Конструирование и расчет узловых соединений.
Конструкции узлов являются важнейшими деталями ферм, от них в большей степени зависят прочность, надежность и долговечность фермы. Опорные узлы выполняют с помощью стальных башмаков и сварных швов. Верхний пояс упирается в опорный лист и диафрагму башмака, а нижний пояс соединяется накладками с боковыми фасонками. Верхний пояс центрируется в узле по его осям, а нижний - только нижней площадью торца для создания в нем эксцентриситета продольных сил. Узлы нижнего пояса треугольных ферм с нисходящими раскосами решаются с учетом того, что в стержнях их решетки действуют значительно большие усилия, чем в решетке сегментных. В треугольных фермах сжатые раскосы крепятся лобовыми упорами в потолке стальных уголковых коротышей, приваренных к полкам уголков нижнего пояса, и закрепляются стальными накладками и болтами . Стержни растянутых стоек крепятся гайками и накладками, приваренными к нижнему поясу. Коньковый узел решается с помощью стального крепления, состоявшего из двух фасонок и треугольной диафрагмы и болтов. Сжатые стержни верхнего пояса крепятся прямыми лобовыми упорами и болтами к наклонным поверхностям диафрагмы.
6.1. Опорный узел.
Узел проектируем сварным из стальных листов башмака. Верхний пояс упирается в ребристую плиту, приваренную к щекам башмака. Высоту сечения щеки башмака принимаем конструктивно δ=15 мм. Нижний пояс крепится к щекам башмака сварными швами. Для выполнения сварных швов используем электрод Э-42.
Примыкание верхнего пояса к башмаку.
Определяем площадь опирания торца верхнего пояса на плиту башмака из условия смятия:
Ширину плиты принимаем равной ширине верхнего пояса b=140 мм. Длина плиты:
Принимаем l=15 см.
Опорную плиту рассчитываем как контурную, опирающуюся на четыре стороны. Нагрузка на плиту:
Максимальный изгибающий момент:
Где α=0.055 – коэффициент при l/b=15/14=1.1 [2].
Требуемый момент сопротивления сечения плиты:
Толщина плиты:
Принимаем δ=18 мм.
Определяем длину швов, крепящих плиту к щекам башмака. Задаемся четырьмя швами с катетом шва кf=6 мм. Длина швов:
Где Rwf – расчетное сопротивление срезу металла шва;
βf – коэффициент глубины проплавления шва.
Примыкание нижнего пояса.
Определяем длину швов, крепящих уголки нижнего пояса к стальной пластине и пластину к щекам башмака при количестве швов равном 4 по формуле:
Принимаем длину одного шва равной 8 см.
Сечение пластины:
Принимаем 2 пластины с площадью поперечного сечения А=0.6∙8=4.8 см2 каждая.
Опорная плита башмака.
Опорная плита крепится к обвязочному брусу двумя болтами d=18 мм. Определяем площадь поперечного сечения плиты из условия смятия обвязочного бруса поперек волокон:
Где R=(241.88∙4.5∙16)/2=8708 кгс – опорная реакция.
Принимаем плиту конструктивно 220*180 мм.
Напряжение под плитой:
Толщину плиты определяем из условия изгиба:
Консольный участок плиты
Где с=2.5 см – вылет консоли
Средний участок плиты
Момент сопротивления определяем для изгибающего момента среднего участка плиты:
Толщина плиты:
Принимаем δ=16 мм.