ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фермы и рамы из "Справочник конструктора " Как правило, фермы и рамы изготовляют из прокатных (уголки, тавры, двутавры, швеллеры) или сварных (трубы, уголки, тавры, двутавры, швеллеры) тонкостенных стержней. Тонкостенным считается стержень, у которого толщина стенки 5 0,1с шах- Сварные тонкостенные стержни изготовляют из листовой прокатной стали. Стержни используют простые и составные. Примеры составных стержней приведены на рис. 2.11.21, а-к. [c.405] Уголковый профиль используют преимущественно для элементов, работающих на осевые силы, и для соединительных элементов. Швеллеры используют в элементах, работающих на растяжение, сжатие, и в элементах, работающих на осевые силы и изгиб. Для элементов, изгибаемых в одной плоскости, наилучшей является двутавровая форма, а для сжимаемых или работающих на кручение, — трубчатая. Составные стержни имеют в сечении замкнутые (рис. 2.11.21, г, и), разомкнутые (рис. 2.11.21, а, б, в, д, е, к) и комбинированные (рис. 2.11.21, ж) контуры. Замкнутые контуры гораздо лучше сопротивляются кручению, чем разомкнутые. [c.405] Фермы и рамы могут образовывать плоские или пространственные стержневые системы. [c.405] Фермы применяют в тех случаях, когда собственный вес конструкции приводит к низкому использованию материала или действующие нагрузки (например, ветровые) зависят от площади конструкции. [c.406] Оптимальная высота фермы определяется в основном из условий минимума массы и ограничения допускаемого прогиба. Чаще всего отношение высоты фермы Л к ее длине Ь при двух опорах назначается равным Н/Ь = 1/12 -н 1/16. В консольных фермах высота делается переменной, у опоры к/Ь = 1/5- 1/3. [c.407] При конструировании узлов ферм следует придерживаться следующих общих рекомендаций. [c.407] Линиц центров тяжести поперечных сечений всех сходящихся в узле стержней должны пересекаться в центре узла (рис. 2.11.23, а-е). При нарушении этого правила в элементах узла возникают изгибающие моменты, которые в ферме, как правило, не учитывают. Отступление возможно только в слабонагру-женных и нулевых стержнях. [c.407] Раскосы и стойки приваривают к косынке фланговыми и лобовыми швами. [c.407] При присоединении раскосов из несимметричных профилей фланговые швы следует размещать таким образом, чтобы их центр тяжести совпадал с центром тяжести привариваемого профиля, а если это невозможно, то необходимо заесть в стержне напряжения, вызванные эксцентриситетом [9]. Сварные швы, прикрепляющие элементы решетки фермы к косынкам, следует выводить на торец на длину 20 мм. [c.408] Фермы из труб обладают лучшими аэродинамическими свойствами по сравнению с фермами из других профилей. При соединении трубчатых элементов в узлах используют обжатие с фигурной обрезкой (см. рис. 2.11.23, г), окупо-ливание с прорезью и сваркой на косынку (см. рис. 2.11.23, д). В тех случаях, когда к узлу подходит несколько пространственно расположенных стержней, используется вставка в виде шара (см. рис. 2.11.23, е). [c.408] Следует избегать скученности швов. В конструкциях, работающих в условиях переменного во времени нагружения, минимальное расстояние между швами должно составлять более 50 мм. Более близкое расположение швов друг к другу вызывает увеличение сварочных остаточных напряжений и жесткости напряженно-деформированного состояния в районе сварных швов. Это увеличивает вероятность появления усталостных трещин в околошовных зонах сварных швов. При температурах ниже -20 °С возрастает опасность хрупкого разрушения. [c.408] Расчет по способу вырезания узлов начинают с узла, в котором сходится не более двух стержней. Внутренние силы в стержнях определяют из суммы проекций всех сил на произвольные оси. Эти силы направляют от узла и полагают, что все стержни растянуты. Если в результате решения уравнений сила оказывается отрицательной, то это означает, что стержень сжат. При расчете консольных ферм опорные реакции можно не определять. [c.408] При расчете ферм по способу моментных точек (точек Риттера) ферму рассекают на две части, действие отброшенной части заменяют силами в стержнях. Для отсеченной части составляют уравнение моментов относительно точки, в которой пересекаются два или более стержней. При этом в уравнение должна войти только одна неизвестная сила. [c.408] Пространственные фермы, симметричные по конструкции и по нагружению, раскладывают на плоские и рассчитывают как плоские. В большинстве слз аев условия симметрии не выполняются и расчет пространственных ферм аналитически сложен. Наиболее рационально проводить расчет с использованием программ метода конечного элемента. При проектировочном расчете, когда сечения всех стержней не известны, задаются соотношением жесткостей стержней 2- 2 = - Л Д коэффициент пропорциональности. [c.408] Помимо выполнения условия прочности должно быть выполнено условие жесткости, ограничивающее гибкость X элементов (табл. 2.11.13). [c.409] Для сквозных стержней с решетками или планками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, те = то и вычисляются для оси наиболее сжатой ветви. [c.411] Расчет на устойчивость не требуется проводить для сплошностенчатых стержней при т 20 и для сквозных стержней при то 20. [c.411] В сквозных внецентренно-сжатых стержнях с решетками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, кроме расчета на устойчивость стержня в целом по формуле (6) должны быть проверены отдельные ветви как центрально-сжатые стержни по формуле (4). [c.411] Расчет стержней переменного по длине сечения изложен в работах [8, 9]. [c.412] Рамные конструкции. Под рамой понимают стержневую систему, имеющую жесткое соединение стержней в узлах, обеспечивающее геометрическую неизменяемость системы. Отдельные стержни в раме могут присоединяться шарнирно, если геометрическая неизменяемость сохраняется. Рамой также называют конструкцию, расчетная схема которой может быть сведена к рамной стержневой системе. [c.412] Вернуться к основной статье