5. В’язі покриття будівлі

В’язі – важливі елементи сталевого каркасу, які виконують такі функції:

• забезпечення незмінності просторової системи каркасу;

• забезпечення стійкості стиснутих елементів каркасу;

• сприйняття і передача на фундаменти вітрових навантажень;

• створення жорсткості каркасу для забезпечення нормальної експлуатації конструкцій;

• забезпечення умов високоякісного та зручного монтажу.

В’язі покриттів призначені для забезпечення стійкості конструкцій покриття і каркасу в цілому та їхніх окремих елементів, для сприйняття горизонтальних навантажень від вітру. Горизонтальні в’язі ставлять на рівні верхнього і нижнього поясів у торцях будинку. В’язі по верхніх поясах ферм призначені для зменшення розрахункової довжини верхнього пояса з її площини. Вид в’язів хрестоподібний з розмірами м та 7,5×4 м .

4.Розрахунок вузлів ферми.

4.4.1Розрахунок опорного вузла ферми

Приймаємо шарнірний опорний вузол ферми з передачею опорної реакції від ферми на колону через болти.

Для розрахунку кількості болтів використаємо формулу міцності болтового з’єднання на зсув

n > шт.,

де R_bs=160 МПа для класу міцності 4.6, таблиця 58 [1] (приймається попередньо);

А=3.14 см² – площа болта (таблиця 62 [1]) діаметром 20 мм (діаметр приймається);

γ_b =0,9 – коефіцієнт умов роботи для класу точності “В”, таблиця 35 [1];

n_s = 1 – кількість площин зрізання для одного болта.

З’єднання має більшу несучу здатність на зминання.

Приймаємо 4 болтів класу 4.6, d=20 мм.

4.4.2Розрахунок зварних швів (Ш1), що кріплять верхній пояс ферми до опорної планки (фланця)

Товщину опорного фланця ферми приймаємо t = 16 мм. Визначимо необхідну довжину зварних швів, які кріплять верхній пояс ферми до опорної планки (фланця). Попередньо приймаємо висоту катета шва kf=7 мм.

.

Переріз верхнього поясу ферми прийнятий із труби Гн. 120х6 мм із периметром 2(120+120)=480 мм, що значно більше необхідної довжини швів ℓ_w = 126 мм. Міцність зварного з’єднання забезпечена.

Також для зручності монтажу ферми передбачаємо опорний столик, розміри якого приймаємо, виходячи з конструктивних міркувань. Приймаємо столик із металевого листа –120х120х20мм; висота катета зварного шва, що кріпить столик до колони, = 2 мм.

.4.4.3. Розрахунок і конструювання монтажного стику сталевої ферми

Нижній монтажний стик для сталевих ферм із труб і гнутих замкнених профілів розраховують на розтяг. Дане зусилля повністю сприймається болтами високої міцності. Кількість болтів встановлюється парна, щоб забезпечити симетричність з’єднання. Добір перерізу болтів проводять згідно з нормами [1,11.13*] та [8].

Розрахунок міцності болтів фланцевого з’єднання центрально-розтягнутих елементів нижнього поясу виконуємо за формулою

,

де n – кількість болтів у з’єднанні;

K₂ – коефіцієнт, що визначається за табл. 4;

R_bh =0,7R_bun– розрахунковий опір розтягу високоміцного болта;

R_bun – найменший тимчасовий опір болтів високої міцності [1, табл. 61*];

A_bn – площа перерізу болта нетто [1, табл. 62*] або за табл. 5.

Табл. 4.

Діаметр болта, мм	Площа перерізу, Abn, см2	Товщина фланця, мм	К2
М20	2,45	t20	0,85
М24	3,52	20  t < 25 t  25	0,8 0,85
М27	4,59	25  t < 30 t  30	0,8 0,85

Приймаємо високоміцні болти діаметром М24 зі сталі 40Х «селект» (ГОСТ 22356-77*) із тимчасовим опором R_bun = 110 кН/см² ; товщину фланців встановлюємо 30 мм.

Розраховуємо необхідну кількість болтів

.

Приймаємо найближчу більшу парну кількість болтів – 2 шт.

Кількість ребер жорсткості приймаємо 4 шт. Довжину ребер жорсткості визначаємо за формулою

1,5х120=180 мм..