Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны.

Прикрепление верхней части колонны к нижней проектируем при помощи траверсы. Высота траверсы предварительно принята h_s = 800мм. Для обеспечения общей жёсткости узла ставим рёбра жёсткости и горизонтальные пояса. Вертикальные рёбра назначаем толщиной t_p=15мм равной толщине полки надкрановой части колонны. Ширину ребер принимаем 225мм с общей шириной 2·225+10=460мм, равной ширине полки надкрановой части колонны. Нижний пояс назначаем сечением - 460х15мм. Верхний пояс располагаем ниже на 200 мм от верха траверсы и назначаем из двух листов сечением - 225х15мм. Принимаем толщину плиты на уступе колонны t_пл=20мм. Конструкция узла сопряжения верхней и нижней частей колонны показана на рисунке. 5.4

Расчётные комбинации усилий в сечении 3-3 над уступом :

М₁= -593.0 кНм. , N₁= -565.4 кНм.;

М₂= +177.5 кНм. , N₂= -515.0 кНм.

Расчётное давление кранов D_max=1750.00 кН.

Стыковые сварные швы №1 проверяем на прочность по нормальным напряжениям. Контроль качества стыковых швов принимаем физическим методом. В этом случае расчётное сопротивление швов R_wy=R_y=245 МПа.

Напряжения во внутренней полке надкрановой части колонны определяем для первой комбинации усилий.

Напряжения в наружной полке для второй комбинации усилий:

Толщину стенки траверсы и вертикального ребра подкрановой ветви определяем из условия смятия от воздействия D_max,

, b_op – ширина опорного ребра подкрановой балки,

Принимаем t_s = 14мм.

Проверяем прочность сварных швов №2 , которые передают с внутренней полки колонны на

траверсу усилие :

Сварку выполняем механизированным способом в лодочку сварочной проволокой марки Св-08Г2С диаметр 1,4—2мм. Вертикальные рёбра траверсы привариваем швами с катетом k_f =7 мм.

Расчёт прочности шва проводим по сечению металла границы сплавления сварного соединения, так как , где

Расчётная длинна фланговых швов должна быть не более

Для расчёта сварных швов №3, прикрепляющих траверсу к подкрановой ветви колонны , составляем комбинации усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией является сочетание 1,2,3,5(-) .

М = -432.6-87.2+431.4-118.0=-206.4 кНм;

N = -534.6-107.7+10.2-7.4= -639.5кН.

где k = 1.2 – учитывает неравномерную передачу усилия D_max;

ψ = 0,9 – коэф. сочетания М и N.

Принимаем .

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

Стенку подкрановой ветви колонны проверяем на срез по усилию, вычисленному для сочетания 1,2,3,5(-). при полной передаче усилия D_max.

Для двутавра №50 толщина стенки t_w = 10мм. Расчётная высота среза , равная высоте стенки

траверсы h_w = h_s – t_f = 80-1.5 = 78.5 см.

Траверса работает как балка пролётом h_н , загруженная усилиями M, N в сечении 3-3 надкрановой части колонны над траверсой. Определяющей является та комбинация M и N которой соответствует наибольшая реакция на правой опоре R_max.

Для первого сочетания усилий М₁ = -593.0 кНм, N = -565.4 кН.

Для второго сочетания усилий М₁ = 177.5 кНм, N = -515 кН.

Изгибающий момент у грани внутренней полки верхней части колонны :

кНм.

Геометрические характеристики сечения траверсы :

Положение центра тяжести

Момент инерции

Напряжения в верхних волокнах траверсы от изгибающего момента:

Расчётная поперечная сила в траверсе с учётом части опорного давления подкрановых балок при

сочетании 1,2,3,5(-) Q = F_w3 = 781,104 кН. Проверяем стенку траверсы на срез :

Рис. 5.4, Узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны.