3.4 Конструирование узлов фермы

3.4.1 Расчёт среднего узла нижнего пояса

В среднем узле НП уголки соединяются пластинами 10×100 мм, в центре пластины находится отверстие для узлового болта, крепление стойки к узловому болту происходит при помощи кольцевых пластинок t_пл.= 10мм.

Раскосы крепятся к узловому болту пластинами наконечникамиt = 10мм.

1. Нижний пояс.

2. Накладка.

3. Пластины наконечники.

4. Планка для крепления стойки.

5. Болт.

Вид узла сбоку.

Рассчитаем узловой болт.

Узловой болт при загружении фермы по всему пролёту работает на изгиб от усилия в стойке и равнодействующих вертикальных составляющих усилий в раскосе, равных по величине усилию в стойке.

Плечо сил в этом случае:

Изгибающий момент в болте:

При загружении фермы временной нагрузкой на половине пролёта узловой болт работает на изгиб от горизонтальной составляющей усилия работающего раскоса равного по величине разности усилий в панелях нижнего пояса. В этом случае плечо сил

e₂ = 20мм.

Найдём разность усилий в соседних панелях НП.

Р – узловая нагрузка от временной и снеговой нагрузки.

Определение изгибающего момента в болте:

Определение требуемого момента сопротивления болта:

Требуемый диаметр болта:

По приложению 9. Гринь ГОСТ 7798-70, принимаем диаметр болта 27мм.

Расчет стыковой накладки.

Принятое сечение стыковой накладки 10100мм. Площадь сечения накладки, ослабленная узловым болтом.

d_отв.= 2.9см

Напряжение стыковой накладки:

Длина шва приварки стыковой накладки к нижнему поясу:

где принимаем = 6мм;

N – усилие на шов.

Конструктивно принимаем стыковую накладку длиной = 40см. Стыковая накладка приваривается к нижнему поясу фермы по всей длине.

Расчет прикрепления стойки к нижнему поясу.

Крепление стойки к узловому болту происходит при помощи планок сечением 10100мм.

Площадь сечения пластины, ослабленное болтом:

Напряжение растяжения в планке:

Определение длины шва, в котором стойка привязывается к планке (Расчет ведем по металлу шва):

Конструктивно принимаем

Конструирование опорного узла.

Торец клееного верхнего пояса упирается в упорный элемент – упорная пластина с ребрами жесткости. Боковые фасонки передают усилие на опорную плиту, к боковым фасонкам, изнутри приваривая стальные уголки нижнего пояса. Верхний пояс соединяется со сварным башмаком – болтом, причём болт пропускают через накладки из листовой стали, приваренные к опорной плите.

1. Нижний пояс;

2. Верхний пояс;

3. Упорная плита;

4. Ребра жесткости упорной плиты;

5. Опорная плита;

6. Вертикальные фасонки;

7. Накладки для соединения верхнего пояса с башмаком;

8. Болт.

Опорный узел выполняем из листовой стали С 235.

Упорная плита.

Плиту с ребрами жесткости, в которую упирается верхний пояс фермы, рассчитываем на изгиб как однопролётную балку с поперечным сечением тавровой формы. Для создания принятого эксцентриситета в опорном узле высота упорной плиты должна составлять:

Ширину упорной плиты принимаем равной ширине сечения верхнего пояса.

Площадь расчетного сечения тавровой формы:

Определим статический момент относительно оси :

Расстояние от оси до центра тяжести расчетное сечение тавровой формы:

Расстояние от центра тяжести сечения до центра тяжести ребра:

Момент инерции сечения относительно оси проходящей через центр тяжести:

Момент сопротивления сечения:

Определение напряжения смятия древесины в месте упора верхнего пояса в плиту:

N- усилие в опорной панели верхнего пояса;

R_см – расчётное сопротивление древесины смятию, вдоль волокон;

R_см =9,75 МПа;

А_см – площадь смятия равна площади упорной пластины.

Принимаем пролёт упорной плиты равным расстоянию между вертикальными фасонками в осях 110мм. (l_р=120мм).

Изгибающий момент в плите:

Напряжение в плите: