λ= LCB / ix = 549/3,87 = 142

4,84 ; φ = 0,30; АСВ = 39,24см2

σ= 209,2 / 0,3×39,24 = 17,8 кН/см2 ≤ Ryγc = 24 кН/см2

Условие прочности выполнено, хотя и с большим запасом.

В случае массового изготовления однотипных деталей задача решается подбором, чтобы разница составила не более 10%. При единичном изготовлении данное решение достаточно.

Окончательно принимаем:

Для стержня АВ – уголок №5 с размерами 50×5мм, ix = 1,53см.

Для стержня СВ – уголок №125 с размерами 125×8мм, ix = 3,87см.

2.Расчет сварных швов

Расчётные усилия, передаваемые со стержней на фасонки,

распределяются между швами по обушкам и перьям уголков обратно пропорционально расстояниям от этих швов до центра тяжести сечения. В

равнополочных уголках со стороны пера передаётся 0,3N, а со стороны обушка

– 0,7N (N – расчётное усилие в стержне).

Расчет сварных швов, соединяющих стержни из парных уголков с фасонкой, сводится к определению длины угловых швов, выполняемых ручной сваркой. Эту длину определяют независимо от вида усилия в стержне

(сжатие/растяжение) по формулам:

где

n = 2 – количество швов;

β = 0,7 – коэф., зависящий от вода сварки (в данном случае сварка ручная);

kf – катет шва;

γc, γf - коэф. условий работы конструкции и соединения, принимаемые равными 1;

Rwf – расчётное сопротивление металла шва. Для стали С245

используют электроды марки Э42 для которых Rwf = 180Н/мм2 = 18кН/см2;

1см –добавление к длине шва, компенсирующее непровар.

Полученные длины швов округляют кратно 10мм в большую сторону. В

том случае, если длина шва получается меньше 40мм, то конструктивно назначают 40мм.

Катет шва назначают:

со стороны пера kf1 = t – (1-4)мм; со стороны обушка kf2 ≤1,2· t,

где t - толщина полки уголка.

Для стержня АВ t = 5мм = 0,5см,

kf1АВ = 0,5 – 0,1 = 0,4см

lw1АВ = (0,3·171,4 / 2·0,7·0,4·18·1·1) + 1 = 6,1см принимаем lw1АВ = 7см.

kf2АВ = 1,2· 0,5 = 0,6см

lw2АВ = (0,7·171,4 / 2·0,7·0,6·18·1·1) + 1 = 8,9см принимаем lw2АВ = 9см.

Принятые размеры швов для стержня АВ устанавливаются как со стороны торцевой, так и со стороны узловой фасонки.

Для стержня СВ t = 8мм = 0,8см,

kf1СВ = 0,8 – 0,2 = 0,6см

lw1СВ = (0,3·209,2 / 2·0,7·0,6·18·1·1) + 1 = 5,1см принимаем lw1СВ = 6см.

kf2СВ = 1,2· 0,8 ≈ 1см

lw2СВ = (0,7·209,2 / 2·0,7·1·18·1·1) + 1 = 6,8см принимаем lw2СВ = 7см.

Принятые размеры швов для стержня СВ устанавливаются как со стороны торцевой, так и со стороны узловой фасонки.

3.Размеры прокладок и места их установки

Для обеспечения совместной работы уголков в двухветвевых стержнях как единого сечения, по длине стержня необходимо ставить прокладки,

изготовленные из полосовой стали.

Соединительные прокладки располагают по длине сжатых стержней на расстоянии не более 40·ix друг от друга и узловых швов, а по длине растянутых стержней – не более 80·ix, где ix – радиус инерции одного уголка.

Число прокладок по дине стержня должно быть не менее двух,

устанавливают их на равном расстоянии по длине стержня.

Прокладки назначают толщиной равной узловым фасонкам, принятой по условию

tsa = (1,2 …1,4)·timax, но не менее 6мм.

здесь timax – толщина полки наибольшего уголка, принятого в конструкции.

Ширину bsa прокладок назначают 0,5 … 0,7 от ширины b полки уголка к которому она крепиться, но не менее 60мм, и длиной lsa = b+20мм.

Прокладки соединяются с уголками сварными швами на всю ширину прокладки. Катет шва назначают:

kfsa = 4мм при толщине фасонки tsa ≤ 10мм, kfsa = 6мм - при tsa > 10мм.

С учётом сказанного:

- толщина всех фасонок

tsa = (1,2 …1,4)·8мм = 9,6 … 11,2мм,

по сортаменту принимаем tsa = 10мм. - прокладки для стержня АВ

bsa = 60мм, т.к b = 50мм,

PAX = NAB = 171,4кН;

PСX = NСB·cosα = 209,2 кН ·cos35° = 171,4кН; PСY = NСB·sinα = 209,2 кН ·sin35° = 120кН.

Для дальнейших расчётов необходимо сконструировать верхний и нижний узлы (рис.5).

Шов, которым верхняя узловая фасонка крепиться к торцевой фасонке имеет длину, соответственно,

Дальнейшие расчёты выполнены с учётом конструктивных размеров,

показанных на рис.5.

Верхняя узловая фасонка имеет размеры: 10×160×120(h), мм. Шов,

которым она крепиться к торцевой фасонке имеет длину, соответственно,

ltsА = htsA = 12см,

kftsА = 171,4 / (2·0,7·12·180 ·1· 1) = 0,06см Принимаем kftsА = 0,5см

Нижняя узловая фасонка имеет размеры: 10×160×400(h), мм. Шов,

которым она крепиться к торцевой фасонке имеет длину, соответственно,

ltsС = htsС = 40см,

Так как в нижнем узле действуют вертикальная и горизонтальная составляющие силы, то катет шва назначается. С учётом размеров шва

Здесь

τ = PСY / 2·0,7· kftsC · ltsС

σ = (PСX / 2·0,7· kftsC · ltsС) + (6·PСX · e / 2·0,7· kftsC · ltsС2),