III .2 Розрахунок вузлів ферми
Проміжний вузол ферми з парних куточків.
Куточки і фасонкою виконані зі сталі С245 кріплення виробляють напівавтоматичним зварюванням електродами Е42.
Перевірка міцності стику. Стик пояса зміщений у панель з меншим зусиллям, при цьому величина зміщення така, що зусилля в розкосах не впливають на роботу стику.
Горизонтальні полки куточків поясу (┐ ┌ 110х7) перекриваються в стику двома накладками, вертикальні - фасонкою.
Розміри накладок зі сталі С245 підбираємо з умови їх рівноміцності з горизонтальними полицями (А Н = 11 × 0,7 = 7,7 см 2); приймаємо b H = 16 +3-4 = 15см, при t H = 0,6 см отримуємо А Н Факт = 15 × 0,6 = 9см 2.
Включається в розрахунок перетин фасонки визначаємо з умови його рівноміцності з вертикальними полками А ф = 2 × А в.п. = 2 × 11 × 0,7 = 15,4 см 2; відповідна висота включається до розрахунку перерізу фасонки
Міцність стику перевіряється в припущенні центрального його навантаження силою 1,2 × N 1 (коефіцієнт 1,2 враховує умовність розрахункової схеми стику):
Прикріплення пояса до накладок. Шви «А» прикріплення горизонтальної полиці пояса до накладки розраховуємо за граничним зусиллю, що приймається накладкою [N H] = А Н × R = 7,7 × 24 = 185кН. Приймаються до ш = 0,4 см; β ш = 0,9 (див. вище), тоді
Прикріплення пояса до фасонки ліворуч від стику. Шви «Б» прикріплення вертикальних полиць пояса до фасонки розраховуємо за граничним зусиллю, що приймається розрахунковим перерізом фасонки [N ф] = А ф × R = 15,4 × 24 = 370кН. Приймаються до ш = 0,4 см; β ш = 0,9; тоді
Прикріплення пояса до фасонки праворуч від стику. Зсувне зусилля на 2 шва «В»:
Зсувне зусилля на 2 шва «Г»:
При k ш = 0,6 і β ш = 0,9 включаємо в розрахунок l ш = 85 × β ш × k ш = 46см, тоді для більш навантажених швів «В»:
Укрупнювального зварний стик верхнього пояса ферми з парних куточків. Укрупнювального зварний стик нижнього пояса проектується аналогічно.
Перевірка міцності стику. Розміри горизонтальних накладок і фасонки підбираємо з умови їх рівноміцності з перекриваються горизонтальними і вертикальними полками поясу (┐ ┌ 140х10):
Розміри накладок зі сталі С245 (А Н = 14 × 1,0 = 14 см 2); приймаємо b H = 14 +3 = 17см, при t H = 1,0 см отримуємо А Н Факт = 17 × 1,0 = 17см 2 .
Включається в розрахунок перетин фасонки А ф = 2 × А в.п. = 2 × 14 × 1,0 = = 28см 2; відповідна висота включається до розрахунку перерізу фасонки
Міцність з площею перетину (2 × А Н + А Ф) перевіряємо в припущенні центрального навантаження силою N ст = 1,2 × (N + N p × cosα), але не менше 1,2 × N, якщо знаки зусиль різні: N ст = 1,2 × (867 +32 × cos 46 °) = 1067кН.
Прикріплення пояса до накладок. Шви «А» прикріплення горизонтальної полиці пояса до накладки розраховуємо за граничним зусиллю, що приймається накладкою [N H] = А Н × R = 17 × 24 = 408кН. Приймаються до ш = 0,6 см; β ш = 0,9; тоді
Приймаються довжину швів: уздовж накладки - 30 см, по скіс накладки - 14см.
Прикріплення пояса до фасонки ліворуч від стику. Шви «Б» прикріплення вертикальних полиць пояса до фасонки розраховуємо за граничним зусиллю, що приймається розрахунковим перерізом фасонки [N ф] = А ф × R = 28 × 24 = 672кН. Приймаються до ш = 0,6 см; β ш = 0,9; тоді
Стик фасонки. Висоту вертикальних накладок стику приймаємо .
Площа перетину двох накладок повинна бути не менше А Ф, звідки , Але не менш t Ф / 2 = 0,7 см; приймаємо
як і для горизонтальних накладок.
З умови міцності швів «Б» і фасонки (у розрахунку на 1 см довжини шва) визначаємо:
,
що забезпечується при до ш = 1,2 см; β ш = 0,8. З урахуванням до ш = 1,2 см остаточно приймаємо товщину всіх накладок в стику t H = 1,2 см.
Сполучення кроквяної ферми з колоною. Ферма і опорні фланці - зі сталі С245; електроди - Е42. Опорна реакція від снігового та постійних навантажень: Q = 390кН; опорний момент M =- 681 кН × см; відповідний розпір рами N =- 118кН. Прикріплення верхнього пояса до колони.
Болти прикріплення. Приймаються болти нормальної точності зі сталі класу 5.6, R Б Р = 21кН/см 2. З умови міцності болтів при розтягуванні: .
Приймаю 4 болти М24 із загально площею .
З умови розміщення болтів b = 12,0 см, а = 26,0 см.
Товщина фланця.
З умови міцності фланця при згині:
приймаємо
Шви прикріплення розраховуються як кутові шви на умовний зріз. Шви «А» і «Б» наведені в таблиці швів елементів ферми.
Розрахунок шва «В»: при k ш = 0,8 і β ш = 0,9 потрібна довжина шва:
см.
Прикріплення нижнього пояса до колони.
Q = 390кН; H = H M + N = 223 +118 = 341кН.
Перевірка опорного фланця на зминання:
Конструктивно приймаємо t Ф = 2,5 см і ширина фланця B Ф = 20см.
Тиск передається колоні через ребро, приварені до стінки колони чотирма кутовими швами. Зварювання напівавтоматичне у вуглекислому газі дротом Е42: R уш св = 18 кН / см 2, b ш = 0,9 і b с = 1,0. Приймаються ширину ребер 260 мм, що забезпечує необхідну довжину ділянки зминання ;
Товщину ребер знаходимо з умови зминання:
;
Приймаються t р = 10мм;
Довжину ребра l р знаходимо з розрахунку на зріз швів його прикріплення.
Приймемо До ш = 4 мм. Тоді:
;
Приймаються l р = 16см, при цьому умову виконано.
Перевіряємо стінку на зріз вздовж ребра:
;
Так як умова не виконується збільшуємо довжину ребра до l р = 20см, при цьому
Стінку колони біля кінця ребра зміцнюємо поперечними ребрами, перетин яких приймаємо 100х8 мм.
Прикріплення опорного розкосу і нижнього поясу до фасонки.
По довжині швів приймаємо розмір фасонки h ф = 40см.
Прикріплення фасонки до опорного фланця.
Ексцентриситет
Приймаються k ш = 0,8 і β ш = 0,9; l ш розр = h ф -1 = 39см.