3.3.4.3. Нижний промежуточный узел

В узле нижнего пояса (рис. 8) уголки прерываются и перекрываются пластинами. В центре пластины просверлено отверстие для узлового болта. Исходя из условия размещения сварных швов, прикрепляющих уголки к пластинам, ширину последних назначаем 11,0 см.

Из условия прочности на растяжение стальной передаточной пластины, ослабленной отверстием под узловой болт, найдём её толщину:

d_о,б=1,5 см; N_max=И₂=304,73 кН (табл. 2); А_n=2t_п.п.(11,0–1,5)=19t_п.п. см²;

А_n=N_max /(R_y_c/_n)  t_п.п.=304,730,910/(192401,05)=0,57 см.

Принимаем t_п.п=0,8 см.

Передаточные пластины соединяются с уголками нижнего пояса сварными швами такой же длины, как и в опорном узле.

Диаметр болта определяем из условия его изгиба от максимальной силы, выбранной из разности усилий в смежных панелях нижнего пояса и равнодействующей усилий в раскосах.

Максимальная разность усилий в смежных панелях нижнего пояса возникает при односторонней снеговой нагрузке, распределённой по треугольнику, и равна:

И=129,9+86,98–132,66-55,31=28,91 кН (см. табл. 2).

Равнодействующую усилий в раскосах определяем аналитически по теореме косинусов. Из таблицы 2 выбираем при действии на ферму снеговой нагрузки, распределённой по треугольнику на половине пролёта: Д₂=23,99 кН, Д₃= -20,76 кН.

Тогда N_r= = =31,9 кН,

где =83 – угол между раскосами Д₃ и Д₂.

Изгибающий момент в узловом болте:

М_б=N_rе/2=31,91,2/2=19,2 кНсм,

где е=0,8+0,4=1,2 см – эксцентриситет приложения усилия N_r (рис. 8).

Диаметр болта определяем по формуле:

d= = = =1,93 см.

Принимаем узловой болт диаметром d=2,0 см.

1 – раскос; 2 – нижний пояс фермы (263636); 3 – узловой болт ⌀20 мм, l=170 мм; 4 – передаточная пластина 39011012 мм; 5 – пластинки-наконечники 4708012 мм; 6 – болт ⌀12 мм, l=170 мм; 7 – подкладка 16080012 мм;

рис. 8. Нижний промежуточный узел фермы

4. Статический расчёт поперечной рамы и подбор сечения колонны

4.1. Определение вертикальных нагрузок на раму

Расчетная постоян­ная нагрузка от покрытия, включая массу фермы (см. п. 3.2):

G_d=9,476кН/м².

Расчетное давление на колонну от покрытия: =G_dl/2=9,47616/2=75,8 кН,

То же от стенового ограждения с учетом элементов крепления;

=( + _f)ВН=(0,785+0,11,05)3,84=13,5 кН,

где =0,785 кН/м² – расчётная нагрузка от стенового ограждения, принятая равной расчётной нагрузки от покрытия (см. п. 3.2);

=0,10 кН/м² – масса металлических элементов крепления стенового ограждения;

_f=1,05 – коэффициент надёжности по нагрузке для металлических конструкций (табл. 1 [2]);

Н=4,0 м – высота здания в свету.

Для определения собственной массы колонны ориентировочно при­нимаем следующие размеры ее сечения:

h=1/12H=1/124,0=0,33 м, b=h/4=0,33/40,083 м.

Тогда расчетное давление от собственной массы колонны:

=bhH_f=0,330,0834,050010^-21,1=0,61кН,

где =500 кг/м³ – плотность древесины сосны для 1 класса условий эксплуатации (табл. 6.2 [1]);

_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (табл. 1 [2]).

Расчетное давление на колонну от снеговой нагрузки:

=0,229Q_d,sBl=0,22922,4216=82,15 кН,

где Q_d,s=22,42 кН/м² – расчетная снеговая нагрузка на 1 м² плана пок­рытия при равномерном распределении по всему пролету (см. п. 3.2).