4.5Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

В узле сопряжения расположен монтажный сварной стык верхней и нижней частей колонны. Нагрузками являются , ; , , взятые из таблицы расчетных сочетаний в сечении выше уступа. При воздействии этих комбинаций прочность стыкового шва должна быть обеспечена:

где, и − площадь и момент сопротивления сварного двутавра верхней части колонны.

Толщина стенки траверсы назначается из условия смятия:

; ;

где, − давление крана на опорное ребро подкрановой балки

− ширина ребра подкрановой балки

Принимаем согласно табл.5 приложения 14 [1]

Высота траверсы . Сечения горизонтальных пластин узла сопряжения назначаются конструктивно по размерам полок колонны и . В отличии от колонны траверса сплошной колонны на изгиб не проверяется, т.к. стенка нижней части колонны является сплошной опорой для траверсы.

Необходимо лишь проверить прочность вертикальных швов:

;

где,

Прочность 4 швов обеспечена.

3.1. Расчет узлов стропильной фермы

Рис.3 Монтажный узел стропильной фермы

Рис.4 Промежуточный узел верхнего пояса (расположение узла см. чертежи)

Расчет узлов сводится к определению размеров фасонок и стыковых накладок, исходя из условия прочности сварных швов. Усилия, приходящиеся на сварной шов по обушку и перу уголка, разные. Они зависят от положения шва относительно центра тяжести сечения и учитываются коэффициентом распределения α.

– часть усилия, приходящаяся на обушок уголка;

- часть усилия, приходящаяся на перо. Для равнополочных уголков для неравнополочных, составленных узкими полками вместе составленными широкими полками Необходимая длина крепления каждого уголка к фасонке по обушку и перу:

В качестве N принимается усилие в решетке (N₁-N₂) или разность усилий в смежных панелях пояса (N₄-N₃), а при наличии внешней нагрузки F равнодействующая их:

При ручном способе сварки электродами типа Э42 расчетными параметрами соединения согласно [1] будут:

Механические свойства соединения по металлу шва характеризуются:

Механические свойства соединения по металлу границы сплавления:

В рассмотренном примере несущая способность соединения определяет возможность разрушения по металлу шва, а не по металлу границы сплавления. Это и является критерием несущей способности соединения.

Катет шва kf принимается по толщине стыкуемых элементов в пределах 0,8…1,2t (кратно 2 мм). Минимальные размеры катетов kf рекомендуется принимать по табл. 4 в зависимости от максимальной толщины t_max стыкуемых элементов.

Требуемые размеры сварных швов крепления раскоса 16 (125х16) N₁₆=-707,807 кН;

(катет шва 1,6см);

(катет шва 1,4см);

Аналогично швы крепления раскоса 17 (100х14) к фасонке, при N₁₇= 550,517кН;

(катет шва 1,4см);

(катет шва 1,4см);

Швы крепления пояса (150х15) к фасонке при N₂= -867,81 кН;

Воспринимают:

Поперечное сечение накладки должно быть равнопрочным стыкуемому стержню. Длина накладки определяется размерами 4 сварных швов воспринимающих усилие в поясе N_n; (в сторону смещения стыка), приходящееся на обушки уголков (α = 0,7);

Расчёт монтажного стыка узла фермы:

N = 1301,714 кН; 150×15. Болты диаметром 20 мм, А_вп = 3,14 см², из стали 30Х3МФ,

R_вин = 135кН/см² (приложение 3), R_bh = 0,7·R_bun = 0,7·135= 94,5 кН/см².

При количестве болтов, необходимых для восприятия расчётного усилия: 5 ≤ n < 10·γ_b = 0,9.

Если впоследствии окажется, что п < 5 примем γ_b = 0,8 и затем скорректируем расчёт.

При п > 10 γ_b = 1,0. При газопламенной обработке соединяемых поверхностей стыка μ = 0,42; γ_h = 1,2 [1, табл.36].

Несущая способность болта в соединении по 1 поверхности контакта:

Количество болтов в горизонтальной накладке по одну сторону стыка:

принимаем 12 болтов.

Количество болтов в вертикальных накладках при двух поверхностях контакта:

принимаем 3 болта.

Размещаются болты в соответствии с правилами конструирования болтовых соединений. Сварные швы крепления уголков к фасовке рассчитываются аналогично выше изложенному.