2. Конструирование узлов фермы.

Расчет соединений элементов производится в соответствии с требованиями [3].

Расчет сварных соединений производится по двум сечениям:

а) по металлу шва.

Длина сварного шва по обушку:

Длина сварного шва по перу:

где N – усилие в элементе, принимается по табл.№2 (для расчета швов, прикрепляющих фасонку к поясу: для нижнего пояса N=N₂-N₁, для верхнего пояса ).

R_wf – расчетное сопротивление срезу по металлу шва (R_wf=180 МПа).

R_wun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, принимается по табл.56 [3] (R_wun=410МПа ).

_f – коэффициент учитывающий вид и способ сварки, принимаемый по табл.34 [3] ( _f=0.9 ).

_с – коэффициент надежности по нагрузки ( _с=1 ).

k_f – катет шва, принимается по табл.38 [3] (k_f = 5 мм)

_wf – коэффициент условий работы шва ( _wf =1 ).

б) по металлу границы сплавления.

Длина сварного шва по обушку:

Длина сварного шва по перу:

_z – коэффициент учитывающий вид и способ сварки, принимаемый по табл.34 [3] ( _z=1.05 ).

_wz – коэффициент условий работы шва ( _wz=1 ).

R_wz – расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления..

R_un – временное сопротивление стали разрыву, принимается по табл.51 [3] ( R_un=360МПа ).

Принимаем толщину фасонок t=14мм

Узел 2 (верхний пояс).

Опорный раскос (по левую сторону от узла)  125×8.

Усилие в элементе: N=423.78кН

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=195мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 90мм.

Растянутый раскос (по правую сторону от узла)  75×5.

Усилие в элементе: N=302.7кН

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=145мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 70мм.

Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу  100×14

Усилие в элементе:

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=240мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 110мм.

Узел 3 (верхний пояс).

Стойка  70×5.

Усилие в элементе: N=85.62кН

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=50мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 50мм.

Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу  100×14

Усилие в элементе:

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=50мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 50мм.

Узел 11 (нижний пояс).

Сжатый раскос (по правую сторону от узла)  75×5.

Усилие в элементе: N=181.62кН

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=90мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 50мм.

Шов, прикрепляющий фасонку к нижнему поясу  100×14

Усилие в элементе:

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=160мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 75мм.

Узел 4 (верхний пояс).

Растянутый раскос (по правую сторону от узла)  75×5.

Усилие в элементе: N=60.54кН

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=50мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 50мм.

Шов, прикрепляющий фасонку к верхнему поясу  100×14

Усилие в элементе:

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=95мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 50мм.

Верхний опорный узел – конструктивный.

Опорный узел нижнего пояса ( узел 10).

Шов, прикрепляющий нижний пояс к фасонке  100×8

Усилие в элементе: N=299.66 кН.

Длина сварных швов по обушку.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=140мм.

Длина сварных швов по перу.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по перу с одной стороны фасонки l_w^п= 70мм.

Шов, воспринимающий опорную реакцию.

Усилие в элементе: N=R₁₀=342.47 кН.

Длина сварных швов.

Катет шва k_f =6 мм, т.к. толщина фасонки t= 20 мм.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=190мм.

Расчет болтового соединения опорного узла с колонной.

Принимаем соединение на болтах класса 4.6 точности С 24мм.

Расчет болтового соединения выполняется в соответствии с требованиями [3].

- Несущая способность одного болта на срез:

где R_bs – расчетное сопротивление срезу, принимается по табл.58 [3] ( R_bs=150МПа ).

_b – коэффициент условия работы соединения, принимается по табл.35 [3] ( _b=1 ).

n_s – число расчетных срезов одного болта ( n_s=1шт )

A_b – расчетная площадь сечения болта, принимается по табл.62 [3] ( A_b=4.52см ).

- Несущая способность одного болта на смятие:

где R_bp – расчетное сопротивление смятию, принимается по табл.59 [3] ( R_bp=430МПа ).

_b – коэффициент условия работы соединения, принимается по табл.35 [3] ( _b=1 ).

d – наружный диаметр стержня болта (d=24мм).

∑t – наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении(∑t=3см)..

- Несущая способность одного болта на растяжение:

где R_bt – расчетное сопротивление растяжению, принимается по табл.58 [3] ( R_bt=150МПа ).

A_bn –площадь сечения болта нетто, принимается по табл.62 [3] ( A_b=3.52см ).

Количество болтов в соединение

Из конструктивных соображений принимаем n=6шт.

Расчет укрупнительного стыка.

Пояса сверху перекрывают накладками в форме “рыбок”.

Усилие в элементе: N=642.128 кН.

Длина сварных швов.

Катет шва k_f =6 мм, т.к. толщина фасонки t= 15 мм.

а) расчет по металлу шва.

б) расчет по металлу границы сплавления.

Принимаем длину шва по обушку с одной стороны фасонки l_w^об=350мм.