Конструирование и расчет монтажных стыков

Монтажные соединения стальной фермы покрытия необходимо конструировать с учетом их расположения в узлах излома верхнего и нижнего поясов. Для обеспечения необходимого уклона (ί = 0,025%) стержневые элементы поясов 11,25-метровых отправочных марок фермы (Ф-11,25) привариваются к фланцам только после соответствующего косого реза их торцов. Аналогичные поясные элементы 4,5-метровой вставки (отправочной марки Ф-4,5), имеющей нулевой уклон (ί = 0), отличаются прямым резом их торцов. Кроме того, в собранных на монтаже стыках между фланцами для прикрепления дополнительных стержней решетки фермы размещаются плоские прокладки из листового проката, приваренные в заводских условиях к стержневым элементам замкнутого профиля.

Монтажные стыки нижнего пояса фермы воспринимают продольное усилие поясного элемента Fнп = N16-17 = 3124,8 кН и местную поперечную силу Qloc = N6-16 = N8-17 = -122,84 кН (рис. 4.). Такая нагрузка во фланцевых соединениях без предварительного напряжения болтов (тип Б) вызывает в последних одновременное действие и растяжения, и среза, вынуждая их работать в условиях сложного напряженно - деформатированного состояния. Более предпочтительны фланцевые соединения с предварительным натяжением болтов (тип А), величина которого такова, что продольная нагрузка не может разжать стянутые фланцы, а поперечная – преодолеть трение между ними. Величина продольной силы F, стягивающей подобным образом фланцы, составляет

F = Fнп + Floc = Fнп + Qloc/μ = 3124,8+122,84/0,25 = 3616,16 кН

где Floc = Qloc/μ – контактное усилие, необходимое, согласно формуле (40), для восприятия трением поперечной нагрузки; μ = 0,25 – коэффициент трения соединяемых поверхностей без их обработки.

42

85

65

Рис. 4. Схема монтажного стыка нижнего пояса фермы.

Для подбора сечения болтов по конструктивным соображениям можно принять их общее число nв = 8 и класс прочности 10.9. Тогда из условия прочности (30) с учетом выражения (31) можно записать:

Аbn,треб. = F/ (0,9nbRbt) = 361616 (0,9·8·5000) = 10,045 см2,

где Rbt = 500 МПа = 5000 кгс/см2 – расчетное сопротивление растяжению (табл. 7 методических указаний.).

Из сортамента (табл. 8 методических указаний) выбирают болт М42 класса 10.9 с расчетной площадью сечения "нетто" Аbn = 11,2 см2, проверка прочности которого имеет следующий вид:

F/ (0,9nbNbt) = 361616/ (0,9*8*56000) = 0,9<1,

где Nbt = Rbt Аbn = 5000·11,2 = 56000 кгс = 560 кН – расчетное усилие, согласно формуле (31) воспринимаемое одним болтом на растяжение, с которым его предварительно натягивают, чтобы фланцевое соединение работало по типу А.

Рассчитываемое болтовое соединение М42 необходимо разместить безмоментно (симметрично) относительно центра тяжести сечения поясного элемента, как можно ближе к нему и с учетом минимально допустимых расстояний от профиля и ребра жесткости до оси болта bb = 85 мм и от оси болта до края фланца cb = 65 мм (табл. 6 методических указаний). При этом каждый из 8 болтов должен быть равноудален от профиля и от ребра жесткости.

Под действием нагрузки фланец изгибается. Значение изгибающих моментов вычисляются по формулам (36 методических указаний):