Вопрос 21.5. . (активизирующий) Как Вы думаете, в монтажном фланцевом стыке какого пояса необходимо ставить расчетное количество болтов, а в каком – конструктивное? (блок 3)

Ваш письменный краткий ответ	Скрытый правильный краткий ответ
	В растянутом поясе ставится расчетное количество болтов ( обычно ставятся высокопрочные болты). В сжатом поясе болты ставятся конструктивно (обычно ставятся болты нормальной точности).

Пример 21.4. Требуется рассчитать и законструировать промежуточный узел, фермы со стержнями из гнутосварных замкнутых профилей.

а) Расчет на продавливание пояса под сжатым раскосом.

Расчет производим в соответствии с п. 15.10 [3]:

- определяем отношения d/D = 100/140 = 0,71<0,9; c/b = 6,5/141,4 = 0,046<0,25,

где d = 100мм – ширина сжатого раскоса;

D = 140мм – ширина пояса;

с = 13/2 = 6,5мм – половина расстояния между смежными стенками сжатого и растянутого раскосов;

b = d_b/sinα = 100/sin45º = 141,4мм – длина участка линии пересечения сжатого раскоса с поясом в направлении оси пояса;

α = 45º - угол наклона сжатого раскоса к поясу.

Так как условия выполняются, то проверку прочности узла производим в соответствии с п. 15.10:

- определяем линейную расчетную нагрузку на пояс фермы

,

где N_2-4 = -212,1 кН – расчетное усилие в сжатом раскосе;

d_b = 100мм – ширина сжатого раскоса в направлении оси пояса;

- определяем предельную нагрузку на пояс:

,

где γ_с = 0,9 – коэффициент условий работы, определяемый по табл. 6* [2];

γ_d = 1,0 – коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе (при сжатии);

- коэффициент влияния продольной силы в поясе;

F = -800 кН – продольная сила в поясе со стороны растянутого раскоса;

А = 42,5 см² – площадь поперечного сечения пояса;

R_y = 250 МПа – расчетное сопротивление стали С255;

t = 0,008м – толщина стенки пояса;

f = (D-d)/2 = (0,14 – 0,1)/2 = 0,02м.

Так как q_р>q_пред, то прочность пояса под сжатым раскосом не обеспечена.

Принимаем пояс из гн. 200х8, сжатый раскос из гн. 180х4, растянутый раскос из гн. 140х3 и производим перерасчет:

- определяем отношения d/D = 180/200 = 0,9<=0,9; c/b = 8/255 = 0,031<0,25,

где d = 180мм – ширина сжатого раскоса;

D = 200мм – ширина пояса;

с = 16/2 = 8мм – половина расстояния между смежными стенками сжатого и растянутого раскосов;

b = d_b/sinα = 180/sin45º = 255мм – длина участка линии пересечения сжатого раскоса с поясом в направлении оси пояса.

Так как условия выполняются, то проверку прочности узла производим в соответствии с п. 15.10:

- определяем линейную расчетную нагрузку на пояс фермы

,

где N_2-4 = -212,1 кН – расчетное усилие в сжатом раскосе;

d_b = 180мм – ширина сжатого раскоса в направлении оси пояса;

- определяем предельную нагрузку на пояс:

,

где ;

F = -800 кН – продольная сила в поясе со стороны растянутого раскоса;

А = 58,7 см² – площадь поперечного сечения пояса;

R_y = 250 МПа – расчетное сопротивление стали С255;

t = 0,008м – толщина стенки пояса;

f = (D-d)/2 = (0,2 – 0,18)/2 = 0,01м.

Так как q_р < q_пред, то прочность пояса под сжатым раскосом - обеспечена.

б) Расчет на вырывание пояса под растянутым раскосом:

- определяем отношения d/D = 140/200 = 0,7<=0,9; c/b = 8/198 = 0,04<0,25,

где d = 140мм – ширина растянутого раскоса;

D = 200мм – ширина пояса;

с = 16/2 = 8мм – половина расстояния между смежными стенками сжатого и растянутого раскосов;

b = d_b/sinα = 140/sin45º = 198мм – длина участка линии пересечения сжатого раскоса с поясом в направлении оси пояса;

α = 45º - угол наклона растянутого раскоса к поясу.

Так как условия выполняются, то проверку прочности узла производим в соответствии с п. 15.10:

- определяем линейную расчетную нагрузку на пояс фермы

,

где N_2-4 = 70,7 кН – расчетное усилие в растянутом раскосе;

d_b = 140мм – ширина сжатого раскоса в направлении оси пояса;

- определяем предельную нагрузку на пояс:

,

где γ_d = 1,2 – коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе (при растяжении);

- коэффициент влияния продольной силы в поясе;

F = -800 кН – продольная сила в поясе со стороны растянутого раскоса;

А = 58,7 см² – площадь поперечного сечения пояса;

R_y = 250 МПа – расчетное сопротивление стали С255;

t = 0,008м – толщина стенки пояса;

f = (D - d)/2 = (0,2 – 0,14)/2 = 0,03м.

Так как q_р<q_пред, то прочность пояса под растянутым раскосом - обеспечена.

в) Проверка несущей способности участка боковой стенки пояса в месте примыкания сжатого раскоса.

Расчет производим в соотв. с п. 15.12 [3]. Так как d/D = 0,18/0,2 = 0,9>0,85, следовательно предельное усилие в сжатом раскосе определяем по формуле (95) [3]:

где γ_с = 0,9 – коэффициент условий работы, определяемый по табл. 6* [2];

γ_t = 0,8 – коэффициент влияния тонкостенности пояса при D_b/t = 200/8 = 25>=25;

D_b = 200мм – высота пояса; t = 8мм – толщина стенки пояса;

к = 1,0 – коэффициент, зависящий от тонкостенности пояса при D_b/t = 25 и R_y = 250 МПа;

d_b = 0,18м – ширина сжатого раскоса вдоль оси пояса.

Так как расчетное усилие в сжатом раскосе меньше предельного N_p = 212,1 кН < N_пред = 1036,8 кН, то несущая способность боковой стенки под сжатым раскосом – обеспечена.

г) Проверка несущей способности сжатого раскоса в зоне примыкания к поясу.

Проверку производим в соотв. с п. 15.13 [3]:

- определяем несущую способность сжатого раскоса:

,

где γ_с = 0,9 – коэффициент условий работы, определяемый по табл. 6* [2];

γ_d = 1,0 – коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе (при сжатии);

к =1,0 - коэффициент, зависящий от тонкостенности пояса при d_b/t_d = 180/4 = 45 и R_y = 250 МПа;

A_d = 27,5 см² – площадь поперечного сечения сжатого раскоса;

D = 200мм – ширина пояса;

t = 0,008м – толщина стенки пояса.

Так как расчетное усилие в сжатом раскосе меньше его несущей способности N_p = 212,1 кН < N_пред = 467 кН, то несущая способность сжатого раскоса в зоне примыкания к поясу – обеспечена.

д) Проверка несущей способности растянутого раскоса в зоне примыкания к поясу.

Определяем несущую способность растянутого раскоса:

,

где γ_d = 1,2 – коэффициент влияния знака усилия в примыкающем элементе (при растяжении);

к =1,0 - коэффициент, зависящий от тонкостенности пояса при d_b/t_d = 140/3 = 46,7 и R_y = 250 МПа;

A_d = 16,1 см² – площадь поперечного сечения растянутого раскоса;

D = 200мм – ширина пояса;

t = 0,008м – толщина стенки пояса.

Так как N_p = 70,7 кН < N_пред = 328 кН, то несущая способность растянутого раскоса в зоне примыкания к поясу – обеспечена.

е) Проверка несущей способности сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу.

Сварку принимаем полуавтоматическую, проволокой СВ-08А по ГОСТ 2246-70*. В соотв. с табл. 38* [2] назначаем минимальные катеты сварных швов, прикрепляющих раскосы к поясу - k_f = 4мм.

Проверку производим в сооответствии . с п. 15.14 а) [3]:

- определяем несущую способность сварного шва, прикрепляющего сжатый раскос к поясу:

,

Так как N_2-4 = 212,1 кН < N_пред = 401,9 кН – несущая способность сварного шва обеспечена;

- определяем несущую способность сварного шва, прикрепляющего растянутый раскос к поясу:

,

Так как N_4-5 = 70,7 кН < N_пред = 312,6 кН – несущая способность сварного шва обеспечена.