Вследствие ограниченности длин проката, а также по транспортным условиям фермы больших пролетов (l > 18 м) приходится разбивать на отдельные отправочные элементы, назначая монтажные стыки, как правило, в середине пролета.
При конструировании стыков необходимо соблюдать основное правило стыкования: площадь сечения стыковых элементов должна быть не меньше площади сечения стыкуемых элементов. Стыки поясов ферм могут располагаться как в узлах, так и в панели. Расположение стыка пояса в узле более удобно, так как при этом часть фасонки используется в качестве стыкового элемента.
Простейшей конструкцией стыка является перекрытие поясных уголков стыковыми уголками того же профиля. На фигуре а показан сварной стык, а на фигуре б — клепаный стык нижнего пояса фермы. В сварном стыке полки стыкового уголка подрезают в целях избежания концентрации швов у перьев, а также для более равномерной передачи усилия.
Стык верхнего пояса, обычно устраиваемый в коньке фермы, можно осуществлять аналогично стыку нижнего пояса, перекрывая его гнутыми стыковыми уголками. На фигуре а показан такой стык, причем фасонка выпущена кверху для прикрепления фонарной конструкции. Этот стык, в котором по существу повторяется идея клепаных стыков, получил также и другое решение, показанное на фигуре б.
Здесь тавровое сечение фасонки полностью компенсирует сечение двух уголков. Желательно только размер h назначать с таким расчетом, чтобы центр тяжести тавровой фасонкй совпадал с осью поясных уголков; в случае несовпадения необходимо проверить фасонку не только на сжатие, но и на изгиб от момента, равного осевому усилию в поясе, умноженному на эксцентриситет е усилия относительно центра тяжести фасонки.
Для удобства наложения швов у обушков уголков пояса ширина горизонтальной планки не должна превышать 2h. Конструкция стыка по фигуре б удобна при монтаже благодаря наличию горизонтального столика, на который устанавливается конструкция фонаря.
Опорные узлы
Стропильные фермы могут опираться на кирпичные стены, железобетонные колонны или элементы стального каркаса промышленного здания — стальные колонны или подстропильные фермы. Конструкция прикрепления ферм к стальным колоннам и подстропильным фермам детально рассмотрена в гл. IX.
Опирание стропильных ферм на железобетонные колонны.
Пример опирания стропильной фермы на железобетонную колонну показан на фигуре. Опорная плита, обычно толщиной 16 — 20 мм, прикрепляется к колонне анкерными болтами диаметром 22 — 24 мм; размеры плиты определяют, исходя из расчетного сопротивления сжатию материала опоры. Отверстия в опорной плите делают в 2 — 3 раза больше диаметра анкерных болтов, учитывая возможные неточности в закладке последних.
Для ферм пролетом до 36 м требование подвижности опорных закреплений обычно не предъявляется.
Детали
Как уже указывалось, сжатые элементы ферм, состоящие из двух уголков, необходимо в промежутках между фасонками соединять друг с другом небольшими соединительными планками.
В противном случае под влиянием продольной сжимающей силы N каждый уголок, воспринимающий усилие N/2, может выгнуться независимо один от другого, так как у одиночного уголка минимальный радиус инерции относительно оси ξ значительно меньше, чем радиус инерции
При конструировании опорных узлов фермы должны быть соблюдены условия:
· направление реакции должно проходить через центр опорного узла;
· сжатый пояс должен проходить над опорой не прерываясь;
· узел должен обладать достаточной жёсткостью.
Опирание фермы на железобетонную колонну
Толщина опорной плиты принимается обычно равной. Расстояние от горизонтальной полки нижнего пояса до опорной плиты принимается не менее ширины полки для удобства сварки. Центрирование узла и опорной плиты производится на ось ребра жёсткости, толщина ребра жёсткости принимается равной толщине прокладки.
В опорной плите просверливают два отверстия, под анкерные болты М 24…М 27.
Ширина опорной плиты принимается.
Длина - определяется из условия прочности бетона при смятии.
Принимаем.
Проверка прочности при срезе сварных швов, прикрепляющих фасонке и рёбра жёсткости к опорной плите, приняв катет швов.
Расчётная длина сварных швов с учётом не провара:
Рабочее напряжение в швах.
Опирание фермы на металлическую колонну (сбоку)
Для обеспечения жёсткости к колонне крепят опорные узлы нижнего и верхнего пояса.
Опорный узел верхнего пояса состоит из фасонки фермы и опорного листа. Опорный узел нижнего и верхнего пояса центрируется на ось опорного листа. Опорный узел нижнего пояса состоит из фасонки фермы, опорного листа и опорного столика.
Зазор между стержнями фермы и опорным листом принимается не менее 50 мм.
Толщина опорного листа принимается не менее 20 мм, ширина - из условия расположения болтов, крепящих опорный лист к колонне, высота - из условия прочности сварных швов, крепящих фасонку фермы к опорному листу.
Опорный столик изготовляется в виде планки из листа или уголка с обрезной полкой. Ширина опорного столика больше ширины опорного листа на 10…20 мм, высота определяется из условия прочности сварных швов, крепящих опорный столик к колонне.
Нижний опорный узел.
Толщину опорного листа принимаем, ширину с отверстиями под болты М 24. Высоту принимаем на 50 мм больше высоты опорной фасонки.
Проверяем прочность сварных швов, прикрепляющих опорную фасонке к опорному листу, приняв катет шва, расчётную длину шва
Вывод: принятые размеры сварных швов удовлетворяют условию прочности при срезе.
Проверяем прочность опорного листа при смятии. Расчётное сопротивление при смятии определяем по таблице 8.2. с учётом коэффициента условия работы
Вывод: принятые размеры опорного листа удовлетворяют условию прочности при смятии. Ширину опорного столика принимаем:
Определяем высоту опорного столика из условия прочности сварных швов, крепящих опорный столик к колонне. Толщину опорного столика принимаем. Сварные швы, крепящие опорный столик принимаем с катетом.
Учитывая некоторый эксцентриситет в передаче нагрузки, расчёт ведём на опорную реакцию увеличенную на 25%, тогда требуемая расчётная длина одного сварного шва будет равна:
Рисунок 3.3
Рабочая длина сварного шва.
Принимаем высоту опорного столика.
Верхний опорный узел.
Размеры опорной фасонки принимаем конструктивно, из условия размещения сварных швов, крепящих верхний пояс, т.к. усилие в верхнем поясе равно нулю, то длину швов принимаем не менее ширины полки уголка.
Зазор между опорным листом и стержнем верхнего пояса не менее 50 мм. Высота фасонки определяется из условия наложения шва у обушка уголка, т.е. выпуск фасонки за обушок = 20 мм и развитие высоты фасонки в направлении узловой нагрузки (. Толщину опорного листа принимаем 20 мм, высоту - 270 мм, ширину 200 мм.
Проверяем прочность сварных швов, крепящих опорный лист к фасонке,приняв катет шва, расчётную длину шва
Вывод: принятые размеры сварного шва удовлетворяют условию прочности при срезе.
Примыкание фермы к колонне сбоку позволяет осуществлять как шарнирное, так и жесткое сопряжение ригеля с колонной (рис. 5.8).
При жестком сопряжении в узле возникает, помимо опорного давления FR , узловой момент M . При расчете момент заменяется парой горизонтальных сил H 1 = M /h о , которые воспринимаются узлами крепление нижнего и верхнего поясов к колонне. Нижний пояс дополнительно воспринимает усилие от распора рамы N p = Q . В большинстве случаев опорный момент фермы имеет знак минус, т.е. направлен против часовой стрелки. В этом случае сила Н 1, как и Н р , прижимает фланец узла нижнего пояса к колонне. Сжимающие напряжения на поверхности контакта невелики и не проверяются.
Опорный фланец крепится к полке колонны на болтах грубой или нор-мальной точности, которые ставятся в отверстия на 3 – 4 мм большедиаметра болтов, чтобы они не могли воспринимать опорную реакцию фермы в случае неплотного опирания фланца на опорный столик. Количество болтов принимается конструктивно (обычно 6…8 болтов диаметром 20 – 24 мм).
Если в опорном узле возникает положительный момент (это возможно, как правило, при легких кровлях), то усилие Н отрывает фланец от колонны, следовательно, болты следует рассчитывать на растяжение с учетом эксцентриситета, вызванного несовпадением центра болтового поля и осевой линии нижнего пояса фермы, по которой приложено усилие Н (рис. 5.9).
Рис. 5.8. Узел сопряжения фермы с колонной
Рис. 5.9. К расчету болтов крепления фланца опорного узла к колонне
Условно предполагается, что возникающее при этом вращение узла проходит вокруг линии, проходящей через ось болтов, наиболее удаленных от точки приложения силы Н (примерно на 40 – 80 мм ниже верха фасонки).
Усилие, приходящееся на наиболее нагруженный болт определяется по формуле
N max = N 1 = ,
где z – расстояние от нижнего пояса фермы (линия приложения силы Н ) до оси наиболее удаленного болта;
l 1 – расстояние между крайними болтами;
– сумма квадратов расстояний между осями болтов и осью вращения узла (
);
n = 2 – количество болтов в каждом горизонтальном ряду соединения.
Вертикальное давление FR передается с опорного фланца узла фермы через строганные поверхности на опорный столик, причем фланец выпускается за пределы фасонки на а ≤ 1,5 tф .
Опорный столик выполняется из листа стали толщиной 30 –40 мм или при небольшом опорном давлении (FR = 200 – 250 кН) из отрезка уголка с частично срезанной полкой. Опорный столик делается несколько шире опорного фланца и приваривается к колонне.
Сопряжение фермы с колонной можно считать шарнирным, если фланец верхнего узла фермы сделать тонким (tфл = 8 – 10 мм) и возможно малой длины, а расстояние между болтами по горизонтали принять достаточно большим (b о = 160 – 200 мм). В этом случае фланец будет гибким и не сможет воспринимать сколько-нибудь существенную силу Н 1.
При жестком сопряжении фланец верхнего узла и болты его крепления к колонне рассчитываются на отрывающее усилие Н 1.
Другим вариантом шарнирного узла при примыкании фермы к колонне сбоку является сопряжение верхнего пояса с колонной на болтах нормальной точности, поставленных в овальные отверстия.
В нижнем опорном узле передача опорного давления FR и горизонтальной силы, появляющейся в результате узлового момента рамы, осуществляется раздельно.
Пример 5.8. Рассчитать конструкцию жесткого сопряжения фермы с колонной (см. рис. 5.8). Максимальный отрицательный опорный момент М = – 1144,6 кН∙м. Опорное давление FR = – 479,3 кН. Усилия в нижнем поясе N 1 = + 399,4 кН, в опорном раскосе N 2 = – 623,9 кН. Поперечная сила в колонне на уровне нижнего пояса фермы Q = – 112,6 кН.
Материал конструкций – сталь С255 с расчетными сопротивлениями Rу = 24 кН/см2 и Rs = 0,58 Ry = 13,92 кН/см2. Сварка механизированная в среде углекислого газа, сварочная проволока Св-08Г2С, диаметр проволоки d = 2 мм. Расчетные сопротивления: металла шва Rwf = 21,5 кН/см2, металла по границе сплавления Rwz = 16,65 кН/см2. Сварка выполняется в нижнем положении. Коэффициенты f = 0,9; z = 1,05; wf = wz = 1 (конструкция эксплуатируется при t > –40оC); с = 1.
Расчет швов выполняем по металлу границы сплавления.
Катеты швов принимаем в зависимости от толщины уголков. В одном узле желательно иметь не более двух типоразмеров швов. Полученные по расчету длины швов округляются в большую сторону до 10 мм. Если по расчету длина шва меньше 50 мм, то принимается lw = 50 мм.
Принимаем катеты швов:
– вдоль обушки kf = 10 мм < kf, max = 1,2tуг = 1,2 ∙ 9 = 10,8 мм;
– вдоль пера kf, min = 5 мм при толщине более толстого из свариваемых листов tф = 14 мм (см. табл. 3.5).
Определяем размеры фасонки в опорном узле фермы.
Толщину фасонки выбираем в зависимости от максимального усилия в стержнях решетки по табл. 5.6.
При усилии в опорном раскосе N 2 = – 623,9 кН принимаем толщину фасонки tф = 14 мм.
Размеры фасонок определяем по необходимой длине швов крепления нижнего пояса и опорного раскоса.
Прикрепление нижнего пояса к фасонке.
Nоб 1 = (1 – α )N 1 = (1 – 0,25) 399,4 = 299,55 кН,
где α = 0,25 – коэффициент, учитывающий долю усилия на сварные швы у пера при креплении неравнополочных уголков, составленных узкими полками (см. табл. 5.9).
Nn 1 = αN 1 = 0,25 ∙ 399,4 = 99,85 кН.
lw,об = Nоб 1/(2βzkf Rwzγwzγc ) = 299,55 / (2 ∙ 1,05 ∙ 1 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 8,57 см.
Принимаем конструктивную длину шва вдоль обушка с добавлением 1 см на дефекты в начале и конце шва lw,об = 100 мм.
lw,n = Nn 1/(2βzkfRwzγwzγc ) = 99,85 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 5,7 см.
Принимаем lw,n = 70 мм.
Рассчитываем прикрепление опорного раскоса к фасонке.
Усилие, воспринимаемое швами у обушка:
Nоб 2 = (1 – α )N 2 = (1 – 0,25) 623,9 = 467,93 кН.
Усилие, воспринимаемое швами у пера:
Nn 2 = αN 2 = 0,25 ∙ 623,9 = 155,97 кН.
Расчетная длина шва вдоль обушка
lw,об = Nоб 2/(2βzkfRwzγwzγc ) = 467,93 / (2 ∙ 1,05 ∙ 1 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 13,4 см.
Принимаем lw,об = 150 мм.
Расчетная длина шва вдоль пера
lw,n = Nn 2/(2βzkfRwzγwzγc ) = 155,97 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 8,92 см.
Принимаем lw,n = 100 мм.
Конструируем опорный узел фермы, исходя из размещения сварных швов требуемой длины и конструктивных требований (расстояние от низа пояса до торца опорного фланца не менее 150 мм).
Проверяем фасонку на срез:
Производим условную проверку фасонки на выкалывание по сечению 1-1 при полной длине Σl = lГ + lв = 170 + 200 = 370 мм (см. рис. 5.8). Проверка выполняется приближенно, когда плоскости среза наклонены к оси элемента под углами, близкими к 45о, по формуле
Центр швов, прикрепляющих фланец к фасонке, не совпадает с осью нижнего пояса. Эксцентриситет составил е = 80 мм.
Фланец для четкости опирания выступает на 15 – 20 мм ниже фасонки опорного узла, но не более a max ≤ 1,5tфл. Выпускаем фланец за пределы фасонки на а = 20 мм, что меньше a max = 1,5 ∙ 16 = 24 мм.
Размеры опорного фланца назначаем конструктивно: толщина tфл = 16 – 20 мм; высота l = hф + a = 400 + 20 = 420 мм; ширина bфл = 180 мм (из условия размещения двух вертикальных рядов болтов).
Вертикальная реакция фермы FR передается с опорного фланца через строганые поверхности на опорный столик.
Площадь торца фланца
Афл = bфлtфл = 18 · 1,6 = 28,8 см2.
Торец фланца проверяем на смятие:
где Rp = 33,6 кН/см2 – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) для стали С255, принимаемое по табл. 2.4.
Определяем расстояние между линиями центров тяжести верхнего и нижнего поясов в опорном сечении фермы:
H о = Hop – (z 1 + z 3) = 3150 – (30 + 30) = 3090 мм,
где z 1 и z 3 – привязки поясов (расстояние от обушков до центра тяжести уголков), округленные до 5 мм.
Горизонтальное усилие, передаваемое на верхний и нижний пояса ферм:
H 1 = M /h о= 1144,6 / 3,09 = 370,4 кН.
Общее горизонтальное воздействие на нижний пояс
H = H 1 + Hp = 370,4 + 112,6 = 483 кН.
Швы, прикрепляющие фасонку опорного узла к фланцу, работают в сложных условиях (рис. 5.10).
Рис. 5.10. К расчету сварного шва крепления фланца к фасонке
При действии опорного давления FR швы срезаются вдоль, в них возникают напряжения:
τR = FR /(2βzkf lw ) = 479,3 / (2 ∙ 1,05 ∙ 1 ∙ 39) = 5,85 кН/см2.
где kf = 10 мм (задаются в пределах 10 – 20 мм);
lw = hф – 10 = 400 – 10 = 390 мм.
Усилие Н приводит к срезу шва в направлении, перпендикулярном оси
τН = Н /(2βzkf lw ) = 483 / (2 ∙ 1,05 ∙ 1 ∙ 39) = 5,9 кН/см2.
Поскольку центр шва не совпадает с осью нижнего пояса, на шов действует момент
М = Не = 483 ∙ 8 = 3864 кН∙см.
Под действием момента шов также работает на срез перпендикулярно оси шва:
τМ = М /Wz = 6M /(2βzkf lw 2) = 6 ∙ 3864 / (2 ∙ 1,05 ∙ 1 ∙ 392) = 7,26 кН/см2.
Шов проверяем в наиболее напряженной точке А по металлу границы сплавления по результирующей напряжений:
14,4 кН/см2 <
< Rwzγwzγc = 16,65 кН/см2.
Угловые швы крепления столика рассчитываем на усилие
F = 1,2FR = 1,2 ∙ 479,3 = 575,16 кН,
где коэффициент 1,2 учитывает возможный эксцентриситет передачи вертикального усилия, непараллельность торцов опорного фланца фермы и столика (неточность изготовления), вызывающую неплотность опирания фланца (его перекос в своей плоскости), что приводит к неравномерности распределения реакции между вертикальными швами.
Высота опорного столика lст устанавливается по требуемой протяженности сварных швов:
lст = lw + 1 = F /(2βzkfRwγwzγc ) + 1 =
575,16 / (2 ∙ 1,05 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 17,45 см.
Принимаем столик из листа 220× 180× 30 мм.
В узле крепления верхнего пояса сила Н 1 = 370,4 кН стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб (рис. 5.11).
а ) б )
Рис. 5.11. К расчету узла крепления верхнего пояса фермы к колонне:
а – работа фланца на изгиб; б – расчетная схема
Принимаем болты класса прочности 5.6 с расчетным сопротивлением болтов, работающих на растяжение, Rbt = 210 МПа = 21 кН/см2 (табл. 5.11).
Таблица 5.11
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов
|
Напряженное состояние |
Обозначение |
Расчетные сопротивления, МПа, болтов классов |
||||||
|
Растяжение |
||||||||
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны значения расчетных сопротивлений для одноболтовых соединений.
Задаемся диаметром одного болта dб = 24 мм с площадью сечения нетто Abn = 3,52 см2 (см. табл. 3.17).
Несущая способность одного болта на растяжение
Nb = AbnRbt = 3,52 ∙ 21 = 73,92 кН.
Необходимое число болтов
n = H 1/(Nbγc ) = 370,4 / (73,92 ∙ 1) = 5.
Принимаем n = 6, располагая их по ширине фланца в два ряда. Диаметр отверстия под болты d о = 27 мм.
Размещаем болты согласно требованиям (см. табл. 3.18)
Минимальное расстояние между центрами болтов
а 1 = 2,5d 0 = 2,5 ∙ 27 = 67,5 мм, принимаем а 1 = 80 мм.
Расстояние от центра болта до края элемента с = 1,5d 0= 1,5 ∙ 27 ≈ 40 мм.
Расстояние между болтами
b 0 = b – 2с = 200 – 2 ∙ 40 = 120 мм.
Высота фланца
а = 2а 1 + 2с = 2 ∙ 80 + 2 ∙ 40 = 240 мм.
Момент при изгибе фланца определяется как в защемленной балке пролетом b 0
Мфл = H 1 b 0 / 8 = 370,4 ∙ 12 / 8 = 555, кН∙см.
Требуемый момент сопротивления фланца
Wфл = Мфл / (Ry γc ) = 555,6 / (23 ∙ 1) = 24,16 см3.
Минимальная толщина фланца
tфл
= = 
= 2,46 см.
Принимаем tфл = 25 мм.
Шов крепления фланца к фасонке работает на срез и его катет определяется:
kf = H 1 / (2βz lw Rwz γwz γc ) = 370,4 / (2 ∙ 1.05 ∙ 23 ∙ 16.65 ∙ 1 ∙ 1) = 0,46 см,
где lw = а – 1 = 24 – 1 = 23 см.
Принимаем минимальный катет шва kf = 7 мм при полуавтоматической сварке более толстого листа tфл = 25 мм (см. табл. 22).
Стальные стропильные фермы изготовляют трех типов: полигональные, треугольные и с параллельными поясами (рис. 66, а). Тип фермы выбирают в зависимости от материала кровли. Так, при рулонных кровлях применяют полигональные фермы с уклоном верхнего пояса 1:8 и 1: 12 и с параллельными поясами, а при кровлях из асбестоцементных и стальных волнистых листов — треугольные с уклоном верхнего пояса 1:3,5 или полигональные с ломаным нижним поясом (уклон 1:4—1:6).
Практически стальные фермы можно применять при любых пролетах. Унифицированные фермы имеют пролеты 24, 30 и 36 м; применяют их при шаге колонн 6 и 12 At.
Высота ферм на опоре: полигональных 2,2 м, с параллельными поясами 2,5 и 3,75 At. Размеры панелей верхнего пояса приняты равными 3 At. В случае использования в покрытии плит шириной 1,5 ж в фермах устраивают шпренгельную решетку. В треугольных фермах панели верхнего пояса имеют длину только 1,5 м.
Пояса и решетку ферм конструируют из двух уголков, между которыми предусматривают прокладки, обеспечивающие требуемую жесткость элементов. Решетки сопрягают с поясами сваркой с введением в узлах фасонок из листовой стали толщиной 8—18 At At. Сходящиеся в узлах стержни центрируют с учетом геометрической схемы фермы.
Сопряжение ферм со стальными и железобетонными колоннами в большинстве случаев шарнирное. Однако фермы полигональные и с параллельными поясами можно сопрягать со стальными колоннами жестко.
Шарнирное крепление ферм к колоннам (стальным и железобетонным) производят с помощью надопорной стойки двутаврового составного сечения, которую соединяют с колонной анкерными болтами. Элементы фермы крепят к надопорной стойке черными болтами с введением между фасонками и колонной опорных пластин (рис. 66, б).
Рис. 66. Стальные стропильные фермы:
а — типы ферм: б— шарнирное сопряжение фермы с колонной; в — то же, жесткое
При жестком сопряжении ферм с колоннами надопорные стойки отсутствуют, а верхний и нижний пояса ферм посредством фасонок и дополнительных пластин крепят сваркой непосредственно к колоннам (рис. 66, в).
Стальные подстропильные фермы имеют длину 12, 18 и 24 м (рис. 67, а), а в отдельных случаях (например, в мартеновских цехах) их длина может достигать 48 м. Сконструированы они аналогично стропильным фермам. Верхний пояс подстропильных ферм крепят к колоннам черными болтами с опиранием на монтажный столик, воспринимающий вертикальное давление, нижнего пояса — посредством горизонтальных планок (рис. 67, б). К железобетонным колоннам подстропильные фермы крепят через опорную плиту или стальной оголовок.
Рис. 67. Подстропильные стальные фермы:
о — схемы ферм; б — крепление к колоннам; а — крепление стропильных ферм к подстропильным
Стропильные фермы сопрягают с подстропильными в пределах их высоты на черных болтах с передачей вертикального давления непосредственно на верхний пояс и на опорный столик нижнего пояса (рис. 67, в).
Пояса стропильных и подстропильных ферм выполняют из стали марки Ст. 3 и низколегированной, а элементы решетки — из стали Ст. 3.
Конструкция опорных узлов ферм зависит от способа сопряжения фермы с колонной.
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. Опорный фланец для четкости опирания выступает на 10-20 мм ниже фасовки опорного узла. Площадь торца фланца определяется из условия смятия (при наличии пригонки).
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.
Узел опирания фермы на колонну сверху(шарнирное сопряжение)
При жестком сопряжении стропильная ферма примыкает обычно к колонне сбоку.
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.
Горизонтальные усилия от опорного момента H1>=M 1 /h ОП воспринимаются узлами крепления верхнего и нижнего поясов. Последний дополнительно воспринимает усилие от распора рамы H Р. В большинстве случаев опорный момент фермы имеет знак минус, и сила H 1 как и H Р, прижимает фланец узла нижнего пояса к колонне. Напряжения по поверхности контакта невелики и их можно не проверять. Если сила H=H 1 +H P отрывает фланец от колонны (при положительном знаке момента), то болты крепления фланца к колонне работают на растяжение и их прочность следует проверить с учетом внецентренного относительно центра болтового поля приложения усилия.
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.
При жестком сопряжении стропильных ферм с колоннами (опирание сбоку) для удобства монтажа целесообразно применить подстропильные фермы с нисходящим опорным раскосом (при другом решении ферму трудно завести между полками колонны). Опорное давление подстропильной фермы передается через строганый терец из столик, приваренный к стенке колонны. Фланец опорного узла прикрепляют к стенке колонны болтами нормальной точности. Нижний пояс подстропильной фермы делают укороченным (чтобы его не нужно было заводить внутрь колонны) и крепят накладкой к pебpy колонны.
Опирание стропильных ферм на подстропильные выполнятся в большинстве случаев по шарнирной схеме. 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.