Конструирование и расчет опорного узла фермы

Узел в этом случае должен быть запроектирован и рассчитан с учетом действующего опор­ного момента М, величина которого берется из таблицы расчет­ных усилий колонны для ее верхнего сечения при неблагоприят­ном сочетании нагрузок (таб.4.2).

Опорное давление фермы (вертикальная реакция F) передается на опорный столик колонны через опорную торцевую фасонку. Опорная фасонка для четкости опирания выступает на 10…20 мм ниже фасонки, к которой крепятся уголки фермы.

Из условия смятия площадь торцевой фасонки должна быть не менее:

где  расчетное сопротивление листовой стали при смятии торцевой поверхности;

опорная реакция фермы (  для фермы пролетом 24 м,  для фермы пролетом 30 м),  см. раздел 5.2).

Ширина торцевой фасонки   (рис.5.9.7)задаются из условия размещения монтажных болтов (, но не менее 180 мм.

Толщина торцевой фасонки составляет

Опорный столик изготавливается из листа толщиной 30...40 мм или (при опорной реакции ) из уголка со срезанной полкой. Каждый из двух фланговых швов, прикрепляющих опорный столик к колонне, рассчитывается на   из-за возможной неравномерности передачи реакции опорной фасонкой (рис.5.9.7):

Катеты сварных швов принимаются по толщинам стыкуемых элементов.

Изгибающий момент М, который возникает в верхних узлах рам промышленных зданий при жестком сопряжении фермы с колонной, отрывает верхний узел фермы от колонны и прижимает нижний узел фермы с силой:

где   расстояние между осями верхнего и нижнего поясов фермы в опоре.

Размеры узловых фасонок определяют в результате вычерчивания узла в масштабе.

Два вертикальных шва крепления опорной торцевой фасонки к нижней узловой фасонке воспринимают опорную реакцию F и приложенную с эксцентриситетом е горизонтальную силу . Прочность этих швов обеспечена, если:

    где

где  эксцентриситет силы   по отношению к середине шва (определяется по чертежу);

  длина сварного шва, прилепляющего нижнюю узловую фасонку к опорной торцевой фасонке (определяется по чертежу).

Верхний опорный узел воспринимает силу .

    C фасонки усилие  передается на торцевую фасонку посредством двух вертикальных швов. При соблюдении правил конструирования прочность этих швов будет обеспечена. Фланец крепится к колонне 4 болтами, которые необходимо подобрать из условия прочности при растяжении. При расчетном сопротивлении болтов растяжению  необходимая площадь сечения каждого из 4 болтов будет равна:

  расчетное сопротивление на растяжение болта класса 4.6.

    По требуемой площади подбирается диаметр стандартного болта.

    Фланец (торцевая фасонка) работает на изгиб как балка, защемленная болтами и загруженная сосредоточенной силой . Расчетный изгибающий момент тогда будет равен:

 

где   расстояние между болтами в плане (рис.5.9.7).

    Напряжение в торцевой фасонке:

где   длина и толщина торцевой фасонки (толщина торцевой фасонки принимается 16...20 мм, чтобы сделать узел жестким).

Обычно стремятся запроектировать верхний узел так, чтобы линия действия силы   проходила через центр торцевой фасонки. В этом случае напряжение в швах, соединяющих торцевую и узловую фасонки, проверяется по формуле:

Необходимое количество болтов для крепления торцевой фасонки и верхнего пояса колонне при симметричном их расположении относительно центра узла определяется по формуле: