2. Расчет узла сопряжения стропильной фермы с колонной

При жёстком сопряжении ферма крепится к колонне в узлах 1 и 7. Расчётные усилия М, N и Q принимаются из таблицы сочетаний в рассматриваемом сечении рамы. Изгибающий момент М заменяется парой сил:

Расчетные усилия в узлах сопряжения фермы с колонной представлены на рис.5.

Вертикальная опорная реакция N передается на опорный столик колонны через опорный фланец фермы в узле 1 (рис.6).

Ширина опорного фланца b_фл принимается конструктивно по размеру полки колонны. Длина фланца ℓфл определится размером фасонки, которая лимитируется длинами сварных швов крепления опорного, раскоса и нижнего пояса. В соответствии с правилами конструирования фасонка должна описать эти швы. Для удобства монтажа необходимо предусмотреть между нижним поясом и опорным столикой зазор 150 мм. Толщина опорного фланца t_фл определяется из условия смятия от воздействия вертикальной опорной реакции N:

Рис.5 Расчетные усилия в опорном узле фермы при жестком сопряжении с колонной

Рис.6 Жесткое сопряжение фермы с колонной

Два вертикальных шва крепления опорного фланца к фасонке воспринимают опорную реакцию N и приложенные с эксцентриситетом горизонтальные силы (Н + Q). Прочность этих швов обеспечена, если

≤ Rw·γw·γс

≤ 18·1·0,95=17,1

где

при ℓw = ℓфл – 1 см = 86-1=85см - расчетная длина вертикального сварного шва;

e- эксцентриситет приложения сил Q и Н (расстояние от ½ℓw до оси нижнего пояса фермы).

Вертикальные сварные швы крепления опорного столика к колонне ℓст рассчитываются на воздействие N. Из-за возможных несовпадений поверхностей контакта фланца и столика вводится коэффициент 1,2 тогда:

Катеты сварных швов принимаются по толщинам стыкуемых элементов.

Верхний опорный узел 6 (рис.7) воспринимает силу Н. Швы крепления пояса к фасонке по обушку и перу поясного уголка:

С фасовки усилие Н передается на фланец посредством двух вертикальных швов. Фланец крепится к колонне 4 болтами, которые необходимо подобрать из условия прочности при растяжении. При расчетном сопротивлении болтов растяжению R_bt (приложение 3) необходимая площадь сечения каждого из 4 болтов будет:

По требуемой площади подбирается диаметр стандартного болта.

Рис.7 Жесткое сопряжение фермы с колонной

Фланец работает на изгиб как балка, защемленная болтами и загруженная сосредоточенной силой Н. Расчетный изгибающий момент:

где b - расстояние между болтами в плане (рис. 7).

Момент сопротивления фланца при изгибе:

где а – высота фланца, t – его толщина. Из условия прочности при изгибе:

Определяем необходимую толщину фланца:

tфл ≥

Толщина фланца принимается по сортаменту и должна быть не менее 20 мм из условия жёсткости.