Розрахунок та конструювання вузлів стику поясів

Ці вузли влаштовуються внаслідок обмеженості довжини прокату, а також в місцях різкого перепаду зусиль, де зміна перерізу пояса є раціональною. Стик можна влаштовувати в межах вузла і поза ним. Стик в межах вузла (рис.8.37) більш поширений, оскільки при такому рішенні фасонку можна включати в роботу стика. Стик розміщується на вузловій фасонці з проміжком 50 мм і зміщується в бік панелі з меншим зусиллям на 300…500 мм. Виступаючі полиці поясних кутиків в місці стику перекриваються двома окремими накладками з зовнішньої сторони пояса.

Рис. 8.37. Вузол стику поясів

Ширина кожної накладки b_н призначається конструктивно, виходячи з ширини полиці b більшого поясного кутика і необхідних зазорів (2 см – виступ накладки за межі пера кутика, 4 см – мінімальна відстань між двома сусідніми швами)

b_н = b – 4 см + 2 см.

Товщина накладки t_н приймається конструктивно не меншою товщини полиці більшого поясного кутика. При конструюванні стиків необхідно дотримуватися основного правила: площа перерізу стикових елементів повинна бути не меншою за площу перерізу елементів, що стикуються.

Робота вузла з перерваними поясами досить складна. В місці відриву кутиків (в перерізі 1-1) зусилля буде передаватися через частину фасонки висотою , яка включається в роботу стика, і дві поясні накладки, які в перерізі являють собою тавр. Центр ваги такого тавра не співпадає з центром ваги поясу, внаслідок чого в перерізі виникає позацентровий розтяг або стиск.

Попередньо розрахувавши шви приєднання стержнів решітки до фасонки та розробивши креслення вузла, можна визначити розміри тавра: h_p – висота частини фасонки, яка включається в роботу стика, ( - ширина полиці меншого поясного кутика); t_p – товщина фасонки; с – виступ фасонки за межі накладки (с = 2 см – t_н).

Визначається положення центра ваги таврового перерізу відносно довільно взятої осі (наприклад, осі а-а):

,

де S_a – статичний момент таврового перерізу відносно осі а-а; А – площа таврового перерізу.

Обчислюється момент інерції перерізу тавра І_х відносно його нейтральної осі х-х і моменти опору перерізу для крайніх верхніх та нижніх волокон:

; .

Переріз сприймає поздовжнє зусилля N та згинаючий момент М від неспівпадання центрів ваги нижнього пояса ферми і тавра:

M = N · e ; e = y – (z₀ + t_н + с) ,

де N – зусилля в панелі пояса, в сторону якої винесений стик; е – ексцентриситет дії зусилля N по відношенню до центра ваги тавра.

Перевіряється напруження у фасонці з умови її роботи в пружній стадії (рис. 8.38):

- в нижніх фібрових волокнах

;

- в верхніх фібрових волокнах

.

Рис.8.38. До розрахунку міцності фасонки у вузлі стику

Напруження в накладках:

,

де А – площа перерізу тавра, A = 2 · b_н · t_н + h_p· t_p ; W_н – момент опору перерізу відносно осі х-х для фібрових волокон накладок.

Зварні шви, які прикріплюють кожну окрему накладку до виступаючих полиць поясних кутиків, розраховуються з умови рівноміцності з накладками на дію зусилля N_н = A_нR_yg_c = b_нt_нR_yg_c (з умови міцності ), де N_н – несуча здатність накладки.

Необхідна довжина кожного з двох швів, які прикріплюють одну накладку до кутиків зліва від стику

,

те ж, справа від стику

.

Катети k_f1 i k_f2 залежать від товщини полиць кутиків і, як правило, різні.

Тоді довжина накладки l_н = l_w1 + l_w2 + 5 см.

Прикріплення поясних кутиків меншого перерізу до фасонки зліва від стику розраховується на більше з двох значень зусиль:

1) значення зусилля в панелі пояса, за виключенням тієї частини, яку сприймають на себе дві накладки

;

2) не менше половини зусилля, що діє в панелі пояса

,

де 1,2 – коефіцієнт, який враховує нечіткість роботи стикової накладки.

Остаточне значення - це зусилля, яке передається частиною фасонки, що включається в роботу стика. Розрахунок цих швів виконується аналогічно іншим стержням.

Шви, які прикріплюють поясні кутики більшого перерізу до фасонки (справа від стику), розраховуються за аналогією розрахунку поясних швів проміжних вузлів.