2. Підбір перерізів елементів ферми

Н ижній пояс:

1. Тавр, С 235:

Н₂=374,9 кН – розтяг. Ry (C 235) = 235 МПа.

Необхідна площа перерізу вираховується за формулою:

А_nec = N · _n/ R_y· _с

де N –зусилля в стержні, кН; ɣ_n = 1,0 – коефіцієнт надійності за відповідальністю; ɣ_с = 0,95 - коефіцієнт умов роботи конструкції ( для таврів і парних кутників у зварних конструкціях); R_y (С 235) = 235 мПа - розрахунковий опір сталі за межею текучості.

Перевірка напруження за формулою:

σ_max = N · _n/ A

Перевірка економічності за формулою:

А_nec = 374,9·1,0/23·0,7·0,1^.0,95 = 17,19 см²

Приймаємо за ТУ 14-2-24-83 Т 10ШТ1, = 18,5 см²

Характеристики Т 10ШТ1: А = 18,5 см², і_х=2,51 см,h =95,9мм, b=150 мм.

Перевірка гнучкості:

239,1< (для розтягнутих елементів)

Перевірка напруження:

σ_max = 374,9 · 0,95/ 18,5 = 19,25 кН/см² < R_y · _c = 21,8 кН/ см²

Перевірка економічності:

δ =(21,8–19,25)/21,8= 11,7%>5%,

але не вносимо змін через відсутність необхідного профілю.

2. Кутники парні, С 235

Р₁ = 293,8 кН – розтяг. Ry (C 235) = 230 МПа.

А_nec = N · _n/ R_y· _с=293,8 /230 ·0,1·0,95 = 13,4 см², 13,4/2 = 6,7 см²

Приймаємо за ГОСТ 8509-86 L 75х5, A_fac = 6,86 см²

Характеристики L 75х5: А=6,86 см², і_х=2,16

Перевірка гнучкості:

= < (для розтягнутих елементів)

Перевірка напруження:

σ_max = N · _n/ A = 293,8/ 13,72 = 21,41 кН/см² < R_y · _c = 21,8 кН/ см²

Перевірка економічності:

δ=(21,8–21,41)/21,8 = 1,7%<5%, умову дотримано.

Ґратка:

Кутники парні, С235:

1. С₁ = – 72,78 кН – робота на стиск. R_y (С 235) = 230 МПа.

А_nec = N · _n/φ · R_y = 72,78/230·0,7·0,1^. 0,95 = 4,3 см², 4,3/2 = 2,15 см²

Приймаємо за ГОСТ 8509-86 L 50х5, A_fac = 4,8 см²

Характеристики L 50х5: A = 4,8 см², і_х =1,92 см

Перевірка гнучкості:

= 58,6 < => φ =0,857(за табл.72 норм)

Перевірка напруження:

σ_max = N · _n/φ · A = 72,78 / 0,859 · 3,94 = 21,4 кН/см² < R_y · _c = 21,8 кН/ см²

Перевірка економічності:

δ=(21,8–21,4)/21,8 = 1,8% <5%, умову дотримано.

2. Р₂= –182 кН – робота на стиск. R_y (С 235) = 230 МПа.

А_nec = N · _n/_φ · R_y = 182 /230·0,7·0,1·0,95 =10,74 см²; 10,74/2 = 5,37 см²

Приймаємо за ГОСТ 8509-86 L 50х6 , Afac = 5,69 см²

Перевірка гнучкості:

= 32,95< => φ =0.931(за табл.72 норм)

Перевірка напруження:

σ_max = 182 / 0,931 · 11,4 = 16,29 кН/см² < R_y · _c = 21,8 кН/ см²

Перевірка економічності:

δ = (21,8–16,29)/21,8 = 25%>>5%,

але не вносимо змін через відсутність необхідного профілю.

Висновок: остаточно приймаємо для вузла А наступні профілі

• Т 10ШТ1 (за ТУ 14-2-24-83)

• L 75х5 (за ГОСТ 8509-86)

• L 50х5 (за ГОСТ 8509-86)

• L 50х6 (за ГОСТ 8509-86)

3. Конструювання зварних швів

Вузол А.

Зварювані деталі:

• Т 10ШТ1 (за ТУ 14-2-24-83)

• L 75х6 (за ГОСТ 8509-86)

• L 50х5 (за ГОСТ 8509-86)

• L 50х6 (за ГОСТ 8509-86)

Вихідні дані:

1. L 75х5 (за ГОСТ 8509-86) С 235 з Т 15ШТ1, С 235.

Е 42А (за табл. 55 норм.)

k_{f b}= 6 мм

k_fp = 4 мм

R_wf = 185 МПа = 1850 кг/ см² (за табл. 56 норм.)

β_f = 0,7 (за табл. 34 норм.)

N = 293,8 кН

_wf = 1,0

_c = 0,95

Обушок:

=

l_wb,fac = l_w,nec + z = 13,9 + 1,1 = 15 см, де z - запас довжини шва.

Перо:

l_wb,fac = l_w,nec + z = 8,9 + 1,1 = 10 см, де z - запас довжини шва.

N_wu = 1850 50 = 33216 кгс = 332,16 кН

Перевірка:

N_wu > N · _n

332,16 кН > 293,8 кН

2. L 50x5 (за ГОСТ 8509-86), С 235 з Т 15ШТ1, С 235.

Е 42А (за табл. 55 норм.)

k _{f b}= 6 мм

k_fp = 4 мм

R_wf = 185 МПа = 1850 кг/ см² (за табл. 56 норм.)

β_f = 0,7 (за табл. 34 норм.)

N = 72,78 кН

_wf = 1,0

_c = 0,95

Обушок:

l_wb,fac = l_wb,nec + z = 3,5+ 1,5 = 5 см, де z - запас довжини шва.

Перо:

l_wb,fac = l_w,nec + z = 2,2 + 1,8 = 4 см, де z - запас довжини шва.

N_wu = 1850 = 11958 кгс = 11958 кН

Перевірка:

N_wu > N · _n

119,58 кН > 72,78 кН

3. L 50х6 (за ГОСТ 8509-86), С 235 з Т 15ШТ1, С 235

Е 42А (за табл. 55 норм.)

k_fb = 6 мм

k _fp = 4 мм

R_wf = 185 МПа = 1850 кг/ см² (за табл. 56 норм.)

β_f = 0,7 (за табл. 34 норм.)

N = 182 кН

_wf = 1,0

_c = 0,95

Обушок:

l_wb,fac = l_wb,nec + z = 8,6 + 1,4 = 10 см, де z - запас довжини шва.

Перо:

l_wb,fac = l_w,nec + z = 5,6 + 1,4 = 7 см, де z - запас довжини шва.

N_wu = 1850 = 22587кгс = 225,87 кН

Перевірка:

N_wu > N · γ_n

225,87 кН > 182,00 кН