3.4 Расчет узла сопряжения верхней и нижней частей колонны
Схема узла представлена на рисунке 3.4.1. Сопряжение осуществляется при помощи траверсы.
Производим расчет стыковых швов А между верхней и нижней частями колонны. Для этого рассматриваем напряжение от двух комбинаций усилий.
Из таблицы расчетных сочетаний усилий выписываем для сечения 2-2:
кН·м,
кН,
кН·м,
кН.
Комбинация 1:
- наружная полка
,
(3.4.1)
где
- расчетное сопротивление металла
стыкового сварного соединения,
;
- внутренняя полка
;
(3.4.2)
Комбинация 2:
- наружная полка
;
(3.4.3)
- внутренняя полка
;
(3.4.4)
Все условия выполняются, следовательно, прочность стыковых сварных швов обеспечена.
Производим конструирование траверсы.
Проверяем траверсу на прочность по торцевому смятию:
,
(3.4.5)
где
- максимальное давление от подкрановой
балки,
кН;
- расчетное
сопротивление стали С255 смятию,
,
(3.4.6)
где
- временное
сопротивление стали С 255,
380
МПа;
- коэффициент
надежности по материалу,
;
МПа;
.
Фактическая площадь смятия траверсы:
,
(3.4.7)
где
- ширина распространения напряжения
снятия,
,
(3.4.8)
где
- ширина пояса подкрановой балки,
мм;
- толщина пояса
подкрановой балки,
мм;
мм;
.
Определяем высоту траверсы по длине сварных швов В. Для этого находим расчетное продольное усилие, воспринимаемое швами:
;
(3.4.9)
кН.
Требуемая длина четырех швов В:
, (3.4.10)
где
- коэффициент, учитывающий ручную сварку,
;
- принятый катет
шва,
см;
- расчетное
сопротивление углового шва срезу по
металлу шва для электрода Э42,
.
см.
Требуемая длина сварных швов С:
, (3.4.11)
где
- усилие во внутренней полке,
, (3.4.12)
- площадь сечения
внутренней полки,
; (3.4.13)
;
- наибольшее
значение из двух комбинаций усилий.
;
.
Принимаем высоту траверсы:
, (3.4.14)
где
- толщина полок траверсы.
мм.
Производим проверку прочности траверсы на поперечный изгиб.
Момент, действующий на траверсу:
; (3.4.15)
кН·м.