Расчет узлов фермы
III.2 Расчет узлов фермы
Промежуточный узел фермы из парных
уголков.
Уголки и фасонка
выполнены из стали С245 крепление производят полуавтоматической сваркой
электродами Э42.
Проверка прочности стыка. Стык пояса смещен в панель с меньшим усилием, при этом величина
смещения такова, что усилия в раскосах не влияют на работу стыка.
Горизонтальные
полки уголков пояса (┐┌ 110х7) перекрываются в стыке двумя
накладками, вертикальные – фасонкой.
Размеры
накладок из стали С245 подбираем из условия их равнопрочности с горизонтальными
полками (АН=11×0,7=7,7 см2); принимаем bH=16+3-4=15см, при tH=0,6см получаем АНФакт=15×0,6=9см2.
Включаемое в
расчет сечение фасонки определяем из условия его равнопрочности с вертикальными
полками Аф = 2×Ав.п.=2×11×0,7=15,4см2;
соответствующая высота включаемого в расчет сечения фасонки
Прочность стыка
проверяется в предположении центрального его нагружения силой 1,2×N1 (коэффициент 1,2 учитывает условность расчетной схемы
стыка):
Прикрепление пояса
к накладкам. Швы
«А» прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по
предельному усилию, воспринимаемому накладкой [NH]=АН×R=7,7×24=185кН. Принимаем кш=0,4см;
βш=0,9 (см. выше), тогда
Прикрепление пояса к фасонке слева от стыка. Швы «Б» прикрепления вертикальных полок пояса к
фасонке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечением
фасонки [Nф]=Аф×R=15,4×24=370кН. Принимаем кш=0,4см;
βш=0,9; тогда
Прикрепление пояса к фасонке справа от стыка. Сдвигающее усилие на 2 шва «В»:
Сдвигающее усилие на 2 шва «Г»:
При kш=0,6 и βш=0,9 включаем в расчет lш=85×βш×kш=46см,
тогда для более нагруженных швов «В»:
Укрупнительный сварной стык верхнего пояса фермы из парных уголков. Укрупнительный сварной стык
нижнего пояса проектируется аналогично.
Проверка прочности стыка.
Размеры горизонтальных накладок и фасонки подбираем из условия их
равнопрочности с перекрываемыми горизонтальными и вертикальными полками пояса (┐┌
140х10):
Включаемое в
расчет сечение фасонки Аф = 2×Ав.п.=2×14×1,0= =28см2; соответствующая высота включаемого в расчет
сечения фасонки
Прочность с площадью
сечения (2×АН+
АФ) проверяем в предположении центрального нагружения силой Nст=1,2×(N+Np×cosα), но не менее 1,2×N,
если знаки усилий различны: Nст=1,2×(867+32×cos46°)=1067кН.
Прикрепление пояса к
накладкам. Швы «А»
прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по предельному
усилию, воспринимаемому накладкой [NH]=АН×R=17×24=408кН. Принимаем кш=0,6см; βш=0,9;
тогда
Принимаем длину швов:
вдоль накладки – 30 см, по скосу накладки – 14см.
Прикрепление пояса
к фасонке слева от стыка. Швы «Б» прикрепления вертикальных полок пояса к фасонке
рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечением фасонки
[Nф]=Аф×R=28×24=672кН. Принимаем кш=0,6см; βш=0,9;
тогда
Стык фасонки. Высоту
вертикальных накладок стыка принимаем .
Площадь сечения двух
накладок должна быть не менее АФ, откуда ,
но не менее tФ/2=0,7см; принимаем как
и для горизонтальных накладок.
Из условия
прочности швов «Б» и фасонки ( в расчете на 1см длины шва) определяем:
,
что обеспечивается при кш=1,2см;
βш=0,8. С учетом кш=1,2см окончательно принимаем
толщину всех накладок в стыке tH=1,2см.
Сопряжение стропильной
фермы с колонной. Ферма
и опорные фланцы – из стали С245; электроды – Э42. Опорная реакция от снеговой
и постоянной нагрузок: Q=390кН;
опорный момент M=-681 кН×см; соответствующий распор рамы N=-118кН. Прикрепление верхнего
пояса к колонне.
Болты прикрепления. Принимаем
болты нормальной точности из стали класса 5.6, RБР=21кН/см2.
Из условия прочности болтов при растяжении: .
Принимаю 4 болта М24 с
обще площадью .
Из условия размещения
болтов b=12,0см, а=26,0см.
Толщина фланца.
принимаем
Швы прикрепления
рассчитываются как угловые швы на условный срез. Швы «А» и «Б» приведены в таблице
швов элементов фермы.
Расчет шва «В»: при kш=0,8 и βш=0,9 требуемая длина шва:
см.
Прикрепление нижнего пояса к колонне.
Q=390кН; H=HM+N=223+118=341кН.
Проверка опорного фланца
на смятие:
Конструктивно принимаем tФ=2,5см и ширина фланца BФ=20см.
Давление передается
колонне через ребро, приваренное к стенке колонны четырьмя угловыми швами.
Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой Э42: Rушсв=18 кН/см 2, bш= 0,9 и bс=1,0.
Принимаем ширину ребер 260 мм, что обеспечивает необходимую длину участка
смятия ;
Толщину ребер находим из
условия смятия:
;
Принимаем tр=10мм;
Длину ребра lр находим из расчета на срез швов его прикрепления.
Примем Кш=4
мм. Тогда:
;
Принимаем lр= 16см, при этом условие выполнено.
Проверяем стенку на срез
вдоль ребра:
;
Стенку колонны у конца
ребра укрепляем поперечными ребрами, сечение которых принимаем 100х8 мм.
Прикрепление
опорного раскоса и нижнего пояса к фасонке.
По длине швов принимаем
размер фасонки hф=40см.
Прикрепление фасонки к
опорному фланцу.
Эксцентриситет
Принимаем kш=0,8 и βш=0,9; lшрасч=hф-1=39см.