Реферат: Расчет узлов фермы

III .2 Расчет узлов фермы

Промежуточный узел фермы из парных уголков.

Уголки и фасонка выполнены из стали С245 крепление производят полуавтоматической сваркой электродами Э42.

Проверка прочности стыка. Стык пояса смещен в панель с меньшим усилием, при этом величина смещения такова, что усилия в раскосах не влияют на работу стыка.

Горизонтальные полки уголков пояса (┐┌ 110х7) перекрываются в стыке двумя накладками, вертикальные – фасонкой.

Размеры накладок из стали С245 подбираем из условия их равнопрочности с горизонтальными полками (АН =11×0,7=7,7 см2 ); принимаем bH =16+3-4=15см, при tH =0,6см получаем АНФакт =15×0,6=9см2 .

Включаемое в расчет сечение фасонки определяем из условия его равнопрочности с вертикальными полками Аф = 2×Ав.п. =2×11×0,7=15,4см2; соответствующая высота включаемого в расчет сечения фасонки

Прочность стыка проверяется в предположении центрального его нагружения силой 1,2×N1 (коэффициент 1,2 учитывает условность расчетной схемы стыка):

Прикрепление пояса к накладкам. Швы «А» прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому накладкой [NH ]=АН ×R=7,7×24=185кН. Принимаем кш =0,4см; βш =0,9 (см. выше), тогда

Прикрепление пояса к фасонке слева от стыка. Швы «Б» прикрепления вертикальных полок пояса к фасонке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечением фасонки [Nф ]=Аф ×R=15,4×24=370кН. Принимаем кш =0,4см; βш =0,9; тогда

Прикрепление пояса к фасонке справа от стыка. Сдвигающее усилие на 2 шва «В»:

Сдвигающее усилие на 2 шва «Г»:

При kш =0,6 и βш =0,9 включаем в расчет lш =85×βш ×kш =46см, тогда для более нагруженных швов «В»:

Укрупнительный сварной стык верхнего пояса фермы из парных уголков. Укрупнительный сварной стык нижнего пояса проектируется аналогично.

Проверка прочности стыка. Размеры горизонтальных накладок и фасонки подбираем из условия их равнопрочности с перекрываемыми горизонтальными и вертикальными полками пояса (┐┌ 140х10):

Размеры накладок из стали С245 (АН =14×1,0=14 см2 ); принимаем bH =14+3=17см, при tH =1,0см получаем АНФакт =17×1,0=17см2 .

Включаемое в расчет сечение фасонки Аф = 2×Ав.п. =2×14×1,0= =28см2; соответствующая высота включаемого в расчет сечения фасонки

Прочность с площадью сечения (2×АН + АФ ) проверяем в предположении центрального нагружения силой Nст =1,2×(N+Np ×cosα), но не менее 1,2×N, если знаки усилий различны: Nст =1,2×(867+32×cos46°)=1067кН.

Прикрепление пояса к накладкам. Швы «А» прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому накладкой [NH ]=АН ×R=17×24=408кН. Принимаем кш =0,6см; βш =0,9; тогда

Принимаем длину швов: вдоль накладки – 30 см, по скосу накладки – 14см.

Прикрепление пояса к фасонке слева от стыка. Швы «Б» прикрепления вертикальных полок пояса к фасонке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчетным сечением фасонки [Nф ]=Аф ×R=28×24=672кН. Принимаем кш =0,6см; βш =0,9; тогда

Стык фасонки. Высоту вертикальных накладок стыка принимаем .

Площадь сечения двух накладок должна быть не менее АФ, откуда , но не менее tФ /2=0,7см; принимаем как и для горизонтальных накладок.

Из условия прочности швов «Б» и фасонки ( в расчете на 1см длины шва) определяем:

что обеспечивается при кш =1,2см; βш =0,8. С учетом кш =1,2см окончательно принимаем толщину всех накладок в стыке tH =1,2см.

Сопряжение стропильной фермы с колонной. Ферма и опорные фланцы – из стали С245; электроды – Э42. Опорная реакция от снеговой и постоянной нагрузок: Q=390кН; опорный момент M=-681 кН×см; соответствующий распор рамы N=-118кН. Прикрепление верхнего пояса к колонне.

Болты прикрепления. Принимаем болты нормальной точности из стали класса 5.6, RБР =21кН/см2. Из условия прочности болтов при растяжении: .

Принимаю 4 болта М24 с обще площадью .

Из условия размещения болтов b=12,0см, а=26,0см.

Толщина фланца.

Из условия прочности фланца при изгибе:

принимаем

Швы прикрепления рассчитываются как угловые швы на условный срез. Швы «А» и «Б» приведены в таблице швов элементов фермы.

Расчет шва «В»: при kш =0,8 и βш =0,9 требуемая длина шва:

см.

Прикрепление нижнего пояса к колонне.

Q=390кН; H=HM +N=223+118=341кН.

Проверка опорного фланца на смятие:

Конструктивно принимаем tФ =2,5см и ширина фланца BФ =20см.

Давление передается колонне через ребро, приваренное к стенке колонны четырьмя угловыми швами. Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой Э42: Rушсв =18 кН/см 2, bш = 0,9 и bс =1,0. Принимаем ширину ребер 260 мм, что обеспечивает необходимую длину участка смятия ;

Толщину ребер находим из условия смятия:

;

Принимаем tр =10мм;

Длину ребра lр находим из расчета на срез швов его прикрепления.

Примем Кш =4 мм. Тогда:

;

Принимаем lр = 16см, при этом условие выполнено.

Проверяем стенку на срез вдоль ребра:

;

Так как условие не выполняется увеличиваем длину ребра до lр = 20см, при этом

Стенку колонны у конца ребра укрепляем поперечными ребрами, сечение которых принимаем 100х8 мм.

Прикрепление опорного раскоса и нижнего пояса к фасонке.