РАСЧЕТ УЗЛОВ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

Расчет узлов стропильной фермы сводился к определению размеров фасонок и стыковых накладок, исходя из условия прочности сварных швов. Усилия, приходящиеся на сварной шов по обушку иперу уголка, разные. Они зависят от положения сварного шва относительно центра тяжести сечения и учитываются коэффициентом распределения а: N^об = а×N – часть усилия, приходящаяся на обушок уголка; N^п = (l – a)×N – часть усилия, приходящаяся на перо. Для равнополочных уголков имеем a ≈ 0,7; для неравнопопочных, составленных узкими полками вместе a ≈ 0,75; составленными широкими полками a ≈ 0,65.

Необходимая длина каждого уголка крепления к фасонке по обушку и перу: l^об_w = N^об/2·β·k_f·R_w·γ_w·γ_с + 1см и l^п_w = N^п/2·β·k_f·R_w·γ_w·γ_с + 1см. В качестве N принимается усилие в решетке (N₁, N₂) или разность усилий в смежных панелях пояса (N₄ – N₅), а при наличии внешней нагрузки F равнодействующая их S = √F² + (N₄ – N₃)². При ручном способе сварки электродами типа Э42 расчетными параметрами соединения согласно [1] будут: β_f = 0,7; β_z = 1,0; γ_wf = γ_wz = 1 и γ_с = 1 R_wf = 18 кН/см² (приложение 2); R _wz = 16,5 кН/см² (приложение 1). Механические свойства соединения по металлу шва характеризуются:

β_f·R_wf·γ_wf = 0,7 · 18 · 1 = 12,6 кН/см² и по металлу границы сплавления βz·R_wz·γ_wz = 1 · 16,5 · 1 = 16,5 кН/см². Следовательно, несущая способность соединения определяет возможность разрушения по металлу шва, а не по металлу границы сплавления. Катет шва k_f принимается по толщине стыкуемых элементов в пределах 0,8…1,2· t (кратно 2 мм). Минимальные размеры катетов k_f рекомендуется принимать по табл.4 в зависимости от максимальной толщины t_max стыкуемых элементов. Требуемые размеры сварных швов крепления раскоса 1 – 7 к фасонке составят: l^об_w1 = 0,65·483,9/2·1см·12,6 + 1см = 13,5 см (катет шва 1 см) и l^п_w1 = (1 – 0,65)·483,9/2·0,8·12,6 + 1см = 9,5 см (катет шва 0,8 см); аналогично швы крепления раскоса 2 – 7 (63×6) к фасонке при составят: l^об_w2 = 0,7·348,2/2·0,6 см·12,6 + 1см = 16 см и l^п_w2 = (1 – 0,7)·438,2/2·0,6·12,6 + 1см = 7,4 см. Швы крепления пояса (125×10) к фасонке при N₄ = N_{7 – 8} = – 572 кН N₃ = 0 и F = F_ш +F_снег = 20,8 + 12,6 = 33,4 кН воспринимают S = √33,4² + 572² = 573 кН имеем следующие величины: l^об_w = 0,7·573/2·0,6 см·12,6 + 1см = 27,5 см и l^п_w = 0,3·573/2·0,6·12,6 + 1см = 12,4 см. Фасонка должна описать все расчётные длины сварных швов при простейшей конфигурации. Свободные участки контакта уголков с фасонкой конструктивно довариваются. Посредством монтажного узла 11 отправочные марки фермы собираются в единую конструкцию. Полуфасонки отправочных элементов соединяются между собой двумя вертикальными накладками на болтах (рис.6). Уголки верхнего пояса перекрываются горизонтальной накладкой. Для крепления горизонтальных связей предусмотрено особое поле болтов. Вертикальные связи крепятся болтами к специальным поперечным вертикальным рёбрам, которые привариваются торцами к утолку пояса фермы, адругой кромкой к вертикальным накладкам монтажного стыка.

Толщина и ширина каждой накладки назначаются конструктивно с соблюдением условия равнопрочности. Длина её определяется количеством и размещением болтов. Задаются диаметром и материалом болтов. Определяют их несущую способность. Вычисляют необходимое количество болтов крепления горизонтальной и вертикальных накладок. Монтажный стык воспринимает усилие N, действующее в поясе фермы. Усилие, действующее на горизонтальную накладку, передается через обушок поясного уголка N^об = 1,2·а×N и N^п = 1,2·(1 – а)×N – усилие, приходящееся на вертикальные накладки, а – коэффициент распределения N по перу уголка. Количество высокопрочных болтов в горизонтальной и двух вертикальных накладках: n_r = N_об/Q_bh и n_в = N_n/2·Q_bh, где Q_bh = μ/γ_h·R_bh·γ_b·A_bh, – несущая способность одного высокопрочного болта при 1 шве трения. Если применены обычные болты, их количество определяется прочностью болтового соединения по срезу или смятию. Расчёт монтажного стыка 11 узла фермы.

125×10. Болты диаметром 20 мм, А_вп = 2,45 см² из стали 40Х "селект" R_вин = 110 кН/см² (приложение 3), R_bh = 0,7· R_bun = 0,7·110 = 77 кН/см². При количестве болтов, необходимых для восприятия расчётного усилия: 5 ≤ n < 10· γ_b = 0,9. Если впоследствии окажется, что п < 5 примем γ_b = 0,8 и затем скорректируем расчёт. При п > 10 γ_b = 1,0. При газопламенной обработке соединяемых поверхностей стыка μ = 0,42; γ_h = 1,2 [1, табл.36]. Несущая способность болта в соединении по 1 поверхности контакта:

Q_bh = 0,42/1,2·77·0,9·2,45 = 59,42 кН. Количество болтов в горизонтальной накладке по одну сторону стыка:

n_r = 1,2·0,7·762/59,42 = 10,7 принимаем 12 болтов. Количество болтов в вертикальных накладках при двух поверхностях контакта: n_в = 1,2·(1 – 0,7)·762/2·59,42 = 2,31 принимаем 3 болта. Размещаются болты в соответствии с правилами конструирования болтовых соединений. Сварные швы крепления уголков к фасовке рассчитываются аналогично выше изложенному.

Поиск по сайту: