Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
Расчетные комбинации усилий в сечении 3–3 (над уступом):
1),;
2),.
Давление кранов .
Рис. 5.10
Прочность стыкового шва (Ш1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.
Первая комбинация:
наружная полка
,
где – площадь сечения верней части колонны;
–момент сопротивления сечения верней части колонны;
–расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести, согласно п. 11.4 [1]: ;
внутренняя полка
,
где – расчетное сопротивление стыкового шва при растяжении,
.
Вторая комбинация:
наружная полка
;
внутренняя полка
.
Получаем, что прочность шва обеспечена с запасом.
Определим толщину стенки траверсы из условия ее смятия:
,
где – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности, для сталиС255 (для проката толщиной 20…40 мм) по табл. 52 [1]: ;
–длина сминаемой поверхности, ,
где – ширина опорного ребра подкрановой балки;
–толщина опорной плиты, принимается .
Принимаем ,, тогда
.
Получим требуемую толщину траверсы:
.
Учитывая возможный перекос ребра подкрановой балки, принимаем .
Усилия во внешней полке (создаются максимальным из выбранных сочетаний), передаваемые на траверсу через вертикальные ребра:
.
Требуемая длина шва крепления вертикального ребра к стенке траверсы (Ш2), состоящая из четырех швов:
,
где – наименьшее из значенийи,
,– коэффициенты, принимаемые по табл. 34* [1];
,– расчетные сопротивления срезу по металлу шва и металлу границы сплавления соответственно, принимаются по табл. 56 [1];
,– коэффициенты условий работы шва, принимаемые;
–катет сварного шва, принимается в соответствии с толщиной наиболее толстого из свариваемых элементов по табл. 38 [1].
Применяем полуавтоматическую сварку в нижнем положении под флюсом сварочной проволокой Св–08ГА, диаметр проволоки . При:,.
По табл. 56 [1]: ;
,
где – нормативное временное сопротивление стали разрыву, для сталиС255 (для проката толщиной 20…40 мм):.
По металлу шва:
;
по металлу границы сплавления:
.
Тогда принимаем .
Получим необходимую длину шва:
.
Максимальная длина сварного шва:
, условие выполняется.
В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.
Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (Ш3), составляем комбинацию усилий в сечении 3–3, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы (наибольший по модулю отрицательный момент).
При , комбинация усилий 1, 2, 7: ,.
Тогда опорная реакция траверсы:
,
где – коэффициент сочетаний нагрузок, учитывающий, что усилияиприняты для 2-го основного сочетания нагрузок.
Тогда требуемая длина шва при :
.
Условие выполняется.
Условие прочности на срез стенки подкрановой ветви:
,
где – высота траверсы;
–толщина стенки подкрановой ветви, для двутавра I 30К3, ;
–расчетное сопротивление стали срезу (сдвигу),
.
Из этого условия получим требуемую высоту траверсы:
.
Принимаем .
Принимаем сечение траверсы.
Нижний пояс траверсы – конструктивно из листа 26012 мм.
Верхние горизонтальные ребра из двух листов 12012 мм.
Найдем геометрические характеристики траверсы.
Положение центра тяжести сечения траверсы:
.
М
Рис. 5.11
.
Момент сопротивления:
.
Проверяем траверсу:
.
Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов, при той же комбинации усилий:
,
где – коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия.
Касательные напряжения в траверсе:
.
Условие выполнено.