Расчет и конструирование опорных узлов

В опорном сечении фермы возникает отрицательный момент (-M_max)=-1316,1кН·м. Для расчета узла опорный момент заменяют парой сил (рис.17).

Рис 17. Схема распределение усилий в крепление колонны и фермы.

. (92)

где h₀ = 2200 (мм) - плечо для трапецеидальных фермя.

Верхний узел.

Требуемую площадь болтов нормальной точности определяют по формуле:

(93)

где R_bt = 16 - расчетное сопротивление болта на растяжение, принимаемое в зависимости от класса болта. Принимаем класс болта 4,8 - R_bt = 16 кН/см²;

(94)

(95)

где А = 5,6 - площадь сечения одного болта по нарезке резьбы болта с наружным диаметром d_нар = 30мм. По расчету принимаем 8 болтов.

Болты устанавливают симметрично относительно центра узла с соблюдением конструктивных требований: в результате определяется длина фланца. Толщину фланца определяют из условия прочности на изгиб, рассматривая его как балку с защемленными опорами пролетом b:

Рис 18. Схема крепления верхнего узла фермы к колонне.

(96)

Швы, прикрепляющие фасонку к фланцу, работают на срез и из условия прочности определяем k_f :

(97)

Принимаем k_f = 8 мм.

Конструктивный подкос приваривают к фасонке конструктивными швами.

(98)

(99)

Требуемую длину сварных швов прикрепления определяют из условия прочности угловых швов на условный срез по металлу шва. Окончательно принимаем k_f = 6 мм.

, (100)

(101)

Нижний опорный узел

Толщину и ширину фланца принимаем конструктивно t_фл=25 мм ³ 16 мм и проверяем прочность торцевой поверхности на смятие:

(102)

(103)

где R_p - расчетное сопротивление по смятию при наличии пригонки;

V =1087,7 кН - опорная реакция фермы.

(104)

В швах, прикрепляющих фасонку к фланцу, возникают срезающие напряжения:

– от опорной реакции вдоль шва:

(105)

– от распора Н перпендикулярно шву:

(106)

– от изгибающего момента вследствие эксцентричного действия силы H, создающей момент M = e × H:

(107)

Прочность швов при условном срезе проверяют по формуле:

(108)

Условие прочности выполняется.

Для крепления фермы к колонне предусматривают болты нормальной точности, которые работают на растяжение. С целью унификации диаметр болтов принимают как и для верхнего узла d = 30мм.

Опорный столик передает опорную реакцию V на колонну. Из условия прочности сварных швов на срез при известном значении катета шва определяют длину столика:

, (109)

где 2/3 - учитывает возможный эксцентриситет приложения опорной реакции

Принимаем длину столика 35см.

Ширину столика принимаю конструктивно:

b_ст = b_фл + (50…100) (мм)

b_ст = 150 + 50 = 200 (мм)

Рис 18. Схема крепления нижнего узла фермы к колонне.