Сварные конструкции. Расчет и проектирование

УЗЛЫ ФЕРМ

Условия рационального конструирования узлов ферм следующие: геометрические оси соединяемых стержней дол­жны пересекаться в одной точке — центре узла; должна быть обеспечена возможность наложения швов, прочно прикрепляющих раскосы и стойки к поясам в удобном для производства сварочных работ положении, не должно быть скученных швов.

Требуемая длина угловых швов, закрепляющих стер­жень в узле, вычисляется по формуле

'-ТИТРГ • <12-6>

где N — продольное усилие в стержне; [т'1 — допускаемое касательное напряжение сварного шва.

Если присоединяемый элемент является уголком, то расчет сварных швов производят, как указано в § 3.3. Результаты подбора сечений элементов представляют в виде таблицы:

В узлах часто применяют косынки, имеющие форму над­ставок, вставок, прокладок, накладок.

Узлы без косынок наиболее просты при изготовлении. Их следует применять, если могут быть соблюдены все пра­вила рационального конструирования узловых соединений.

Пример конструкции узла фермы без косынок с одностен - чатым профилем пояса приведен на рис. 12.5, а. На рис. 12.5, б приведена конструкция, у которой нижний пояс и раскосы имеют двустенчатые сечения, что позволяет весь­ма компактно соединять элементы в узле.

Примеры конструкций узлов с надставками приведены на рис. 12.6, а, б. Соединения надставок — стыковые или тавровые. Расчет прочности швов, прикрепляющих раско­сы к надставкам, производится обычным путем. Требуемая длина швов прикрепления раскоса определяется по форму­ле (12.6). Приближенный расчет швов, прикрепляющих над-

ставку к поясу, может быть получен о учетом следующих соображений. В узле сумма проекций сил на вертикальную ось Спедовательно, усилия в раскосах должны быть

разных знаков. Допустим, что элемент Л растянут, а эле­мент N, сжат (рнс. 12.6, о). Поскольку сумма проекций на

горизонтальную ось приходим к выводу, что гори­

зонтальные швы, прикрепляющие надставку, срезаются силой

Г = N, cos а, + N, cos а,. (12.7)

Напряжение в шве

т= (Ш-2 • 02.8)

где I — длина надставки.

Как правило, напряжения т невелики.

Пример узла со вставками показан на рис. 12.7. Верти­кальные листы поясов обрабатываются и вместо них встав­ляются фигурные листы, размеры которых позволяют обес­печить прочное прикрепление раскосов и стоек. Вставку к вертикальному листу можно прикрепить как прямыми,

так и косыми стыковыми швами. Узлы со вставками приме­няют в фермах, работающих под переменными нагрузками.

Узлы с прокладками применяют, когда сечения стерж­ней ферм состоят из парных элементов — уголков, расстав-

ленных с зазором относительно друг друга (рис. 12.8, а). Прочность швов, приваривающих прокладки к поясам, определяется так же, как и прочность швов, прикрепляю­щих надставки.

Усилие, сдвигающее прокладку относительно пояса, оп­ределяется по формуле (12.7), где Ni и Nt — усилия в рас­косах; at и а, — углы наклона раскосов (рис. 12.8, в).

130* tS

Рис. 12.9. Узел с накладкой

Распределение усилий происходит неравномерно. Уси­лие со стороны обушка уголка Ті=0,7Г, с противоположной стороны — 7,»=0,ЗГ.

Определив Ті и Ті, находим напряжение в швах.

В тех случаях, когда ферму изготовляют на заводе не целиком, а отдельными частями (рис. 12.8, б), узлы с про­кладками иногда используют для соединения элементов фермы, как это видно на рис. 12.8, в.

Пример узла с накладкой приведен на рис. 12.9. Узлы с накладками в настоящее время проектируют редко. В боль­шинстве случаев они могут быть лишь в легких фермах.

Конструкции опорных узлов зависят от назначения ферм и устройств креплений. При конструировании опорных уз­лов ферм необходимо соблюдать следующие условия: на­правление реакции А должно проходить через центр опор­ного узла; сжатый пояс должен проходить над опорой, не прерываясь; узел должен обладать достаточной жесткостью (рис. 12.10).