Продолжаем проектирование здания склада в ПК ЛИРА САПР. В предыдущей статье был выполнен расчёт узлов плоской рамы средствами ЛИРА САПР. В рамках данной статьи выполним расчёт узла стыка нижнего пояса. Расчёт будем выполнять вручную, т.к. в текущей версии ЛИРА САПР отсутствует возможность выполнить автоматизированный расчёт таких узлов.
Расчёт и конструирование фланцевого соединения нижнего пояса фермы
Конструкция фланцевого соединения принимается по серии 1.460.3-23.98, лист 24КМ.
По указаниям серии 1.460.3-23.98 принимаем:
1 Высокопрочные болты М24 (Лист 24КМ примечание 1);
2 Толщина фланца нижнего пояса 22 мм (сортамент ферм на листе 18КМ);
Конструкция фланцевого соединения выполняется с учётом Рекомендаций по расчёту, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций, Москва 1989 г.
4.9 Длина рёбер жёсткости должна быть не менее 200 мм.
Выполним чертёж фланцевого соединения с учётом принятых конструктивных решений:
Расчёт фланцевого соединения выполняем в соответствии с требованиями СП 16.13330.2017, а также Рекомендаций по расчёту, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций.
Расчёт прочности фланцевого соединения
Расчётное усилие растяжения и предварительного натяжения болтов принимаем согласно п.3.2-3.3 Рекомендаций:
Вр=Rbt*Abn – расчётное усилие растяжения болтов ФС;
Вр=Nbt – расчётное усилие, которое может воспринять болт ФС, определяемое по формуле (188) СП 16.13330.2017:
Nbt=Rbt*Abn*Yc,
где Rbt – расчётное сопротивление растяжению, определяемое по указаниям п.6.5 СП 16.13330.2017: Расчетные сопротивления одноболтового соединения следует определять по формулам, приведенным в таблице 5.
В0=0.9*Вр=0.9*Rbt*Abn – расчётное усилие предварительного натяжения болтов ФС;
Согласно п.5.7 рекомендаций, расчёт прочности ФС элементов замкнутого профиля, подверженных центральному растяжению, следует выполнять по формуле:
N<=n*K2*Bp,
где n=8 -количество болтов в соединении;
К2=0.8 – коэффициент, значение которого следует принимать по табл.5.
Rbun=1220 МПа - принимаем по таблице Г.5 как для болтов класса прочности 12.9;
Rbt=0.7*Rbun=0.7*1220= 854 МПа;
Abn=3.53 см2 – площадь сечения болта нетто, определяемая по таблице Г.9;
Yc – коэффициент условий работы, определяемый по таблице 1, принимаем Yc=1 , прим.5 случаи не оговорённые в настоящей таблице;
Nbt=Rbt*Abn*Yc=854000*0.000353*1=301.462 кН;
Определим усилие предварительного натяжения:
В0=0.9*Вр=0.9*Rbt*Abn=0.9*Rbt*Abn*Yc =0.9*854000*0.000353 =271.3158 кН;
Проверим несущую способность фланцевого соединения:
N=307 кН – внутреннее усилие в нижнем поясе;
N=307 кН<n*K2*Bp=8*0.8*301.462=1929.357 кН – условие выполняется.
Проверка прочности сварных швов
Определим длину сварных швов по рисунку
lш=10.4*4+12.8*8=144 см – длина сварных швов крепления опорных рёбер и пояса фермы к фланцу;
lш=20*8=160 см – длина сварных швов крепления опорных рёбер к поясу фермы;
Параметры для расчёта сварных швов:
6.4 Расчетные сопротивления сварных соединений для соединений различных видов и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 4.
Rwz=216 МПа.
Yf=0.7 – по таблице 39;
Yz=1 – по таблице 39;
Rwun=410 МПа – нормативное сопротивления металла шва по таблице Г.2;
Rwf=215 МПа – расчётное сопротивления металла шва по таблице Г.2;
Характеристики материалов:
Марка стали С345 по ГОСТ 27772-88, принятое расчётное сопротивление Ry=320 МПа, Run=480 МПа,
Коэффициент условий работы Yс=1.
Коэффициент надёжности по материалу Ym=1.05.
Размеры катетов сварных швов принимаем по таблице на листе 1.460.3-23.98.1-64КМ:
kf=0.5 см – шов прикрепляющий фланец к поясу, при толщине фланца 22 мм;
kf=0.5 см – шов, прикрепляющий ребро фланца к поясу, при толщине стенки пояса 4 мм;
Выполним проверку прочности сварных швов по п.14.1.16:
Прочность сварных швов обеспечена.
