Расчет узлов стропильной фермы

Рис. 7. Промежуточный узел верхнего пояса стропильной фермы

Расчет узлов сводится к определению размеров фасонок и стыковых накладок, исходя из условия прочности сварных швов. Усилия, приходящиеся на сварной шов по обушку и перу уголка - разные. Они зависят от положения шва относительно центра тяжести сечения и учитываются коэффициентом распределения α.

Nоб = αN – часть усилия, приходящаяся на обушок уголка;

Nn = (1 - α)N - часть усилия, приходящаяся на перо. Для равнополочных уголков α=0,7; Необходимая длина крепления каждого уголка к фасонке по обушку и перу:

 

Lw1 об = 526,33/2*12,6*1*1 +1 = 21,88 см

Lw1 n = 225,57/2*12,6*0,8*1 + 1 = 12,18 см

Швы крепления раскоса 2-9 к фасонке при N2 = N2-9 = 543,7 кН,

Lw2 об = 26,17 см

Lw2 n = 11,78 см

Швы крепления пояса к фасонке при N4 = N8-9= -881,6 кН

N3 = 0 кН, тогда

F = (Fкровля + Fснег)*3*12 = 157,68 кН воспринимают

N = √ 157,68+(-881.6+144,4)^2 = 753,87 кН, тогда

Lw3 об = 15,95 см

Lw4 n = 35,9 см

Посредством монтажного узла 12 (рис. 1) отправочные марки фермы собираются в единую конструкцию.

Рис. 8. Монтажный узел верхнего пояса

 

Толщина и ширина каждой накладки назначаются конструктивно с соблюдением условия равнопрочности. Длина её определятся количеством и размещением болтов. Задаются диаметром и материалом болтов. Определяют их несущую способность. Вычисляют необходимое количество болтов крепления горизонтальной и вертикальных накладок. Монтажный стык воспринимает усилие N, действующее в поясе фермы. Усилие, действующее на горизонтальную накладку, передается через обушок поясного уголка:

Nоб = N*1,2*α

Nn = 1,2(1-α)N

1,2 – коэффициент на потерю качества при монтаже;

α - коэффициент распределения N по перу уголка.

Количество высокопрочных болтов в горизонтальной и двух вертикальных накладках:

- несущая способность одного высокопрочного болта при одном шве трения. Если применены обычные болты, их количество определяется прочностью болтового соединения по срезу или смятию.

Пример расчёта монтажного стыка узла 14 (рис. 5):

N =1175,5 кН;

Болты диаметром 20 мм. А_бн=2,45 см² из стали 40x «селект»; R_bun=110 кН/см²; R_bh=0,7*110=77 кН/см².

Несущая способность высокопрочного болта:

Количество болтов в горизонтальной накладке по одну сторону стыка:

n = 987,42/66,03 = 16,61 шт. Принимаем 17 болтов

Количество болтов в вертикальной накладке по одну сторону стыка:

n = 423,18/66,03 = 7,12 шт. Принимаем 7 болтов.

 

Таблица подбора сечений стержней фермы

Элем.	Стерженьнь	Расчётные усилия	Подбираемое сечение	Площадь А [см2]	Расчётные длины [см]	Радиусы инерции [см2]	Гибкости	φ	γс	σ кН/см2	Прин. сеч.
lх	lу	iх	iу	λх	λу	[λ]
Верхний пояс	8-9 9-10 11-12 12-13	150,7 -1000,1 -1000,1 -1333,5	100х7 160х20 160х20 200х20	9,6 74,8 74,8 94,2			1,53 4,94 4,94 6,22	2,53 7,02 7,02 8,62	196,08 60,72 60,72 48,23	118,5 42,73 42,73 34,8		- 0,82 0,82 0,88		15,7 16,3 16,3 16,1
Нижний пояс	1-2 2-3	583,4 1250,1	160х20 200х20	24,6 54,6			2,77 4,33	4,13 6,19	216,6 138,56	363,2 242,3		- -		23,7 22,8
Раскосы	1-9 2-9 2-11 3-11	-845,9 607,4 -372,7 137,9	160х16 140х13 125х12 110х10	74,8 54,6 48,6 9,6			4,94 4,33 3,85 1,53	7,02 6,19 5,58 2,53	88,05 80,36 90,4 227,4	61,96 70,27 77,95 171,9		0,63 - 0,62 -	0,8 0,8 0,8	17,9 11,1 12,3 14,3
Стойки	1-8 2-10 3-12	-87,5 -175,0 -175,0	90х7 90х7 90х7	24,6 24,6 24,6			2,77 2,77 2,77	4,13 4,13 4,13	113,7 90,97 90,97	76,27 76,27 76,27		0,45 0,61 0,61	0,8 0,8	7.9 11,6 11,6