5.5. Розрахунок опорних вузлів кроквяної ферми

5.5.1. Розрахунок верхнього опорного вузла

Вузол проектуємо, опираючи наскрізний ригель на колону збоку з використанням фланця та болтів класу точності С для забезпечення жорсткого сполучення елементів рами.

Приймаємо попередньо чотири болти діаметром d_b=24мм. Оскільки клас точності болтів С, то діаметр отворів d=d_b+3мм=24+3=27мм.

Після конструювання фасонки приймаємо розміри фланця t_фл=25мм, h_фл=h_фас=350мм (де h_фас – висота фасноки) та ширину фланця (де b₁=2,5·d=2,5·2,7=6,75см – мінімальна відстань між центрами болтів згідно з таблицею 39 [1]). Згідно сортамента приймаємо b_фл=20,0см та конструюємо фланець (рис. 16).

Розрахунок елементів вузла виконуємо на дію найбільшого опорного моменту М_оп, яким є найбільший від’ємний момент в місці кріплення ферми до колони, тобто у перерізі 4-4: , який відриває фланець від колони. Цей момент замінюємо парою сил H, прикладених на відстані h₀=2,2м одна від одної:

Необхідний опір розтягу болтів

де A_bn=3,52см² – площа перерізу болта діаметром 24мм нетто згідно з таблицею 62* [1].

За таблицею 58* [1] приймаємо 4 високоміцних болта d=24мм класу 8.8 з R_bt=400МПа.

Розраховуємо міцність шва, що кріпить фасонку до фланця. Розрахункова довжина шва

Необхідний катет шва

Згідно з таблицею 38* [1] приймаємо

Оскільки сила Н відриває фланець від колони і згинає його, то фланець працює на згин як защемлена з двох кінців балка прольотом b₁=9,0см під дією згинального моменту . Осьовий момент опору фланця Згідно з таблицею 51* [1] для листового прокату товщиною більше 20мм до 40мм R_у=325,0МПа.

Перевіряємо міцність фланця:

<

5.5.2. Розрахунок нижнього опорного вузла

Приймаємо попередньо шість болтів діаметром d_b=20мм. Оскільки клас точності болтів С, то діаметр отворів d=d_b+3мм=20+3=23мм.

Після конструювання фасонки приймаємо розміри фланця t_фл=20мм, h_фл=h_фас+20мм=680+20=700мм (де h_фас – висота фасноки) та ширину фланця (де b₁=2,5·d=2,5·2,3=5,75см – мінімальна відстань між центрами болтів згідно з таблицею 39 [1]). Згідно сортамента приймаємо b_фл=20,0см та конструюємо фланець (рис. 17).

Під фланцем конструюємо опорний столик розмірами t_ст=30мм, h_ст=200мм та b_ст=b_фл+20мм=200+20=220мм.

Перевіряємо прийняту товщину фланця з розрахунку його торця на зім’яття за дії опорної реакції ферми V:

де - граничне розрахункове значення постійного навантаження;

- граничне розрахункове значення снігового навантаження;

B­=12,0м – поздовжній крок колон;

L=24,0м – проліт будівлі.

< <

де R_p=336,0МПа – розрахунковий опір зім’яттю торцевої поверхні згідно з таблицею 52* [1].

В жорсткому вузлі діє від’ємний згинаючий момент, тому перевірку міцності фланця на згин не виконуємо, оскільки сила від моменту притискає фланець до полиці колони, а болти приймаємо конструктивно діаметром 20мм.

Розраховуємо зварний шов, що кріпить фасонку до опорного фланця на зусилля

Розрахункова довжина шва

Необхідний катет шва

Згідно з таблицею 38* [1] приймаємо

Розраховуємо прикріплення опорного столика до полиці колони на дію реакції 1,5V з урахуванням можливого нерівномірного розподілення зусиль між швами, що може бути викликане неточністю та нещільністю опирання фланця та його перекосом.

Враховуючи прийняті розміри опорного столика, розрахункова довжина шва становитиме

Необхідний катет шва

Приймаємо <.