Приложение С (рекомендуемое). Узлы ферм с непосредственными прикреплениями элементов решетки к поясам

Приложение С

(рекомендуемое)

Узлы ферм с непосредственными прикреплениями элементов решетки к поясам

С.1 Общие положения

В узлах ферм с непосредственным прикреплением элементов решетки к поясам проверяют:

несущую способность стенки (полки) пояса, к которой примыкает элемент решетки;

несущую способность элемента решетки вблизи примыкания к поясу;

прочность сварных швов.

В приведенных далее формулах обозначено:

N     - усилие в примыкающем элементе (решетки);

М     - изгибающий момент от основного воздействия в примыкающем элементе

        в плоскости фермы в сечении, совпадающем  с  примыкающей  стенкой

        (полкой)   пояса  (момент   от  жесткости  узлов  допускается  не

        учитывать), для  ферм  из  круглых  труб - аналогичный  момент  в

        рассматриваемом  элементе  в  сечении,  проходящем   через  точку

        пересечения этого элемента с образующей пояса;

F     - продольная сила в поясе со стороны растянутого элемента решетки;

А     - площадь поперечного сечения пояса;

R     - расчетное сопротивление стали пояса;

 у

t     - толщина стенки (полки) пояса;

альфа - угол примыкания элемента решетки к поясу;

A     - площадь поперечного сечения элемента решетки;

 d

t     - толщина стенки (полки) элемента решетки;

 d

R     - расчетное сопротивление стали элемента решетки.

 yd

С.2 Фермы из гнутосварных профилей

С.2.1 Узлы ферм из замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения (рисунок С.1) проверяют согласно требованиям С.1, а также учитывают несущую способность боковой стенки пояса (параллельной плоскости узла) в месте примыкания сжатого элемента решетки.

С.2.2 В случае одностороннего примыкания к поясу двух элементов решетки или более с усилиями разных знаков (рисунок С.1,а,б), а также одного элемента в опорных узлах (рисунок С.1,в) при d/D <= 0,9 и g/b <= 0,25 несущую способность стенки пояса проверяют для каждого примыкающего элемента по формуле

     1,5 M           (0,4 + 1,8 g/b)f sin альфа

(N + ------)----------------------------------------------- <= 1,   (C.1)

       d                         2

        b   гамма гамма гамма R t (b + g + кв.корень (2Df))

                 c     d     D y

где гамма  - коэффициент влияния знака  усилия  в  примыкающем  элементе,

         d   принимаемый равным 1,2 при растяжении  и  1  -  в  остальных

             случаях;

    гамма  - коэффициент влияния продольной силы  в  поясе,  определяемый

         D   при сжатии в поясе, если |F|/(AR ) > 0,5, по формуле

                                             y

     гамма  = 1,5 - |F|/(AR ),

          D                y

     в остальных случаях гамма  = 1,0;

                              D

     b - длина участка линии пересечения примыкающего элемента с поясом в

         направлении оси пояса, равная d /sin aльфа;

                                        b

     g - половина расстояния между смежными стенками   соседних элементов

         решетки или поперечной стенкой раскоса и опорным ребром;

     f = (D - d)/2.

С.2.3 Несущую способность стенки пояса в У-образных узлах (рисунок С.1,г), а также в узлах, указанных в С.2.2, при g/b > 0,25 проверяют по формуле

                (N + 1,7 M/d ) f sin альфа

                            b

     --------------------------------------------------- <= 1.      (C.2)

                              2

     гамма  гамма  гамма  R  t  (b + 2 кв.корень (2 Df))

          c      d      D  y

С.2.4 Несущую способность боковой стенки в плоскости узла в месте примыкания сжатого элемента при d / D > 0,85 проверяют по формуле

                                      2

     N <= 2 гамма  гамма  kR  t d /sin альфа,                       (C.3)

                 c      t   y    b

где гамма  - коэффициент  влияния  тонкостенности  пояса,  для  отношений

         t   D /t >= 25 принимаемый равным 0,8, в остальных случаях - 1;

              b

    k      - коэффициент, принимаемый равным:

            2                       2

при 4 (t/D ) - R /E <= 0    3,6 (t/D ) E/R ;

          b     y                   b     y

               2              -4                 2

при 0 < 4(t/D ) - R/E < 6 х 10   0,9 + 670 (t/D )  - 170 R/E;

             b                                 b

в остальных случаях - 1.

C.2.5 Несущую способность элемента решетки вблизи примыкания к поясу проверяют:

а) в узлах, указанных в С.2.2, при углах примыкания aльфа = 40° - 50° по формуле

      (N + 0,5 M/d )(1 + 0,013 D/t)

                  b

     --------------------------------- <= 1,                        (C.4)

            гамма  гамма  k R   A

                 c      d    yd  d

где k - определяют, как в С.2.4, но с   заменой  характеристик  пояса  нa

        характеристики элемента решетки: D   на большее из значений d или

                                          b

        d , t на t   и R   на R  .

         b        d     y      yd

Для элемента решетки неквадратного сечения в левую часть формулы (С.4) вводят множитель

       3(1 + d/d )

                b

     ---------------;

       2(2 + d/d )

                b

б) в узлах, указанных в С.2.3, по формуле

               [1 + 0,01(3 + 5d/D - 0,1d t )D/t]sin альфа

     0,5M                               b d

(N + -----) х -------------------------------------------- <= 1.    (C.5)

      d                  гамма  гамма  k R   A

       b                      с      d    yd  d

Выражение в круглых скобках формулы (С.5) не должно быть менее 0.

Для элементов решетки неквадратного сечения в левую часть формулы (С.5) вводят множитель (1 + d/d_b)/2.

С.2.6 Прочность сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу, проверяют:

а) в узлах, указанных в С.2.2, при углах примыкания aльфа = 40° - 50° по формуле

     0,5M             0,75 + 0,01 D/t

N + ------)---------------------------------------- <= 1,          (C.6)

     d      бета  k  гамма  R   (2d /sin альфа + d)

      b         f  f      c  wf    b

где бета , k , R   принимают согласно требованиям раздела 15;

        f   f   wf

б) в узлах, указанных в С.2.3, по формуле

              [1 + 0,01(3 + 5d/D - 0,1d /t )D/t]sin альфа

     0,5M                              b  d

(N + -----) х ------------------------------------------- <= 1;     (C.7)

      d                 4бета  k  d  гамма  R

       b                     f  f  b      c  wf

в) сварные швы, выполненные при наличии установочного зазора, равного (0,5 - 0,7) t_d, с полным проплавлением стенки профиля рассчитывают как стыковые.

С.3 Фермы из круглых труб

С.3.1 Узлы ферм из круглых труб (рисунок С.2) проверяют согласно требованиям С.1.

С.3.2 В случае примыкания к поясу n элементов решетки (рисунок С.2,а,б), а также одного элемента в опорных узлах (рисунок С.2,в) несущую способность стенки пояса проверяют для каждого примыкающего элемента по формулам:

   n

|Сумма эпсилон  мю N sin альфа /пси |/(гамма  гамма  S) <= 1; j = 1,...,n; (C.8)

 i = 1        ij  i i         i    i        Dj     rj

|N | sin альфа /(пси 2S) <= 1,                                      (C.9)

  j           j     j

где      i - номер примыкающего элемента;

         j - номер рассматриваемого примыкающего элемента;

    N , N  - усилие в примыкающем элементе, принимаемое  с  учетом  знака

     i   j   ("плюс" при растяжении, "минус" при сжатии);

       мю  - коэффициент, при i = j определяемый по формуле

         i

            гамма            1,7 M

                 dj               j

     мю  = --------- + ------------------;

       i    гамма       N  l   sin альфа

                 zj      j  zj          j

          при i не равно j    мю  = 1;

                                i

здесь гамма   - коэффициент влияния  знака  усилия   в    рассматриваемом

           dj   примыкающем элементе,  принимаемый   равным    0,8    при

                растяжении и 1,0 - в остальных случаях;

          l   - длина участка  примыкания рассматриваемого элемента  (для

           zj   трубчатых элементов l   = d /sin aльфа );

                                     zj    j          j

      гамма   - коэффициент  влияния  длины  примыкания  рассматриваемого

           zj   элемента, для нецилиндрических примыканий определяемый по

                формуле

                    l   - b

                     zj    j

     гамма   = 1 + ------------;

          zj        2(2D - b )

                            j

     для цилиндрических примыканий (труб) гамма   = 1;

                                               zj

     b  или b  - ширина примыкающего элемента  (для  трубчатого  элемента

      i      j   b  = d  или b  = d );

                  i    i      j    j

             S - характеристика  несущей  способности пояса, определяемая

                 по формуле

                              2

     S = 13(1 + 0,02 дельта) t  R  гамма ;                         (С.10)

                                 y      с

здесь дельта = D/t - тонкостенность пояса;

      гамма   - коэффициент влияния продольной силы в поясе, определяемый

           Dj   при сжатии в поясе по формуле

                               2

     гамма   = 1 - 0,5(F /AR  ) ,

          Dj            j   y

                 в остальных случаях - гамма   = 1;

                                            Dj

здесь      F  - продольная сила  в  поясе со стороны растянутого элемента

            j   решетки;

      гамма   - коэффициент влияния подкрепления   стенки  пояса  в  узле

           rj   поперечными ребрами   (диафрагмами  и  т.п.), принимаемый

                равным   1,25  при  расположении  подкрепляющего  ребра в

                пределах участка  рассматриваемого  примыкания  и  1  - в

                остальных случаях;

    эпсилон   - коэффициент  влияния   расположения  каждого  из  смежных

           ij   примыкающих элементов  по  отношению  к  рассматриваемому

                (j-му), определяемый по таблице С.1;

                 при i = j     эпсилон   = 1;

                                      ij

пси  = arcsin бета  ,

    i             wi

                   при бета  <= 0,7 допускается принимать

                           i

                   пси  = 1,05 бета  (бета  - см. таблицу С.1),

                      i            i      i

                   при бета  > 0,7

                           i

                                                   8

                   пси  = 1,05 бета  (1 + 0,15 бета ),

                      i            i               i

     бета   = b  /D;

         wi    wi

      бета   - ширина охвата пояса примыкающим элементом  между  кромками

          wi   сварного шва (при  бета  <= 0,7     допускается  принимать

                                      i

               бета   = бета , при бета > 0,7 b   = b  - t  ).

                   wi       i                  wi    i    di

С.3.3 Несущую способность стенки трубчатых элементов решетки вблизи примыкания к поясу проверяют по формуле

С.3.4 При подкреплении стенки пояса в узле (в местах примыкания рассматриваемого примыкающего элемента) прилегающей и приваренной к поясу накладкой толщиной t_a вместо R_y в формуле (С.10) принимают расчетное сопротивление материала накладки R_ya, вместо t - приведенную толщину t_ef, принимаемую равной: для растянутых примыкающих элементов t_a, но не более 1,5 t, для сжатых - t_max + 0,25 t_min, где t_max - большая, a t_min - меньшая из толщин t и t_a.

Таблица С.1

Расположение оси смежного примыкающего элемента относительно оси рассматриваемого	Тип узла	s ij	эпсилон ij
С той же стороны пояса	К	-	1,3дзета (1 + 0,02 дельта) ij 1 - --------------------------- 1 + 0,04 дельта
С противоположной стороны пояса	X	0 <= s < D ij	6пси (1 + 0,02) пи s i 2 ij [------------------------- - 1] cos (------) 8 2D 1 + 5,4 бета + 5,6 бета i i
		>= D	0
Обозначения, принятые в таблице С.1 (рисунок С.2): g - наименьшее расстояние вдоль оси пояса между сварными швами, прикрепляющими к поясу ij рассматриваемый и смежный элементы решетки (продольный просвет): бета бета D D i j g = (--- + e )(ctg альфа + ctg альфа - ---(---------- + -------------)), ij 2 ij i i 2 sin альфа sin альфа i j s - расстояние вдоль пояса между бортами рассматриваемого и смежного примыкающих элементов: ij D D 2 s = (--- кв.корень (1 - бета ) + e ) ctg альфа (--- кв.корень (1 - бета ) + e ) ctg альфа ; ij 2 wi ij i 2 wj ij j бета = b /D - отношение ширины примыкания смежного элемента к диаметру пояса (для трубчатых i i элементов бета = d /D). i i Примечание - Значения дзета принимают равными: ij при g <= 0 дзета = 0,6; ij ij 4 при 0 < g < D дзета = 1 - 0,4 (1 - g /D) ; ij ij ij при g >= D дзета = 1. ij ij

С.3.5 Прочность сварных швов в случае резки труб со скосом кромки допускается проверять по формуле

     N <= 0,95 A  R  ,                                             (C.12)

                d  wy

где R   - расчетное  сопротивление   сварного    стыкового    соединения,

     wy   принимаемое по указаниям 7.4.

С.4 Фермы из двутавров

С.4.1 Узлы ферм из двутавров с параллельными гранями полок (рисунок С.3) проверяют согласно требованиям С.1, а также учитывают:

несущую способность участка стенки пояса, соответствующего сжатому элементу решетки;

несущую способность поперечного сечения пояса на сдвиг.

С.4.2 В случае одностороннего примыкания к двутавровому поясу двух двутавровых элементов решетки или более с усилиями разных знаков (рисунок С.3,а,б), а также одного элемента в опорных узлах (рисунок С.3,в) при g <= 15 мм несущую способность полки пояса проверяют для каждого примыкающего элемента по формуле

                                    2

                  гамма  гамма  R  t       2d           2

            M          c      D  y           b         D

     (N + ----)/[---------------------(----------- + ---- +

           d               d               2          d

            b                           sin альфа      b

       2 кв.корень (2D)

     + ----------------) + R   (A  - t  d)] <= 1,                  (C.13)

           sin альфа        yd   d    d

где гамма  - коэффициент, определяемый по указаниям С.2.2.

         D

С.4.3 Несущую способность участка стенки двутаврового пояса под действием сжатого двутаврового элемента решетки проверяют по формуле

          2

     N sin альфа/(1,5 гамма  гамма  R  d  t  ) <= 1,               (C.14)

                           с      D  y  b  w

где t  - толщина стенки пояса.

     w

С.4.4 Несущую способность поперечного сечения двутаврового пояса под воздействием поперечной силы в узле проверяют по формуле

     Q/{гамма  R  [A - (2 - хи) Dt + (t  + 2r)t]} <= 1,            (C.15)

             c  s                      w

где  Q - поперечная сила в узле, равная меньшему  из  произведений  N sin

         aльфа;

    R  - расчетное сопротивление сдвигу стали пояса;

     s

                               2    2

     хи = 1/кв.корень (1 + 16 g /(3t ));

     r - радиус закругления профиля пояса.

С.4.5 Несущую способность двутаврового элемента решетки вблизи примыкания к поясу проверяют по формуле

     N(1 + 0,05 d/t)/(гамма  гамма  R   A ) <= 1,                  (C.16)

                           c      d  yd  d

где гамма  - коэффициент, принимаемый по указаниям С.2.2.

         d

С.4.6 Сечения сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу, принимают соответственно прочности участков (полок, стенок) двутаврового элемента решетки.