Фермы. Расчет узлов

1. ФЕРМЫ

Преподаватель
Юдина Евгения Васильевна
ФЕРМЫ
Расчет узлов

2.

3.

4.

5.

6.

7.

7
Геометрическая схема фермы (1:100)
Фасонки t=10, С245- 3
1
3700
140g9
С345- 3
80g6
80g6
С245
С345- 3
2200
8
5g
12
45
С2
С2 100
45 g12
75g6
С245
80•6
С3 160
45 g12
С345- 3
С245
С345- 3
140g9
100g12
90g7
80•6
C245
6000
4•6000=24000
Спецификация металлопроката
1
Наименование
профиля ГОСТ,
ТУ
731
60
242
6- 730
Уголки
С245
стальные
горячекатанные ГОСТ 27772- 88
равнополочные
ГОСТ 8509- 93
Итого:
60
1
22
40
317
6- 730
624
0
110
620
1
100 g 12
2
140 g 9
Масса металла по
элементам конструкций, т
Общая масса,
т
3
4
5
С245- 3
Прокат листовой
t10
горячекатанный ГОСТ 27772- 88
ГОСТ 19903- 74
Итого:
6
7
8
30
Взам. инв. №
Подп. и дата
№
п/ п
80 g 6
Всего профиля
6210
Инв. №подл.
Номер или
размеры
профиля, мм
Всего профиля
430
338
110
6-
Наименование
или марка
металла ГОСТ,
ТУ
Сварные швы выполнить ручной электродуговой сваркой по ГОСТ 5264- 80.
ИГ92.052300- КМ
Изм. Кол.уч. .Лист №док. Подп. Дата
Разраб. Симонов А.В.
02.11.2008
Проверил
Узел
металлической фермы
Стадия Масса Масштаб
у
Лист
1:5
Листов
СПбГАУ
гр. 9213
1

8.

Верхний пояс (в. п.)
Стойка
Раскос
Опорный узел
Нижний пояс (н. п.)
L0
место, где сходятся несколько стержней, называется
узлом конструкции;
расстояние между двумя соседними стойками –
панель фермы (L0 – панель фермы);

9.

ферма может быть сварной или болтовой (элементы
крепятся с помощью болтов ).
стержни, чаще всего, изготавливают из стального
проката определённого профиля:
- уголок;
- тавр;
- двутавр;
- зетобразные и т.д.

10.

Стержни ферм из труб стыкуются
без дополнительных элементов (рис. а), стержни решетки
из прокатных элементов соединяются с поясами
при помощи фасонок – соединительных пластин (рис. б).
Фасонка

11.

12.

13.

Монтажный стык фермы

14.

Прокатное соединение
Наличие соединительных
элементов (фасонок) и соединений
увеличивает металлоемкость
фермы
• Трубчатое соединение
Сложная стыковка и обрезка труб
под нужным углом затрудняет
изготовление фермы

15.

Перо
Линия риски угла
Обушок
в в1
в в1
в1
е
S
Z
в
О (центр тяжести уголка)
равнополочный уголок 100х10 (в
в1 =100; S=10 );
разнополочный уголок 125х100х10
(в
125; в1 =100; S=10 );
О – центр тяжести уголка;
– координата центра тяжести уголка;
е – координата риски уголка, линия на которой расположены
центры болтов и отверстий.

16. Особенности конструирования

Оси стержней узла должны сходиться (пересекаться) в
одной точке:

17. Металлические фермы

Уголки верхнего пояса должны быть обращены
обушками вверх, нижнего – вниз
Центр тяжести сечения стержня должен
совпадать с осевыми линиями фермы

18.

1
1
1
Методичка
1:4
2
2
2

19. Болтовое соединение

Болт – цилиндрический стержень, который имеет с одной
стороны головку, с другой стороны - резьбу. Болт, гайка и
шайба составляют комплект.
Конструкция и размеры болтов, гаек и шайб
определяются стандартами.
Диаметр болта, их количество определяются расчетами
на усилие в стержнях. Усилие направленно вдоль оси
стержня.
Расположение болтов может быть однорядным или
многорядным.

20.

Примеры
болтового
соединения

21.

22.

1
е
1-1
ГАЙКА
2d0
1
3d0
3d0
2d0
БОЛТ
ШАЙБА
d – диаметр болта;
d0 = d+ (2…3 мм) – диаметр отверстия под болты;
t – шаг (расстояние между соседними болтами);
t = от 3d0 (min) до 16d0 (max);
Шаг округляется в большую сторону (кратный 5).

23.

Геометрическая схема фермы
М 1:100
В5
В2
В4
В3
В1
В0
Н0 Н1 Н2 Н3 Н4 Н5

24.

Геометрическая схема фермы
М 1:100
В5
В2
В4
В3
В1
В0
Н0 Н1 Н2 Н3 Н4 Н5
«S»=12 мм
Линия риски «е»
В таблице сортаментов
«е» для 125 = 70
(вычертить в М 1:4)
«в»=125 мм
«е» 125=70 мм
5 мм
«е»63 =35 мм
«S»=6 мм
«е»75 =45 мм
«S»=8 мм
«в»=75 мм
«в»=63 мм

25.

Геометрическая схема фермы
М 1:100
В2
В0 В1
В5
В4
В3
Н0 Н1 Н2 Н3 Н4 Н5
2d0
2d0
2d0
2d0
3d0
2d0
3d0
3d0
3d0
2d0

26.

Геометрическая схема фермы
М 1:100
В2
В0 В1
В5
В4
В3
2d0
Н0 Н1 Н2 Н3 Н4 Н5
2d0
2L 63х6
2d0
3d0
3d0
3d0
2d0

27. Сварное соединение

Сварка – соединение материалов за счёт диффузии,
происходящей под воздействием большой
температуры.
В месте соединения образуется наслоение металла,
которое называется швом.

28.

ШОВ ПО ОБУШКУ
1
1-1
Z
6 - 100
6 - 70
L
1
ДОВАРИТЬ
ТОЧЕЧНО
k
k
ШОВ ПО ПЕРУ
k – высота шва
L – длина шва

29. Условные обозначения сварных швов на чертежах (заводские)

• видимый сплошной;
• невидимый сплошной;
• видимый прерывистый;
• невидимый прерывистый.

30. Металлические фермы. Сварка

Края стержней решетки не доводятся друг до
друга идо поясов фермы на расстояние 50 мм

31. Металлические фермы

Для сечений стержней принимаются
прокатные уголки с размерами полок не менее
чем 50х50х5 мм (независимо от расчета)
Для обеспечения совместной работы уголков
устанавливают «сухарики» (соединительные
прокладки) на расстоянии:
Не более 40i для сжатых стержней
Не более 80i для растянутых
I – радиус инерции одного уголка относительно оси у-у

32. Металлические фермы

33. Металлические фермы

Толщина фасонок принимается одинаково для
всей фермы
Толщину фасонок выбирают в зависимости от
действующих усилий

34. Металлические фермы

Размер фасонок определяется по
необходимой длине шва крепления элемента

35. Металлические фермы

Размер фасонок определяется по
необходимой длине шва крепления элемента

36. Металлические фермы

Наименьшая высота катета шва принимается
по табл. 38 СП
Наибольшая высота – 1,2t (t – наименьшая
толщина свариваемого элемента)
Длина шва вдоль обушка должна быть
больше, чем по перу уголка
Для обеспечения плавной передачи усилия и
снижения концентрации напряжений угол
между краем фасонки и элементом решетки
должен быть не менее 15 градусов

37.

Расчет ведется в табличной форме
№
стержн
я
1-3
Шов по обушку
Сечение N, кН
160х10
1000
Nоб,
кН
Kf ,
мм
700
8
Шов по перу
Lw , мм Nп, кН
230
300
Kf ,мм
Lw ,
мм
8
120

38.

1. Определяются действующие усилия
2. Выбираются материалы для сварки (приложение Г СП 16.13330.2017)
3. Назначаются катеты сварных швов по перу и по обушку
(конструктивные требования)
4. Определяются требуемые расчетные длины сварных швов (ф-лы 176,
177 СП 16.13330.2017)
Фактическая длина сварного шва
назначается с учетом непровара 10 мм
Кратно 5 мм
Минимальная конструктивная
расчетная длина не менее 4kf и не
менее 40 мм.

39. Металлические фермы

40.

Конструирование узлов

41. Металлические фермы

42. Металлические фермы

43. Металлические фермы

44. Металлические фермы

45. Металлические фермы

46. Металлические фермы

47. Металлические фермы

48.

Сопряжение фермы с колонной
1 Определяют требуемую
площадь опирания опорного
фланца нижнего пояса
2 Толщину опорного
столика назначают в
пределах 30 – 40 мм
3 Определяют высоту
опорного столика из
условия размещения
сварных швов (ф-лы 176,
177 СП)

49.

Сопряжение фермы с колонной
Швы крепления опорного фланца
к фасонке проверяют на действие
опорной реакции фермы и
распора
По металлу шва

50.

Сопряжение фермы с колонной
Фланец верхнего пояса работает
на изгиб, как балка пролетом b
Сварные швы крепления фасонки
верхнего пояса к фланцу
проверяются на срез по ф-лам
176, 177 СП.
Болты проверяются на растяжение
(ф-ла 188 СП)

51.

Сопряжение фермы с колонной

52. Металлические фермы

53. Металлические фермы

54. Металлические фермы

55. Металлические фермы

56.

Сравнительные примеры конструирования
некоторых узлов фермы

57. Последовательность действий при проектировании узла металлической фермы, в котором соединяются три и более стержней

58. Шаг 1

59. Шаг 2

60. Шаг 3

61. Шаг 4

62. Шаг 5

63. Шаг 6

64.

Шаг 7

65. Спецификация металлопроката

В спецификациях СМ и CMC следует указывать:
в графе «Наименование профиля, ГОСТ, ТУ» — наименование профиля в соответствии с примененными
стандартами или техническими условиями;
в графе «Наименование или марка металла, ГОСТ, ТУ» — наименование или марку металла и обозначе
ния стандартов или технических условий, в соответствии с которыми производится поставка;
в графе «Номер или размеры профиля, мм» — номер или размеры профиля в соответствии с условными
обозначениями, приведенными в стандартах или технических условиях. Обозначение профилей записывают
по взрастанию их номеров или размеров;
в графе «№ п.п.» — последовательные номера всех строк, в которых указана масса;
в графе «Масса металла по элементам конструкций, т» — массу по рабочим чертежам КМ, определяемую с
точностью до одной десятой тонны;
в графе «Общая масса, т» — массу по рабочим чертежам КМ, определяемую с точностью до одной десятой
тонны.
По каждому наименованию профиля приводят строку «Итого», а для каждой марки металла — «Всего».
В конце каждой СМ и CMC приводят строки:«Всего масса металла»; «В том числе по маркам или
наименованиям».

66. Пример выполнения спецификации металлопроката