Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны

Прикрепление верхней части колонны к нижней проектируем при помощи траверсы. Высоту траверсы предварительно приняли  мм. Для обеспечения жесткости узла ставим ребра жесткости и горизонтальные пояса. Вертикальные ребра назначаем  мм, ширину ребра принимаем 175мм с общей шириной мм, нижний пояс назначаем сечением  мм. Верхний пояс размещаем на 200мм ниже от верха траверсы и назначаем из двух листов сечением . Принимаем толщину плиты на уступе колонны  мм.

Расчетные комбинации усилий в сечении над уступом:

Расчетное давление от кранов:  

Стыковые швы №1 проверяем на прочность по нормальным напряжениям. Контроль качества стыковых швов производим физическим методом. В этом случае расчетное сопротивление швов

Напряжение во внутренней полке подкрановой части колонны определяем для двух комбинаций по формуле:

(5.51)

где А – площадь сечения верхней части колонны, равная 168,32 см²,

W – момент сопротивления сечения верхней части колонны, равный 2518,75 см³.

Напряжения от первой комбинации:

Напряжения от второй комбинации:

Толщину стенки траверсы и вертикального ребра определяем от воздействия :

(5.52)

где  

 – ширина опорного ребра подкрановой балки,

Принимаем

Проверяем прочность сварного шва №2, который передает с внутренней полки на траверсу усилие:

(5.53)

где cм – высота сечения верхней части колонны.

              

Рисунок 5.2 – Узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны

Сварку выполняем механизированным способом (полуавтоматом) в лодочку сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,4-2 мм. Вертикальные ребра траверсы привариваем швами с катетом  Расчет прочности шва проводим по сечению металла границы сплавления сварного соединения.

 где

Проверку прочности сварного шва производят по следующей формуле:

(5.54)

где  – длина фланговых, сварных швов.

Для расчета швов №3, прикрепляющих траверсу к подкрановой ветви колонны, составляем комбинацию усилий, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы. Такой комбинацией является сочетание 1,2,3,4, включающее загружение силой :

 

Опорную реакцию определим по формуле:

(5.55)

где к =1,2 – коэффициент учитывающий неравномерную передачу усилия ,

y =0,9 – коэффициент сочетания, учитывающий, что усилия М и N приняты для второго основного сочетания.

Принимаем

Тогда получим напряжения:

Прочность швов прикрепляющих вертикальное ребро к стенке подкрановой ветви, обеспечивается, т. к. усилие в них, равное D_max/2, меньше усилия в швах, расположенных с другой стороны стенки колонны.

Стенку подкрановой ветви проверяем на срез по усилию, вычисленному для сочетания 1,2,3,5 при полной передаче усилия :

 

Для двутавра №45  толщина стенки  мм. Расчетная высота среза, равна высоте стенки траверсы

где  – толщина нижнего пояса траверсы.

Определим напряжения в стенки подкрановой ветви:

Траверса работает как балка пролетом h _н, загруженная усилиями М и N в сечении 2-2 надкрановой части колонны над траверсой. Определяющей является комбинация М и N, которой соответствует наибольшая реакция на правой опоре R_max, которая определяется для двух сочетаний усилий по формуле:

(5.56)

Для первого сочетания усилий:

Для второго сочетания усилий:

Изгибающий момент у грани внутренней полки равен:

(5.57)

где R_max – максимальная реакция из R ₁ и R ₂.

Геометрические характеристики сечения траверсы.

Положение центра тяжести:

(5.58)

где  и  – статический момент и площадь сечения траверсы.

Момент инерции

Напряжения в верхних волокнах траверсы от изгибающего момента, определяются по формуле:

(5.59)

Расчетная поперечная сила в траверсе с учетом части опорного давления подкрановых балок при сочетании 1,2,3,4:                      

Проверяем стенку траверсы на срез:

(5.60)

где  и  – высота среза и толщина стенки траверсы соответственно.

 

Условие выполняется.