Расчет и конструирование узлов фермы

Верхний опорный узел Проверка на вырывание участка стенки пояса контактирующего с элементом решетки.

При отношениях d/D=80/140=0,570,25 применяем формулу.

где N — усилие в примыкающем элементе, N =152,8 кН;

г_с — коэффициент условий работы, г_с =0,95;

г_d — коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе, принимаемый 1,2 при растяжении и 1,0 — при сжатии;

г_D — коэффициент влияния продольной силы в поясе, определяемый по формуле, если продольная сила в поясе со стороны растянутого элемента решетки, в остальных случаях г_D=1,0;

принимаем гD=1,0;

A — площадь поперечного сечения;

R_y — расчетное сопротивление стали;

F — продольная сила в поясе;

t — толщина стенки пояса, 5 мм;

b — длина участка линии пересечения примыкающего элемента с поясом в направлении оси пояса;

с — половина расстояния между смежными стенками соседних элементов решетки, 25 см;

f=(D-d)2=(140−80)/2=30мм;

— угол примыкания элемента решетки к поясу;

Производим проверку:

Условие выполняется.

Несущая способность стенки пояса в плоскости узла в месте примыкания сжатого элемента решетки.

При d/D>0,85 проверка выполняется по формуле.

где г_t — коэффициент влияния тонкостенности пояса, для отношений равным 0,8, в остальных случаях 1,0;

k — коэффициент, принимаемый в зависимости от D/t и расчетного сопротивления стали R_y. При R_y=240 МПа и D/t<47 k=1;

47<58.

D/t>58.

Поскольку раскос 26 растянут эту проверку не выполняем.

Несущая способность элемента решетки в зоне примыкания к поясу.

Проверку следует выполнять по формуле.

где k — определяется как и в предыдущей формуле, но с заменой характеристик пояса на характеристики элемента решетки;

А_р — площадь поперечного сечения элемента решетки;

R_yр — расчетное сопротивление стали элемента решетки;

t — толщина стенки элемента решетки.

Произведем проверку для раскоса 26. D/t=120/5=24 значит k=1.

Условие выполняется.

Прочность сварных швов прикрепления элементов к решетке.

Проверку следует выполнять по формуле:

где — следует принимать согласно указаниям раздела 11 и п. 12.8 СНиП:

Принимаем полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08А. Катет шва, ,.

Выполняем проверку:

Условие выполняется.

Нижний опорный узел.

Для обеспечения жесткого сопряжения ригеля с колонной и обеспечения отсутствия изгиба фланца между болтами принимаем t_фл=16мм.

Монтажный узел.

Монтажные стыки выполняем фланцевыми. Усилие растяжения в элементе нижнего пояса N=213,8 кН. Несущая способность одного болта М20 класса 5.6:

Болт работает на растяжение.

где R_bt — расчетное сопротивление болта растяжению;

A_bn — площадь сечения болта.

Необходимое количество болтов определяется по формуле:

где k₂=0,8 при толщине фланца до 20 мм и k₂=0,85 при толщине фланца более 20 мм.

Принимаем количество болтов равным 8 шт. При значительных растягивающих усилиях в поясе рекомендуется применять высокопрочные болты.

Прочность фланца на возможный поверхностный отрыв в околошовной зоне проверяется по формуле:

где P_f — усилие, передающееся на фланец с одного сантиметра длины стенки:

;

Z — длина участка отрыва, ;

R_th — расчетное сопротивление при растяжении в направлении толщины проката.

.

Прочность сварных швов, прикрепляющих фланец к поясу при катете шва 4 мм.

Толщина фланцев и количество болтов во фланцевом соединении верхнего пояса принимается конструктивно.