Расчет и конструирование узлов фермы

Опорные узлы.

Узел 1 (рис. 5.1, 5.2, а)

При рамном усилии Nр=0 верхний опорный узел проектируем конструктивно. Размеры сварного шва, прикрепляющего верхний пояс и раскос, принимаем k_¦ = 4 мм, l_w= 60 мм. Диаметр болтов конструктивно проектируем равным 20 мм.

Примечание. Принимаем, для примера, условное рамное растягивающее усилие N_р = 40,0 кН (эти усилия определяются при статическом расчете рамы).

Длина сварных швов, прикрепляющих верхний пояс к фасонке:

Таблица 6 - Таблица расчета швов

по обушку

= ;

по перу

см.

Принимаем l_w^об= l_w^п = 6,0 см.

Проверяем несущую способность болтов М20 на срез.

Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом класса 5,6 на срез

кН,

где R_bs – расчетное сопротивление болтов срезу, определяется по [1, таблица 58*];

А – расчетная площадь сечения болта.

,

Максимальное усилие среза в верхнем болте

кН.

Проверяем расчетное условие

кН < N_b = 53,69 кН. Условие соблюдается.

Узел 2 (рис. 5.2,б)

Опорный фланец принимаем толщиной 20 мм и шириной 240 мм. Опорная реакция фермы

кН.

Рамное усилие N_р = 0.

Диаметр болтов прикрепления фермы к колонне принимаем конструктивно равным 20 мм.

Проверяем напряжение смятия торца фланца от опорной реакции

МПа< R_p = 370 МПа.

Прочность обеспечена.

Выполняем проверку шва, прикрепляющего фасонку к опорному фланцу. Сварной шов тавровый без разделки кромок.

Касательное напряжение

кН/см²<b_¦×g_w¦×R_w¦ = 0,9×1×18,0 =

= 16,2 кН/см²,

где l_w- 1 см = 55 – 1 = 54 см.

Условие соблюдается.

Нормальное напряжение

s_w = 0.

Проверяем опорное сечение фасонки на срез

кН/см²< R_s×g_c = 13,86×1 = 13,86 кН/см²,

где кН/см².

Условие соблюдается.

Определяем высоту опорного столика 240 мм.

Примечание. В случае действия на ферму рамного растягивающего усилия дополнительно выполняется следующий расчет.

Например, принимаем условно N_р = 40,0 кН. Центр тяжести болтового соединения от верхней кромки

см.

Расстояние от верха фасонки до места приложения нагрузки у_с = 430 мм.

Эксцентриситет

е = у_с – у₀ = 43 – 28,5 = 13,5 см.

Максимальное усилие растяжения в крайнем болте опорного узла

кН.

Несущая способность на растяжение одного болта М20 класса 5,6.

кН > N_max = 8,1 кН.

Требуемая толщина опорного фланца из условия работы на изгиб

Принимаем t_op=20мм.

Выполняем проверку шва, прикрепляющего фасонку к опорному фланцу.