4.4.2. Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

Определение толщины вертикального листа траверсы

Принимаем высоту траверсы h_тр = 800 мм.

Рис. 24. Узел сопряжения верхней и нижней частей колонны

Из условия прочности вертикального листа на смятие определяем его толщину:

,

,

где = 300 мм – ширина полки подкрановой балки,

принимаем равным 20 мм, тогда

,

R_p= 336 МПа – расчетное сопротивление смятию торцевых поверхностей, определено по табл. 52* [3] при ,

.

Принимаем согласно сортаменту = 10 мм.

Определение усилий в траверсе

,

где N = 335.11кН, М = -108.2 кНм – сочетание усилий, догружающее внутреннюю полку сечения верхней части колонны.

.

Рис. 25. Расчетная схема траверсы

Опорные реакции:

,

,

.

Усилия в траверсе:

,

где 0.9 – коэффициент, учитывающий основное сочетание усилий (2 и более временных нагрузок),

1.2 – коэффициент, учитывающий возможные неравномерности передачи усилий от подкрановой балки,

= 139,250,410 = 57,10 кНм.

Определение толщины вертикальных ребер траверсы

Толщину вертикальных ребер траверсы определяем из условия прочности на смятие

,

где – суммарная ширина вертикальных ребер,

,

принимаем толщину вертикальных ребер траверсы = 10 мм.

Проверка прочности траверсы

Определяем положение центра тяжести сечения траверсы:

.

Рис. 26. Сечение траверсы

Определяем момент инерции сечения траверсы:

Проверяем прочность траверсы по нормальным напряжениям:

,

где ,

,

прочность траверсы по нормальным напряжениям обеспечена.

Проверяем прочность траверсы по касательным напряжениям:

,

,

прочность траверсы по касательным напряжениям обеспечена.

Расчет швов Ш1

Швы Ш1 (4 шва) приваривают вертикальные ребра к вертикальному листу траверсы. Усилие в швах .

Назначим полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08А, тогда

R_wf = 180 МПа,

R_wz = 0.45 = 0.45370 = 166.5 МПа,

По табл. 34* [3] определяем коэффициенты глубины проплавления (полуавтоматическая сварка при d = 1.4-2 мм в вертикальном положении при катете шва k_f = 3-8 мм):

_f = 0.9, _z = 1.05.

Определяем менее прочное сечение сварного шва:

R_wf_f = 1800.9 = 162 МПа – по металлу шва,

R_wz_z = 166.51.05 = 166.5 МПа – по металлу границы сплавления.

Менее прочное сечение – по металлу шва, следовательно, в дальнейшем ведем расчет по металлу шва.

Условие прочности сварного шва по металлу шва:

, примем , тогда

,

принимаем катет шва = 4 мм.

Расчет швов Ш2

Швы Ш2 приваривают вертикальный лист траверсы к подкрановой ветви. Усилие в швах .

По табл. 34* [3] определяем коэффициенты глубины проплавления (полуавтоматическая сварка при d = 1.4-2 мм в вертикальном положении при катете шва k_f   3-8 мм):

_f = 0.9, тогда катет шва:

принимаем катет шва = 5 мм.

Расчет швов Ш3

Швы Ш3 приваривают накладку к наружной полке верхней части колонны и наружной ветви нижней части. Усилие в швах F’ (при сочетании N’ = 335.1 кН, М’ = -108,2 кНм, догружающем наружную полку сечения верхней части колонны).

.

Условие прочности сварных швов:

, примем = 8 мм, тогда

,

принимаем длину накладки 20 см.

Расчет шва Ш4

Стыковой шов Ш4 сваривает внутреннюю полку верхней части колонны и вертикальные ребра траверсы.

Условие прочности шва на растяжение:

,

,

прочность стыкового шва на сжатие обеспечена.

Условие прочности шва на сжатие:

,

где 0.85 – коэффициент, учитывающий отсутствие контроля качества шва физическими методами.

,

прочность стыкового шва на растяжение обеспечена.