5.8 Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны

Прикрепление верхней части колонны к нижней проектируем при помощи траверсы. Высоту траверсы предварительно приняли мм. Для обеспечения жесткости узла ставим ребра жесткости и горизонтальные пояса. Вертикальные ребра назначаеммм, ширину ребра принимаем 120мм с общей шириноймм, нижний пояс назначаем сечениеммм. Верхний пояс размещаем на 200мм ниже от верха траверсы и назначаем из двух листов сечением. Принимаем толщину плиты на уступе колоннымм.

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

кНм; кН;

кНм; кН;

Расчетное давление от кранов: кН.

Стыковые швы №1 проверяем на прочность по нормальным напряжениям. Контроль качества стыковых швов производим физическим методом. В этом случае расчетное сопротивление швов МПа.

Напряжение во внутренней полке подкрановой части колонны определяем для двух комбинаций по формуле:

, (5.53)

где А – площадь сечения верхней части колонны, равная 157,6 см²,

W – момент сопротивления сечения верхней части колонны, равный 4477,96см³.

Напряжения от первой комбинации:

МПаМПа.

Напряжения от второй комбинации:

МПаМПа.

Толщину стенки траверсы и вертикального ребра определяем от воздействия :

, (5.54)

гдесм,

=42 см – ширина опорных рёбер;

Мпа.

см.

Принимаем мм.

Проверяем прочность сварного шва №2, который передает с внутренней полки на траверсу усилие:

, (5.55)

гдеcм – высота сечения верхней части колонны.

Рисунок 5.1 – Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

кН.

Сварку выполняем механизированным способом (полуавтоматом) в лодочку сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,4-2 мм. Вертикальные ребра траверсы привариваем швами с катетом мм. Расчет прочности шва проводим по сечению металла границы сплавления сварного соединения,

МПа,

МПа,

где МПа.

Проверку прочности сварного шва производят по следующей формуле:

, (5.56)

где– длина фланговых, сварных швов.

см.

МПаМПа.

Для расчета швов №3, прикрепляющих траверсу к подкрановой ветви колонны, составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией является сочетание 1,2,3,4, включающее загружение силой :

кН·м;

кН;

Опорную реакцию определим по формуле:

, (5.57)

где k = 1,2–коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия D_max,

=0,9 – коэффициент сочетания, учитывающий , что усилия М и N приняты для второго основного сочетания.

кН.

Принимаем см;

МПа (5.58)

Прочность швов прикрепляющих вертикальное ребро к стенке подкрановой ветви, обеспечивается, т. к. усилие в них, равное D_max/2, меньше усилия в швах, расположенных с другой стороны стенки колонны.

Стенку подкрановой ветви проверяем на срез по усилию, вычисленному для сочетания 1,2,3,4 при полной передаче усилия:

Для двутавра №55 толщина стенки t_w=11 мм. Расчетная высота среза, равна высоте стенки траверсы h_w=h_s-t_f = 80-1,6 = 78,4 см.

Определим напряжения в стенки подкрановой ветви:

, (5.59)

где h_w и t_w – высота среза и толщина стенки двутавра соответственно.

.

Траверса работает как балка пролетом h_н, загруженная усилиями М и N в сечении 2-2 надкрановой части колонны над траверсой. Определяющей является комбинация М и N, которой соответствует наибольшая реакция на правой опоре R_max, которая определяется для двух сочетаний усилий по формуле:

, (5.60)

Для первого сочетания усилий: кНм; кН;

кН.

Для второго сочетания усилий: кНм; кН;

кН.

Изгибающий момент у грани внутренней полки равен:

, (5.61)

где R_max – максимальная реакция из R₁ и R₂.

кНм.

Геометрические характеристики сечения траверсы:

положение центра тяжести

, (5.62)

где и– статический момент, и площадь сечения траверсы.

см

см;

момент инерции

см⁴.

Напряжения в верхних волокнах траверсы от изгибающего момента, определяются по формуле:

, (5.63)

МПаМПа.

Расчетная поперечная сила в траверсе с учетом части опорного давления подкрановых балок при сочетании 1,2,3,4: кН.

Проверяем стенку траверсы на срез;

, (5.64)

где и– высота среза, и толщина стенки траверсы соответственно,

МПа МПа, следовательно, условие выполняется.