2. Конструирование и расчет опорных узлов.

Верхний опорный узел. Узел В₁ - 1.

• Количество болтов, прикрепляющих фланец к поясу колонны.

Примем болты нормальной точности М30 класса 4.8 по ГОСТ 1759-70*:

- по табл. 58^* СНиП II-23-81^*: R_bs=16 кН/см²; R_bt=16 кН/см².

- по табл. 62^* СНиП II-23-81*: А_bn = 3,52 см².

На элемент В₁ - 1 действует сила N=325,21 кН.

• Требуемая площадь сечения болтов:

EMBED Equation.3 .

Принимаем количество болтов n=4, тогда

EMBED Equation.3 .

• В узле крепления верхнего пояса сила N стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Момент при изгибе фланца определим как в защемленной балке пролетом b, равным расстоянию между болтами:

EMBED Equation.3 .

• Требуемая толщина фланца

EMBED Equation.3 .

Принимаем толщину фланца t_фл = 20 мм.

• Напряжения во фланце:

EMBED Equation.3 .

• Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А диаметром d = 1,4 – 2 мм:

• по п. 11.2 СНиП II-23-81*: коэффициенты условий работы шва _wf = _wz = 1,0;

• по табл. 56 СНиП II-23-81*: нормативное сопротивление металла шва EMBED Equation.3 ;

• по табл. 5 СНиП II-23-81*: расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

EMBED Equation.3 ,

где _wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

• по табл. 3 СНиП II-23-81*: расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

EMBED Equation.3 .

• по табл. 34 СНиП II-23-81* для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва (при катетах швов 3 – 12 мм):

_f = 0,9 – по металлу шва;

_z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

• Определим расчетное сечение:

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 .

Расчетным является сечение по металлу шва.

Катет шва крепления фланца к фасонке:

EMBED Equation.3 .

Примем k_f = 6 мм, как минимальный (по табл. 38 СНиП II-23-81*).

• Длина сварных швов определяется по формуле:

EMBED Equation.3 .

EMBED Equation.3 .

EMBED AutoCAD.Drawing.15

Рисунок 50. Эскиз верхнего опорного узла В₁ – 1.

Нижний опорный узел. Узел Н - 2 - 1.

Фланец рассчитывается на смятие на столике от опорного давления.

Для стали класса С245 по табл. 51 СНиП II-23-81* находим, что временное сопротивление разрыву для листового проката (t = 2 – 20 мм) равно R_un = 37 кН/см², тогда по табл. 1 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление проката смятию торцевой поверхности

EMBED Equation.3 .

В торец фланца действует реактивная сила EMBED Equation.3 .

• Зададим ширину фланца b_ф = 200 мм, тогда толщина фланца

EMBED Equation.3 ,

принимаем t_ф = 20 мм.

• Высота фланца.

Определится исходя из длины сварных швов, которые передают на колонну опорное давление:

EMBED Equation.3

По конструктивным требованиям высота фланца: h_фл =735 мм.

Принимаем h_фл =735 мм.

• Болты ставятся конструктивно (без расчета).

• Эксцентриситет приложения силы Н:

EMBED Equation.3 .

• Момент, вызванный эксцентриситетом силы Н = 165,4 кН:

EMBED Equation.3 .

• Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А диаметром d = 1,4 – 2 мм:

• по п. 11.2 СНиП II-23-81*: коэффициенты условий работы шва _wf = _wz = 1,0;

• по табл. 56 СНиП II-23-81*: нормативное сопротивление металла шва EMBED Equation.3 ;

• по табл. 5 СНиП II-23-81*: расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

EMBED Equation.3 ,

где _wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

• по табл. 3 СНиП II-23-81*: расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

EMBED Equation.3 .

• по табл. 34 СНиП II-23-81* для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва (при катетах швов 3 – 12 мм):

_f = 0,9 – по металлу шва;

_z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

• Определим расчетное сечение:

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 .

Расчетным является сечение по металлу шва.

Прочность соединения по металлу шва проверим в точке действия наибольших результирующих напряжений (нижняя точка сварного соединения фланца) по формуле:

EMBED Equation.3 ,

где EMBED Equation.3 ,

EMBED Equation.3 .

• Зададим катет шва k_f = 6 мм, тогда

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 ;

EMBED Equation.3 .

Проверка:

EMBED Equation.3

• Высота опорной стенки определяется длиной сварного шва прикрепления ее к полке колонны (зададим k_f = 12 мм):

EMBED Equation.3 .

• Максимальная длина шва

EMBED Equation.3

Примем высоту опорной стенки h_ст = 30 см.

EMBED AutoCAD.Drawing.15

Рисунок 51. Эскиз нижнего опорного узла Н – 2 – 1.