3.3.2 Подбор сечения центрально сжатого стержня.

Сжатый стержень подбираем из условия устойчивости. Подбор сечений выполним для наиболее нагруженного стержня 4 верхнего пояса. Расчётное усилие кН.

1. Определяем требуемую площадь сечения одного уголка

см².

где - коэффициент условий работы для растянутых стержней; R_y = 240 МПа – расчетное сопротивление стали С245 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 20мм (т. 2.3 [1]);

– коэффициент продольного изгиба, предварительно принимаем .

2. Принимаем по т.7.[1] сечение из двух равнополочных уголков

110х7 ГОСТ 8509-93: см , см, см.

3. По табл.2.3 [1] по толщине пера уточняем расчетное сопротивление стали R_y

При t = 7 мм расчетное сопротивление стали R_y=240 МПа.

4.Вычисляем гибкости стержня

, .

где l=3.015 м-геометрическая длина стержня;

𝜇_x =1и 𝜇_y=2- коэффициенты расчетной длины.

5. По табл.3.10 [1] по расчетному сопротивлению R_y и максимальной гибкости уточняем коэффициент продольного изгиба 𝝋.

При R_y = 240 МПа и коэффициент продольного изгиба 𝝋=4.049.

6.Выполняем проверку устойчивости

МПа> МПа

Проверка устойчивости не выполняется.

Принимаем по т.7.[1] сечение из двух равнополочных уголков

125х10 ГОСТ 8509-93: см , см, см.

По табл.2.3 [1] по толщине пера уточняем расчетное сопротивление стали R_y

При t = 10 мм расчетное сопротивление стали R_y=240 МПа.

Вычисляем гибкости стержня

, .

где l=3.015 м-геометрическая длина стержня;

𝜇_x =1и 𝜇_y=2- коэффициенты расчетной длины.

По табл.3.10 [1] по расчетному сопротивлению R_y и максимальной гибкости уточняем коэффициент продольного изгиба 𝝋.

При R_y = 240 МПа и коэффициент продольного изгиба 𝝋=4.4908.

Выполняем проверку устойчивости

МПа< МПа.

Проверка устойчивости выполняется.

7. Проверка гибкости стержня

где ;

- предельная гибкость, определяется по формуле для сжатых стержней поясов и опорного раскоса.

Окончательно принимаем 2 уголка 125х10 .

Подбор сечений остальных стержней фермы осуществляем с помощью программы Shumax

3.4 Расчет и конструирование сварных швов ферм

Для сварки узлов принимаем механизированную сварку в нижнем положении проволокой Св-08Г2С диаметром d=1,4÷2 мм в углекислом газе.

1 . Проверка верхнего пояса ферм в стадии транспортирования и монтажа

.

3. Расчет и конструирование сварных швов

МПа.

МПа.

где , - коэффициенты глубины проплавления

- коэффициенты условий работы шва

МПа - расчётное сопротивление по металлу шва(т.4.4[1]);

МПа - расчётное сопротивление по металлу границы сплавления;

МПа – временное сопротивление стали С245 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 20мм (т. 2.3 [1]);

Расчет ведем по металлу границы сплавления, так как

МПа> МПа.

Прикреплять элементы решётки из уголков к фасонкам рекомендуется двумя фланговыми швами.

Распределение усилий между швами по обушку и перу

Тип сечения	k1	k2
y x x y	0.7	0.3

Значение коэффициентов, учитывающих распределение усилия в элементе между швами по обушку и перу уголка, принимаются обушок уголка К₁ =0.7 ; перо уголка К₂ =0.3;

Требуемые расчётные длины швов:

- по обушку ; по перу ;

Катетом шва следует задаваться, исходя из конструктивных ограничений:

- по обушку ; -по перу ,

Конструктивная длина шва мм. Полученные по расчёту длины швов округляем в большую сторону до размера, кратного 5 мм. Если по расчёту длина шва меньше 50 мм, то принимаем 50 мм. Расчёт швов удобно выполнять в табличной форме (таблица 6.)

Таблица 6 - Расчёт длин сварных швов

Элемент	№ стержня	Сечение	N,кН		Шов по обушку			Шов по перу
						,		,	,	,
					мм	мм	мм	мм	мм	мм
верхний пояс	5	125х10	0.1		6	0.03	50	5	0.02	50
нижний пояс	22	90х8	358.5		6	119.6	130	5	61.52	75
раскосы	7	125х10	409.4		6	136.6	150	5	70.25	80
	8	50х5	186.9		5	74.8	85	4/5	41.90	55
	9	63х5	55.1		5	22.1	50	4/5	11.82	50
	10	63х5	39.6		5	15.9	50	4/5	8.49	50
стойки	2	50х5	28.6		5	11.5	50	4/5	6.13	50
	3	50х5	54.8		5	21.9	50	4/5	11.75	50
	1	50х5	50.2		5	20.1	50	4/5	10.77	50