4.4. Розрахунок і конструювання з’єднань елементів ферми та її вузлів

Елементи решітки ферм, запроектованих із гнутих профілів бажано центрувати по лінії симетрії перерізу. Якщо при цьому між внутрішніми гранями елементів решітки неможливо забезпечити проміжки 2с, достатні для розміщення поперечних зварних швів (див. рис. 3), допускається виконувати децентрування елементів решітки з винесенням їх центра у зовнішній бік ферми. Вузлові ексцентриситети, що виникають при цьому, можна не враховувати, якщо вони не перевищують 0,25h.

Вузли ферми із гнутих профілів досить прості у виготовленні та при розрахунках, оскільки не потребують встановлення додаткових фасонок (рис. 3). Вибране конструктивне рішення забезпечує стійкість вузлів ферми.

Зварні шви, котрі прикріплюють стрижні решітки до поясів, виконуються з повним проваром стінки профілю та розраховуються як стикові. Вузлові стики повинні забезпечувати герметизацію внутрішніх порожнин, що забезпечить стійкість конструкції до атмосферної корозії.

4.4.1. Розрахунок проміжних вузлів та їх елементів

Безфасонкові вузли ферми із гнутих зварних профілів перевіряють розрахунками: на міцність зварних швів, які кріплять елементи решітки до поясу; на продавлювання або виривання ділянки стінки поясу в місці примикання елемента решітки; на несучу здатність ділянки стінки поясу в місці примикання стиснутого елемента решітки; на місцеву стійкість вертикальної стінки поясу в місці спирання прогону; при наявності ексцентриситетів у центруванні розкосів на міцність їх з урахуванням додаткового моменту.

1. Розрахункова довжина шва, що кріпить елемент решітки (розкіс) до поясу визначається за формулою

^.

Розрахункова висота катету шва визначається за формулою

.

Якщо k_f >1,2t, необхідно збільшити товщину стінок елемента решітки (розкосу) чи застосувати підсилюючі накладки.

2. Перевірку вузла на продавлювання (виривання) ділянки стінки поясу виконують за такими формулами:

при b_d / b ≤ 0,9 і 0 ≤ c/a ≤ 0,25

;

при b_d / b ≤ 0,9 і c/a>0,25

,

де b_d, b, c, a, ε, , t, – розміри за рис. 4; N – розрахункове зусилля в розкосі; γ_c – коефіцієнт умов роботи (γ_c =1 при N₁/AR_y ≤ 0,5 та γ_c =1,5–(N₁/A_f R_y), якщо N₁/AR_y > 0,5); N₁ – розрахункове зусилля в поясі з боку розтягнутого розкосу; γ₁=1 – при розрахунку на продавлювання; γ₁=1,15 – при розрахунку на виривання.

3. Несуча здатність ділянки стінки поясу в площині вузла у місці примикання стиснутого елемента решітки (розкосу) при b_d / b >0,85

де k=1 при h/t ≤ 45 та R_y ≤ 290 МПа; γ_c – коефіцієнт умов роботи (γ_c =1 при N₁/AR_y ≤ 0,5 і γ_c =1,5–(N₁/A_f R_y), якщо N₁/AR_y > 0,5); γ₂=1 при h/t < 25 та γ₂=0,8 при h/t ≥ 25.

4. Місцева стійкість стінки поясу в місцях спирання прогонів перевіряється за формулою

^,

де F – опорна реакція прогону, кН; t – товщина стінки поясу, см; R_y – розрахунковий опір поясу, МПа; h – висота поясу, см; z – ширина підкладки, см; r_i=2t – внутрішній радіус закруглення, см (при цьому зовнішній радіус закруглення буде 3t);

При невиконанні умови стінка верхнього поясу підсилюється ребрами.

При виконанні курсового проекту студентам дозволяється не виконувати розрахунки міцності проміжних вузлів ферми із гнутих зварних профілів (розрахунки за п. 4.4.1) за умови зазначення на кресленнях проекту вимог щодо виконання стикових зварних швів із повним проварюванням та 100% фізичним контролем якості їх виконання.