Конструирование узла фермы

Усилия в узлах фермы определены с помощью программы «Кристалл». В этой же программе подобраны сечения для стержней фермы. В фермах со стержнями из 2 уголков составленных тавром узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швами. Усилия в элементе распределяются обратно пропорционально расстояниям до оси стержня по перу и обушку.

Распределение усилий между швами

Тип сечения	Схема	По обушку	По перу
Равнополочные		0.7	0.3
Неравнополочные		0.75	0.25
Неравнополочные		0.65	0.35

Рекомендуемые толщины фасонок.

Максимальное усилие в стержнях решетки, кН	До 150	160-250	260-400	410-600	610-1000	1010-1400	1410-1800	Более 1800
Толщина фасонки, мм

Размеры фасонок определяют по необходимой длине швов крепления элементов. Стремятся к простейшим очертаниям фасонок, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков целесообразно унифицировать размеры фасонок и иметь на ферму не более одного-двух типоразмеров. Фермы пролетом 18-36 метров разбивают на два отправочных элемента с укрупнительными стыками в средних узлах. Для обеспечения совместной работы уголков их соединяют прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40i для сжатых уголков и 80i для растянутых уголков, где i- радиус инерции уголка относительно оси параллельной прокладке. Необходимую длину швов крепления к фасонке стержней ферм определяют по формуле:

где N–усилие в стержне фермы (по программе кристалл). Если расчет по обушку фермы то 0.7 N, если по перу 0.3 N.

k_f–катет шва, принимаемый в зависимости от толщины уголка (толщина уголка, т.е. сечение стержня в программе «Кристалл»).

t, мм	≤6	7-16	>16
kf, мм	≤t-1	≤t-2	≤t-4

(βR_w)_min – минимальное значение из несущих способностей углового шва по металлу шва (β_f R_wf) и по металлу границы сплавления (β_z R_wz). Значения β берутся из таблицы СНиП для произвольно выбранной сварки.

Полученные по расчету длины швов округляют в большую сторону и округляют до 10 мм, если по расчету длина шва меньше 50 мм, то длину шва принимают 50 мм. В одном узле желательно иметь не более двух типоразмеров швов. Расчет швов обычно выполняют в табличной форме.

Пример.

Элемент	Сечение	N, кН	Шов по обушку	Шов по перу
Nоб, кН	kf	lw, мм	Nпер, кН	kf	lw, мм
10-2	110*70*8
2-11	56*5

По полученным длинам швов определяем размеры фасонки. Для удобства изготовления применяют фасонку прямоугольной формы. Элементы решетки не доводим до пояса на расстояние 40-50 мм.

Узел А.

Узел В.

Соединительные прокладки (планки)

Расчет опорного узла.

Прикрепление нижнего пояса фермы к колонне.

Размеры торцевого листа или опорного столика, прикрепляющего нижний пояс фермы к колонне, определяем, используя суммарную длину швов, прикрепляющих лист к полке колонны.

где F_rпост и F_rснег реакции опор ригеля при нагружении постоянной или снеговой нагрузкой.

По таблицам СНиП 34,38 и 56 определяем:

для ручной сварки электродами Э42 Св-08:

Высота листа:

Высоту листа округляем до 10 мм.

Ширина листа принимается в зависимости от размещения болтов. Принимаем болты конструктивно нормальной точности диаметром 20 мм. Расстояние от края >2d. Болты в 2 ряда по вертикали.

Проверяем лист на срез:

,

где b_n- ширина полки уголка сечения нижнего пояса.

t_s –толщина полки этого же уголка

- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности. По таблице 1 СНиПа.

- расчетное сопротивление на срез. По таблице СНиП 1.

t_w –толщина полки двутавра верхней части колонны,

h –высота листа.

γ_m=1.025

R_un=38 кН/см²(С 245)

Если условие не выполняется необходимо увеличить высоту листа. Прикрепление верхнего пояса к колонне принимаем конструктивно.