Вопрос 21.4. (активизирующий) Как Вы думаете, как можно обеспечить равнопрочное присоединение трубчатого пояса к фланцу? (блок 3)

Ваш письменный краткий ответ	Скрытый правильный краткий ответ
	4. Обеспечить равнопрочное присоединение трубчатого пояса к фланцу можно: 1) Введением подкладного кольца. 2) Постановкой ребер жесткости по периметру трубы.

Расчет бесфасоночных узлов. Несущая способность бесфасоночного узла трубчатой конструкции (рис. 21.5.а), включающего в себя один сквозной трубчатый элемент (пояс) и несколько примыкающих элементов (раскосы, стойки, столики), проверяется по формулам:

(21.10.)

(21.11.)

Здесь m_cж, m_p - коэффициенты, принимаемые равными 1 — при

где N – продольное усилие в поясе соответственно со стороны сжатого или растянутого элемента решетки; А и R_y — соответственно площадь сечения и расчетное сопротивление материала пояса; в случае подкрепления трубчатого пояса в зоне узла поперечным ребром, или диафрагмой значения коэффициентов т_сж и т_р повышаются на 20%;

(21.12.)

соответственно сжимающие и растягивающие усилия (абсолютные величины) в примыкающих элементах, расположенных по одну сторону пояса (элементы решетки); - то же, в примыкающем элементе, расположенном по другую сторону пояса (столики и т. п.);  — угол между направлением усилия, передаваемого соответствующим примыкающим элементом и осью пояса; и значения Р_о для каждого из примыкающих элементов, расположенных соответственно по одну и другую сторону пояса, определяемые по формуле

(21.13.)

где D, t, R_y — соответственно диаметр, толщина стенки и расчетное сопротивление стали пояса; k — коэффициент, принимаемый равным: — для элементов решетки; — для элементов, примыкающий к поясу со стороны, противоположной решетке; в качестве d принимается: для трубчатых элементов — их диаметр; для столиков из швеллера и других двустенчатых или одностенчатых примыкающих элементов длиной не менее 0,75D — ширина элемента из плоскости фермы в месте его примыкания к поясу.

В случае, если элементы решетки пересекаются между собой в зоне узла (см. рис.21.5. a), несущую способность узла рекомендуется проверять по формулам (21.10.) и (21.11.), в которых значения принимаются: при одинаковых, знаках усилий в пересекающихся элементах — увеличенными, а при разных знаках — уменьшенными на величину

(21.14.)

где значение или для смежного (имеющего с рассматриваемым сварным швом общую линию ) элемента решетки;

здесь S^см — часть окружности смежного элемента решетки, соответствующая участку его пересечения с рассматриваемым элементом; если при этом сварной шов не охватывает всего периметра смежного элемента решетки (см. рис. 21.5.а), то вычисляется по формуле - часть периметра смежного элемента решетки, соответствующая участкам наложения сварных швов).

Если какой-либо элемент решетки не приварен к поясу или

где S^п — часть окружности элемента, соответствующая линии его пресечения с поясом, то действие такого элемента на пояс не рассматривается, т. е. Р^I для него в формулы (21.10.) и (21.11.) не подставляется.

Кроме указанной проверки по формулам (21.10.) и (21.11.), представляющей собой проверку стенки пояса на совокупность воздействий, передаваемых примыкающими элементами, следует проверять несущую способность на совокупность примыканий каждого из пересекающихся элементов решетки по формуле

(21.15.)

где N — усилие в рассматриваемом элементе решетки; Р₀ — определяется по формуле (21.13.), в которую а качестве D, t, b, R_y подставляются соответствующие параметры пояса или смежного элемента решетки, рассматриваемого как пояс; ^см — угол между рассматриваемым элементом и поясом или смежным элементом решетки.

Бесфасоночные узлы следует рассчитывать на сочетание нагрузок, действующих на ферму.

Однако при проверке по формуле (21.10.) в качестве допускается принимать наибольшие расчетные усилия в сжатых примыкающих, элементах, а значения устанавливать из условия равновесия узла. Соответственно при проверке по формулам (21.10.) допускается принимать наибольшие расчетные значения , устанавливая значения из условия равновесия узла. Проверка по формуле (21.15.) производится для наибольшего усилия в рассматриваемом элементе решетки.

При бесфасоночных соединениях диаметр труб решетки рекомендуется принимать не менее 1/3 диаметра труб поясов и не более диаметра пояса (кроме опорного раскоса), а в фермах из гнутых замкнутых профилей ширина стержней решетки не должна отличаться от ширины пояса не более чем на 30...40 мм. Толщина стенок для основных несущих элементов ферм и пересекающихся в узлах элементов решетки должна быть не менее 3, а для прочих элементов — не менее 2,5 мм. При бесфасоночных узлах рекомендуется принимать минимальные толщины стенок трубчатых элементов по табл. 21.3. Соединять трубы одинакового диаметра рационально встык на остающемся подкладном кольце. В этом случае при R_wy=R_y - прямые швы считаются равнопрочными основному металлу и не требуют проверки расчетом. При R_wy < R_v такое соединение рассчитывают на растяжение и сжатие по формуле

(21.16.)

Где d_ср — средний диаметр труб с меньшей толщиной стенки; t — меньшая толщина стенки соединяемых труб.

Стыковое соединение получается равнопрочным с основным металлом при расчетном сопротивлении наплавленного металла не ниже расчетного сопротивления материала труб для сталей, не разупрочняемых при сварке. При более низком расчетном сопротивлении наплавленного металла стыковое соединение на подкладном кольце можно выполнять косым швом. Если невозможно обеспечить достаточную точность подгонки труб для сопряжения встык и равнопрочность сварного шва, то стыковые соединения труб равных диаметров выполняют с помощью парных кольцевых накладок, гнутых из листа или вырезаемых из трубы того или несколько большего диаметра. Фигурные вырезы накладок позволяют увеличить длину шва для получения соединения, равнопрочного с основным металлом. Толщину накладок и сварного шва рекомендуется принимать на 20 % больше толщины стыкуемых труб.

Таблица 21.3.. Минимальные относительные толщины стенок трубчатых элементов

Расчетное сопротивление стали, МПа	Толщина стенки, доли диаметра
	Пояс	Элементы решетки
		сжатые	растянутые
210	1/35	1/100	1/100
260...290	1/40	1/90	1/100
340	1/40	1/80	1/100
380	1/45	1/75	1/100
440	1/45	1/70	1/100

Примечание. Для поясов указанные в таблице Относительные толщины являются ориентировочными и не исключают проверку несущей способности узлов. Для сжатых элементов решетки при указанных в таблице толщинах не требуется проверка на местную устойчивость. Для элементов конструкций, имеющих сварные прикрепления по торцам без дополнительных усилений, при подборе сечений этих элементов рекомендуется вводить коэффициент условий работы при расчете на прочность (без коэффициента ) _с. равный 0,8. а для стоек, пересекающихся с двумя раскосами, имеющими усилия разных знаков, дополнительно 0,85.

Длина сварного шва при накладках с фигурными вырезами

(21.17.)

где п — число лепестков по периметру трубы; а — размер лепестка (глубина фигурного выреза вдоль оси трубы).

Стыковые соединения труб разных диаметров, работающие на сжатие, а также соединения в местах перелома оси пояса выполняются с помощью торцевых прокладок или фланцевых соединений (см. рис. 20.10.).

В опорных узлах легких ферм трубчатых и из уголков необходимо конструировать жесткую опорную стойку, заканчивающуюся плитой, распределяющей давление от фермы на нижележащую конструкцию.