6.4.3. Расчет траверсы

Толщина траверсы принята t_t = 10 мм.

Высота траверсы определяется из условия размещения вертикальных швов крепления траверсы к стержню колонны. В запас прочности предполагается, что все усилие передается на траверсы через четыре угловых шва (сварные швы, соединяющие стержень колонны непосредственно с плитой базы, не учитываются).

Рис. 6.15. К расчету траверсы и ребра усиления плиты

Задаемся катетом сварного шва k_f = 9 мм (обычно принимают не более 1,2 t_t). Требуемая длина одного шва, выполненного механизированной сваркой, из расчета по границе сплавления

l_w = N / (4 β_z k_f R_wzγ_wzγ_c) = 2184 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) = 34,7 см <

< 85 β_f k_f = 85 · 0,9 · 0,9 = 68,85 см.

Принимаем высоту траверсы с учетом добавления 1 см на дефекты в начале и конце шва h_t = l_w + 1 = 35 + 1 = 36 см.

Проверяем прочность траверсы как однопролетной двухконсольной балки, опирающейся на ветви (полки) колонны и воспринимающей отпорное давление от фундамента (рис. 6.15, б).

Равномерно распределенная нагрузка на траверсу

где d = B/2 = 48 / 2 = 24 см – ширина грузовой площади траверсы.

Определяем усилия:

– на опоре

– в пролете

M_пр = q_t b²/ 8 – M_оп = 21,6 ∙ 40² / 8 – 178,8 = 4141,2 кН·м;

Момент сопротивления траверсы

W_t =t_th_t² / 6 = 1 · 36² / 6 = 216 см³,

Проверяем прочность траверсы:

– по нормальным напряжениям от максимального момента

– по касательным напряжениям

– по приведенным напряжениям

где σ = М_оп /W_t = 178,8 / 216 = 0,828 кН/см²;

τ = Q_пр /(t_th_t) = 432 / (1 · 36) = 12 кН/см².

Сечение траверсы принято.

При отсутствии возможности фрезеровать торцы колонны и траверс в сборе необходимо обеспечить передачу усилия с колонны на плиту через сварные швы, прикрепляющую траверсу к плите.

Требуемый катет горизонтальных швов для передачи усилия (N_t = q_tL) от одной траверсы на плиту

где l_w = (L – 1) + 2(b₁ – 1) = (48 – 1) + 2 (4 – 1) = 53 см – суммарная длина горизонтальных швов.

Принимаем катет сварного шва k_f = 12 мм, который равен максимально допустимому катету k_f,max = 1,2 t_t = 1,2 · 10 = 12 мм.

6.4.4. Расчет ребер усиления плиты

Для проектируемой базы необходимости в постановке ребер жесткости

на консольном участке опорной плиты с небольшим вылетом нет. Расчет приводится в качестве примера для других вариантов конструктивного решения базы колонны (см. рис. 6.15, а).

Консольные ребра и их прикрепление к стержню колонны рассчитывают на момент M_r и поперечную силу Q_r.

Погонная нагрузка на ребро (с грузовой площади шириной )

Изгибающий момент

M_r = q_r c²/2 = 21,6 ∙ 5² / 2 = 270 кН·см.

Поперечная сила

Требуемая высота ребра при принятой толщине t_r = 10 мм

Принимаем h_r = 10 см.

Проверяем прочность ребра на срез:

Проверяем прочность ребра по приведенным напряжениям от M_r и Q_r по формуле

где σ = М_r/W_r = 6М_r/(t_rh_r²) = 6 · 270 / (1 · 10²) = 16,2 кН/см²;

τ = Q_r/(t_rh_r) = 108 / (1 · 10) = 10,8 кН/см².

Прочность ребра обеспечена.

Сварные швы, прикрепляющие ребро к траверсе (стержню) колонны, проверяем на равнодействующую касательных напряжений от изгиба и среза.

Назначаем катет шва k_f = 10 мм.

Проверяем прочность на срез по металлу шва, выполненного механизированной сваркой (расчетная длина шва ):

Проверяем прочность швов по границе сплавления:

Требуемый катет сварных швов крепления ребер к опорной плите

k_f = Q_r /[2β_z(c – 1)R_wzγ_wzγ_c] = 108 / [2 · 1,05 (5 – 1) 16,65 ∙ 1 · 1] = 0,77 см.

Принимаем катет шва k_f = 8 мм.

Крепление стержня колонны к опорной плите осуществляем конструктивным швом с катетом 7 мм (при сварке листов t_max = t_p = 30 мм).