Подбор сечений растянутых стержней

Требуемая площадь сечения растянутого стержня определяется из условия прочности по формуле:

 

(36)

где N - расчетное растягивающее усилие, действующее в стержне (табл.2), кН; γ_с - коэффициент условий работы (табл.6/1/).

 

По требуемой площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием А_x ≥ А_тр. Из сортамента выписываются основные геометрические характеристики сечения: А_x, i_x, i_у, результаты заносятся в таблицу 5.

Принятые сечения необходимо проверить на прочность по первой группе предельных состояний и на жесткость по второй группе.

 

Проверка прочности растянутых стержней

Прочность стержня обеспечена, если выполняется условие:

 

(5/1/) (37)

где A_нт - принятая площадь сечения стержня нетто, м².

 

При невыполнении условия (37) необходимо провести корректировку сечения и проверку повторить.

 

Проверка жесткости растянутых стержней

Гибкость растянутых стержней не должна превышать предельной

 

λ_x(y)=l_x(y)/i_x(y)≤[λ].(38)

где l_x; l_y - расчетные длины стержня в плоскости и из плоскости фермы (29); i_x(y) – радиус инерции сечения, принимается па сортаменту прокатных профилей; [λ] – предельно допустимая гибкость стержней табл.20/1/.

 

Окончательно принятое сечение стержня заносится в таблицу 5

 

Узлы фермы

Для избегания дополнительных усилий необходимо центрировать стержни в узлах по осям, проходящим через их центры тяжести с округлением до 5 мм.

Резку стержней выполняют нормально к оси стержня, для крупных стержней допускают косую резку. Между торцами стыкуемых элементов поясов перекрываемых накладками оставляют зазор не менее 50 мм.

Для уменьшения действия сварочных напряжений стержни решетки не доводят до поясов на расстояние:

 

а=6t+20, мм (39)

а≤80 мм

где t – толщина фасонки, мм.

 

Толщина фасонок принимается в зависимости от величины действующих усилий (табл.6). Допускаемая разница толщин фасонок в смежных узлах не более 2 мм.

 

Рекомендуемые толщины фасонок

Таблица 6

Максимальное усилие в стержнях решетки, кН	До 150	160-	260-400	410-600	610-	1010-1400	1410-	Более 1800
Толщина фасонки. мм

Очертания фасонок принимаются простыми (рис.31) с целью уменьшения количества обрезков. Очертание фасонки зависит от величины нахлеста стержней. Нахлест зависит от длины сварного углового шва.

 

Рис.31. Рекомендуемые очертания фасонок

А – прямоугольные, Б, В – трапецеидальные.

 

Сварной швов

Стержень фермы соединяется с фасонкой фланговыми сварными угловыми швами. Например, для сечения из уголков шов расположен вдоль обушка и вдоль пера (рис.32).

Полная длина сварного шва определяется по формуле:

при разрушении по металлу шва

 

(40)

 

при разрушении по границе сплавления

(41)

 

где N - усилие в стержне, кН, k_f - катет сварного углового шва, принимается по табл. 38/1/; п –количество сварных швов (количество стержней в сечении); R_wf; R_wz; γ_wf; γ_wz; β_f; β_z; γ_c; - расчетные характеристики сварных угловых швов, принимаются по формулам 120,121/1/.

 

Для расчета принимается максимальная длина.

Полная длина сварного шва состоит из шва на обушке и шва на пере

 

(42)

где l_w^об; l_w^п - длина сварного шва соответственно на обушке и на пере.

 

Длина шва на обушке и на пере определяется из равенства статических моментов относительно центра тяжести сечения создаваемых швом на обушке и швом на пере.

 

, (43)

где h – высота сечения стержня; z₀ – расстояние от обушка до центра тяжести сечения.

 

Можно длины швов на обушке и на пере для сечений из уголков принять:

для равнополочных уголков ;

для неравнополочных уголков (рис.32,в) ;

для неравнополочных уголков (рис.32,г) .

Полученные длины швов заносятся в таблицу швов (табл.7), при этом следует учитывать конструктивные требования к длинам сварных угловых швов:

· длина флангового шва l_w не должна превышать 85βk_f, в противном случае назначается длина шва и определяется катет шва k_f из выражений (28, 29), либо назначаются другие расчетные характеристики сварного шва;

· минимальная длина шва 40 мм;

· минимальная длина нахлеста стержней на косынку 5t, где t – максимальная толщина фасонки либо полки уголка.

Рис. 32. Крепление уголка к косынке (фасонке)

а – длины швов, l_w^об - на обушке; l_w^п - на пере; б – равнополочные уголки; в, г – неравнополочные уголки

 

Длины сварных швов.

Таблица 7.

№ стержня	Расчетные усилия, максимальные, кН