Конструирование узлов сварных ферм

В узлах соединения уголков рекомендуется избегать сварки уголков впритык (рис. 12, 7). Нахлесточное соединение (вид 2) с обваркой контура уголка прочнее и жестче. Целесообразно перекрещивать полки уголков, перпендикулярные к плоскости соединения. Конструкции 4, 6 значительно жестче соединений 3, 5. Во избежание появления в стержнях лишних изгибающих и крутящих моментов целесообразно соединять элементы фермы так, чтобы линии центров изгиба сечений пересекались в одной точке (конструкции 7, 9 – неправильные; 8, 10 — правильные)

сварка ферм

рис. 12

Желательно совмещать линии центров изгиба также в поперечной плоскости. Соединение полками, обращенными в одну сторону (виды 11, 12), целесообразнее соединения полками, обращенными в разные стороны (виды 13, 14). В последнем случае в результате смещения линий центров изгиба в узле под нагрузкой возникает скручивающий момент

Соединение полками в одну сторону компактнее. В конструкциях 11, 12 ширина узла (в плоскости, перпендикулярной к плоскости чертежа) примерно вдвое меньше, чем в конструкциях 13, 14. Однако в конструкциях 13, 14 узлы и фермы в целом получаются пространственно более жесткими; укладка швов проще, вследствие чего эти конструкции широко применяют на практике.
Жесткость соединения усиливают косынками. Соединение с накладными косынками (вид 16) значительно прочнее и жестче, чем соединение с косынками впритык (вид 15)

На видах 17 — 18 изображены примеры многолучевых соединений с накладными косынками. Сравнительные преимущества и недостатки соединений с полками, обращенными в одну сторону (вид 17) и в разные стороны (вид 18), такие же, как и для бескосыночных, соединений (виды 11—14)

На видах 19—22 представлены примеры соединения уголков в пространственных узлах.
В трубчатых фермах наиболее простое и надежное соединение — стыковое (виды 23, 24). Недостаток его — ограниченность числа труб, которые могут быть соединены в одном узле. Создание пространственных узлов возможно лишь при условии, что диаметр центральной трубы значительно превышает диаметр присоединяемых труб (вид 25).
Расплющивание присоединяемых труб (виды 26, 27) позволяет увеличить число соединяемых в узле труб (вид 28) и повышает жесткость соединения (только в плоскости расплющивания). При соединении труб различного диаметра трубу меньшего диаметра для увеличения жесткости узла развальцовывают на конус (виды 29, 30).
Применяют также сварку в муфтах из цельных (виды 31-33) или сварных (вид 34) труб

Чаще всего соединения труб усиливают косынками. Косынки приваривают впритык {виды 35, 36); впритык и в прорезь по одной из труб (виды 37, 38); в прорезь по всем соединяемым трубам (виды 39, 40).
Присоединение косынками в прорезь с разделкой концов труб в горячем состоянии «на ложку» (виды 41; 42) позволяет соединять в одном узле несколько труб и применяется в многолучевых узлах. Недостатки соединения — малая жесткость в плоскости расположения косынок и трудоемкость операций разделки труб.
Для увеличения жесткости применяют двойные косынки (виды 43, 44). Расстояние между косынками (в направлении, перпендикулярном их плоскости) целесообразно выбирать так, чтобы кромки смежных косынок можно было проварить одним швом т (виды 46, 47)

фермы трубами

Наиболее прочны и жестки U-образные косынки (виды 46, 48).
В тяжелонагруженных узлах применяют соединение на штампованных накладках, охватывающих присоединяемые трубы (виды 49, 50). Жесткость соединения можно повысить придавая накладкам косынки, свариваемые точечной сваркой (виды 51, 52)

В многолучевых соединениях применяют приварку труб, к звездообразным штамповкам с гнездами (вид 53) или цапфами (вид 54) под трубы. Многолучевые узлы соединяют также на сварных коробках, призматических (виды 55, 56), цилиндрических (вид 57) или сферических (вид 58). Последним способом можно соединять трубы практически под любым пространственным углом.
На видах 59 — 62 представлены примеры шарнирного соединения сварных труб в узлах ферм

По материалам П.И. Орлов “Основы конструирования” т.2