4.2 Розрахунок вузлів ферми

Розрахунок зводиться до визначення розмірів зварних швів, що закріплюють стержні на вузлових фасонках, і розмірів останніх. Виходячи з того, що для ферми застосована сталь С255 тип електрода – Э42, для якого розрахунковий опір по металу шва дорівнює R_wf = 180 МПа. Розрахунковий опір по металу границі сплавлення R_wz= 0,45 R_un. Для сталі С255 R_un = 370 МПа. Тоді R_wz = 0,45 ∙ 380=171 МПа. Згідно з рекомендаціями для кутових швів в елементах зі сталі з границею текучості до 285 МПа значення R_wf мають бути більше. Коефіцієнти β_z і β_f за 1.12.2 [1], які враховують глибину проварення шва, беруть залежно від виду зварювання. і . Тоді . Таким чином, розрахунок швів можна вести тільки за металом шва. Мінімальний катет шва приймається в залежності від електроду (для Э42 це катет 5мм) та за табл. 1.12.1 [1].

Стержень 1;22.

kf=5; Зусилля в стержні 140,17кН.

см=10 см;

Стержень 3;36.

Приймаэмо катет шва з розрахункових умов підібраного перерізу розкосу та товщини фасонки. Отже kf,об=5 згідно табл. 1.12.1 [1] . kf,п=8 Зусилля в стержні -153,4кН. см=8,0 см;

Згідно п. 1.12.1.5.в [1] приймаємо 4,0см.

Стержень 4;35.

kf,об=5; kf,п=5. Зусилля в стержні 90,97кН.

см=8,0 см; =4,0см.

Стержень 7;37.

kf=5;Зусилля в стержні 34,93кН.

см=4,0 см;

Стержень 8;34.

kf,об=5; kf,п=8. Зусилля в стержні 123,54кН.

см=7,0 см; =4,0см.

Стержень 9;33.

kf,об=4; kf,п=5. Зусилля в стержні 71,82кН.

см=5,0 см; =4,0см.

Стержень 29;32.

kf=5; Зусилля в стержні 30,82кН.

см=4,0 см

Стержень 10;31.

kf,об=5; kf,п=8. Зусилля в стержні 59,88кН.

см=4,0 см; =4,0см.

Стержень 27;30.

kf,об=4; kf,п=6. Зусилля в стержні 5,74кН.

см;м 4,0см.

Стержень 28.

kf=5; Зусилля в стержні 31,42кН;

см;

Стержень 2;23.

kf=8; Зусилля в стержні 146,38кН.

Стержень 5;21.

kf=8; Зусилля в стержні 72,28кН.

Для забезпечення сумісної роботи двох кутиків у кожному стержні необхідно поставити прокладки, розміри яких призначаються конструктивно. Товщина всіх прокладок дорівнює товщині вузлових фасонок, тобто 8 мм. Усі прокладки беремо шириною 50 мм для того, щоб розмістити зварні шви мінімальної довжини. Висота прокладок залежить від ширини полок кутиків, а саме: для ∟140x9 – 170 мм, для ∟125x7 – 150 мм, для∟80x7 – 110 мм,

для ∟75x6 -100 мм.

Відстані між прокладками залежать від знака зусилля в елементі. Для стиснутих стержнів максимальна відстань становить , Для розтягнутих елементів (розкосів) відстань між прокладкамимає не перевищувати

Для розкосів :

3;8;36:3,39·40=135,6 см.

8;10;31;34:

4;9;27;30;33;35:80·2,53=122,4 см.

Для стояків :

1;7;29;28;32;37;22:

4.3. Вузол зі зміною перерізів поясів ферми

Розрахуємо зміну перерізу верхнього поясу у стержні 11 за допомогою т-подібної вставки.

Т-подібна вставка між двома таврами складається з вертикального елемента,який приварюється до стінок суміжних таврів з повним проваром,що не потребує розрахунку цього з`єднання,і горизонтальної накладки по полицях таврів,яка приварюється кутовими швами(R_wf = 180 МПа,β_f=0,9)

Вертикальний елемент товщиною 7,5 мм(за товщиною стінки меншого тавра) має змінну висоту від 124 мм до 169 мм.Верхній край його розміщується горизонтально на рівні полиць таврів,а нижній має ухил 1:5.Отже відстань між таврами становить не менше 5(169-124)=225мм.Розрахункова площа верт.елемента за найменшою його висотою -12,4х0,75=9,3см².

Площа горизонтальної накладки визначається:

А_н= -9,3=6,3 см²

Конструктивно приймаємо 100мм,товщину 8мм.Площа накладки 8см²>6,3

Несуча здатність накладки:N=R_yA=24·8=192 кН.

см,приймаємо 11 см.

Довжина накладки 2·110+225=445 мм.