4.5.2. Расчет нижнего пояса дд/

Максимальное усилие в нижнем поясе (согласно табл.4.2): U₂=429450 Н.

Необходимая площадь сечения стального пояса из условия прочности на растяжение:

м² (4,81 см²)

Проектируем нижний пояс из двух уголков 90×56×8 по ГОСТ 8510-72 с общей площадью сечения: А=2×8,54 = 22,36 см² = 22,36×10^-4м²

Гибкость пояса в вертикальной плоскости:

, т.е. не превышает предельную.

Изгибающий момент в нижнем поясе от собственного веса:

Н,

где Н/м – погонный вес пояса.

Растягивающие напряжения в поясе с учетом собственного веса:

где - момент сопротивления поперечного сечения пояса при расположении уголков полками вверх;

I_х– момент инерции уголка относительно горизонтальной оси;

z₀– расстояние от полки до центра тяжести уголка.

Такое же сечение принимаем и для растянутого раскоса БД.

4.5.3. Расчет стоек аб и вд

На стойку АБ действует сжимающие усилие, равное опорной реакции фермы R_А=254920 Н.

Минимальный размер поперечного сечения определяем из условия достижения предельной гибкости, которая для опорных стоек ферм равна _пр=120:

см

Принимаем стойку в виде клееного пакета из 8 досок шириной 15 см и толщиной 26 мм (доски толщиной 32мм до острожки). После двустороннего фрезерования боковых граней клеёного пакета размеры поперечного сечения стойки АБ составят: F_со = b_со×h_со=13,5×20,8 = 280,8 см². Высота поперечного сечения принята конструктивно с учётом размещения опорного узла А фермы на обвязочном брусе.

Гибкость стойки:

Коэффициент продольного изгиба при <70 определяется по формуле:

Проверка устойчивости стойки АБ: В промежуточной стойке ВД действует сжимающие усилиеV₁= 126300 Н (согласно табл. 4.2). Задаваясь предельной гибкостью стойки_пр=150 (согласно табл.14 [1]), определяем минимальный размер поперечного сечения стойки ВД:

см.

Принимаем стойку в виде клеёного пакета из 5и досок шириной 15см и толщиной 26мм. После фрезерования боковых граней размеры поперечного сечения составят: b_с×h_с=13,5×16см.

При этом F_с =13,5×16 = 216 см²;

Коэффициент продольного изгиба при <70:

Проверка устойчивости стойки:

4.5.4. Расчет раскоса дг

Расчетные усилия в раскосе: Д₁ = 57980 Н

Задаваясь предельной гибкостью раскоса =150(табл. 14[1]) определяем минимальный размер поперечного сечения:

см.

Принимаем раскос в виде клееного пакета из 7 досок шириной 1,75 см и толщиной 26мм. Окончательные размеры поперечного сечения раскоса после острожки боковых граней составят: b_р×h_р=16×18,2см.

Определяем площадь: F_р= b_р×h_р=16,0×18,2я = 291,2 см²

Гибкость раскоса:

Коэффициент продольного изгиба при >70 определяется по формуле:

Проверка устойчивости раскоса:

4.6. Расчет узловых соединений

4.6.1 Расчёт крайнего узла Б верхнего пояса

Рис. 4.6.1 Конструкция узла Б верхнего пояса

Верхний пояс фермы в опорном узле упирается в швеллер 1 с ребром жесткости 2, приваренный к вертикальным фасонкам 3. Ребро жесткости делит стенку швеллера на две равные части размерами b₁×a₁=6,75×18см, которые рассматриваются как отдельные закрепленные пластинки, опорами которых являются фасонки, ребро жесткости и полки швеллера.

Стенка загружена равномерным давлением торца панели БВ верхнего пояса:

Расчетный изгибающий момент в стенке швеллера определяется по формуле:

Н,

где b₁=0,0675 м – длина короткой стороны участка жёстко защемлённой по четырём сторонам пластины;

 - коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения а₁/b₁.

Требуемая толщина стенки:

м=1,2м.

Так как требуемая толщина стенки превышает фактическую толщину стенки швеллера, равную 0,65 см, то на последнюю наваривается лист 4 толщиной 0,6 см.

Ребро жесткости рассчитывается на изгиб с учетом работы стенки швеллера. В этом случае расчетная площадь поперечного сечения равняется:

м².

Статический момент площади поперечного сечения относительно оси х₁-х₁:

м²

Расстояние от оси х₁-х₁ до центра тяжести поперечного сечения (осьх-х):

см

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения: см³

Изгибающий момент в ребре жесткости:

Требуемый момент сопротивления:

м³меньше фактического W_p=37,57см³.

Горизонтальный лист 5 узла Б проверяется на изгиб от реактивного давления стойки АВ.

Реактивное давление на лист:

Па

Давление верхнего пояса на лист:

Па

Расчетное давление на лист:

Па,

где q=22372,9 Н/м – полная линейная нагрузка на верхний пояс;

F₁=20,8×13,5=280,8см²– площадь опирания опорной стойки АБ на горизонтальный лист;

F₂=15×13,5=202,5см²– площадь опирания верхнего пояса на горизонтальный лист.

Правый участок горизонтального листа рассматривается как пластинка с размерами сторон а₂×b₂=15×13,5cм.Максимальный изгибающий момент определяется посередине свободной стороныb₂по формуле:Нм,

где α=0,116 – коэффициент, определяемый по табл.4.3[8] при отношении сторон а₂/b₂=1,11.

Требуемая толщина горизонтального листа:

см

Принимаем лист толщиной 1,8см.

Сварные швы, прикрепляющие уголки раскоса БД к вертикальным фасонкам в опорном узле Б, должны воспринимать растягивающие усилие U₁=409760 Н. Каждый уголок приваривается к фасонке двумя угловыми швами: у обушка и у пера.

Усилие на шов:

у обушка одного уголка: Н;

у пера: Н

Длина сварного шва определяется по формулам п.11.2[4]:

а) из расчета на срез (условный) по металлу шва

,

б) из расчета по металлу границы сплавления

.

Здесь: _f=0,7 – по табл. 34[4];

k _f=5мм – катет шва, принимаемый по табл.38[4];

z_ω– расчётная длина шва;

R_ωf=180МПа – расчётное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва для сварки электродами Э42А (табл.56[4]);

_ωf=_ωz=1 – по п.11.2[4];

_c=0.9 – по п.6.б, табл.6 [4];

_z=1– по табл. 34[4];

R_ωz= 0.45R_yn = 0,45х365 = 164 МПа - расчётное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления (табл.3 и табл.51[4]).

Длина шва у обушка равна:

- из расчета на срез (условный) по металлу шва: м

- из расчета на срез (условный) по границе сплавления: м

Длина шва у пера:

м

м

Принимаем длину шва для приварки каждого уголка к фасонкам с учетом удлинения каждого шва на 10 мм:

-у обушка – 265+10=275 мм

-у пера – 115+10=125мм.