4.5.2. Расчет нижнего пояса дд/

Максимальное усилие в нижнем поясе (согласно табл.4.2): U₂=120178 Н.

Необходимая площадь сечения стального пояса из условия прочности на растяжение:

м² (4,81 см²)

Проектируем нижний пояс из двух уголков 65×50×6 по ГОСТ 8510-72 с общей площадью сечения: А=2×6,60 = 13,2 см² = 13,2×10^-4м²

Гибкость пояса в вертикальной плоскости:

, т.е. не превышает предельную.

Изгибающий момент в нижнем поясе от собственного веса:

Н,

где Н/м – погонный вес пояса.

Растягивающие напряжения в поясе с учетом собственного веса:

где - момент сопротивления поперечного сечения пояса при расположении уголков полками вверх;

I_х – момент инерции уголка относительно горизонтальной оси;

z₀ – расстояние от полки до центра тяжести уголка.

Такое же сечение принимаем и для растянутого раскоса БД.

4.5.3. Расчет стоек аб и вд

На стойку АБ действует сжимающие усилие, равное опорной реакции фермы R_А=79588 Н.

Минимальный размер поперечного сечения определяем из условия достижения предельной гибкости, которая для опорных стоек ферм равна _пр=120:

см

Принимаем стойку в виде клееного пакета из 8 досок шириной 15 см и толщиной 26 мм (доски толщиной 32мм до острожки). После двустороннего фрезерования боковых граней клеёного пакета размеры поперечного сечения стойки АБ составят: F_со = b_со×h_со=13,5×20,8 = 280,8 см². Высота поперечного сечения принята конструктивно с учётом размещения опорного узла А фермы на обвязочном брусе.

Гибкость стойки:

Коэффициент продольного изгиба при <70 определяется по формуле:

Проверка устойчивости стойки АБ: В промежуточной стойке ВД действует сжимающие усилие V₁= 39794 Н (согласно табл. 4.2). Задаваясь предельной гибкостью стойки _пр=150 (согласно табл.14 [1]), определяем минимальный размер поперечного сечения стойки ВД:

см.

Принимаем стойку в виде клеёного пакета из 6 досок шириной 15см и толщиной 26мм. После фрезерования боковых граней размеры поперечного сечения составят: b_с×h_с=13,5×15,6см.

При этом F_с =13,5×15,6 = 210,6 см²;

Коэффициент продольного изгиба при <70:

Проверка устойчивости стойки:

4.5.4. Расчет раскоса дг

Расчетные усилия в раскосе: сжимающее Д₁ = -24872 Н, растягивающее - Д₁^/ = 4231 Н (согласно табл. 4.2).

Задаваясь предельной гибкостью раскоса =150 (табл. 14[1]) определяем минимальный размер поперечного сечения:

см.

Принимаем раскос в виде клееного пакета из 8 досок шириной 15см и толщиной 26мм. Окончательные размеры поперечного сечения раскоса после острожки боковых граней составят: b_р×h_р=13,5×15,6см.

Определяем площадь: F_р= b_р×h_р=13,5×15,6я = 210,6 см²

Гибкость раскоса:

Коэффициент продольного изгиба при >70 определяется по формуле:

Проверка устойчивости раскоса:

4.6. Расчет узловых соединений

4.6.1 Расчёт крайнего узла Б верхнего пояса

Рис. 4.6.1 Конструкция узла Б верхнего пояса

Верхний пояс фермы в опорном узле упирается в швеллер 1 с ребром жесткости 2, приваренный к вертикальным фасонкам 3. Ребро жесткости делит стенку швеллера на две равные части размерами b₁×a₁=6,75×18см, которые рассматриваются как отдельные закрепленные пластинки, опорами которых являются фасонки, ребро жесткости и полки швеллера.

Стенка загружена равномерным давлением торца панели БВ верхнего пояса:

Расчетный изгибающий момент в стенке швеллера определяется по формуле:

Н,

где b₁=0,0675 м – длина короткой стороны участка жёстко защемлённой по четырём сторонам пластины;

 - коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения а₁/b₁.

Требуемая толщина стенки:

м=1,0см.

Так как требуемая толщина стенки превышает фактическую толщину стенки швеллера, равную 0,5 см, то на последнюю наваривается лист 4 толщиной 1,0 см.

Ребро жесткости рассчитывается на изгиб с учетом работы стенки швеллера. В этом случае расчетная площадь поперечного сечения равняется:

м².

Статический момент площади поперечного сечения относительно оси х₁-х₁:

м²

Расстояние от оси х₁-х₁ до центра тяжести поперечного сечения (ось х-х):

см

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения: см³

Изгибающий момент в ребре жесткости:

Требуемый момент сопротивления:

м³ меньше фактического W_p=12,8см³.

Горизонтальный лист 5 узла Б проверяется на изгиб от реактивного давления стойки АВ.

Реактивное давление на лист:

Па

Давление верхнего пояса на лист:

Па

Расчетное давление на лист:

Па,

где q=13478 Н/м – полная линейная нагрузка на верхний пояс;

l_n=2,930 м – длина панели верхнего пояса;

F₁=20,8×13,5=280,8см² – площадь опирания опорной стойки АБ на горизонтальный лист;

F₂=15×13,5=202,5см² – площадь опирания верхнего пояса на горизонтальный лист.

Правый участок горизонтального листа рассматривается как пластинка с размерами сторон а₂×b₂=15×13,5cм. Максимальный изгибающий момент определяется посередине свободной стороны b₂ по формуле: Нм,

где α=0,116 – коэффициент, определяемый по табл.4.3[8] при отношении сторон а₂/b₂=1,11.

Требуемая толщина горизонтального листа:

см

Принимаем лист толщиной 1,2см.

Сварные швы, прикрепляющие уголки раскоса БД к вертикальным фасонкам в опорном узле Б, должны воспринимать растягивающие усилие U₁=111423 Н. Каждый уголок приваривается к фасонке двумя угловыми швами: у обушка и у пера.

Усилие на шов:

у обушка одного уголка: Н;

у пера: Н

Длина сварного шва определяется по формулам п.11.2[4]:

а) из расчета на срез (условный) по металлу шва

,

б) из расчета по металлу границы сплавления

.

Здесь: _f=0,7 – по табл. 34[4];

k _f=5мм – катет шва, принимаемый по табл.38[4];

z_ω – расчётная длина шва;

R_ωf =180МПа – расчётное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва для сварки электродами Э42А (табл.56[4]);

_ωf=_ωz=1 – по п.11.2[4];

_c=0.95 – по п.6.б, табл.6 [4];

_z=1– по табл. 34[4];

R_ωz = 0.45R_yn = 0,45х365 = 164 МПа - расчётное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления (табл.3 и табл.51[4]).

Длина шва у обушка равна:

- из расчета на срез (условный) по металлу шва: м  6,5см;

- из расчета на срез (условный) по границе сплавления: м =5см.

Длина шва у пера:

м = 2,8см;

м = 2,1см.

Принимаем длину шва для приварки каждого уголка к фасонкам с учетом удлинения каждого шва на 10 мм:

-у обушка – 65+10=75 мм

-у пера – 30+10=40мм.