7. Расчет опорного узла Нижний опорный узел

Расчёт швов крепления нижнего пояса (1 элемент).

Принимаем k_f=4 мм.N=833,52кН.

- требуемая толщина опорного

фланца из условия смятия.

где:F= =942,2 кН – опорное усилие фермы,

R_p=R_u=36 кН/см² – расчётное сопротивление смятию стали С245,

b_f=16см – ширина опорного фланца, принятая из условия размещения болтов.

Принимаем t_f=16 мм, равной толщине фасонки.

Принимаем сечение опорного фланца: 240х16мм.

Проверку принятого сечения выполняем по формуле:

Выпускаем фланцы за пределы фасонки на 1,5t_f=1,516=24 мм20 мм.

Высоту опорного фланца принимаем конструктивно равную 450мм.

Принимаем k_f=4 мм.

Длина шва крепления фасонки к фланцу определена конструкцией узла и составляет 45-1=44см. Предельная расчётная длина шва l_w=85_fk_f=850,90,4=30,6 см, что меньше фактической.

Прочность шва обеспечена.

Болты для крепления опорного фланца принимаем конструктивно. Принимаем 6 болтов М20 класса 4,8 нормальной точности. Отверстия под болты в опорном фланце принимаем диаметром 23 мм с учетом обеспечения отсутствия восприятия этими болтами опорного усилия. Болты размещаются согласно схеме.

Верхний опорный узел

Верхний опорный узел выполняется шарнирным на фасонках. Шарнирность узла достигается установкой болтов в отверстия на 5-6 мм больше диаметра болта. В силу того, что усилия в узле весьма малы, болты и сварные швы принимаем конструктивно. Принимаем 2 болта М20 класса 4,8 грубой точности.

8. Расчет монтажного стыка фермы

Нижний узел

Выполняем расчет фланцевого соединения нижнего пояса.

Растягивающее усилие N=2815,18кН

Материал фланцев – сталь С345, R_у=320МПа.

Принимаем высокопрочные болты М27 из стали 40Х «селект»,диаметр шайб d_m=44мм,диаметр отверстий 30мм. Толщина фланцев t_fl=30мм. Для болтов М27 площадь сечения .

A_bn=4,59см²

Расчетное сопротивление растяжения высокопрочного болта R_bh=0,7R_bun=0,7_*1078=754,6Мпа,

Расчетное усилие растяжения болта определяется по формуле:

В_р=R_b*A_bn=754,6*4,59=346,4кН

Несущая способность болтов с учетом релаксации напряжений следует принимать:

N_b0=0,9_*В_р=0,9*346,4=312кН

Согласно табл.2(8) соотношения между усилиями на один болт внутренней и наружной зон для болтов М27 при толщине фланца 30мм будет К=1,7

Тогда усилия составят:

- внутренняя зона

N_в=N_b0=312кН

- наружная зона

N_н=N_b0/1,7=312/1,7=183,5кН

Для внутренней зоны из-за удобства расположения принимаем 6болта.

Количество болтов наружной зоны определим по формуле:

n=

Для более равномерного распределения усилий по фланцу принимаем в наружной зоне 8болтов.

где R_bun-наименьшее временное сопротивление болта

Проверяем условия размещения болтов согласно табл.40(1):

Схема фланцевого соединения.

Прочность соединения следует считать обеспеченной, если выполняется следующее условие:

Где

Значение определяется по формуле:

Где α и β коэффициенты, принимаемые при отношении толщины фланца к диаметру болта , α = 0,4003 , β=0,264

Где b-расстояние от оси болта до края сварного шва,

w - ширина фланца, приходящая на один болт наружной зоны.

Значение N_f определяется по формуле:

Где γ=1,6309 параметр, определяемый по таблице 81(8)

Тогда =162,3кН,причем , поэтому условие прочности примет вид:

=6∙312+8∙162,3=3170,4кН

2815,18кН<3170,4кН

Условие прочности выполняется.

Прочность фланцевого соединения на действие местной поперечной силы не проверяем, т.к. поперечная сила мала.

Проверку прочности сварного соединения фланца с фасонкой выполняем, исходя из условий:

- по металлу шва

;

182,3кН< 183кН

Где l_w=2(16+220+204+204+16)=1320мм

- по металлу границы сплавления с фланцем:

;

191,1кН<191,25кН

R_th=0,5R_u=0,5∙450=225кН – растяжение в направлении толщины проката табл .В.5(1)

Верхний узел

Верхнее монтажное фланцевое соединение работает на сжатие.

Соединение конструктивно принимаем аналогично нижнему фланцевому соединению.

Материал фланцев- сталь С345,R_у=320МПа.

Высокопрочные болты М27 из стали 40Х «селект»,диаметр шайб d_m=44мм,диаметр отверстий 30мм. Толщина фланцев t_fl=30мм. Для болтов М27 площадь сечения .

A_bn=4,59см²

Схема фланцевого соединения.