3.3. Подбор сечений элементов

Подбор производим на наиболее нагруженные элементы. Для упрощения заказа металла принимаем пять типоразмеров.

• Верхний пояс N= –2057,8 кН;

• Нижний пояс N= 2229,925 кН;

• Сжатая стойка N= – 209,43 кН;

• Сжатый раскос N= –1060,3 кН;

• Растянутый раскос N= 906,789 кН;

3.3.1.Расчет верхнего пояса.

l_x=3 м, l_y=6 м.

Поскольку l_y=2l_x, принимаем сечение из двух равнополочных уголков.

Задаёмся λ=70 => φ=0,724

Принимаем ∟200X16 с А=61,98 см², i_x=6,17 см, i_у=8,64 см.

λ _max= l_y/i_y=600/8,64= 69=> φ=0,73

< R_yγ_c=26,6 кН/см²

Определяем количество соединительных прокладок. Для сжатого элемента расстояние между ними равно 20i = 20·6,17=125см. n = 300/125–1=2 шт.

3.3.2.Расчет нижнего пояса.

l_x=6 м, l_y=6 м.

Принимаем ∟160X14 с А=43,57 см².

< R_yγ_c=26,6 кН/см²

Определяем количество соединительных прокладок. Для растянутого элемента расстояние между ними равно 55i = 55·4,92=271 см. n = 600/271–1=2 шт.

3.3.3.Расчет сжатой стойки.

l_x=2,52 м, l_y=3,15 м.

Поскольку l_y=l_x, принимаем сечение из двух равнополочных уголков.

Задаёмся λ=110 => φ=0,427

Принимаем ∟75X7 с А=10,15 см², i_x=2,29 см, i_у=3,47 см.

λ _max= l_х/i_х=252/2,29= 110=> φ=0,427

< R_yγ_c=26,6 кН/см²

Определяем количество соединительных прокладок. Для сжатого элемента расстояние между ними равно 40i = 40·2,29=93 см. n = 252/93–1=2 шт.

3.3.4.Расчет сжатого раскоса.

l_x=2,1 м, l_y=4,2 м.

Задаёмся λ=80 => φ=0,641

Принимаем ∟125х14 с А=33,37 см², i_x=3,8 см, i_у=5,6 см.

λ _max= l_у/i_у=420/5,6=75=> φ=0,683

> R_yγ_c=26,6 кН/см²

Определяем количество соединительных прокладок. Для сжатого элемента расстояние между ними равно 25i = 25·5,6=140 см. n = 420/140–1=2 шт.

3.3.5.Расчет растянутого раскоса

Принимаем 110х8 с А=17,2 см².

< R_yγ_c=26,6 кН/см²

Определяем количество соединительных прокладок. Для растянутого элемента расстояние между ними равно 40i = 40·3,39=136 см. n = 435/136–1=3 шт.

3.4.Расчет узла

Применяем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св–08Г2С, d=1,4…2 мм, β_f=0,9; β_z=1,05. =21,5 кН/см²; =16,5 кН/см²;

=> расчет швов следует выполнять по границе сплавления.

Определяем необходимую длину швов крепления сжатого раскоса

Определяем необходимую длину швов крепления растянутого раскоса

По полученным длинам швов крепления раскосов определим размеры фасонки. Элементы решетки не доводим до пояса на расстояние а=60 мм. По размерам швов фасонку можно обрезать по пунктирной линии. Однако для удобства изготовления принимаем прямоугольную фасонку размером 840х530 мм.

Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольного усилия N, равного разности усилий в смежных панелях пояса, N=1320,7 кН и узловой нагрузки F= 139,84 кН.

Длина швов крепления пояса к фасонке по полученным данным составляет 84-1=83 см, ∑l_w=83·4=332 см. Принимаем k_f= 14 мм;

< R_wz·γ_wz·γ_c = 16,5 кН/см²

Прочность шва обеспечена с большим запасом.

3.5.Расчет опорного узла

Определяем необходимую длину швов крепления сжатого опорного раскоса

Определяем требуемую длину опорного столика из учета длины шва:

, где F=R_пост +R_сн = 84,29

+566,3 = 650,59 кН (из расчета фермы). Принимаем длину столика 180 мм.

Из конструктивных соображений принимаем толщину фланца такой же, что и толщина фасонки, т.е. 16 мм. Выпускаем фланцы за пределы фасонки на 1,5t_f = 22,5 мм. Фасонку принимаем конструктивно прямоугольную размером 510х310 мм.

Длина крепления фасонки к фланцу определена конструкцией узла и составляет (51-1) см. Принимаем катет шва 14 мм.

Прочность шва обеспеченна.

Для крепления фланца к полке колонны принимаем болты М20. Поскольку болты соединительные, устанавливаем их на максимальных расстояниях.

В узле крепления верхнего пояса сила H стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Поэтому определяем диаметр болтов для крепления фланца к полке колонны.

.

Принимаем для крепления 4 болта диаметром 20 мм.