Узел 1.
Конструктивно принимаем ширину опорного фланца (из условия размещения болтов для крепления фермы колонне).
Тогда требуемая толщина фланца из условия смятия
где .
-опорная реакция фермы.
Из конструктивных соображений принимаем толщину фланца такой же, как и толщина фасонки т.е.t=14мм.Выпускаем фланец за пределы фасонки на 15мм1,5tf=21мм.
Крепление нижнего пояса к фасонке выполняем швами . Требуемые конструктивные длины швов:
- по обушку:
- по перу:
Конструируем узел, принимая конфигурацию фасонки с минимальным числом резов. Фактическая длина швов будет больше, чем нужно по расчету.
Длина шва крепления фасонки с минимальным числом резов. Фактическая длина швов будет больше, чем по расчету.
Длина шва крепления фасонки к фланцу определяется конструкцией узла и составляет h=57,5 см. Проверяем опорную фасонку на срез
Сварные швы Kf=16мм , прикрепляющие опорный фланец к фасонке, проверяем на срез от опорной реакции V и внецентренно приложенной, вследствие не совпадения середины шва с осью нижнего пояса, силы H1.
Эксцентриситет .
Расчетная длина швов
Прочность металла по границе сплавления проверяем в наиболее напряженной точке А на действие результирующих напряжений.
где
- определено при том же сочетании загружений рамы (1,2,4,6,8), что и опорная реакция V.
Опорный столик принимаем из листа толщиной 30 мм. шириной 250 мм. Его высота определяется длиной вертикальных швов (Кf=8 мм.), прикрепляющих столик к колонне.
где коэффициент 1,2 учитывает возможный эксцентриситет передачи нагрузки на столик.
Для удобства монтажной сварки при соединении колонны с фермой принимаем конструктивно 3 болта М20.
Из конструктивных соображений принимаем толщину фланца такой же, как и толщина фасонки т.е. 10мм. Выпускаем фланец за пределы фасонки на 15мм.
Требуемая высота столика см. Принимаем h=34 см.
В узле 1 отрыв фланца от колонны не возможен, так как при максимальном растяжении в стержне 4 (N4=357,28 кН, сочетание 1,2,3,6,7) усилие в опорном раскосе
N6 =-789,93кН и тогда
Nр=N4+N6cosα=357,28-789,93x250/333,5=-234,9 кН <0
Принимаем конструктивно болты М20 в количестве 6 штук.
.
Узел 2.
Принимаем катет шва для обушка , для пера. Требуемые конструктивные длины швов:
Для крепления верхнего пояса фермы к колонне принимаем болты нормальной точности из стали класса 8.8 с расчетным сопротивлением на растяжение . Из условия прочности болтов суммарная их площадь
Принимаем 4 болта М20 с
Ширину фланца принимаем такой же как и в узле 1 — 180 мм. Расстояние между болтами из условия их размещения назначаем b=200 мм, конструктивно высота фланца а=320 мм.
Усилие N1 стремится оторвать фланец от колонны и вызывает его изгиб. Момент определяется как в защемленной балке пролетом b=10 см.
Напряжение во фланце , откуда требуемая толщина фланца
Принимаем
Сварные швы, прикрепляющие фасонку при помощи фланцев, рассчитываем:
Принимаем .
Где .
Узел 4.
Швы крепления пояса к фасонке рассчитываем на совместное действие продольных усилий в смежных панелях пояса N1 и N2 и узловой нагрузки F.
Рассмотрим сочетание загружений рамы, дающие максимальные усилия:
– сочетание 1,2,4,6,8 — N1=350,16 кН, при этом же сочетании
N2=-234,07-581,32+34,80-24,74+26,63=-778,7 кН
Разница усилий N1-N2 =1128,86 кН - расчетное сочетание
– сочетание 1,2 — N2= -879,98 кН
N1= 58,87+146,21= 205,08 кН
Разница усилий N1-N2=1085,06 кН
Узловая нагрузка
Напряжение в наиболее нагруженных швах по обушкам
По полученным при конструировании узла фасонки длина швов крепления пояса составляет l=80 см. Принимаем
Расчетная длина швов .
Поэтому в расчет включаем lw=29,75 см.
Напряжение в наиболее нагруженных швах по перу
Дополнительные напряжения в узловых нагрузках F
где — суммарная протяженность участков швов, передающих силу F.
l1=20 см — ширина опирания прогонов. l2=l1+2bуг=20+2*12,5=45 см.
Результирующее напряжение