Руководство по обеспечению устойчивости стальных ферм

A.2. Устойчивость стальных ферм

A.2.1. При подъеме в процессе монтажа или при опускании в процессе демонтажа одиночных стальных ферм любого очертания следует обеспечить устойчивость их плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой. Методика проверки устойчивости плоской формы изгиба основана на расчете фермы как целого плоского упругого элемента. Методика не распространяется на арочные, предварительно напряженные и неразрезные фермы.

A.2.2. Устойчивость ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения независимо от направления опорных раскосов (восходящие или нисходящие) при строповке за один или два узла верхнего пояса следует проверять по формуле:

где Q_кр,п — критическая масса фермы при подъеме (опускании);

Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации (массу фасонок следует распределить поровну между поясами и решеткой); если ферму поднимают или опускают с двумя опорными стойками одинаковой или разной массы или с одной опорной стойкой, то в знаменатель формулы (А.16) следует подставлять приведенную массу фермы

где Q_ст — масса одной (при двух — наибольшей) опорной стойки;

гамма_н — коэффициент надежности при подъеме (опускании), принимаемый гамма_н = 1,7.

где Q_н и Q_р — массы соответственно нижнего пояса и элементов решетки фермы;

где

l — расстояние между точками строповки;

L — длина фермы (пролет);

гамма — коэффициент согласно таблице А.7;

Е — модуль упругости стали;

Н — высота фермы в местах строповки;

— моменты инерции соответственно нижнего и верхнего поясов фермы из плоскости; при ступенчатом уменьшении сечения по длине нижнего пояса от середины к опорам следует принимать приведенные моменты инерции, определяемые произведением моментов инерции участков с максимальным сечением на коэффициент а_1, согласно таблице А.8.

А.2.3. Для стропильных и подстропильных ферм по типовым сериям 1.460-2 и 1.460-4 места их строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм приведены в таблице А.9.

Таблица А.7.

Значения коэффициента гамма для наиболее распространенных случаев

Примечания:

1. При l=0 для любого значения L коэффициент гамма=0.

2. Во всех случаях должно быть l >= 0,5 L.

Таблица А.8.

Значения коэффициентов а_1 и а_2

Примечание: Значения a_1 и а_2 для промежуточных отношений I_мин(у)/I_макс(у) следует вычислять методом линейной интерполяции.

A.2.4. Устойчивость ферм треугольного, полигонального и других очертаний, имеющих любые сечения поясов (включая и несимметричные) при различных способах строповки, а также ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами с расстоянием между узлами строповки более 0,5 пролета или строповки за три узла следует проверять по формуле:

где Р_кр — критическая нагрузка для сжатого на одной половине фермы участка нижнего или верхнего пояса в зависимости от способа строповки;

Р_пр — приведенное усилие в сжатом участке нижнего или верхнего пояса.

А.2.5. Критическую нагрузку следует вычислять по формуле:

где I_с(у) — момент инерции из плоскости сжатого участка нижнего или верхнего пояса; при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса (нижнего или верхнего) от середины к опорам следует принимать приведенные моменты инерции, определяемые произведением моментов инерции участков с максимальным сечением на коэффициент а_1 для нижнего пояса и а_2 для верхнего пояса согласно таблице А.8;

при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса от опор к середине фермы момент инерции следует принимать по минимальному сечению;

l_0 — длина пояса от середины пролета фермы до конца сжатого участка; при наличии растяжения в средних панелях пояса усилия в них в запас устойчивости следует принимать равными нулю.

А.2.6. Приведенное усилие в сжатом участке пояса следует определять по формуле:

где Р_1, Р_2, Р_3 …, Р_n — узловые нагрузки на сжатый стержень, определяемые разностью усилий в соседних панелях пояса фермы от ее собственной массы (рисунок А.1) и равные Р_1 = N_1 — N_2, P_2 = N_2 — N_3, P_3 = N_3 — N_4, P_n = N_n.

Рисунок A.1. Расчетная схема сжатых участков пояса фермы

Таблица A.9.

Места строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм

А.2.7. Если при всех возможных способах строповки условия формул (А.16) или (А.21) не выполняются, то необходимо усилить сжатый пояс фермы и проверить устойчивость фермы с учетом усиления. При этом приведенные моменты инерции для определения Q_кр,п или Р_кр следует вычислять:

при жестком креплении элементов усиления к нижнему поясу — как для целого сечения;

при податливом креплении — как сумму моментов инерции сечений пояса и усиления.

А.2.8. После установки стальных ферм любого очертания на опоры в процессе монтажа необходимо до расстроповки обеспечить их устойчивость против опрокидывания от ветровых нагрузок и устойчивость плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой. Аналогичные виды устойчивости необходимо обеспечить и в процессе демонтажа после снятия раскрепляющих ферму конструкций (прогонов, связей, плит покрытия).

А.2.9. Действующий на ферму опрокидывающий момент от расчетной ветровой нагрузки следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07. Несущая способность опорных узлов ферм должна определяться их конструктивным решением, а также болтами и сварными швами, закрепляющими ферму к опорам. Удерживающее влияние собственной массы фермы учитывать не следует. Для ферм, опирающихся верхним поясом (с нисходящим опорным раскосом), проверка на опрокидывание не требуется.

А.2.10. Если устойчивость против опрокидывания не обеспечена, то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками, число которых и места их установки следует принимать с учетом обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм (см. А.2.11 — А.2.18).

Рекомендуемые диаметры канатов расчалок приведены в таблице А.10.

Таблица А.10.

Рекомендуемые диаметры канатов расчалок

Площадь сечения расчалки или распорки следует проверять на усилие, возникающее от действия расчетной ветровой нагрузки (для расчалок необходимо добавлять усилие от предварительного натяжения по таблице А.10) без учета работы болтов и сварных швов в опорных узлах ферм. Коэффициент надежности каната расчалок должен быть не менее 3.

Винтовые стяжки для натяжения расчалок, якоря или смонтированные конструкции следует подбирать (рассчитывать) на усилие, равное 1/3 разрывного усилия каната, принятого для расчалок данной пары.

А.2.11. Устойчивость плоской формы изгиба ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения следует проверять по формуле:

где Q_кр,вр — критическая масса фермы, определяемая в зависимости от наличия раскреплений верхнего пояса(расчалками или распорками);

Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации;

гамма_вр — коэффициент надежности при временном раскреплении фермы, принимаемый гамма_вр >= 2,6.

А.2.12. Для ферм, не раскрепленных в пролете против опрокидывания, критическую массу следует определять по формуле:

где Е — модуль упругости стали;

I_в(у) — момент инерции верхнего пояса из плоскости фермы; при ступенчатом уменьшении сечения по длине пояса от середины к опорам следует принимать приведенный момент инерции, определяемый произведением момента инерции участка с максимальным сечением на коэффициент а_2, согласно таблице А.8;

Н — высота фермы (при слабонаклонном поясе следует принимать высоту, усредненную в одной четверти пролета);

L_пр — приведенная длина верхнего пояса, которую для ферм, опирающихся нижним поясом, следует принимать равной:

при неослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — фактической длине верхнего пояса с учетом наклона;

при ослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — длине верхнего пояса между узлами примыкания восходящих опорных раскосов и суммарной длине этих раскосов;

L — длина (пролет) фермы; для ферм, опирающихся верхним поясом, за L_пр следует принимать фактическую длину пояса (пролет фермы), а за L — длину нижнего пояса между узлами примыкания нисходящих опорных раскосов и их суммарную длину;

— коэффициент упругой поддержки верхнего пояса, определяемый по формуле:

G — модуль сдвига стали;

I_н(к) — момент инерции нижнего пояса на кручение; при ступенчатом изменении сечения по длине нижнего пояса указанный момент инерции следует принимать как среднее значение для всех участков пояса.

где I_i — момент инерции из плоскости фермы i-го элемента решетки;

l_i — длина i-го элемента решетки;

К — число элементов решетки в ферме.

А.2.13. Если критическая масса фермы, подсчитанная по формуле (А.24), не соответствует условию формулы (А.25), то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками.

А.2.14. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба парными расчалками, критическую массу следует определять по формуле:

где п — число равных по длине участков сжатого пояса между узлами раскреплений (разница длин участков допускается не более 3 м);

N_n — величина, учитывающая дополнительное усилие в верхнем поясе от усилий в расчалках и определяемая по формуле:

где Т_р.пред — предельное усилие предварительного натяжения в наиболее напряженной расчалке, определяемое по таблице А.10;

К — коэффициент, зависящий от числа пар расчалок:

при одной паре К = 0,25;

при двух парах К = 0,333;

при трех парах К = 0,375;

раскрепление ферм больше чем тремя парами расчалок не допускается;

Величину D следует вычислять для каждой пары расчалок. При этом индекс 1 относится к углам наиболее напряженной расчалки данной пары, т.е. такой, для которой произведение косинусов углов (cos альфа cos фи) меньше аналогичного произведения для другой расчалки (рисунок А.2). Для расчалок, расположенных с углами альфа в пределах 30 — 45° и фи в пределах 0 — 45°, допускается принять D = 1,7.

1 — ферма; 2 -расчалка; 3 — якорь

Рисунок А.2. Схема раскрепления ферм расчалками

А.2.15. Для обеспечения устойчивости ферм, раскрепленных расчалками, необходимо до расстроповки довести с помощью винтовых стяжек усилие предварительного натяжения в менее напряженной расчалке данной пары (у которой произведение косинусов углов большее) до значения:

где

l_с — длина менее напряженной расчалки;

А_p — площадь сечения каната расчалки;

альфа_0 — угол наклона к горизонту проекции расчалки длиной l_p на плоскость расчаливания;

альфа и фи — углы для расчалки l_p;

С_1 и С_2- коэффициенты, зависящие от числа пар расчалок:

при одной паре С_1 = 1290 и С_2 = 570;

при двух парах C_1 = 6550 и С_2 = 2890;

при трех парах С_1 = 17650 и С_2 = 7770.

Величину Т_р._мин в процессе натяжения следует контролировать в менее напряженной расчалке пары.

А.2.16. Усилие предварительного натяжения в более напряженной расчалке данной пары следует определять по формуле:

где индекс 1 относится к углам более напряженной расчалки.

При этом должно соблюдаться условие:

Если условие по формуле (А.37) не соблюдается, то необходимо изменить углы расположения или длину расчалок (одной или обеих).

А.2.17. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба распорками, критическую массу следует определять по формуле (А.29) без дополнительного усилия в верхнем поясе, т.е. при N_n=0.

Площадь сечения распорок для обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм следует подбирать на следующие условные усилия в зависимости от марки стали верхнего пояса:

для стали С235 и С245 — 20Аb,

для стали С345 — 30Аb,

для стали С375 — 40Ab,

где Аb — площадь сечения пояса в узлах раскрепления.

А.2.18. Устойчивость плоской формы изгиба ферм треугольного, полигонального и других очертаний при любых сечениях поясов следует проверять по формуле:

где Р_кр — следует принимать меньшим из значений:

Р_макс — наибольшее усилие в сжатом участке пояса фермы от монтажных нагрузок;

гамма_вр — коэффициент надежности при временном раскреплении фермы, принимаемый гамма_вр >= 2,6.

Гибкость из плоскости фермы сжатых участков верхнего пояса между точками раскреплений в соответствии с требованиями СНиП II-23 не должна превышать 220.

При ступенчатом изменении сечение участка пояса между точками раскреплений (таблица A.11) его гибкость следует определять по данным таблиц А.12 и А.13 и по формулам:

Если гибкость сжатых участков между точками раскреплений верхнего пояса меньше 105, то такая ферма устойчива и условие (А.38) проверять не следует.

Выбор диаметра каната для расчалок, площадь сечения распорок, а также определение величины предварительного натяжения в них следует производить аналогично изложенному для ферм с параллельными (слабонаклонными) поясами (см. разделы А.2.10.- А.2.17). При этом величину В для вычисления Т_р.мин следует определять по формуле:

А.2.19. Если в фермах узел примыкания верхнего пояса к опорному раскосу не имеет достаточной жесткости из плоскости фермы (элементы верхнего пояса не состыкованы жесткими накладками друг с другом или с опорным раскосом), то в этих узлах до расстроповки ферм необходимо установить расчалки или распорки.

Таблица А.11.

Определение гибкостей сжатых поясов между точками раскрепления»

Таблица А.12.

Коэффициент расчетной длины мю_2, для схем 2 и 3 таблицы А.11

Таблица A.13.

Коэффициент расчетной длины мю_2, для схем 5 и 6 таблицы А.11

Устойчивость ферм

Вернуться на страницу «Фермы металлические»

Обеспечение устойчивости ферм

Ферма — плоская конструкция, которая имеет значительную жесткость в собственной плоскости вследствие относительно большой высоты самой конструкции. В то же время в перпендикулярном направлении (из плоскости фермы) ее жесткость недостаточна и потеря устойчивости сжатого верхнего пояса может произойти на расчетной длине, равной всему пролету фермы (рис. 1.5, б).

Кроме того, даже при наличии прогонов и других несущих элементов кровли, крепление которых к ферме рассматривается как шарнирное, система покрытия не имеет достаточного количества связей для обеспечения ее геометрической неизменности.

Чтобы предоставить системе покрытия устойчивости, необходимо прикрепить все фермы в любой «неподвижной точки», т.е. достаточно жесткой геометрически неизменяемой конструкции. Для этого в покрытиях устраивают жесткие пространственные блоки, состоящие из двух смежных ферм, объединенных горизонтальными и вертикальными элементами, называемых «связями».

Каждая грань такого блока должна быть геометрически неизменной (геометрическая неизменность двух граней блока, образованные самими фермами, обеспечена их схемами), поэтому при выборе схемы горизонтальных связей по верхним и нижним поясам и вертикальных связей в торцах блока (то есть на опорах), необходимо учитывать это требование (рис.1.5, а).

Рис. 1.5. Связи по фермам:

а — схема пространственного блока; б — схема покрытия при отсутствии связей; в — то же при наличии связевая блока; 1 — фермы; 2 — вертикальные связи; 3 — горизонтальные связи; 4 — прогоны; 5 — растяжки в уровне нижних поясов; 6 — узел крепления прогонов к горизонтальным связям в уровне верхних поясов; 7 — оси поясов при потере устойчивости вне плоскости фермы.

Жесткие блоки размещают обычно в торцах здания, а остальные фермы привязывают к ним специальными элементами (сжатыми распорками, растянутыми растяжками) или используют для этого продольные элементы кровли (прогоны, ребра железобетонных плит), одновременно со своими основными функциями, играют роль связей при условии их закрепления к узлам связевой системы.

Распорки размещаются в уровне верхних поясов и между опорами ферм в уровне их нижних поясов. Растяжками считаются элементы связей, поставленные по пролету в уровне нижних поясов стропильных ферм.

Связи выполняют следующие функции: обеспечивают геометрическую неизменность и пространственную жесткость покрытия при монтаже и эксплуатации; сокращают расчетные длины элементов фермы из ее плоскости, в частности сжатых верхних поясов; воспринимают усилия, возникающие от нагрузок, приложенных в продольном направлении здания, например, от ветрового давления на ее торец.

Несущие элементы кровли — профилированный стальной настил, прогоны, железобетонные плиты — образуют достаточно жесткий диск в горизонтальном направлении. Учитывая это, можно отказаться от устройства специальных диагональных горизонтальных связей в уровне верхнего пояса даже в жестком пространственном блоке. Однако, чтобы обеспечить общую устойчивость фермы при монтаже, когда элементы кровли еще отсутствуют, необходимо увеличить количество вертикальных связей, кроме опорных.

Вертикальные связи размещают так, чтобы фактическая гибкость сжатого пояса вне плоскости фермы при монтаже не превышала предельного значения, то есть

Исходя из этого условия и определяются расстояния между вертикальными связями l_y. С технологической точки зрения вертикальные связи целесообразно размещать в плоскости стоек решетки ферм, расстояния между которыми равны 6 м. Размеры панелей горизонтальной связевой фермы по нижним поясам тоже определяются расстояниями между вертикальными связями, а при необходимости, если фактическая гибкость растянутых поясов превышает значение 400, необходимо ставить дополнительные растяжки.

При кровле из железобетонных ребристых плит, которые могут быть закреплены к верхним поясам ферм не менее, как в трех точках, расчетные длины сжатых поясов определяются расстояниями между ребрами. Если жесткий диск является профилированный настил, то устойчивость верхних поясов обеспечивается пролетами, однако только теми, которые стыкуются с узлами связевая системы, то есть неподвижными точками. Такими точками считаются места пересечения прогонов с вертикальными связями жесткого блока, а также элементов горизонтальных вязов между собой (рис. 1.5, в).

Если кровля не является жестким диском, по верхним поясам ферм следует предусмотреть поперечные горизонтальные связей фермы и совмещать их расположение со связевыми фермами по нижним поясам.

В зданиях с опиранием стропильных ферм на колонны в уровне верхнего пояса горизонтальные связей фермы устраивают в этом же уровне, потому что они должны воспринять горизонтальную нагрузку от ветра, приложенное в торец. При железобетонных плитах покрытия эти нагрузки воспринимаются жестким диском, образованным плитами, а при кровли из профилированного настила следует устраивать диафрагмы жесткости в виде балки, поясами которой служат верхние пояса смежных стропильных ферм, расположенных в торцах здания, а стенкой — профилированный настил с усиленным креплением его к прогонам, или при их отсутствии -непосредственно к верхним поясам ферм.

Монтаж ферм состав работ

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.

Места строповки строительных ферм серии 1.460.2 и 1.460.4

Источник

Монтаж ферм состав работ

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

МОНТАЖ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРМ ПРОЛЕТОМ 30 МЕТРОВ И БОЛЕЕ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Типовая технологическая карта (именуемая далее по тексту ТТК) — комплексный организационно-технологический документ, разработанный на основе методов научной организации труда для выполнения технологического процесса и определяющий состав производственных операций с применением наиболее современных средств механизации и способов выполнения работ по определённо заданной технологии. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов производства работ (ППР) строительными подразделениями. ТТК является составной частью Проектов производства работ (далее по тексту — ППР) и используется в составе ППР согласно МДС 12-81.2007.

1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более.

Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.

1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:

— строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);

— заводские инструкции и технические условия (ТУ);

— нормы и расценки на строительно-монтажных работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);

— производственные нормы расхода материалов (НПРМ);

— местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

1.4. Цель создания ТТК — описание решений по организации и технологии производства работ по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более, с целью обеспечения их высокого качества, а также:

— снижение себестоимости работ;

— сокращение продолжительности строительства;

— обеспечение безопасности выполняемых работ;

— организации ритмичной работы;

— рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

— унификации технологических решений.

1.5. На базе ТТК в составе ППР (как обязательные составляющие Проекта производства работ) разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более.

Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.

1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.

Порядок привязки ТТК к местным условиям:

— рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;

— проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;

— корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;

— пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;

— оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.

1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.

Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:

— масса фермы — m=3000 кг.

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более.

2.2. Работы по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

час.

2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при монтаже металлических ферм пролетом 30 метров и более, входят следующие технологические операции:

— геодезическая разбивка мест установки ферм;

— подготовка мест опирания ферм;

— временное (монтажное) усиление конструкции;

— обустройство ферм распорками, оттяжками, монтажными лестницами и люльками;

— подача конструкции в виде монтажной единицы на монтаж;

— строповка, подъём (перемещение), наводка, ориентирование и установка готовых ферм на опорные поверхности в проектное положение с временным креплением;

— выверка, окончательное закрепление ферм в проектном положении и снятие временных креплений.

2.5. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижная бензиновая электростанция Honda ET12000 (3-х фазная 380/220 В, N=11 кВт, m=150 кг); седельный тягач КамАЗ-54115-15 с бортовым полуприцепом СЗАП-93271 (грузоподъемность Q=25,0 т); сварочный генератор (Honda) EVROPOWER ЕР-200Х2 (однопостовый, бензиновый, P=200 А, H=230 В, вес m=90 кг); автогидроподъемник АПТ-22 на базе автомобиля Урал-4320 (вылет стрелы =9,0 м грузоподъемность Q=300 кг, высота подъема Hmax.=22,0 м); автомобильный стреловой кран КС-45717 (грузоподъемность Q=25,0 т); монтажный гусеничный кран МКГ-25.01 (грузоподъемность Q=25,0 т).

Рис.1. Грузовые характеристики автомобильного стрелового крана КС-45717

Рис.2. Грузовые характеристики автогидроподъемника АПТ-22

Рис.3. Седельный тягач КамАЗ-54115-15 + полуприцеп СЗАП-93271

Рис.4. Грузовые характеристики монтажного гусеничного крана МКГ-25.01

Рис.5. Электростанция Honda ET12000

Рис.6. Генератор EVROPOWER ЕР-200Х2

2.5. Для монтажа применяются ферма ФС-30-2,0 из стального двутаврового горячекатаного профиля 25К2 с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93; болты монтажные высокопрочные М24 по ГОСТ 52643-2006 класса прочности 5.8 из стали 40Х; гайки М36 по ГОСТ 52645-2007 из стали марки 35 класса прочности 4; шайбы плоские по ГОСТ 52646-2007 из стали марки ВСт5пс2; электроды 4,0 мм Э-42 по ГОСТ 9466-75; эмаль ПФ-133 по ГОСТ 926-82*; грунтовка ГФ-021 по ГОСТ 25129-82.

Рис.7. Схема и основные размеры фермы

ВП — верхний пояс; НП — нижний пояс; Р — раскос; С — стойка.

Ферма состоит из отправочных элементов — полуферм, средней части и стоек (см. рис.8)

Рис.8. Отправочные элементы фермы

1 — полуферма; 2 — стойка; 3 — средняя часть

Рис.9. Схема узла 1 фермы

1 — опорное ребро; 2 — монтажные прокладки толщиной 4, 6 и 8 мм; 3 — заглушка; 4 — фланец ВП; 5 — фланец НП; 6 — ребра; 7 — фасонки

2.6. Работы по монтажу металлических ферм пролетом 30 метров и более следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:

Источник

Крыши, построенные на стропильных фермах заводского изготовления становятся все более популярными в частных домах.

Фермы могут быстро устанавливаться, и обычно требуют меньше работников и материалов, в сравнении с крышами построенными на месте. Фермы могут быть сконструированы с большим пролетом, чем обычные крыши из досок, позволяя быть более гибкими в подборе размера комнат. Большинство крыш, построенных из стропильных ферм, имеют один существенный недостаток из-за их конструкции, они значительно уменьшают пользу чердака для хранения различной утвари, и дальнейшую возможность организации мансарды.

Ларри Хон: Строительство крыш

Первая ферма, которую вы должны прибить, — это ферма для стены фронтона. Затем остается просто поднести оставшиеся фермы к месту, установить их на отметки разметки и прибить гвоздями.

Обычно используемые стропильные фермы состоят из верхней и нижней хорд, соединенных подкосом, и часто делаются из досок 5х10 см. Верхние хорды это стропила, которые формируют скаты крыши. Нижние хорды это горизонтальные лаги, которые формируют потолок. Подкос помогает соединить хорды и передает нагрузку от одной детали к другой и к опорным точкам, расчитанным инженером. Хорды и подкосы соединяются вместе с помощью металлически (иногда из фанеры) соединяющих пластин, называемых гвоздевые накладки

Детали крыши со стропильными фермами

Существуют много различных типов стропильных ферм. Обычно их делают для опирания на две наружные стены, иногда с дополнительной поддержкой на внутреннюю несущую стену. Некоторые распространенные конструкции стропильных ферм показаны на рисунке.

Когда строится обычная крыша, вы часто можете заказать доски в один день, и на следующий день вам их доставят. Когда вы используете фермы, важно не ждать пока вы сделаете каркас стены, чтобы заказать фермы. Множеству производителей нужно несколько недель, чтобы изготовить и доставить фермы. Когда вы размещаете заказ, встретьтесь с представителем компании и проверьте все детали и размеры. Если в крыше предусмотрены мансардные окна или другие большие проемы, вам могут понадобиться дополнительные фермы, чтобы укрепить эти проемы. Часто производитель стропильных ферм поставляет блоки необходимые по линии конька и обвязок. Когда заказ утвержден, можно установить дату доставки.

Подготовка

Все стены здания должны быть выровнены в вертикально и горизонтальной плоскостях, и закреплены подкосами. Напилите ветровые планки и блоки конька, если их не поставляет производитель стропильных ферм. Большинство ферм устаналивают с промежутком 60 см, и стандартный блок для этого расстояния 55,5 см. Часто блоки касаются гвоздевых накладок как со стороны линии обвязок, так и у конька, и должны быть соответственно укорочены.

Сделайте это правильно и фермы будут установлены на верном расстоянии. Ошибка здесь означает, что обшивка крыши и потолка не соединится по центру стропил или лаг.

В среднем доме, два плотника могут легко установить, сделать блоки и связать стропильные фермы. Но в домах требующих увеличенного пролета или с большим углом наклона крыши, может потребоваться третий человек, чтобы помочь в середине установить на нужное место. В этом случае понадобится сделать мостки или козлы ниже места, где будет находится третий.

Эффективнее располагать фермы лежа, поперек стен с конца, противоположному тому, где начнется установка. Фермы должны быть уложены коньковой частью свисающей за пределы здания, как можно дальше (см. фото). Если стена фронтона не дает уложить фермы подобным способом, пачка ферм может быть установлена на стены вертикально. Прежде чем перерезать металлическую ленту, связывающую пачку, перевяжите верхние хорды около конька веревкой или проволокой, чтобы фермы остались в вертикальном положении, когда будет перерезана лента. В противном случае они могут улететь в непредсказуемом направлении, возможно вам на голову.

Помните, что фермы это инженерные изделия и любые врубки или просверленные отверстия могут навредить их структурной целостности. Никогда не изменяйте фермы без согласования с производителем или инженером. Исключением являются фермы с концов здания, которые обычно сделаны со стойками фронтона, а не с подкосами, в них можно сделать врубки для консольных стропил шириной 5 см.

Прежде чем устанавливать первую ферму на место, забейте гвоздь в каждую ветровую планку и повесьте их на этом гвозде через каждые 60 см вдоль наружных стен. Может понадобиться сделать отверстия в некоторых ветровых планках, для вентиляции чердака. Эти вентиляционные отверстия обычно располагают на расстоянии 60 см от каждого конца и каждые 1,80 между ними.

Сделайте врубки в стропилах фронтона для консольных стропил фронтона, если это необходимо.

Затем, прибейте длинную, прямую доску 5х на ребро напротив стороны каркаса стены у дальнего конца здания. Рядом с центром конька, должна быть установлена доска 5х и выступать за верхнюю хорду. Когда ферма фронтона будет поднята, ее можно прибить к этой доске, чтобы удержать в вертикальном положении. Теперь вы можете перенести первую ферму к концу здания и установить в вертикальное положение, вровень с наружным краем здания.

Прибейте ферму к верхней обвязке гвоздем наискось длиной 90 мм с шагом 40 см. Затем временно прибейте к вертикальной доске, прибитой к торцовой стене. Это крепление будет достаточным, за исключением сильного ветра или, если фермы высокие.

Часто стойки фронтона крепятся скобами. Если так, хорошо бы временно прибить поперек них доску 5х10, на высоте 120 см над обвязками. Эта доска будет служить поручнем для рабочих, чтобы они не упали.

Затем, прибейте ветровые планки к первой ферме с обеих сторон линий обвязок.

• Принесите вторую ферму на место,
• прибейте блок конька к вершине гвоздями наискось,
• поставьте ферму вертикально,
• забейте два гвоздя 90мм через нее в ветровые планки
• и вбейте два гвоздя 90 мм наискось через нижнюю хорду в верхние обвязки.

На этом этапе две фермы будут довольно устойчивы. Продолжайте подносить и прибивать фермы. Померяйте через верхние хорды по линии обвязок, чтобы убедиться, что промежуток между фермами правильный. Далее фермы могут быть закреплены у конька несколькими длинными досками 2,5х10 см, с размеченными промежутками между фермами.

Эти временные связи могут быть прибиты через верхние хорды гвоздями 60мм, когда каждая ферма ставится на место. Доски 2,5х10 обеспечат параллельность и правильные промежутки между стропилами, пока блок конька не будет окончательно прибит к месту.

Если в здании есть крыло, установите фермы на примыкающей крыше, также как и на основной. Пространство, где встречаются две крыши, может быть заполнено слепыми ендовами.

Производитель стропильных ферм обычно обеспечивает это заполнение; если нет, вы можете напилить его на месте.

Фермы не могут быть распилены без согласования с производителем или инженером. Если по чертежам нужно сделать люк на чердак размером 75х75см, а промежуток между фермами 60 см, вам нужно изменить проем, скажем, на 55х100 см, или вы можете сделать проем 75х75см в стене фронтона. Если нужен больший проем, например, для мансардного окна, могут понадобиться дополнительные фермы с каждой стороны проема.

После того, как все фермы установлены, повернитесь назад и забейте по одному дополнительному гвоздю в нижнюю обвязку. Также добавьте еще два гвоздя 90мм к другому концу каждого конькового блока.

Преимущества использования металлических ферм

Фермы из металла раньше применялись везде, где была необходима высокая прочность конструкции, сегодня преимущество использования именно таких конструкций применяется и для частного строительства, а не только при сооружении промышленных предприятий. Сегодня востребованы металлические фермы, которые можно условно разделить на две группы: пространственные и плоские.

Плоские конструкции отличаются тем, что каждый металлический стержень расположен только в одной плоскости. Пространственные конструкции образуют брусья, отлично выдерживающие нагрузки со всех сторон. Это схоже с устройством башенного крана, которая устойчива к довольно сильным, продолжительным нагрузкам при использовании.

Основные элементы металлической фермы – это стропильный пояс и решетки, на пояс приходится продольная сила и момент, на решетку – поперечная сила. То пространство, которое располагается между ними, принято называть панелью, свободный промежуток между фермами – пролетом, пространство между осями поясов – высотой.

Виды металлических ферм.

Применяемые сегодня фермы из металла могут быть самыми различными, что сильно отличает их от прочих. Они отличаются по форме поясов, пролетов, размерами, схемами изготовления. Так, статические фермы могут быть рамными, балочными, вантовыми, арочными. Балочные в этом случае отличаются более экономным расходом материалов, меньшим весом, чем остальные, они могут применяться для изготовления конструкций, нуждающихся в устойчивости к большим, постоянным нагрузкам. Арочные используются для созданий необычных привлекательных форм кровли, но при их сооружении расход строительных материалов несколько увеличен.

Кроме того, применяются комбинированные схемы, полигональные, сегментированные, треугольные, трапециевидные, с параллельными поясами. Все они отличаются большой прочностью, небольшим весом, устойчивостью. Высокое качество монтажа стропильной системы обеспечивается тем, что любой расчет для подобной конструкции осуществляется при помощи специальных программ.

В качестве материалов для изготовления металлических ферм применяются облегченный металлический оцинкованный профиль (так называемые ЛСТК, то есть легкие стальные тонкостенные конструкции), скрепляемые саморезами и специальными болтами, либо специальные стальные балки, для которых используются сварные соединения.

Скрепление ферм

Соответсвующую конструкцию для скрепления любых стропильных ферм должен предоставить производитель или инженер. Крепления будут различаться в зависимости от многих факторов, таких как стиль ферм, пролет крыши, тип покрытия крыши и возможности землетрясения, снеговой нагрузки или сильных ветров. Не пытайтесь угадать способ.

Подкосы помогают держать крышу в вертикальном положении. Стропила ферм выравниваются в вертикальной плоскости и связываются как и обычные стропила на двускатной крыше.

У ферм, подкос из доски 5х идет от блока конька вниз к двойной верхней обвязке под углом 45о . Другой тип связи, сходни, связывают низ ферм вместе. Эта связь часто делается из длинной доски 5х прибитой поперек нижних хорд, держа фермы на правильном расстоянии друг от друга.

Крепление ферм к внутренним стенам

Фермы, покоящиеся на внутренних несущих стенах могут быть прибиты к стене с каждой стороны гвоздями 90мм наискось. Проверьте правильный размер шага ферм. По чертежу может понадобиться ряд блоков в этом месте. Прибейте все фермы ко всем пересекающим стенам таким же образом.

Уголок для крепления стропильных ферм к внутренним стенам

Фермы, сконструированные для крепления только на наружных стенах — без внутренней поддержки — должны крепиться по другому, так как они обычно имеют изгиб, который будет выпрямляться под предполагаемой нагрузкой, такой как черепица или снег. Эти фермы должны быть оставлены как-бы совбодными от внутренних стен так, чтобы они могли двигаться вверх и вниз. Они крепятся к пересекающим стенам уголком для стропил, который представляет собой маленький уголок с прорезями, которые позволяют ферме сдвигаться при изменении нагрузки (см нижний рисунок на стр. 181). Может также потребоваться другой каркасный » якорь» , такой как металлическая пластина для закрепления ферм к внешним стенам против урагана.

Особенности расчета металлических конструкций

Рассчитать металлические стропильные фермы – это процедура, которая требует наличия специальных знаний. Обычно такие расчеты выполняются проектировщиками с использованием специальных программ, с учетом многочисленных факторов. Такой расчет и делает металлические конструкции максимально надежными. При расчетах стропильной системы необходимо учитывать такие факторы:

• постоянные нагрузки на крышу (вес кровельного материала и самой стропильной системы);
• дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, которые поднимаются на поверхность крыши для осуществления ремонта, и прочее);
• периодические и особые нагрузки (наличие ураганов, сейсмические нагрузки, другие случайные факторы).

Схема снеговой нагрузки на крышу.

Снеговая нагрузка рассчитывается по формуле: N= Q*k

• N – нагрузка от снеговых масс;
• Q – количество осадков на квадратный м в зимний период;
• k – коэффициент угла ската.

Стоит брать во внимание и ветровые нагрузки, которые включают в себя данные по максимальной скорости ветра в районе, этажности строения, конструктивным особенностям кровли, ее площади.

Точный расчет металлических ферм может сделать только специалист, не следует пытаться осуществить это самостоятельно!

Обновлено: 24.04.2023

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.

Устойчивость ферм

Ферма — плоская конструкция, которая имеет значительную жесткость в собственной плоскости вследствие относительно большой высоты самой конструкции. В то же время в перпендикулярном направлении (из плоскости фермы) ее жесткость недостаточна и потеря устойчивости сжатого верхнего пояса может произойти на расчетной длине, равной всему пролету фермы (рис. 1.5, б).

Кроме того, даже при наличии прогонов и других несущих элементов кровли, крепление которых к ферме рассматривается как шарнирное, система покрытия не имеет достаточного количества связей для обеспечения ее геометрической неизменности.

Чтобы предоставить системе покрытия устойчивости, необходимо прикрепить все фермы в любой «неподвижной точки», т.е. достаточно жесткой геометрически неизменяемой конструкции. Для этого в покрытиях устраивают жесткие пространственные блоки, состоящие из двух смежных ферм, объединенных горизонтальными и вертикальными элементами, называемых «связями».

Каждая грань такого блока должна быть геометрически неизменной (геометрическая неизменность двух граней блока, образованные самими фермами, обеспечена их схемами), поэтому при выборе схемы горизонтальных связей по верхним и нижним поясам и вертикальных связей в торцах блока (то есть на опорах), необходимо учитывать это требование (рис.1.5, а).

Рис. 1.5. Связи по фермам:

а — схема пространственного блока; б — схема покрытия при отсутствии связей; в — то же при наличии связевая блока; 1 — фермы; 2 — вертикальные связи; 3 — горизонтальные связи; 4 — прогоны; 5 — растяжки в уровне нижних поясов; 6 — узел крепления прогонов к горизонтальным связям в уровне верхних поясов; 7 — оси поясов при потере устойчивости вне плоскости фермы.

Жесткие блоки размещают обычно в торцах здания, а остальные фермы привязывают к ним специальными элементами (сжатыми распорками, растянутыми растяжками) или используют для этого продольные элементы кровли (прогоны, ребра железобетонных плит), одновременно со своими основными функциями, играют роль связей при условии их закрепления к узлам связевой системы.

Распорки размещаются в уровне верхних поясов и между опорами ферм в уровне их нижних поясов. Растяжками считаются элементы связей, поставленные по пролету в уровне нижних поясов стропильных ферм.

Связи выполняют следующие функции: обеспечивают геометрическую неизменность и пространственную жесткость покрытия при монтаже и эксплуатации; сокращают расчетные длины элементов фермы из ее плоскости, в частности сжатых верхних поясов; воспринимают усилия, возникающие от нагрузок, приложенных в продольном направлении здания, например, от ветрового давления на ее торец.

Несущие элементы кровли — профилированный стальной настил, прогоны, железобетонные плиты — образуют достаточно жесткий диск в горизонтальном направлении. Учитывая это, можно отказаться от устройства специальных диагональных горизонтальных связей в уровне верхнего пояса даже в жестком пространственном блоке. Однако, чтобы обеспечить общую устойчивость фермы при монтаже, когда элементы кровли еще отсутствуют, необходимо увеличить количество вертикальных связей, кроме опорных.

Вертикальные связи размещают так, чтобы фактическая гибкость сжатого пояса вне плоскости фермы при монтаже не превышала предельного значения, то есть

Исходя из этого условия и определяются расстояния между вертикальными связями l_y. С технологической точки зрения вертикальные связи целесообразно размещать в плоскости стоек решетки ферм, расстояния между которыми равны 6 м. Размеры панелей горизонтальной связевой фермы по нижним поясам тоже определяются расстояниями между вертикальными связями, а при необходимости, если фактическая гибкость растянутых поясов превышает значение 400, необходимо ставить дополнительные растяжки.

При кровле из железобетонных ребристых плит, которые могут быть закреплены к верхним поясам ферм не менее, как в трех точках, расчетные длины сжатых поясов определяются расстояниями между ребрами. Если жесткий диск является профилированный настил, то устойчивость верхних поясов обеспечивается пролетами, однако только теми, которые стыкуются с узлами связевая системы, то есть неподвижными точками. Такими точками считаются места пересечения прогонов с вертикальными связями жесткого блока, а также элементов горизонтальных вязов между собой (рис. 1.5, в).

Если кровля не является жестким диском, по верхним поясам ферм следует предусмотреть поперечные горизонтальные связей фермы и совмещать их расположение со связевыми фермами по нижним поясам.

В зданиях с опиранием стропильных ферм на колонны в уровне верхнего пояса горизонтальные связей фермы устраивают в этом же уровне, потому что они должны воспринять горизонтальную нагрузку от ветра, приложенное в торец. При железобетонных плитах покрытия эти нагрузки воспринимаются жестким диском, образованным плитами, а при кровли из профилированного настила следует устраивать диафрагмы жесткости в виде балки, поясами которой служат верхние пояса смежных стропильных ферм, расположенных в торцах здания, а стенкой — профилированный настил с усиленным креплением его к прогонам, или при их отсутствии -непосредственно к верхним поясам ферм.

Проектирование металлических ферм

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).

Законодательная база Российской Федерации

A.2.1. При подъеме в процессе монтажа или при опускании в процессе демонтажа одиночных стальных ферм любого очертания следует обеспечить устойчивость их плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой. Методика проверки устойчивости плоской формы изгиба основана на расчете фермы как целого плоского упругого элемента. Методика не распространяется на арочные, предварительно напряженные и неразрезные фермы.

A.2.2. Устойчивость ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения независимо от направления опорных раскосов (восходящие или нисходящие) при строповке за один или два узла верхнего пояса следует проверять по формуле:

где Q_кр,п — критическая масса фермы при подъеме (опускании);

Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации (массу фасонок следует распределить поровну между поясами и решеткой); если ферму поднимают или опускают с двумя опорными стойками одинаковой или разной массы или с одной опорной стойкой, то в знаменатель формулы (А.16) следует подставлять приведенную массу фермы

где Q_ст — масса одной (при двух — наибольшей) опорной стойки;

гамма_н — коэффициент надежности при подъеме (опускании), принимаемый гамма_н = 1,7.

где Q_н и Q_р — массы соответственно нижнего пояса и элементов решетки фермы;

l — расстояние между точками строповки;

L — длина фермы (пролет);

гамма — коэффициент согласно таблице А.7;

Е — модуль упругости стали;

Н — высота фермы в местах строповки;

— моменты инерции соответственно нижнего и верхнего поясов фермы из плоскости; при ступенчатом уменьшении сечения по длине нижнего пояса от середины к опорам следует принимать приведенные моменты инерции, определяемые произведением моментов инерции участков с максимальным сечением на коэффициент а_1, согласно таблице А.8.

А.2.3. Для стропильных и подстропильных ферм по типовым сериям 1.460-2 и 1.460-4 места их строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм приведены в таблице А.9.

Значения коэффициента гамма для наиболее распространенных случаев

l, м	18	24	30	36
L, м	3	6	6	12	6	12	6	12	18
гамма	1,15	1,77	1,36	8,73	1,21	2,55	1,14	1,79	8,73

1. При l=0 для любого значения L коэффициент гамма=0.

2. Во всех случаях должно быть l >= 0,5 L.

Значения коэффициентов а_1 и а_2

При одной ступени изменения сечения на половине длины пояса	При двух ступенях изменения сечения на половине длины пояса
а 1	а 2	а 1	а 2
0,2	0,746	0,252	0,878	0,308
0,4	0,906	0,482	0,921	0,532
0,6	0,959	0,685	0,957	0,712
0,8	0,985	0,850	0,981	0,870
1,0	1,000	1,000	1,000	1,000

Примечание: Значения a_1 и а_2 для промежуточных отношений I_мин(у)/I_макс(у) следует вычислять методом линейной интерполяции.

A.2.4. Устойчивость ферм треугольного, полигонального и других очертаний, имеющих любые сечения поясов (включая и несимметричные) при различных способах строповки, а также ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами с расстоянием между узлами строповки более 0,5 пролета или строповки за три узла следует проверять по формуле:

где Р_кр — критическая нагрузка для сжатого на одной половине фермы участка нижнего или верхнего пояса в зависимости от способа строповки;

Р_пр — приведенное усилие в сжатом участке нижнего или верхнего пояса.

А.2.5. Критическую нагрузку следует вычислять по формуле:

где I_с(у) — момент инерции из плоскости сжатого участка нижнего или верхнего пояса; при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса (нижнего или верхнего) от середины к опорам следует принимать приведенные моменты инерции, определяемые произведением моментов инерции участков с максимальным сечением на коэффициент а_1 для нижнего пояса и а_2 для верхнего пояса согласно таблице А.8;

при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса от опор к середине фермы момент инерции следует принимать по минимальному сечению;

l_0 — длина пояса от середины пролета фермы до конца сжатого участка; при наличии растяжения в средних панелях пояса усилия в них в запас устойчивости следует принимать равными нулю.

А.2.6. Приведенное усилие в сжатом участке пояса следует определять по формуле:

где Р_1, Р_2, Р_3 . Р_n — узловые нагрузки на сжатый стержень, определяемые разностью усилий в соседних панелях пояса фермы от ее собственной массы (рисунок А.1) и равные Р_1 = N_1 — N_2, P_2 = N_2 — N_3, P_3 = N_3 — N_4, P_n = N_n.

Рисунок A.1. Расчетная схема сжатых участков пояса фермы

Места строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм

А.2.7. Если при всех возможных способах строповки условия формул (А.16) или (А.21) не выполняются, то необходимо усилить сжатый пояс фермы и проверить устойчивость фермы с учетом усиления. При этом приведенные моменты инерции для определения Q_кр,п или Р_кр следует вычислять:

при жестком креплении элементов усиления к нижнему поясу — как для целого сечения;

при податливом креплении — как сумму моментов инерции сечений пояса и усиления.

А.2.8. После установки стальных ферм любого очертания на опоры в процессе монтажа необходимо до расстроповки обеспечить их устойчивость против опрокидывания от ветровых нагрузок и устойчивость плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой. Аналогичные виды устойчивости необходимо обеспечить и в процессе демонтажа после снятия раскрепляющих ферму конструкций (прогонов, связей, плит покрытия).

А.2.9. Действующий на ферму опрокидывающий момент от расчетной ветровой нагрузки следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07. Несущая способность опорных узлов ферм должна определяться их конструктивным решением, а также болтами и сварными швами, закрепляющими ферму к опорам. Удерживающее влияние собственной массы фермы учитывать не следует. Для ферм, опирающихся верхним поясом (с нисходящим опорным раскосом), проверка на опрокидывание не требуется.

А.2.10. Если устойчивость против опрокидывания не обеспечена, то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками, число которых и места их установки следует принимать с учетом обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм (см. А.2.11 — А.2.18).

Рекомендуемые диаметры канатов расчалок приведены в таблице А.10.

Таблица А.10.

Рекомендуемые диаметры канатов расчалок

Пролет фермы, м	Рекомендуемые диаметры каната расчалок, мм	Предельное усилие предварительного натяжения в расчалке Т_р.пред, кгс
24	15 — 17,5	500
30	17 — 19,5	750
36	20 — 22,5	750
42	24 — 25,5	1000

Площадь сечения расчалки или распорки следует проверять на усилие, возникающее от действия расчетной ветровой нагрузки (для расчалок необходимо добавлять усилие от предварительного натяжения по таблице А.10) без учета работы болтов и сварных швов в опорных узлах ферм. Коэффициент надежности каната расчалок должен быть не менее 3.

Винтовые стяжки для натяжения расчалок, якоря или смонтированные конструкции следует подбирать (рассчитывать) на усилие, равное 1/3 разрывного усилия каната, принятого для расчалок данной пары.

А.2.11. Устойчивость плоской формы изгиба ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения следует проверять по формуле:

где Q_кр,вр — критическая масса фермы, определяемая в зависимости от наличия раскреплений верхнего пояса(расчалками или распорками);

Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации;

гамма_вр — коэффициент надежности при временном раскреплении фермы, принимаемый гамма_вр >= 2,6.

А.2.12. Для ферм, не раскрепленных в пролете против опрокидывания, критическую массу следует определять по формуле:

где Е — модуль упругости стали;

I_в(у) — момент инерции верхнего пояса из плоскости фермы; при ступенчатом уменьшении сечения по длине пояса от середины к опорам следует принимать приведенный момент инерции, определяемый произведением момента инерции участка с максимальным сечением на коэффициент а_2, согласно таблице А.8;

Н — высота фермы (при слабонаклонном поясе следует принимать высоту, усредненную в одной четверти пролета);

L_пр — приведенная длина верхнего пояса, которую для ферм, опирающихся нижним поясом, следует принимать равной:

при неослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — фактической длине верхнего пояса с учетом наклона;

при ослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — длине верхнего пояса между узлами примыкания восходящих опорных раскосов и суммарной длине этих раскосов;

L — длина (пролет) фермы; для ферм, опирающихся верхним поясом, за L_пр следует принимать фактическую длину пояса (пролет фермы), а за L — длину нижнего пояса между узлами примыкания нисходящих опорных раскосов и их суммарную длину;

— коэффициент упругой поддержки верхнего пояса, определяемый по формуле:

G — модуль сдвига стали;

I_н(к) — момент инерции нижнего пояса на кручение; при ступенчатом изменении сечения по длине нижнего пояса указанный момент инерции следует принимать как среднее значение для всех участков пояса.

где I_i — момент инерции из плоскости фермы i-го элемента решетки;

l_i — длина i-го элемента решетки;

К — число элементов решетки в ферме.

А.2.13. Если критическая масса фермы, подсчитанная по формуле (А.24), не соответствует условию формулы (А.25), то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками.

А.2.14. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба парными расчалками, критическую массу следует определять по формуле:

где п — число равных по длине участков сжатого пояса между узлами раскреплений (разница длин участков допускается не более 3 м);

N_n — величина, учитывающая дополнительное усилие в верхнем поясе от усилий в расчалках и определяемая по формуле:

где Т_р.пред — предельное усилие предварительного натяжения в наиболее напряженной расчалке, определяемое по таблице А.10;

К — коэффициент, зависящий от числа пар расчалок:

при одной паре К = 0,25;

при двух парах К = 0,333;

при трех парах К = 0,375;

раскрепление ферм больше чем тремя парами расчалок не допускается;

Величину D следует вычислять для каждой пары расчалок. При этом индекс 1 относится к углам наиболее напряженной расчалки данной пары, т.е. такой, для которой произведение косинусов углов (cos альфа cos фи) меньше аналогичного произведения для другой расчалки (рисунок А.2). Для расчалок, расположенных с углами альфа в пределах 30 — 45° и фи в пределах 0 — 45°, допускается принять D = 1,7.

1 — ферма; 2 -расчалка; 3 — якорь

Рисунок А.2. Схема раскрепления ферм расчалками

А.2.15. Для обеспечения устойчивости ферм, раскрепленных расчалками, необходимо до расстроповки довести с помощью винтовых стяжек усилие предварительного натяжения в менее напряженной расчалке данной пары (у которой произведение косинусов углов большее) до значения:

l_с — длина менее напряженной расчалки;

А_p — площадь сечения каната расчалки;

альфа_0 — угол наклона к горизонту проекции расчалки длиной l_p на плоскость расчаливания;

альфа и фи — углы для расчалки l_p;

С_1 и С_2- коэффициенты, зависящие от числа пар расчалок:

при одной паре С_1 = 1290 и С_2 = 570;

при двух парах C_1 = 6550 и С_2 = 2890;

при трех парах С_1 = 17650 и С_2 = 7770.

Величину Т_р._мин в процессе натяжения следует контролировать в менее напряженной расчалке пары.

А.2.16. Усилие предварительного натяжения в более напряженной расчалке данной пары следует определять по формуле:

где индекс 1 относится к углам более напряженной расчалки.

При этом должно соблюдаться условие:

Если условие по формуле (А.37) не соблюдается, то необходимо изменить углы расположения или длину расчалок (одной или обеих).

А.2.17. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба распорками, критическую массу следует определять по формуле (А.29) без дополнительного усилия в верхнем поясе, т.е. при N_n=0.

Площадь сечения распорок для обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм следует подбирать на следующие условные усилия в зависимости от марки стали верхнего пояса:

для стали С235 и С245 — 20Аb,

для стали С345 — 30Аb,

для стали С375 — 40Ab,

где Аb — площадь сечения пояса в узлах раскрепления.

А.2.18. Устойчивость плоской формы изгиба ферм треугольного, полигонального и других очертаний при любых сечениях поясов следует проверять по формуле:

где Р_кр — следует принимать меньшим из значений:

Р_макс — наибольшее усилие в сжатом участке пояса фермы от монтажных нагрузок;

Гибкость из плоскости фермы сжатых участков верхнего пояса между точками раскреплений в соответствии с требованиями СНиП II-23 не должна превышать 220.

При ступенчатом изменении сечение участка пояса между точками раскреплений (таблица A.11) его гибкость следует определять по данным таблиц А.12 и А.13 и по формулам:

Если гибкость сжатых участков между точками раскреплений верхнего пояса меньше 105, то такая ферма устойчива и условие (А.38) проверять не следует.

Выбор диаметра каната для расчалок, площадь сечения распорок, а также определение величины предварительного натяжения в них следует производить аналогично изложенному для ферм с параллельными (слабонаклонными) поясами (см. разделы А.2.10.- А.2.17). При этом величину В для вычисления Т_р.мин следует определять по формуле:

А.2.19. Если в фермах узел примыкания верхнего пояса к опорному раскосу не имеет достаточной жесткости из плоскости фермы (элементы верхнего пояса не состыкованы жесткими накладками друг с другом или с опорным раскосом), то в этих узлах до расстроповки ферм необходимо установить расчалки или распорки.

Устойчивость ферм, связи между фермами

От воздействия внешней нагрузки, приложенной к узлам фермы, в её элементах появляются сжимающие и растягивающие усилия. В этом случае верхний пояс работает на сжатие, а нижний — на рас­тяжение. Элементы решетки в зависимости от характера и направле­ния действующей нагрузки могут работать как на сжатие, так и на растяжение. При этом сжимающие усилия создают опасность поте­ри устойчивости конструкции. Потеря устойчивости верхнего пояса может происходить в двух плоскостях: в плоскости фермы и из ее плоскости. В первом случае потеря устойчивости происходит за счет выпучивания между узлами фермы (по длине панели). Во втором случае потеря устойчивости возникает между точками пояса, закреп­ленными от смещения в горизонтальном направлении. Устойчивость фермы из ее плоскости является значительно меньшей по сравнению с устойчивостью в ее плоскости, что очевидно из-за того, что длина одной панели значительно меньше длины сжатого пояса.

Отдельная стропильная ферма является балочной конструкци­ей, обладающей очень малой боковой жесткостью. Для того чтобы обеспечить пространственную жесткость сооружения из плоских ферм, они должны быть раскреплены связями, образующими со­вместно с фермами геометрически неизменяемые пространствен­ные системы, обычно решетчатые параллелепипеды (рис. ниже).

Кроме обеспечения пространственной неизменяемости, систе­ма связей должна обеспечивать устойчивость сжатых поясов в на­правлении, перпендикулярном плоскостям раскрепляемых ферм (из плоскости фермы), воспринимать горизонтальные нагрузки и со­здавать условия для высококачественного и удобного монтажа со­оружения.

Связи по конструкциям покрытия здания располагают:

• в плоскости верхних поясов ферм — горизонтальные попереч­ные связевые фермы 1 и продольные элементы — распорки 2 между ними (рис. ниже);
• в плоскости нижних поясов ферм — горизонтальные попереч­ные и продольные связевые фермы 3 и распорки 2 (рис. ниже);
• между фермами — вертикальные связи 4 (рис. ниже).

Связи по покрытию

Горизонтальные связи в плоскости верхних (сжатых) поясов ферм обязательны во всех случаях. Они состоят из раскосов и сто­ек, образующих совместно с поясами стропильных ферм горизон­тальные связевые фермы с крестовой решеткой. Горизонтальные связи располагают между крайними парами ферм в торцах здания (или в торцах температурного отсека), но не реже, чем через 60 м.

Для связи между верхними поясами промежуточных стропиль­ных ферм ставят специальные распорки над опорами и у коньково­го узла при пролете ферм до 30 м; при больших пролетах добавля­ют промежуточные распорки для того, чтобы расстояние между ними не превышало 12 м. Горизонтальные связи по верхним по­ясам ферм обеспечивают устойчивость сжатых поясов из плоско­сти фермы во время монтажа: в этот период расчетная длина таких поясов равна расстоянию между распорками. В процессе эксплуа­тации здания смещению верхних узлов из плоскости фермы пре­пятствуют ребра кровельных плит или прогоны, но только при ус­ловии, что они закреплены от продольных смещений связями, рас­положенными в плоскости кровли.

Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают в зданиях с крановым оборудованием.

Они состоят из поперечных и продольных связевых ферм и рас­порок. В зданиях с кранами легкого и среднего режима работы час­то ограничиваются только поперечными связевыми фермами, рас­полагаемыми между нижними поясами соседних ферм по торцам здания (или температурного отсека). Если длина здания или отсека велика, то устанавливают дополнительную поперечную связевую ферму, чтобы расстояние между такими фермами не превышало 60 м. Ширину продольной связевой фермы обычно принимают рав­ной опорной панели нижнего пояса стропильной фермы.

Горизонтальные связевые фермы воспринимают горизонталь­ные нагрузки от ветра и торможения (поперечного и продольного) кранов.

Стропильные фермы обладают незначительной боковой жест­костью, поэтому процесс монтажа без их предварительного взаим­ного раскрепления невозможен. Эту функцию выполняют верти­кальные связи между фермами, располагающиеся в плоскости опор­ных стоек ферм и в плоскости средних стоек (в фермах пролетом до 30 м) или стоек, ближайших к коньковому узлу, но не реже, чем че-, рез 12 м. Чаще всего вертикальные связи проектируют с крестовой решеткой, но при шаге ферм 12 м может быть применена и тре­угольная решетка. Средние стойки стропильных ферм, к которым прикрепляют вертикальные связи, проектируют крестового сечения.

Читайте также:

  

• Стальная кувалда 7 days to die

  

• Как насыщают сталь углеродом

  

• Расшифровка марок сталей таблица

  

• Нож который режет сталь

  

• Сталь 2cr13 для ножей плюсы и минусы

Металлические конструкции — Фермы — Обеспечение устойчивости ферм

Страница 6 из 26

Обеспечение устойчивости ферм.Плоская ферма неустойчива из своей плоскости, поэтому ее необходимо присоединить к более жесткой конструкции или соединить связями с другой фермой, в результате чего образуется устойчивый пространственный брус (рис.9.8,а). Поскольку этот

Рис. 9.8. Завязка ферм в пространственные системы

1 — диафрагма

пространственный брус в поперечном сечении замкнут, он обладает большой жесткостью при кручении и изгибе в поперечном направлении, поэтому потеря его общей устойчивости невозможна. Конструкции мостов, кранов, башен, мачт и т.п. представляют собой также пространственные брусья, состоящие из ферм (рис.9.8,б).

В покрытиях зданий из-за большого числа поставленных рядом плоских стропильных ферм решение усложняется, поэтому фермы, связанные между собой только прогонами могут потерять устойчивость.

Их устойчивость обеспечивается тем, что две соседние фермы скрепляются связями в плоскости верхнего и нижнего пояса и вертикальными поперечными связями (рис.9.9, б). К этим жестким блокам другие фермы прикрепляются

горизонтальными элементами, препятствующими горизонтальному перемещению поясов ферм и обеспечивающими их устойчивость (прогонами и распорками, расположенными в узлах ферм). Чтобы прогон мог закрепить узел фермы в горизонтальном направлении, он сам должен быть прикреплен к

неподвижной точке – узлу горизонтальных связей.

Рис. 9.9. Связи обеспечивающие устойчивость стропильных ферм

1 – прогоны; 2 – фермы; 3 – горизонтальные связи; 4 – вертикальные связи; 5 – пространственный блок