3.5 Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны

Прикрепление верхней части колонны к нижней проектируем при помощи траверсы. Высота траверсы предварительно принята . Для обеспечения общей жёсткости узла ставим рёбра жёсткости и горизонтальные пояса. Вертикальные рёбра назначаем толщиной равной толщине полки надкрановой части колонны. Ширину рёбер принимаем 275 мм с общей шириной 2 ∙ 275 + 10 = 560 мм, равной ширине полки надкрановой части колонны. Нижний пояс назначаем сечением 560х20 мм. Верхний пояс располагаем ниже на 200 мм от верха траверсы и назначаем из двух листов сечением 275х20 мм. Принимаем толщину плиты на уступе . Конструкция узла сопряжения верхней и нижней частей колонны показана на рисунке 3.3.

Расчётные комбинации усилий в сечении 3-3 над уступом:

M = 874,940 кН·м, N = -555,623 кН.

Расчётное давление кранов .

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 = 230 МПа.

Напряжения в наружной полке:

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

(3.20)

где

- ширина опорного ребра подкрановой балки.

Подставив значения в (3.20) получим:

Принимаем .

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

Сварку выполняем механизированным способом (полуавтоматом) в лодочку сварной проволокой марки Св-08Г2С диаметром 1,4÷2 мм. Вертикальные рёбра траверсы привариваем швами катетом k_f = 8 мм.

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

где (табл. 34, стр.56) [8];

(табл. 56, стр.97) [8];

Расчётная длина фланговых швов должна быть не более:

Расчёт сварных швов №3, прикрепляющих траверсу к подкрановой ветви колонны, составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией является сочетание 1, 2, 3, 6, 8:

M = 334,47 кН·м, N = -555,503 кН.

(3.21)

где - учитывает неравномерную передачу усилия ;

- коэффициент сочетания, учитывающий, что усилия M и N приняты для 1-го основного сочетания.

Подставив значения в формулу (3.21) получим:

Принимаем:

Прочность швов, прикрепляющих вертикальное ребро к стенке подкрановой ветви, обеспечивается, так как усилие в них, равное , 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, 6, 8 при полной передаче усилия .

(3.22)

Подставив значения в формулу (3.22) получим:

Для подкрановой ветви толщина стенки t_w = 10 мм. Расчётная высота среза, равная высоте стенки траверсы:

(3.23)

где - толщина нижнего пояса траверсы;

- высота траверсы.

Подставив значения в (3.23) получим:

Траверса работает как балка пролётом h_н, загруженная усилиями M и 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 сочетания усилий M = 874,940 кН·м, N = -555,623 кН:

Изгибающий момент у грани внутренней полки верхней части колонны:

Геометрические характеристики сечения траверсы:

Положение центра тяжести:

Момент инерции:

_{Напряжение в верхних волокнах траверсы от изгибающего момента:}

Расчётная поперечная сила в траверсе .

Проверяем траверсы на срез: