Конструктивные решения и расчет. Высоту разрезных ферм в середине пролета рекомендуется назначать для трапециевидных и полигональных 1/8-1/12 пролета, с параллельными поясами - 1/8 - 1/14 пролета, треугольных 1/6 - 1/9 пролета, ферм с затяжкой (рис. 12.1 ж1) в ключе до затяжки 1/8- 1/10 пролета и полуферм 1/12-1/20 пролета. Чем больше пролет фермы и меньше нагрузка, тем меньше должно быть отношение высоты к пролету.

Высоту ферм желательно назначать несколько ниже оптимальной, определенной по расходу стали, с учетом разницы стоимости при изменении высоты здания, ограждающих конструкций, колонн, вертикальных связей, а также изменения кубатуры в отапливаемых зданиях. При необходимости верхнего освещения световые фонари рекомендуется выполнять зенитными для снижения снеговой нагрузки.

Высота ферм во всех случаях должна быть не ниже наименьшей высоты, определяемой из условия допустимого прогиба. Прогиб фермы от временной нагрузки является мерой жесткости конструкции в период эксплуатации. Определение прогиба от постоянной и временной нагрузок необходимо для назначения строительного подъема, который принимается равным суммарному прогибу от нормативной постоянной нагрузки и половины нормативной временной нагрузки. Предельные значения прогибов принимаются в соответствии с разделом 10 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Строительный подъем при определении нормируемого прогиба конструкций не учитывается. Строительный подъем придают обычно только фермам с горизонтальным нижним поясом, к которым крепятся подвесной транспорт и подвесной потолок. Строительный подъем назначают по ломаной линии с перегибами в узлах обычно в местах монтажных стыков. Размер подъема в точках перелома определяют по параболе или дуге круга. Для ферм с параллельными поясами строительный подием выполняют для обоих поясов.

Для большепролетных ферм рекомендуется предпочтительное использование сталей повышенной и высокой прочности С345-С590. Их следует проектировать сварными с монтажными соединениями на высокопрочных болтах. Сечения элементов ферм необходимо назначать из минимального числа составных профилей, удобных для соединений, стыкования и окраски, а также с минимальным числом соединительных сварных швов.

Целесообразно высоту сечения принимать не более 1/10 длины панелей для уменьшения влияния дополнительных усилий, возникающих вследствие жесткости узлов. Изменение сечений осуществлять в соответствии с эпюрой усилий в местах

монтажных стыков и не чаще чем Недостаток этих сечений - возможность скопления в них пыли. В пониженных местах элементов следует устраивать специальные отверстия для выпуска воды, которая может попадать на них во время монтажа. Целесообразны также сечения поясов из двух швеллеров (рис. 12.4к). Трубчатые и замкнутые квадратные и прямоугольные сварные сечения (рис. 12.4 и,м,н,) имеют рациональную форму, но могут вызвать затруднение при решении конструкции узлов.

Для сравнительно легких ферм с меньшими пролетами могут использоваться одностенчатые тавровые и крестовые сечения поясов. Опорные раскосы обычно проектируют по типу сечений поясов ферм. Для двустенчатых элементов решетки наиболее характерны сечения типов, показанных на рис. 12.4в,и,к,о,п. Сечения из двух ветвей прокатных профилей соединяются планками и листами. Сечения элементов второстепенных ферм и связи покрытий рационально проектировать из высокопрочных электросварных труб или замкнутых гнутосварных профилей.

Стыки поясов ферм следует делать преимущественно универсальными с расположением их в узлах ферм (или реже в панели) по типу, показанному на рис. 12.5.

В особом внимании проектировщика нуждается правильное решение опорных частей большепролетных балочных и рамных систем, поскольку необходимо обеспечить четкость передачи весьма значительных по величине вертикальных реакций и одновременно учесть упругие горизонтальные перемещения и углы поворота опорных точек в результате прогиба под нагрузкой или от изменений температуры, становящихся особо заметными при больших пролетах.

В соответствии с этим устраивают неподвижную или подвижную систему опи-рания, обеспечивающую перемещения за счет качающихся шарнирно-закреплен-ных колонн или благодаря применению тангенциальных или Катковых опорных устройств.

Расчет ферм осуществляется как стержневых систем. Влияние изгибающих моментов от жесткости узлов учитывается только при ширине поясов более 1/10 длины панели.

Для эффективного применения высокопрочных сталей расчетные гибкости элементов целесообразно иметь в пределах 40-60. Прогиб ферм определяется как для стержневой системы в соответствии с указаниями СНиП. Для предварительных расчетов прогиб стержневой системы может быть с приемлемой для этой стадии точностью определен как для сплошной балки с моментом инерции 0,75-0,80 момента инерции поясов фермы относительно оси, проходящей через центр тяжести обоих поясов.

При неразрезных балочных системах рационально воспользоваться эффектом регулирования напряжения некоторым смещением уровня опор.

На рис. 12.6 приведена схема ангара мастерских, предназначенного для строительства в районе с сейсмичностью 9 баллов при снеговой нагрузке 0,7 кН/м2. Пролет ворот 84 м, глубина ангара 60 м, высота до нижнего пояса ферм 19,5 м.

Покрытие выполнено из двухслойных утепленных алюминиевых плит. Такая легкая кровля весьма рациональна в условиях высокой сейсмичности, так как обеспечивает резкое снижение инерционных сил. Несущие конструкции покрытия состоят из трапециевидных односкатных ферм пролетом 60 м, которые с одной стороны опираются на надворотную ферму, а с другой на колонны каркаса торца здания. К перекрытию подвешены многопролетные кран-балки грузоподъемностью 5 т.

В основных элементах конструкций покрытия (надворотная ферма и растянутые элементы ферм пролетом 60 м) применена сталь С345 марки 15ХСНД, а в остальных элементах сталь марки СтЗ. Высота надворотной фермы 9 м или 1/9,3/ . Учитывая особые условия строительства в проекте реализована развитая система связей с дополнительными диагональными элементами в плоскости нижних поясов. Расход стали на покрытие составил 46 кг/м2, а на весь каркас 90 кг/м2.