Рассчитываем прикрепления элементов решетки из парных уголков к узловым фасонкам. Сварка полуавтоматическая в нижнем положении; диаметр сварочной проволоки 2мм. Согласно таблице 55* [2]для конструкции группы 1 (по узловым фасонкам) из стали С255 в климатическом районе II2 (т.к здание отапливаемое) принимаем флюс АН-348-А по ГОСТ 9087-81* и сварочную проволоку Св-08А по ГОСТ 2246-70*. Расчетные сопротивления: Rwf = 18 кН/см2 по таблице 56 [2] и Rwz = 0,45·Run =0,45·38= 17,1кН/см2 (Run = 380 МПа = 38 кН/см2 для фасонного проката из стали С255 толщиной до 10 мм согласно таблице 51* [2]).
Требуемую расчетную длину швов для прикрепления одного уголка элемента решетки вычисляем по формулам (120) и (121) п. 11.2*согласно [2].
По прочности металла шва
;
По прочности металла границы сплавления
.
Коэффициенты:
при kf = 4-8 мм согласно таблице34*[2].
Согласно п. 11.2 [2] gwf = 1 и gwz = 1, по таблице 6* [2] gс = 1, так как рассматриваемый случай в таблице отсутствует. Большую из вычисленных для каждого элемента распределяем на обушок и перо.
Вычисление длин швов для прикрепления элементов решетки выполнено в виде таблицы 5.1
Таблица 5.1 - Вычисление длин швов для прикрепления элементов решетки
Элемент | N, кН | Сечение | kf, см | lwf, см | lwz, см | lwоб, см | lwперо, см | Примечание |
1-3 3-4 4-6 6-7 7-9 5-4 | 332,4 267,0 180,6 109,1 36,4 57,7 | 2L100х8 2L63х5 2L90х6 2L50х5 2L70х6 2L63х5 | 0,6 0,4 0,6 0,4 0,4 0,4 | 17,10 20,60 9,29 8,42 2,81 4,45 | 15,43 18,59 8,38 7,60 2,53 4,02 | 13,0 16,0 8,0 7,0 5,0 5,0 | 7,0 8,0 5,0 5,0 5,0 5,0 | констр. констр. констр. констр. |
6. Конструирование и расчёт монтажного стыка
отправочных марок фермы
Стропильная ферма поставляется на строительную площадку в виде двух отправочных марок, соединение которых осуществляется непосредственно перед установкой фермы в проектное положение.
В соответствии с заданием необходимо запроектировать монтажный стык отправочных марок на сварке (сварка ручная). При этом целесообразно, чтобы конструкция стыка обеспечивала симметрию отправочных марок, что упрощает их изготовление и обеспечивает взаимозаменяемость.
Горизонтальные полки уголков 100´8 перекрываются на стыке двумя горизонтальными накладками. Вертикальные полки уголков с каждой стороны от вертикальной оси монтажного стыка прикрепляются на сварке к полуфасонке. Последние соединяются между собой двумя вертикальными накладками.
Размеры накладок и фасонки подбираем из условия их равнопрочности с перекрываемыми полками уголков.
Aн= bн ´ tн> Aг.п. » bуг. ´ tуг .= 10,0 ´ 0,8 = 8,0 см2.
Назначаем: bн = 10,0 + 3 – 4 = 9,0 см, тогда tн = 8/9 = 0,89 см.
Окончательно принимаем размер горизонтальной накладки bн ´ tн =90´10 мм, при этом Aн = 9,0´1,0 = 9,0 см2 > Aг.п. = 8,0 см2.
Aф= bф ´ tф> Aв.п. » 2bуг. ´ tуг.= 2 ´ 10,0 ´ 0,8 = 16 см2.
Минимальная высота включаемого в расчёт сечения фасонки:
Площадь стыка с площадью сечения (2Ан + Аф) проверяем в предположении центрального нагружения силой Nст = 647,1 кН:
Сварные швы “А” прикрепления горизонтальной полки пояса к накладке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому накладкой, величина которого (сталь накладок С255, Ry = 240 МПа при t = 4-20 мм): Nн = Aн ´ Ry = 9´24 =216 кН.
Принимаем: kf = 6 мм; bf = 0,7; bz = 1,0; электроды Э46 с Rwf = 200 МПа; Rwz =0,45´380 = 171 МПа; gwf = gwz = 1,0; gc = 1,0.
Условие: ; 188,1<200<244 МПа выполняется, поэтому расчёт производим только по металу шва.
lwf = lwf’ + 1 см = 12,9 +1 =13,9 см. Принимаем lwf = 140 мм.
Швы “Б” прикрепления вертикальных полок пояса к фасонке рассчитываем по предельному усилию, воспринимаемому расчётным сечением фасонки:
Nф = Aф ´Ry = hф ´tф ´Ry = 20´0,8´24 = 384 кН.
Принимаем lwf = 140 мм.
Проверка прочности фасонки по линии «k-m-n» с учётом сопротивления сжатию на участке «k-n» и «m-n»:
;
Rs = 0,58Ry = 0,58´ 240 = 139,2 МПа
0,8(10+1)´24+0,8(14 – 1)´13,92 = 356 кН < Nф = 384 кН – условие не выполняется, поэтому увеличиваем длину швов до 17 см.
0,8(10+1)´24+0,8(17 – 1)´13,92 = 389,4>Nф = 384 кН.
Принимаем lwf = 170 мм.
Высота вертикальных накладок должна быть не менее высоты рабочей части фасонки (hф), т. е. hн> hф, а площадь сечения накладок не должна быть менее площади рабочей части фасонки (Aф). Исходя из этого, с учётом конструктивных требований, назначаем размеры вертикальных накладок:
tн’ ´ hн = 0,8´220 мм.
При этом: hн = 220 мм > hф = 200 мм; 2 Ан’ = 2´0,8´22 = 35,2 см2 > Аф =16 см2.
Из условия равнопрочности швов «В» и фасонки (в расчёте на 1 см длины шва), требуемый катет шва:
Максимальный катет шва: kf,max = 1,2´ tmin = 1,2´8 = 9,6 мм.
Принимаем катет шва «В» равным kf = 8 мм.
Рисунок 6.1 – К расчету монтажного стыка фермы