Расчет и конструирование узлов фермы

Предварительно выполняем расчет сварных швов, прикрепляющих раскосы и стойки решетки к фасонкам фермы. Для сварки узлов принимаем принимаем полуавтоматическую сварку (ГОСТ 14771-46*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) проволокой Св-08Г2С (ГОСТ 2246-701*) 1.4-2 мм.

Коэффициенты глубины проплавления , . Расчетные сопротивления металла шва и зоны сплавления . Коэффициенты условий работы шва .

Несущая способность швов определяется прочностью по металлу шва, т. к. .

Прикреплять элементы решетки из уголков к фасонкам рекомендуется двумя фланговыми швами. Значения коэффициентов, учитывающих распределение усилия в равнополочном уголке между швами по обушку и перу уголка, принимаются:

- обушок уголка ,

- перо уголка .

Требуемые расчетные длины швов:

– по обушку – по перу

Таблица 5. Расчет сварных швов

№ стер-жня	Сечение	N, кН	Шов по обушку	Шов по перу
кН	мм	мм	кН	мм	мм
	140х12	1010.90	707.63			303.27
	100x8	828.69	580.08			248.61
	125х12	643.85	450.70			193.16
	63x6	462.24	323.57			138.67
	100х8	276.62	193.63			82.99
	63x6	93.45	65.42			28.04
	63x6	132.44	92.71			39.73
	100х8	166.10	116.27			49.83
	100х8	142.71	99.90			42.81

Конструирование узлов фермы выполняем путем вычерчивания их в масштабе. Расстояние от обушка уголков до разбивочной оси принимаем кратным 5 мм. По полученным длинам швов крепления раскосов и стоек определяем размеры фасонки. Стержни решетки не доводим до поясов на расстояние , но не более 80мм, где - толщина фасонки. Принимаем, а = 80 мм. Концы фланговых швов для снижения концентрации напряжений выводим на торцы стержня на 20 мм.

Узел 1

Конструктивно принимаем ширину опорного фланца

Тогда требуемая толщина фланца из условия смятия.

где

- опорная реакция фермы.

Из конструктивных соображений принимаем толщину фланца такой же, как и толщина фасонки, т. е. t = 16 мм. Выпускаем фланец за пределы фасонки на 15 мм < 1.5 t_f = 24 мм. Крепление нижнего пояса к фасонке выполняем швами .

Требуемая конструктивная длина швов:

Конструируем узел, принимаем конфигурацию фасонок с минимальным числом резов. Фактическая длина швов будет больше, чем нужно по расчету.

Длина шва крепления фасонки к фланцу определяется конструкцией узла и составляет h=45см. Проверяем опорную фасонку на срез

Сварные швы , прикрепляющие опорный фланец к фасонке, проверяем на срез от опорной реакции V и силы .

Эксцентриситет .

Расчетная длина швов

Прочность по металлу шва проверяем в наиболее напряженной точке А на действие результирующих напряжений:

.

;

;

.

– определено при том же сочетании загружений рамы (1, 2), что и опорная реакция V.

Опорный столик принимаем из листа толщиной 30 мм шириной 200 мм. Его высота определяется длиной вертикальных швов (), прикрепляющих столик к колонне.

где коэффициент 1.2 учитывает возможный эксцентриситет передачи нагрузки на столик.

Требуемая высота столика см. Принимаем h = 25 см.

В узле 1 не возможен отрыв фланца от колонны, так как при максимальном растяжении в стержне 4 (N₅ = 652.91 кН, сочетание 2) усилие в опорном раскосе

N₈ = -1224.2 кН и тогда

< 0

Поэтому принимаем конструктивно болты М20 с в количестве n = 6.

Рисунок 12 - Опорный узел фермы

Узел 3

Принимаем катет швов, прикрепляющий верхний пояс к фасонке .

Требуемые конструктивные длины швов.

Для крепления верхнего пояса фермы к колонне принимаем болты нормальной точности из стали класса 5.6 с расчетным сопротивлением на растяжение . Из условия прочности болтов суммарная их площадь

Принимаем 4 болта М20 с

Ширину фланца принимаем такой же как и в узле 1 - 180 мм. Расстояние между болтами из условия их размещения назначаем b = 100 мм, конструктивно высота фланца а = 260 мм.

Усилие N₁ стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Момент определяется как в защемленной балке пролетом b = 10 см.

Напряжение во фланце , откуда требуемая толщина фланца

Принимаем

Катет швов, прикрепляющих фланец к фасонке

Принимаем

Рисунок 13 - Опорный узел фермы

Узел 4

Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных сил в смежных панелях пояса и и узловой нагрузки .

Рассмотрим сочетания загружений рамы, дающие максимальные усилия в этих панелях: , .

Узловая нагрузка:

.

По полученным при конструировании узла размеров фасонки длина швов крепления пояса составляет l=72.0см. Принимаем

Напряжение в наиболее нагруженных швах по обушкам

Дополнительные напряжения от узловой нагрузки F

где

Результирующие напряжения:

Рисунок 14 - Промежуточный узел фермы

Узел 5

Длина сварных швов крепления пояса к фасонке составляет 73 см. Принимаем k_f=k_fmin = 5 мм. Расчетная длина сварных швов:

Сварные швы крепления пояса рассчитываем на совместное действие усилий N₅ и N₆.

Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам уголков:

Рисунок 15 - Промежуточный узел фермы

Дата добавления: 2015-07-12