Конструирование и расчет промежуточных узлов

    В фермах из парных уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швами (рис.5.9). Усилие в элементе распределяется между швами по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. В равнополочных уголках со стороны пера передается 0,3 N, а со стороны обушка 0,7 N (N – расчетное усилие в элементе решетки). Концы фланговых швов выводят на торцы стержня на 20 мм для снижения концентрации напряжения. Фасонки прикрепляют к поясу сплошными швами и выпускают их за обушок поясных уголков на 10-20 мм. Для плавной передачи усилия от стойки на пояс фермы фасонку сбоку выпускают за стойку на 10...15 мм и направляют к поясу под углом не менее 15 .

    Однако не всегда конструктивно удобно выпускать всю фасонку за грань пояса, например, при установке по верхнему поясу накладок для опирания железобетонных плит (рис.5.9.2) или уголков для крепления прогонов. В таких случаях часть фасонки не доводят до обушка уголков на 5 – 7 мм.

    Чтобы прикрепить прогоны, к верхнему поясу фермы приваривают уголок с отверстиями под болты (рис.3.1). В местах опирания крупнопанельных плит верхний пояс стропильной фермы усиливают накладками t = 12мм, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м.

    Во избежание ослабления сечения верхнего пояса не следует приваривать накладки поперечными швами.

При расчете узлов задаются значением   (катет шва) и определяют требуемую длину швов, выполняемых с помощью ручной сварки - .

      Катет шва назначают, исходя из следующих условий:

где   толщина уголка.

Катет шва принимается кратным 1 мм.

Минимальный катет принимают равным 4 мм, максимальный – зависит от толщины привариваемых уголков (табл.5.5), но все же во всех случаях его желательно не принимать более 8 мм (при большем катете шва требуется двухпроходная сварка).

Катеты угловых сварных швов

Таблица 5.5

	4 - 5	6 -10	11 -16	17 -22	23 -32	33 - 40
	4	5	6	7	8	9

Рис. 5.9. Фланговый шов

Длину швов определяют независимо от направления усилия по формулам:

 

где  коэффициент для ручной сварки;

      расчетное сопротивление сварного соединения с угловыми швами по металлу шва (табл.);

        коэффициенты условий работы конструкции и соединения;
    1см - добавление к длине шва, компенсирующее непровар.

    Полученные длины швов округляют кратно 10 мм в большую сторону.

    Минимальная длина сварного шва – 40 мм, максимальная длина флангового шва - .

    Найденные длины швов откладывают на чертеже со стороны обушка и пера уголков, образующих стержни решетки, и вычерчивают узловую фасонку.

    Фасонки ферм с треугольной решеткой (именно она используется в курсовом проекте) конструируют прямоугольного сечения.

    Для обеспечения плавной передачи усилий и снижение концентрации напряжений угол между краем фасонки и элементом решетки должен быть не менее 15 .

    Длина швов, прикрепляющих фасонку к поясу, определяется размерами фасонки и измеряется по чертежу. Задача здесь сводится к определению требуемого катета шва.

    Прикрепление фасонки к поясу из уголков, если в узле не устраивают стык пояса, должно быть рассчитано на равнодействующую усилий всех элементов решетки , примыкающих непосредственно к узловой фасонке. В прямолинейном поясе эта равнодействующая равна разности усилий в соседних панелях. Если к поясным уголкам в узле приложена сосредоточенная нагрузка (что имеет место в верхних узлах стропильных ферм), то швы, прикрепляющие фасонки к поясу, рассчитывают на равнодействующее усилие от сосредоточенной нагрузки и разности усилий в соседних панелях (указанное не относится к случаю, когда сосредоточенная сила прикладывается непосредственно к фасонке, что имеет место, например в узлах крепления балки монорельса).

    Таким образом, катет швов, прикрепляющих фасонку к поясу, может быть определен по формулам:

где           фактические длины швов со стороны пера и обушка с учетом непровара (от измененной на чертеже длины швов следует вычесть по 1 см на непровар; если со стороны обушка выступающая часть состоит из двух участков, то из длины каждого из них следует вычесть по 1 см на непровар);

  для случаев, когда нет сосредоточенной нагрузки в узле;

 для случаев, когда в узле действует сосредоточенная нагрузка;

  усилия в смежных панелях ();

 узловая сосредоточенная нагрузка, складывается из снеговой и постоянной узловой нагрузок (см.раздел 5.2);

  угол, определяющий уклон верхнего пояса.

Разность усилий, где к нему примыкает только стойка (рис.5.9.3), равно нулю, крепление стойки к фасонке и фасонки к поясу здесь производят на расчетное усилие в стойке .

Рис.5.9.1. Конструкция промежуточного узла

Пример расчета по п.5.9.1.

 коэффициент для ручной сварки;
 расчетное сопротивление сварного соединения с угловыми швами по металлу шва;

  коэффициенты условий работы конструкции и соединения;
1см добавление к длине шва, компенсирующее непровар.

Узел а-б-в

Раскос а-б

.

    Длина шва со стороны пера:

Длина шва со стороны обушка:

Раскос б-в

.

Длина шва со стороны пера:

Длина шва со стороны обушка:

Катет швов, прикрепляющих фасонку к поясу.

Находим катет шва со стороны пера:

 - в узле действует сосредоточенная нагрузка;

Длина шва со стороны обушка:

Узел представлен на рис.5.9.2.

 

 

Рис.5.9.2. Промежуточный узел а-б-в

Узел в-г

Стойка в-г и е-е’

.

      Длина шва со стороны пера:

      Длина шва со стороны обушка:

      Катет швов, прикрепляющих фасонку к поясу:

      Длина шва со стороны пера:

      Узел представлен на рис.5.9.3.

Рис. 5.9.3. Промежуточный узел в-г

Узел г-д-е

Раскос г-д

    Длина шва со стороны пера:

    Длина шва со стороны обушка:

Раскос д-е

, .

    Длина шва со стороны пера:

    Длина шва со стороны обушка:

    Катет швов, прикрепляющих фасонку к поясу:

- в узле действует сосредоточенная нагрузка;

    Длина шва со стороны пера:

Длина шва со стороны обушка:

Узел представлен на рис.5.9.4.

Рис. 5.9.4. Промежуточный узел г-д-е

Узел 1-б-в-г-д-1

 – нет сосредоточенной нагрузки в узле.

      Длина шва со стороны пера:

      Длина шва со стороны обушка::

    Узел представлен на рис.5.9.5.

 

Рис. 5.9.5. Промежуточный узел б-в-г-д