Конструювання та розрахунок вузлів ферми
Вузли ферм конструюють одночасно з їх розрахунком. Обриси та розміри фасонок визначаються розмірами зварних швів, що прикріплюють стрижні до фасонок. Фасонки по конфігурації повинні бути більш простими прямокутними або трапецієподібними. Це спрощує їхнє виготовлення.
Розробляючи робоче креслення відправного елемента, необхідно йти до зменшення числа номерів деталей. Це в першу чергу стосується фасонок і прокладок. Призначаючи розміри фасонок та прокладок, слід по можливості об'єднувати їх (уніфікувати). Ширину фасонок бажано призначати відповідно до ширини листів за ГОСТ 82-70. Товщину фасонок, як зазначалося, встановлюють залежно від зусилля в стрижнях решітки ферми.
Прикріплювати стрижні ферми до фасонок • рекомендується фланговими швами, але можливе й обварювання за контуром. Товщину швів hm зазвичай задають, призначаючи її в залежності від товщини елементів, що зварюються і кратної 2 мм. По перу куточків товщину шва слід приймати на 1-2 мм менше товщини полиці куточка; по обушку товщину швів дозволяється приймати не більше 1,26 [де б - менша товщина сполучних елементів (фасонки або куточка)]. Товщина зварного шва повинна бути не менше 4 мм і не менше значень наведених у табл. Х.З.
Розрахункову довжину слід збільшувати на 10 мм, щоб компенсувати непровар на кінцях швів.
Конструктивно вузли можна вирішити по-різному. Нижче розглянемо найпоширеніші рішення зі стрижнями кутових перерізів.
Вузол 1 - проміжний. Кути верхнього пояса стику не мають. Шви, що прикріплюють куточки поясів до фасонок, є суцільні. Розраховують їх на різницю зусиль у панелях, що примикають, пояса. Доповни
тельно в них виникають напруження від вертикального вузлового навантаження. Сумарна напруга у цих швахотримаємо як геометричну суму:
де'Т1 — дотичне напруження (вздовж шва) від сили, що зсуває; Т2 - дотична напруга (поперек шва) від вертикального вузлового навантаження.
Розрахункова довжина швів, що прикріплюють куточки поясів до фасонки, у цьому вузлі та інших подібних вузлах, у яких відсутня стик поясних куточків, зазвичай менше фактичної довжиною фасонок, що диктується, тому перевірка напруг за формулою, як правило, не потрібна.
Розміри швів, що прикріплюють розкоси до фасонки, визначають за формулами
Вузол 2. Він відрізняється від вузла 1 тим, що куточки верхнього пояса мають стик. Його виконують за допомогою кутових чи листових накладок. Кутові накладки застосовують при однаковій товщині полиць елементів, що стикуються. При різній товщині поясних куточків стик перекривають листовими горизонтальними накладками та фасонкою.
Якщо стик поясних куточків здійснюється за межами кріплення розкосу до фасонки, то його розраховують на зусилля в поясі.
Вузол 3. Як правило, у коньковому вузлі влаштовують укрупнювальний стик ферми. Виходячи з вимог типізації конструкцій ферм, цей вузол слід вирішувати симетричним щодо вертикальної осі так, щоб обидві половини ферми були однаковими. Конструктивно цей вузол може бути оформлений по-різному. Стик поясних куточків можна перекривати як листовими накладками, так і кутовими. При одному та іншому рішенні ліва і права половини ферм однакові.
Якщо стик перекривають кутовими накладками, то розміри куточків приймають такими ж, як у куточків для пояса. Кутові накладки згинають по ухилу ферми, обушки та вертикальні полиці зрізають.
Вузол 4. Цей вузол є теж укрупительним і може бути так само по-різному конструктивно оформлений. Варіант цього вузла вирішено аналогічно варіантуконькового вузла 3. Другий варіант також аналогічний варіанту вузла 3, але для компенсації площі кутових накладок, у яких зрізають обушок і частину однієї полиці; приварюють вертикальні листові накладки. Якщо ж куточки нижнього пояса ферми підібрані з деяким запасом, то може виявитися, що і ослабленого перерізу кутових накладок достатньо для сприйняття зусилля в стику нижнього пояса, вертикальні накладки можна не приварювати.
Можливі й інші рішення укрупнювальних стиків ферм. Наприклад, стик куточків нижнього пояса врозбіг або на загальній (нерозрізаній) фасонці, якщо ферма із заводу може бути відправлена в цілому вигляді.
Вузол 5. На XIV.9 показані типові рішення опорного вузла, які застосовуються при шарнірному та жорсткому сполученнях ферми з колоною. При шарнірному поєднанні ферму зазвичай встановлюють на оголовок колони зверху, при жорсткому ферма примикає збоку. Опорний тиск ферми передається на колону через струганий торець планки (фланця), привареної до фасонки (варіант а).
Довжину швів, що прикріплюють фланець до фасонки, визначають при конструюванні вузла. Для цього спочатку наносять у масштабі розміри швів, якими приварюють опорний розкіс фасонки. При шарнірному поєднанні ферми з колоною в швах, що прикріплюють фланець до фасрнке, розвиваються лише дотичні напруги, що викликаються опорною реакцією. Їх товщину визначають за формулою.
При жорсткому поєднанні у яких виникає складне напружений стан, про який буде розказано § 5 гол. XV.
При опорі кроквяних ферм на цегляні стіни або залізобетонні колони опорний вузол ферми вирішують так, як показано на XIV.9. Площа опорної плити обчислюють за формулою