6.3Расчет узлов фермы.

1. Укрупнительный узел верхнего пояса:

Принимаем горизонтальную накладку t = 16мм шириной на 20мм больше ширины горизонтальной полки поясного уголка (┐┌160х16) .

А_г= 180х 16=2880 мм² › 160х16=2560 мм²;

Толщина вертикальной накладки : t= 14мм=t_ф; и высота:

Принимаем l= 18см. Тогда: A_B= l·t_ф= 18х 1.4=25.2 см².

Усилие на горизонтальную накладку :

Требуемая длина сварных швов, прикрепляющих накладку к поясу (расчет по металлу шва ) ;

десь +2 см , так как швы завариваются отдельно в два приема.

Усилие на вертикальную накладку:

Длина сварного шва для вертикальной накладки:

Откуда l_w3=21-18=3 см.

Рис. 8. Укрупнительный узел верхнего пояса

2. Укрупнительный узел нижнего пояса: (┐┌140х10)

Конструируется аналогично узлу верхнего пояса. Согласно расчета, приведенного выше, будем иметь:

Горизонтальная накладка: А_г= 160х16=2560 мм² › 140х10=1600 мм²;

Вертикальные накладки : t= 14мм=t_ф; и высотой:

Принимаем l= 20см. Тогда: A_B= l·t_ф= 20х 1.4=28 см². Требуемые длины сварных швов согласно усилий в накладках :

3. Узел нижнего пояса фермы с изменением сечения: (┐┌140х10⇒ ┐┌160х10)

Размеры накладки: А_н=1,4х16=22.4 см² .Требуемая суммарная длина сварных швов, прикрепляющих горизонтальную накладку к уголку любой части пояса:

Принимаем l_w=21см. Тогда размеры накладки (без учета скоса): b_н=20 см; l_н=2l_w+50 мм= 2·21+ 5= 47 см.

Необходимо проверить уровень нормальных напряжений в основном металле фасонки и накладок:

Имеем( см. Рис.9):

е₁=10,49см; е₂=32,73см; = 819,28 см³; α = 46⁰;

A^б-б= 1,4·48+ 2·1,4·14= 106,4 см²; N₁= 227.72кН ; N₂= 136.54 кН ;

Рис. 9. К проверке нормальных напряжений в основном металле фасонки и накладок

4. Узел верхнего пояса фермы с изменением сечения: (160х10 -> 180х16) Аналогично предыдущему расчету будем иметь: А_н=1,4х20=28 см². I_w= +1см= +1= 20 + 1 ≈ 21 см

Принимаем I_w = 21 см. Тогда размеры накладки (без учета скоса): b_н= 20см; l_н=2∙ l_w+50мм= 2∙21+50=47см.

Проверим уровень нормальных напряжений в основном металле фасонки и накладок: e₁ = 7,38 см; e₂ = 34,16 см; 851,5 см³; α = 44˚; A^б−б =1, 4⋅48 + 2⋅1, 4⋅18 =117,6 см² N₁= 318.78кН ; N₂= 227.72 кН ;

5. Опорный узел:

По результатам компоновки опорного узла имеем:

I_w = 52см; e_N =17,5см; e_F = 20см; F = N₃⋅cos 44˚ =409.84⋅cos 39˚=319 кН;

N^’_p= M_л/h_ф= 529.4/3=173.2кН;

Проверим несущую способность двух сварных швов, прикрепляющих

опорные ребра к листовой фасонке ( w_ф ):

τ_wfg = =

4.47 кН/см²;

τ_wfv= = =4.34 кН/см²;

= = =6.23кН/см²< R_wf∙γ_wf∙γ_с = =21,5∙1,0∙0,95=20,43кН/см²

Прочность швов обеспечена, окончательно принимаем k_f = k_{f min} =8 мм,

Аналогично для трех швов, прикрепляющих опорные ребра к колонне

(w_k):

τ_wfg = = = 5.27 кН/см²

τ_wfv = = = 3кН/см²;

= = =6.06кН/см² < R_wf∙γ_wf∙γ_с = =20,43кН/см²

Рис.10. К расчету опорного узла.

7. Расчёт подкрановых конструкций

Требуется рассчитать подкрановую балку крайнего ряда пролетом 6 м под два крана Q=32/5т. Режим работы кранов – легкий (5К). Материал балки – сталь С245: 24 (при t ≤ 20мм ); . Коэффициент надежности по назначению .