Технология изготовления строительной фермы из прямоугольных труб

а - тангенциальная; б — балансирная; в — катковая

Катки балансирных опор в цилиндрических шарнирах (цапфах) при центральном угле касания поверхностей іp/2 рассчитывают на местное смятие по формуле

где А—давление на опору; r—радиус  катка; l — длина катка; Rсм.м - расчетное сопротивление местному смятию при плотном касании

катки, находящиеся между двумя  параллельными плоскостями, рассчитывают на диаметральное сжатие по формуле

где n –число катков; d – диаметр катка; Rс.к. – расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков при свободном касании.

Для изготовления катковых опор используют сталь 35Л, а катки вытачивают из стали  марки 5.

Различают два  вида компоновки рамных покрытий: поперечную, с размещением рам поперек здания с определенным шагом и продольную, чаще всего применяемую для ангаров. В случае продольной компоновки основную несущую раму ставят вдоль большего размера плана здания (здесь устраивают раздвижные ворота) и на нее опираются поперечные фермы. В ангарных конструкциях применяют фермы с консолями, выходящими за несущую раму, что значительно облегчает поперечные фермы, но несколько утяжеляет раму. Устойчивость несущих рам и поперечных ферм обеспечивается крестовыми связями.

Фермы, предварительно напряженные  затяжками

Предварительное напряжение можно  успешно применять в решетчатых конструкциях разного назначения.

Наиболее разработаны  предварительно напряженные фермы  покрытия зданий, в которых предварительное  напряжение осуществляется с помощью высокопрочных материалов. Возможности варьирования конструктивных схем в фермах значительно шире, чем в балках, и поэтому эффект применения предварительного напряжения здесь в значительной мере зависит от рационально выбранной для конкретного случая схемы фермы и затяжки, а также последовательности предварительного напряжения.

По характеру  размещения затяжек и их влиянию  на работу конструкции предварительно напряженные фермы можно разделить  на два основных типа: фермы, у которых затяжки размещены в пределах наиболее нагруженных стержней и вызывают предварительное напряжение только в этих стержнях; фермы, у которых затяжки размещены в пределах всего пролета или части его и вызывают предварительное напряжение в нескольких или во всех стержнях фермы.

Ферма второго  типа более разнообразна по конструктивным схемам и, как правило, более эффективна.

Ферма второго  типа получается при устройстве одного или нескольких затяжек вдоль  нижнего (растянутого) пояса. Одна затяжка  создает предварительное напряжение в нескольких панелях пояса, вдоль которых она размещена, но другие стержни предварительного напряжения не получают.

При равномерном  предварительном напряжении всего  нижнего пояса одной затяжкой предварительное напряжение лимитируется несущей способностью на сжатие наиболее гибкой панели.

Натяжение затяжек  целесообразно производить на заводе или на укрупнительной сборке. Чтобы  обеспечить устойчивость пояса в  процессе натяжения, затяжки по их длине  соединяют с поясом диафрагмами  через 40—50 наименьших радиусов инерции сечения пояса. Число ветвей в затяжке определяется формой сечения пояса и способом предварительного напряжения.

Оптимальная высота ферм посередине пролета от затяжки  до верхнего пояса составляет 1/6-1/8 пролета, а высота жесткой части фермы принимается в пределах 1/10-1/12.

Эффективность предварительного напряжения ферм в  значительной степени зависит от последовательности натяжения затяжки  и загружения фермы. Натяжение затяжки  в проектном положении конструкции  после передачи на ферму части или всей постоянной нагрузки, как правило, дает больший эффект, чем натяжение до загружения ферм.

При закреплении  затяжки, создающей общее предварительное  напряжение в стержнях фермы, усилие в затяжке получается обычно значительным и поэтому надо при конструировании укреплять узел дополнительными ребрами жесткости.

Металлические сварные фермы широко используют при строительстве промышленных и гражданских зданий, мостов, мачт, вышек и т. д. Это объясняется  высокой прочностью и жесткостью ферм и небольшими затратами металла на их изготовление. 
 
Технологический процесс сварки металлической фермы начинается с изготовления ее элементов — уголков, швеллеров, косынок и т. п. по заданным чертежам. Изготовленные элементы фермы собирают на стеллаже или в стапелях и скрепляют короткими сварными швами. Если сборка велась на стеллаже, то затем по всей длине фермы устанавливают и закрепляют фиксирующие винтовые прижимы, прихваты, фиксаторы и др., которые определяют геометрические размеры собранной фермы. 
 
Собранную ферму снимают со стеллажа для сварки, а стеллаж с установленными на нем фиксаторами используют для сборки следующей фермы. Последовательность наложения сварных швов при сварке фермы, собранной на прихватках, должна выполняться в соответствии с технологией, предусматривающей получение минимальных короблений, допустимых без последующей рихтовки фермы.