так как изготавливается из металла высокого качества.

Подстропильные фермы проектируют: с параллельными поясами; с треугольной решеткой; со стойками, к которым крепят стропильные фермы. Если шаг стропильных конструкций составляет 1/2 пролета подстропильных ферм, то принимают треугольное очертание ферм, однако из условий унификации размеров и узлов чаще принимают фермы с параллельными поясами, треугольной решеткой и стойками.

Высота подстропильных ферм Определяется конструкцией узла примыкания стропильной фермы и зависит от ее высоты.

Опирание стропильных ферм на подстропильную выполняют, как правило, шарнирными. При неразрезных стропильных фермах для обеспечения жесткости узла необходимо перекрыть верхние пояса стропильных ферм накладкой, рассчитанной на восприятие усилия от опорного момента. В узле нижнего пояса это усилие прижимает фланец фермы к стойке и дополнительные элементы для его восприятия не требуются.

Узел опирания стропильной фермы на подстропильную: 1 - подстропильная ферма; 2 - стропильная ферма.

Опорные узлы подстропильных ферм а) а - при опирании на колонну сверху; 1 подстропильная ферма; 2 - стропильная ферма

Обычно стропильные фермы с параллельными поясами и трапециевидные примыкают к подстропильным сбоку, и их высоты близки. б) б -при опирании сбоку; 1 - подстропильная ферма; 2 - стропильная ферма

ОПОРНЫЕ УЗЛЫ ФЕРМЫ С КОЛОННОЙ Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной. Сопряжение бывает: v шарнирное; v жесткое.

Шарнирное сопряжение При шарнирном сопряжении наиболее простым является узел опирания фермы на колонну сверху с использованием дополнительной стойки (надколонника). При таком решении возможно опирание ферм как на металлическую, так и на железобетонную колонну. Аналогично решается и узел опирания стропильной фермы на подстропильную.

Схема шарнирного опирания фермы на колонну Шарнирное сопряжение фермы с колонной

Толщина фланца принимается по сортаменту и должна быть не менее 20 мм из условия жёсткости. Фланец крепится к колонне 4 болтами, которые необходимо подобрать из условия прочности при растяжении. Фланец работает на изгиб как балка, защемленная болтами и загруженная сосредоточенной силой H. Расчетный изгибающий момент: М=Нb/8, где b – расстояние между болтами в плане.

Верхний пояс фермы конструктивно на болтах грубой или нормальной точности прикрепляют к фасонке надколонника. Для того чтобы узел не мог воспринять усилия от опорного момента и обеспечивал шарнирность сопряжения, отверстия в фасовках делают на 5 -6 мм больше диаметра болта.

Жесткое сопряжение При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку. Для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны).

Схема жесткого опирания фермы на колонну Жесткое сопряжение фермы с колонной

Опорное давление Fф передается на опорный столик. Опорный столик делают из листа t=30. . . 40 мм при небольшом опорном давлении. Опорный фланец крепят к полке колонны на болтах грубой или нормальной точности, которые ставят в отверстия на 3 -4 мм больше диаметра болтов, чтобы они не могли воспринять опорную реакцию фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик. Изгибающий момент М заменяется парой сил H = M/hо Ширина опорного фланца bфл принимается конструктивно по размеру полки колонны. Длина фланца lфл определяется размером фасонки, которая лимитируется длинами сварных швов крепления опорного раскоса и нижнего пояса.

Швы крепления фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию фермы Fф и внецентренно приложенную силу H (центр шва не совпадает с осью нижнего пояса). Под действием этих усилий угловые швы работают на срез в двух направлениях. Если линия действия силы H 1, не проходит через центр фланца, то швы и болты рассчитывают с учетом эксцентриситета. В случае действия больших опорных моментов и при необходимости повышения жесткости узла сопряжения ригеля с колонной целесообразно выполнить соединение верхнего пояса с колонной на сварке.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ФЕРМ При расчете ферм предполагают, что в узлах ферм - идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны и пересекаются в каждом узле в одной точке, и нагрузки приложены только в узлах. При этом в элементах ферм возникают только продольные сжимающие или растягивающие усилия. Напряжения, найденные по этим усилиям являются основными.

Способы определения усилий в стержнях фермы: v способ моментной точки; v способ проекций, способ вырезания узлов. (для треугольных и трапецеидальных ферм); v способ замены стержней; v способ сечения (для ферм с параллельными поясами): - замкнутого; - совместного; v графический способ определения усилий диаграмма Максвелла-Кремоны (для треугольных и трапецеидальных ферм); v по линиям влияния.

Способ моментной точки обычно используется в тех случаях, когда удается провести сечение фермы так, чтобы перерезанными оказались три ее стержня, направления осей которых не пересекаются в одной точке.

Способ проекций Применяется в двух вариантах: 1) рассматривается равновесие отсеченной части фермы, когда два из рассеченных стержней параллельны другу; 2)рассматривается равновесие выделенного узла (способ вырезания узлов).

Способ замены стержней используется для расчета сложных ферм, где приходится решать системы уравнений. Но в некоторых случаях сложную ферму можно преобразовать в простейшую или в систему, при расчёте которой не требуется совместного решения уравнений. Для этого в исходной системе удаляются определенные стержни и вводятся другие – заменяющие. Так как в заданной системе заменяющих стержней нет, то для определения усилий можно составить дополнительные уравнения, выражающие равенство нулю усилий в каждом заменяющем стержне.

Способ сечения Способ замкнутого сечения примененяется в случае, если способ вырезания узлов нецелесообразен, так как нет узлов, в которых сходились бы только два стержня с неизвестными усилиями, и нельзя использовать способ проекций , так как невозможно провести сечение через три стержня. Проводим замкнутое сечение и рассмотрим равновесие отсеченной части фермы внутри замкнутого контура. Способ совместных сечений используется в тех случаях, когда удается провести два сечения таким образом, что каждое из них содержит четыре неизвестных, причем какие-то два неизвестных усилия повторяются в обоих сечениях. Он приводит к системе двух уравнений с двумя неизвестными.

Графический способ определения усилий (диаграмма Максвелла-Кремоны) основан на графическом приеме разложения силы на два направления. Разложить силы на две составляющие можно построением силового треугольника. Такой треугольник должен быть замкнут, так как узел, для которого он строится, находится в равновесии.

Линии влияния По ним определяются максимальные усилия, если на ферму действует подвижная нагрузка.

Спасибо за внимание