III.2 Расчет узлов фермы
Промежуточный узел фермы из парныхуголков.
Уголки и фасонкавыполнены из стали С245 крепление производят полуавтоматической сваркойэлектродами Э42.
Проверка прочности стыка. Стык пояса смещен в панель с меньшим усилием, при этом величинасмещения такова, что усилия в раскосах не влияют на работу стыка.
Горизонтальныеполки уголков пояса (┐┌ 110х7) перекрываются в стыке двумянакладками, вертикальные – фасонкой.
Размерынакладок из стали С245 подбираем из условия их равнопрочности с горизонтальнымиполками (АН=11×0,7=7,7 см2); принимаем bH=16+3-4=15см, при tH=0,6см получаем АНФакт=15×0,6=9см2.
Включаемое врасчет сечение фасонки определяем из условия его равнопрочности с вертикальнымиполками Аф = 2×Ав.п.=2×11×0,7=15,4см2;соответствующая высота включаемого в расчет сечения фасонки
/>
Прочность стыкапроверяется в предположении центрального его нагружения силой 1,2×N1 (коэффициент 1,2 учитывает условность расчетной схемыстыка):
/>
Прикрепление поясак накладкам. Швы«А» прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем попредельному 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 кфасонке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечениемфасонки [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 стыкнижнего пояса проектируется аналогично.
Проверка прочности стыка.Размеры горизонтальных накладок и фасонки подбираем из условия ихравнопрочности с перекрываемыми горизонтальными и вертикальными полками пояса (┐┌140х10):
Размеры накладок из сталиС245 (АН=14×1,0=14 см2); принимаем bH=14+3=17см, при tH=1,0см получаем АНФакт=17×1,0=17см2.
Включаемое врасчет сечение фасонки Аф = 2×Ав.п.=2×14×1,0= =28см2; соответствующая высота включаемого в расчетсечения фасонки
/>
Прочность с площадьюсечения (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 кнакладкам. Швы «А»прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по предельномуусилию, 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 поясак фасонке слева от стыка. Швы «Б» прикрепления вертикальных полок пояса к фасонкерассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечением фасонки[Nф]=Аф×R=28×24=672кН. Принимаем кш=0,6см; βш=0,9;тогда
/>Стык фасонки. Высотувертикальных накладок стыка принимаем />.
Площадь сечения двухнакладок должна быть не менее АФ, откуда />, но не менее tФ/2=0,7см; принимаем /> каки для горизонтальных накладок.
Из условияпрочности 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 принимаемтолщину всех накладок в стыке tH=1,2см.
Сопряжение стропильнойфермы с колонной. Фермаи опорные фланцы – из стали С245; электроды – Э42. Опорная реакция от снеговойи постоянной нагрузок: Q=390кН;опорный момент M=-681 кН×см; соответствующий распор рамы N=-118кН. Прикрепление верхнегопояса к колонне.
/>
Болты прикрепления. Принимаемболты нормальной точности из стали класса 5.6, RБР=21кН/см2.Из условия прочности болтов при растяжении: />.
Принимаю 4 болта М24 собще площадью />.
Из условия размещенияболтов b=12,0см, а=26,0см.
Толщина фланца.
Из условия прочностифланца при изгибе:
/>
/> принимаем />
Швы прикреплениярассчитываются как угловые швы на условный срез. Швы «А» и «Б» приведены втаблице 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 фланцана смятие:
Конструктивно принимаем tФ=2,5см и ширина фланца BФ=20см.
/>
Давление передаетсяколонне 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 участкасмятия />;
Толщину ребер находим изусловия смятия:
/>;
Принимаем tр=10мм;
Длину ребра lр находим из расчета на срез швов его прикрепления.
Примем Кш=4мм. Тогда:
/>;
Принимаем lр= 16см, при этом условие /> выполнено.
Проверяем стенку на срезвдоль ребра:
/>;
Так как условие невыполняется увеличиваем длину ребра до lр= 20см, при этом
/>
Стенку колонны у концаребра укрепляем поперечными ребрами, сечение которых принимаем 100х8 мм.
Прикреплениеопорного раскоса и нижнего пояса к фасонке.
По длине швов принимаемразмер фасонки hф=40см.
Прикрепление фасонки копорному фланцу.
Эксцентриситет />
/>
Принимаем kш=0,8 и βш=0,9; lшрасч=hф-1=39см.
/>
/>
/>
/>
/>
/>