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 чаще всего:

• с параллельными поясами,

• с треугольной решеткой,

• со стойками, к которым крепят стропильные фермы.

Высота подстропильных ферм

Определяется конструкцией узла примыкания стропильной фермы и зависит от высоты последней.

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

Если шаг стропильных конструкций составляет половину пролета подстропильных ферм, то рационально принять треугольное очертание ферм, однако из условий унификации размеров и узлов чаще принимают фермы с параллельными поясами, треугольной решеткой и стойками. Обычно стропильные фермы с параллельными поясами и трапециевидные примыкают к подстропильным сбоку, и их высоты близки.

Рис. 2.46. Опорные узлы подстропильных ферм: а - при опирании на колонну сверху; б - при опирании сбоку; 1 - подстропильная ферма; 2 - стропильная ферма

Опорные узлы

Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.

1. Шарнирное сопряжение

Шарнирное сопряжение фермы с колонной.

Схема шарнирного опирания фермы на колонну

2. Жесткое сопряжение

1. 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.

Опорное давление фермы F_ф передается с опорного фланца фермы через строганые или фрезерованные поверхности на опорную плиту колонны или опорный столик подстропильной фермы. 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.

2. 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).

Опорное давление F_ф передается на опорный столик. Опорный столик делают из листа t=30...40 мм при небольшом опорном давлении (F_ф < ф. 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 F_ф 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 H1, 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.