4.3.3. Расчет опирания фермы на колонну

Опирание ВП фермы на колонну будет происходить через сварные швы, связывающие ВП и вертикально стоящий швеллер, опирающийся шарнирно (согласно расчетной схеме) на колонну.

Шарнирность будет обеспечиваться резиновой армированной прокладкой.

Рис. 4.16. Опорный узел фермы.

Необходимо рассчитать сварные швы Ш1 (см рис. 4.16), которые перелают нагрузку от фермы на колонну. Для этого вычислим вес конструкции и учтем узловую нагрузку:

К узлам приложена нагрузка:

см. п. 2.2. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.

Согласно расчетной схеме (см. рис. 2.1.) нагрузка (G_узла+Р_узла) приложена ко всем узлам, кроме опорных, которые воспринимают 0,5(G_узла+Р_узла).

Рис. 2.1. Определение усилий от вертикальной нагрузки.

Нагрузка от веса покрытия и снега определяется по следующим формулам:

Нагрузка от веса покрытия и снега составляет 26,4 т.

Нагрузку от собственного веса можно вычислить, зная линейные плотности и длины стержней фермы:

Вес конструкции фермы составляет 0,71 т.

Суммарная нагрузка на швы Ш1 равняется:

Данная нагрузка равномерно распределяется между восемью швами Ш1, тогда на один шов приходится:

Принимаем швеллер 10П с толщиной полки t=7,6 мм.

Проверка шва Ш1 на прочность:

,

где A_w – площадь разрушения шва;

β_f – коэффициент заглубления провара β_f =0,9;

K_f – высота шва K_f =1,2min(δ_стш;δ_ВП);

δ_ст = 7,6 мм

δ_вп = 4 мм

K_f =1,2∙0,4 = 0,5 см

l_w – длина шва, l_w =10,0 см.

,

где R_fw – расчетное сопротивление для электрода Э-50, проволока С_в 08Г2С, R_fw =2200 кг/см².

Прочность шва обеспечена.

Монтажные узлы

На заводах металлических конструкции изготавливают, как правило, укрупненные части ферм, размеры и масса которых определяются в основном транспортным габаритом, грузоподъемностью кранового оборудования на мес­те монтажа. На монтаже отправочные секции (марки) стыкуются друг с другом в укрупнительных (монтажных) узлах, получая укрупнённый монтажный эле­мент-ферму. Расположение монтажных узлов в ферме из ГСП показано на рис. 4.1. Узлы фермы, подлежащие расчету.

Фермы длиной 18 м состоят из двух отправочных марок. Монтажные узлы ферм из ГСП решаются во фланцевом исполнении.

4.4. Нижний монтажный узел (узел 5)

4.4.1. Конструирование и расчет фланцевого соединения.

Фланцевые соединения нижнего монтажного узла воспринимают цен­тральное растягивающее усилие N_нп=30,6 т значительное по величине. Соединение, рисунок 4.17, выполняется только с предварительно напряженными высокопрочными болтами М20 из стали 40Х «Селект» исполнение ХЛ с временным сопротивлением R_внп=110 кН/см² (R_вин = 11000 кг/см²) в сочета­нии с высокопрочными гайками и шайбами.

Для фланцев применяют толстолистовую термообработанную сталь С3454Т (R_у=28 кН/см² (R_у =2800 кг/см2), обладающую повышенными пластическими свойствами в направлении толщины проката.

Рис. 4.17. Конструкция нижнего монтажного узла.

Готовые фланцы подвергаются физическим методам контроля на наличие внутренних расслоений и шлаковых включений. Для уменьшения изгибных де­формаций фланцев рабочие болты располагают, возможно ближе к основному профилю, соблюдая расстояние «под ключ», имея в виду, что натяжение болтов производят динамометрическими ключами с контролем натяга по закручиваю­щему моменту. На рисунке 4.17 показаны основные размеры, которые должны быть выдержаны:

b₁ < 3,5∙d = 70 мм;

b₁ > 0,5∙d_ш + K_f + 2 мм = 25,3 мм;

а₁ > 1,3∙d = 26 мм.

Прочность болтового соединения обеспечена, если выполняется условие:

,

где N_нп=30,6 т - растягивающее усилие в монтажном узле;

n_б = 4 шт- количество высокопрочных болтов в соединении;

- расчетная несущая способность одного высокопрочного болта на растяжение;

- предельное расчетное сопротивление болта при за­тяжке.

Прочность фланцевого соединения на ВПБ обеспечена.