20. Узлы легких ферм (опорный, примыкание раскосов к поясу).

Классификация узлов

Узлы можно классифицировать по ряду признаков.

Во-первых, по наличию или отсутствию в них соединительных элементов-фасовок. Соответственно применяются узлы с фасонками и бесфасоночные узлы.

Во-вторых, по наличию или отсутствию примыкаю­щих элементов — прогонов, связей и других.

В-третьих, заводские и монтажные. Последние отличаются полным разъемом примыкающих групп стержней.

В-четвертых, по наличию или отсутствию существенной расцентровки стержней.

Фасонка как соединительный элемент была порождена клепкой (или болтами). Без фасонки невозможно было объединить стержни в узле. Но фасонка несла с собой ряд недостатков.

1. На фасонки уходит до 18...22% металла.

2. Удельная трудоемкость изготовления фасонок выше, чем стержней, т. е. на их долю приходится 25...30°/₀ всех трудозатрат.

3. Из-за тяжелых условий работы фасонок, главным образом на изгиб, из плоскости при кантовке фермы в процессе изготовления и монтажа, возникновения значительных сварочных напряжений в них появляются трещины, особенно при низких температурах.

Узлы с непосредственным примыканием стержней должны проверяться на прочность и устойчивость эле­ментов сечений в пределах узла.

В опорном узле необходимо назначить размеры опорного ребра и проверить его прочность:

,

где ширина ребра - b_р определяема поперечным сечением ниж­него пояса или опорного раскоса и размещением болтов, закрепляющих ферму к надколенной стойке (см, рис. 14). Обычно при­нимается 6 болтов М20, которые ставят и отверстия диаметром d= 23- 24 мм. Минимальное расстояние от оси болта до края эле­мента 2d, расстояние между осями болтов по высоте ребра не менее 2,5d . Толщина ребра t_р > 10-12 мм; R_p – расчетное сопротивление смятию.

рис. 14. К расчету опорного узла фермы.

В рядовом узле нижнего пояса фермы на фасонках, (см. рис. 15) необходимо проверить прочность сварных швов. Раскосы в таких фермах выполняются из двух равнополочных уголков, сваренных в тавр.

рис. 15. к расчету узла нижнего пояса фермы из парных уголков

Прочность сварных швов по "обушку" (см. рис. 15):

,

где R_wf – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва, γ_wf – коэффициент условий работы шва, k_of – катет сварного шва, l_wo – длина шва, β_f – коэффициент проплавления шва. Обозначение см. рис. 15

Прочность сварных швов по "перу":

Толщина фасонки фермы принимается по СНиП. Обычно все фасонки одинаковой толщины, кроме опорных, ко­торые толще на 2 мм. Катеты сварных швов назначаются по толщине фасонки, но не менее 6 мм.

Для ферм из труб в узле нижнего пояса (в монтажном стыке на фланцах.) необходимо определить количество болтов (см. рис. 16) и проверить прочность сварных швов, прикрепляющих фланец к поясу.

Болты но фланцевом соединении нижнего пояса работают на растяжение. Обычно принимаются болты М20.

Количество болтов:

_,

_{где N - наибольшая продольная сила в нижнем поясе, ,} где R_{bt -} прочность металла болта при работе на растяжение, γ_b - коэффициент, учитывающий неравномерную работу многоболтового соединения.

проверка прочности сварных швов по фланцу

_{d -диаметр опорной трубы,} β_{f - коэффициент проплавления шва,} k_{f - катет сварного шва, - расчетная длина шва.}

При невыполнении проверки фланец усиливается ребрами жесткости.