5.5.2 Конструирование и расчет опорных узлов

Узел В-1.

Определим количество болтов, прикрепляющих фланец к поясу колонны.

Требуемая площадь сечения болтов:

Примем количество болтов n = 4, тогда требуемая площадь сечения одного болта:

Примем болты нормальной точности М30 класса 5.6 по ГОСТ 1759-70*. Для них по таблице 62 СНиП II-23-81* находим, что площадь нетто А_bn = 5,60 см².

см² <

В узле крепления верхнего пояса сила N стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Момент при изгибе фланца определим как в защемленной балке пролетом b, равным расстоянию между болтами:

Требуемая толщина фланца

,

следовательно, принимаем толщину фланца t_фл = 25 мм.

Напряжения во фланце:

.

Для прикрепления фланца к верхнему поясу применяем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d = 2 мм, для которой по таблице 4 СНиП II-23-81* находим, что нормативное сопротивление металла шва

кН/см².

Коэффициенты условий работы шва _wf = _wz = 1,0 по пункту 11.2 СНиП II-23-81*.

Согласно таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

кН/см²,

где _wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

По таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см².

Для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:

_f = 0,9 – по металлу шва; _z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см²,

следовательно расчетным является сечение по границе сплавления со швом

Рис. 5.13. Опорный узел В-1.

Катет шва крепления фланца к верхнему поясу:

Принимаем k_f = 6 мм, как минимальный (по табл. 38 СНиП II-23-81*).

Конструктивное решение опорного узла В-1 сопряжения верхней части колонны и фланца верхнего пояса представлено на рисунке 5.13.

Узел Н-1-2.

Для стали класса С245 по таблице 1 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление проката смятию торцевой поверхности

кН/см².

В торец фланца действует реактивная сила F = 506,67 кН.

Зададим ширину фланца b_ф = 290 мм. Тогда толщина фланца

см,

принимаем t_ф = 10 мм.

Болты ставятся конструктивно (без расчета).

Высота фланца, определенная графически, равна h_фл = 520 мм.

Высота опорной стенки определяется длиной сварного шва прикрепления ее к полке колонны. Для прикрепления применяем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d = 2 мм, для которой по таблице 4 СНиП II-23-81* находим, что нормативное сопротивление металла шва

кН/см².

Коэффициенты условий работы шва _wf = _wz = 1,0 по пункту 11.2 СНиП II-23-81*.

Согласно таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

кН/см²,

где _wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

По таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см².

Для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:

_f = 0,9 – по металлу шва;

_z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см²,

следовательно расчетным является сечение по границе сплавления со швом

Зададимся катетом шва k_f = 12 мм:

Примем высоту опорной стенки h_ст = 16 см.

Конструктивное решение опорного узла Н-1-2 сопряжения верхней части колонны и фланца нижнего пояса представлено на рисунке 5.14.

Рис. 5.14. Опорный узел Н-1-2.