Элементы ферм и их узловые соединения

Величина усилий в элементах поясов и решетки ферм зависят от величины пролета, нагрузки, очертания поясов, месторасположения элементов в ферме (см. рис. 84).

Соответственно разной величине усилий различны и поперечные сечения элементов. Элемент состоит, как правило, из набора уголков и листов необходимых размеров и в определенном количестве, объединенных в неизменяемый стержень. Форма поперечного сечения обусловливается характерам усилий (сжатый или растянутый элемент), конструкцией соединения элементов, а также удобствами изготовления, монтажа и эксплуатации.

Многообразие сечений составных элементов ферм можно свести к трем основным формам: тавровое, коробчатое, двутавровое.

Тавровое сечение (рис. 90, а) для верхних и нижних поясов присуще старым типам ферм. Изменение мощности сечения здесь достигалось изменением числа горизонтальных листов. На вертикальный лист таврового одностенчатого сечения поясов на-

клепывали плоские раскосы многораскосных и многорешетчатых ферм. Более мощные элементы получались при двустенчатых сечениях (рис. 90, б). Здесь вместо одной  вертикальной стенки — две. Но большая часть металла в горизонтальных пакетах. Двустенчатым поясам соответствовали и двухветвевые элементы решетки из листов (иногда с уголками), объединенных в одно сечение.

Сечения поясов, раскосов и стоек старых ферм (рис 91-I) обладают серьезными недостатками. Сильное загрязнение нижних поясов и скопление в них воды ускоряет ржавление металла. Сосредоточение металла в горизонтальных листах осложняет выклеику толстых пакетов листов. Неудачна и передача усилии с элементов решетки на пояса через тонкие вертикальные стенки и легкие поясные уголки.

Дальнейшим улучшением сечений поясов явилось перенесение основной части металла с горизонтальных пакетов в вертикальные (рис. 91—11, а и б). В таком коробчатом сечении поясов современных ферм металл в большей части расположен в стенках которые непосредственно воспринимают усилия с решетки. Обе объединенные ветви в этом сечении — швеллерного (реже 2-образного) вида. В верхнем поясе их объединяет вверху сплошной лист, а внизу —легкая решетка (показанная пунктиром) из уголков полос или планок. '

В нижнем поясе такая соединительная решетка, обычно из планок, имеется в верху и внизу сечения.

Сплошной горизонтальный лист в верхнем поясе предохраняет от загрязнения, но, главное, как и уголки, поставленные горизонтальными полками наружу, увеличивает сопротивление стержня выпучиванию при продольном изгибе, что важно для сжатых элементов. В растянутом нижнем поясе этого не требуется, уголки обращены внутрь сечения и в таком положении не мешают прекреплению поперечных балок (при езде понизу).

Сечение раскосов современных ферм состоит из двух составных (редко прокатных) швеллеров, объединенных соединительной решеткой из уголков или планками (рис. 91—II, в, г).

Для сжатых опорных раскосов в фермах с «острыми» опорными узлами обычно применяют такие же сечения, как для верхних

Р ИС. 91. Сечения элементов ферм:

I—старых; II — современных клепаных; III — Проектстальконструкции; IV —современных сварных; а — верхние пояса; б — нижние пояса; в — растянутые раскосы; г — сжатые раскосы; д — стойки; е— подвески; 1 — уголки жесткости; 2 — соединительная решетка

поясов; другие раскосы по своему сечению в большинстве однотипны с нижними поясами.

Сечения подвесок и стоек обычно в виде двутавра из четырех уголков с планками или листами (рис. 91—II, д, е).

Двутавровое сечение использовано в фермах Проектстальконструкции для всех основных элементов — обоих поясов и решетки (рис. 91—III). Его называют еще Н-образным. Для изменения его мощности ставят различные по размерам уголки, а в крайнем случае наклепывают листы. Простота такого сечения (без вертикальных листов) облегчает изготовление. Но Н-образные сечения не лишены недостатков. Горизонтальный сплошной лист в поясах служит местом загрязнения и ускоренного ржавления. Этот дефект не устраняется полностью и при водоотводных отверстиях в листе. Незакрепленные по краям ветви элементов Н-образного сечения имеют также пониженную местную (в пределах между узлами ферм) устойчивость, а следовательно, и повышенную гибкость, что исключает возможность их применения для больших длин.

Таковы характерные сечения клепаных элементов ферм эксплуатируемых мостов.

Сварные элементы широко применяемых в последнее время клепано- и болтосварных пролетных строений выполняют двух типов сечений (рис. 91—IV): Н-образного (главным образом для решетки ферм) и коробчатого для поясов (а — верхнего, б —нижнего), иногда и для раскосов.

Ветви в двустенчатых (в том числе и коробчатых) элементах объединяют решеткой (рис. 92) из узких полос, уголков или планками, а также перфорированными листами (с отверстиями для возможности выклепки элемента и окраски внутри). Перфорированные листы более современны и прогрессивны. Объединяя ветви, они вместе с тем входят в рабочее сечение элемента (исключая ослабление отверстиями), что экономно, менее трудоемко в изготовлении и проще в эксплуатации.

Для сварных элементов (рис. 92, г) перфорированные листы сверх того позволяют избавиться от менее желательных прерывистых швов, неизбежных при планках. На заводах теперь освоены автоматы для угловых швов, как

снаружи, так и внутри коробчатых элементов, имеющих размеры не менее 44X46 см.

Соединительные решетки, листы, объединяя ветви, создают жесткость элемента против изгиба, но не препятствуют перекосу сечения (рис. 93, а). Возможность перекоса устраняют диафрагмами — поперечными листами (рис. 93, б).

Элементы ферм пролетных строений соединяют с помощью плоских и уголковых накладок, фасонок. На рис. 94 изображено соединение элементов нижнего пояса, раскосов и стойки в узле клепаной фермы с Н-образными элементами. Прикрепление продольных балок к поперечным было приведено на рис. 79, а, поперечных к фермам — на рис. 80.