Расчет узлов стропильной фермы

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 13Следующая ⇒

Расчет узлов сводится к определению размеров фасонок и стыковых накладок, исходя из условия прочности сварных швов. Усилия, приходящиеся на сварной шов по обушку и перу уголка, разные. Они зависят от положения шва относительно центра тяжести сечения и учитываются коэффициентом распределения α.

N^об = α ∙ N – часть усилия, приходящая на обушок уголка;

Nⁿ = (1- α ) ∙ N – часть усилия, приходящаяся на перо.

Для равнополочных уголков α ≈ 0, 7; для неравнополочных, составленных узкими полками вместе α ≈ 0, 75; составленными широкими полками α ≈ 0, 65.

Необходимая длина крепления каждого уголка к фасонке по обушку и перу:

В качестве N принимается (рис.2) усилие в решетке (N_1, N₂) или разность усилий в смежных панелях пояса (N₄ – N₃), а при наличии внешней нагрузки F равнодействующая их S = .

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; γ _с = 1, 0; R_wf = 18 кН/см² (Приложение 2); R_wz = 16, 5 кН/см² (Приложение 1)

Механические свойства соединения по металлу шва характеризуются:

Β _fR_wfγ _wf = 0.7 ∙ 18 ∙ 1 = 12, 6 кН/см²

Механические свойства соединения по металлу границы сплавления:

Β _fR_wzγ _wz = 1 ∙ 16.5 ∙ 1 = 16.5 кН/см²

В рассмотренном примере несущая способность соединения определяет возможность разрушения по металлу шва, а не по металлу границы сплавления. Это и является критерием несущей способности соединения.

Катет шва k_f принимается по толщине стыкуемых элементов в пределах 0, 8…1, 2t (кратно 2 мм). Минимальные размеры катетов k_f рекомендуется принимать по табл.4 в зависимости от максимальной толщины t_max стыкуемых элементов.

Таблица 4

Минимальные катеты угловых сварных швов

t_max	4-5	6-10	11-16	17-22	23-32	33-40
k_f

В примере (рис.2) требуемые размеры сварных швов крепления раскоса 1-8 (┐ ┌ 160Ч100Ч9) к фасонке при N₁ = N_1-8 = -552 кН будут:

(катет шва 1 см)

(катет шва 0, 8см)

Аналогично швы крепления раскоса 2-8 ( ∟ 63х6) к фасонке при N₂ = N_2-8 = 324 кН.

;

Швы крепления пояса (┐ ┌ 125х10) к фасонке при N₄ = N_8-9 = -687 кН

N₃ = 0; F = F_ш + F_снег = 53, 4 кН + 25, 2 кН = 78, 6 кН

воспринимают S = = 691.5 кН

;

Фасонка должна описывать все расчетные длины сварных швов при простейшей конфигурации. Свободные участки контакта уголков с фасонкой конструктивно довариваются.

Изменение сечения пояса фермы производится только при пролете свыше 24 м. Конструкция заводского стыка представлена на рис.27. стык перекрывается двумя листовыми или уголковыми накладками. Ширина накладки принимается конструктивно по размеру стыкуемого уголка. Поперечное сечение накладки должно быть равнопрочным стыкуемому стержню. Длина накладки определяется размерами 4 сварных швов l^н_w, воспринимающих усилие в поясе N_n^/ (в сторону смещения стыка), приходящееся на обушки уголков (α = 0, 7);

При этом усилия в поясе принимаются для того стержня, куда сместился стык.

Рис.27. Стык поясных уголков (узел 10 рис.25)

Крепление пера поясного уголка к фасонке производится сварным швом

W-5:

Швы крепления раскосов к фасонке рассчитываются по соответствующему усилию в раскосе как в обычном узле (рис.26).

Посредством монтажного узла 12 (рис.25) отправочные марки фермы собираются в единую конструкцию. Полуфасонки отправочных элементов соединяются между собой двумя вертикальными накладками на болтах (рис.28). уголки верхнего пояса перекрываются горизонтальной накладкой. Для крепления горизонтальных связей предусмотрено особое поле болтов. Вертикальные связи крепятся болтами к специальным поперечным вертикальным ребрам, которые привариваются торцами к уголку пояса фермы, а другой кромкой к вертикальным накладкам монтажного стыка.

Рис.28 Монтажный узел 12 стропильной фермы

Толщина и ширина каждой накладки назначаются конструктивно с соблюдением условия равнопрочности. Длина ее определяется количеством и размещением болтов. Задаются диаметром и материалом болтов. Определяют их несущую способность. Вычисляют необходимое количество болтов крепления горизонтальной и вертикальной накладок.

Монтажный стык воспринимает усилие N, действующее в поясе фермы. Усилие, действующее на горизонтальную накладку, передается через обушок поясного уголка N_об = 1, 2 α N;

N_n = 1.2 (1-α )

N – усилие, приходящееся на вертикальные накладки,

Α – коэффициент распределения N по перу уголка.

Количество высокопрочных болтов в горизонтальной и двух вертикальных накладках:

; .

Где Q_bh = R_bhγ _bA_bn – усилие на один высокопрочный болт при 1 плоскости трения.

Если применены обычные болты, их количество определяется прочностью болтового соединения по срезу или смятию.

Пример расчета монтажного стыка узла 12 (рис.28) по данным табл.21.

N = 836кН; ∟ 140х9. Болты диаметром 20мм, А_Bn= 2, 45 см² из стали 40Х «селект» R_Bun = 110 кН/см² (приложение 3).R_bh = 0.7 R_Bun = 0.7х110 = 77кН/см². При количестве болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия: 5≤ n < 10γ _b = 0, 9. Если впоследствии окажется, что n < 5 примем γ _b = 0, 8 и скорректируем расчет. При n ≥ 10γ _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 = х 77 х 0.9 х 2.45 = 59.42кН

Количество болтов в горизонтальной накладке по одну сторону стыка:

n_r = . Принимается 12 болтов

Количество болтов в вертикальных накладках при двух поверхностях контакта:

N_B = . Принимается 3 болта

Размещаются болты в соответствии с правилами конструирования болтовых соединений. Сварные швы креплении уголков к фасонке рассчитываются аналогично вышеизложенному.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 9 101112 13 Следующая ⇒