3.5 Расчет и конструирование узлов ферм

По полученным длинам швов крепления раскосов и стоек определяем размеры фасонки. Стержни решётки не доводим до поясов на расстояние мм, но не более 80 мм, - толщина фасонки в мм. Для рассчитываемой фермы мм<80мм, принимаем а=55мм.

Узел 1.

Длина сварных швов крепления стойки к фасонке . Принимаем . Расчётная длина швов , в расчёт включаем

Сварные швы крепления пояса рассчитываем на совместное действие усилий и

Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам уголков:

Напряжения в наиболее нагруженных швах по перу уголков:

Узел 2.

Длина сварных швов крепления пояса к фасонке . Принимаем . Расчётная длина швов , в расчёт включаем

Сварные швы крепления пояса рассчитываем на совместное действие усилий и .

Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам уголков:

Узел 4.

Узел проектируем на высокопрочных болтах М20 из стали 40X “селект”, для крепления поясов принимаем 4 листовых накладки сечением 125х10.

Прочность стыка проверяем по усилию

Площадь сечения стыка определяем с учетом ослабления поперечного сечения каждой накладки одним отверстием диаметром , тогда площадь нетто горизонтальной и вертикальной накладок:

;

Усилие воспринимаемое одной накладкой:

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

Средние напряжения в накладках:

Определяем несущая способность одной плоскости трения одного высокопрочного болта:

.

_{где Аbh=2.45 см}² _{–площадь одного болта нетто (т.5.5 [1]);}

- расчетное сопротивление болтов растяжению;

-наименьшее временное сопротивление (т.5.7[1]);

- коэффициент условий работы при количестве болтов в стыке с одной стороны меньше n < 5 (т.5.3[1]);

-коэффициент трения для газопламенной обработки контактных поверхностей без консервации и контроля натяжения болтов по моменту закручивания (т.5.9[1]);

Для прикрепления одной горизонтальной накладки при одной плоскости трения число болтов по одну сторону от оси стыка:

, принимаем 4 болта М20.

Так как площадь ослабленного сечения накладки , то необходима проверка его прочности по следующей формуле:

где - расчетная площадь сечения;

- количество болтов в рассматриваемом сечении;

- общее число болтов на накладке по одну сторону от оси стыка.

Сварные швы крепления фасонки к поясу принимаем конструктивно минимальной толщины

Узел 3.

Сечения накладок принимаем .

Прочность стыка проверяем по усилию:

Площадь сечения одной накладки с учетом ослабления одним отверстием:

Среднее напряжение в накладках:

т.к. условие не выполняется, то сечения накладок принимаем .

Площадь сечения одной накладки с учетом ослабления одним отверстием:

Среднее напряжение в накладках:

Принимаем те же болты, как и в узле 4. Усилие, воспринимаемое одной накладкой,

;

Требуемое число высокопрочных болтов для прикрепления одной горизонтальной накладки по одну сторону от оси стыка:

, принимаем 3 болта.

Для прикрепления вертикальных накладок в узле требуется такое же число болтов. Болты располагаем в 1 ряд.

Так как , то необходима проверка прочности ослабленного сечения.

Швы крепления фасонки к поясу принимаем конструктивно .

Узел 5.

Длина швов крепления пояса к фасонке составляет: по обушку 18 см, по перу – 12.6 см. Принимаем . Расчеты на прочность не выполняем.

Узел 6.

Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных усилий в смежных панелях пояса и и узловой нагрузки F.

Расчётное сочетание загружений рамы - 11,4:

,

Узловая нагрузка: .

По полученным при конструировании узла размерам фасонки длина швов крепления пояса составляет l = 62.7 см. Принимаем

Расчетная длина шва 1: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:

Расчетная длина шва 2: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:

Расчетная длина шва 3: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам:

.

Дополнительные напряжения от узловой нагрузки F:

где: - суммарная протяженность участков швов, передающих силу F.

Узел 7.

Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных усилий в смежных панелях пояса и и узловой нагрузки F.

Расчётное сочетание загружений рамы - 5,6:

,

Узловая нагрузка: .

По полученным при конструировании узла размерам фасонки длина швов крепления пояса составляет l = 96 см. Принимаем

Расчетная длина шва 1: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:

Расчетная длина шва 2: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженном шве по обушку:

Расчетная длина шва 3: , поэтому в расчет включаем .

Напряжения в наиболее нагруженных швах по обушкам:

.

Дополнительные напряжения от узловой нагрузки F:

где: - суммарная протяженность участков швов, передающих силу F.

Узел 8.

Длина швов крепления пояса к фасонке составляет: по обушку 18 см, по перу – 12.6 см. Принимаем .Их прочность не проверяем, так как эти швы передают то же усилие, что и швы крепления стойки 3 к фасонке, длина которых меньше.

Соединительные прокладки.

Для обеспечения совместной работы уголков их необходимо соединить прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40i для сжатых элементов и 80i для растянутых элементов, где i – радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной плоскости прокладки. При этом в сжатых элементах ставится не менее двух прокладок. Ширину прокладок принимаем равной 60мм, длину - , толщину – 12мм, равной толщине фасонок.

1Если отношения нормативного веса покрытия к нормативному весу снегового покрова ,то

2 при

.

70 02 02-Н4-КП