5.4 Расчет узла сопряжения нижней части колонны с верхней

Определим расчетные усилия в месте сопряжения частей колонны (в сечении III-III): N=-605,05кН, М=-156,29кНм. Максимальное давление подкрановых балок D_max=1427,8кН. Материал канструкции – сталь С235.

Назначаем высоту траверсы h_тр=(0,5…0,8)*h_d=(0,5….0,8)*1250= =625…1000мм, принимаем высоту траверсы h_тр=800мм.

Определим толщину траверсы из условия смятия, приняв горизонтальный распределительный лист толщиной t_пл=25мм: , где(таблица 1 СНиПII-23-81^*), R_un=360МПа (таблица 51 СНиП II-23-81^*). Принимаем t_тр=18мм.

Требуемая площадь пояса:

принимаем t₂=4мм. Тогда .

Принимаем b₁=10см, тогда принимаемt₁=4мм.

Толщина ребра принимается равной толщине стенки траверсы, а высота ребра назначается из его работы на срезпри действии силы равной D_max/2: Принимаемh_р=30см.

Проверка прочности стенок наружной и внутренней ветвей на срез:

Рассчитаем сварные швы. Сварку траверсы выполняем полуавтоматом в среде углекислого газа. По таблице 55 СНиП II-23-81^* принимаем сварочную проволоку Св-08A, d<1,4мм; по таблице 56:

- R_wf=180МПа – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва,

- R_wun=410МПа – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, R_wz=0,45*R_un=0,45*360=162МПа – расчетное сопротивление металла шва по границе сплавления; R_un=360МПа – нормативное сопротивление сталь С235 по таблице 51^* СНиП II-23-81^*.

По таблице 38 СНиП II-23-81^*: k_fmin=6мм, k_fmax=1,2*t_min=1,2*12=14,4мм. Согласно п. 11.2 СНиП II-23-81^* принимаем γ_wf=γ_wz=1 – коэффициенты условий работы шва. По таблице 34 СНиП II-23-81^* d<1,4мм β_f=0,7, β_z=1,0.

Рассчитываем дальнейший расчет выполняем по металлу шва.

Рассчитываем сварные швы прикрепляющие ребро к ветви , принимаемk_f=k_fmin=6мм.

Сварные швы, прикрепляющие внутреннюю полку подкрановой части колонны к стенке траверсы на силу N_n: , принимаемk_f=k_fmin=6мм.

Сварные швы, прикрепляющие траверсу к наружной ветви на силу Q_л: , принимаемk_f=k_fmin=6мм.

Сварные швы, прикрепляющие траверсу к внутренней ветви на силу Q_п+D_max/2: , принимаемk_f=k_fmin=6мм.

5.5 Расчет базы колонны и анкерных болтов

Расчетные усилия в ветвях колонны: N_к =2060,72кН; N_н = 2481,98кН. Материал базы колонны - сталь С235.

Характеристики бетона:

- расчетное сопротивление бетона сжатию f_cd = 10МПа,

- расчетное сопротивление бетона при местном смятии: f_cud=1,2 *10= 12МПа .

Расчет базы подкрановой ветви.

Требуемая площадь плиты . Принимаем толщину траверсыt_тр=12мм. Тогда L_пл=200+2*t_тр+2*30=200+2*12+ 60=284мм, принимаем L_пл=300мм. Тогда , принимаем В_пл=560мм.

Опорное давление фундамента .

Определим изгибающие моменты в отсеках 1,2 и консольном участке 3:

- отсек 1 -

- отсек 2 -

- консольный участок 3 - .

По наибольшему из трех моментов М_max=13,31кНсм найдем требуемую толщину плиты: , принимаемt_пл=30мм.

Согласно принятой конструкции базы траверса приваривается к ветвям колонны че­тырьмя угловыми швами. Так как толщина полки стержня колонны из I50БII равна 14мм при­нимаем, с учетом закругления полок двутавра, катет шва kf = 8мм. Сварку выполняем про­волокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. По табл.56 СНиП П-23-81* принимаем Rwf =215МПа; a Rwz=0,45Run=0,45*360=162МПа; по табл.34 для полу-автоматической сварки: β_f=0,7, β_z=1,0.

Рассчитываем дальнейший расчет выполняем по металлу шва.

Вычислим высоту траверсы исходя из прочности сварных швов: , принимаемh_тр=50см.

Траверса имеет вылет l_тр=32мм, пролет d=496мм. Погонная нагрузка равна: .

Определим изгибающие моменты на опоре и в пролете, а также поперечные силы:

Проверим траверсу на изгиб и срез:

Определяем катет сварных швов в месте приварки траверсы к плите. Здесь траверса воспринимает нагрузку N_к =363,88кН: , принимаю k_f=10мм.

Расчет базы наружной ветви.

Требуемая площадь плиты . Принимаем толщину траверсыt_тр=12мм. Тогда L_пл=250+2*t_тр+2*30=250+2*12+ 60=334мм, принимаем L_пл=360мм. Тогда , принимаем В_пл=560мм.

Опорное давление фундамента .

Определим изгибающие моменты в отсеках 1,2 и консольном участке 3:

- отсек 1 -

- отсек 2 -

- консольный участок 3 - .

По наибольшему из трех моментов М_max=18,94кНсм найдем требуемую толщину плиты: , принимаемt_пл=30мм.

Требуемая высота траверсы при kf = 8мм. Сварку выполняем про­волокой Св-08Г2С в среде углекислого газа. По табл.56 СНиП П-23-81* принимаем Rwf =215МПа; a Rwz=0,45Run=0,45*360=162МПа; по табл.34 для полу-автоматической сварки: β_f=0,7, β_z=1,0.

Рассчитываем дальнейший расчет выполняем по металлу шва.

Вычислим высоту траверсы исходя из прочности сварных швов: , принимаемh_тр=50см.

Траверса имеет вылет l_тр=32мм, пролет d=496мм. Погонная нагрузка равна: .

Определим изгибающие моменты на опоре и в пролете, а также поперечные силы:

Проверим траверсу на изгиб и срез:

Определяем катет сварных швов в месте приварки траверсы к плите. Здесь траверса воспринимает нагрузку N_н =1135,93кН: , принимаю k_f=13мм.

Для расчета анкерных болтов принимаем две комбинации загружений: N₁=-230,41кН, М₁=1289,23кНм; N₂=-230,41кН, М₂=-1422,44кНм

Определяем максимальные усилия в анкерных болтах:

Вычислим требуемую площадь анкерных болтов, R_bt=225МПа (для болтов 36..56мм) Принимаем 4 анкерных болта диаметром 42мм, площадью А_bn=11,2*4=44,8см².

Принимаем анкерную плитку шириной b=340мм. С учетом ослаблений поперечного сечения накладки отверстиями под анкерные болты, ширина накладки нетто составит: b_bn=340-45=295мм.

Несущая способность болта:

Требуемая толщина накладки Принимаемt_н=45мм.