РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ ЧАСТЕЙ КОЛОННЫ

Подкрановая часть колонны соединяется с надкрановой через траверсу, состоящую из стенки и двух горизонтальных ребер жесткости (рис. 16).

Рисунок 16 — Узел сопряжения надкрановой и подкрановой частей колонны

Траверса воспринимает усилия от надкрановой части колонны и давления подкрановых балок Нижний конец надкрановой части соединяется с траверсой монтажными сварными швами (ш1 и ш2, рис. 16), которые подлежат расчету.

Монтажный стыковой шов ш1 располагается в пределах сечения наружной полки и стенки надкрановой части колонны. Внутренняя полка надкрановой части с помощью угловых швов ш2 соединяется через листовую накладку со стенкой траверсы. В целях упрощения расчетной схемы сопряжения стыковой шов ш1 можно считать и под внутренней полкой надкрановой части, условно заменяя угловые швы ш2 стыковыми. В запас прочности предполагаем, что продольное усилие в сечении 1-1 надкрановой части колонны (рис. 7) при расчете шва ш1 передается только через полки надкрановой части колонны, а соответствующий положительный момент — через все сечение. При этом напряжения в стыковом шве ш1 определяются от продольного усилия расчетной площадью сечения шва данной полки от изгибающего момента - моментом сопротивления сечения надкрановой части колонны При вычислении площади шва и момента сопротивления следует учесть непровары в полках (ширина полки уменьшается на ) [6].

(71)

(72)

где – высота сечения надкрановой части колонны;

– толщина стенки надкрановой части колонны;

– высота стенки надкрановой части колонны;

– толщина полки надкрановой части колонны;

– ширина полки надкрановой части колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении 1-1 над уступом (приложение 2):

Прочность стыкового шва ш1 проверяется в крайней левой точке сечения надкрановой части для принятой конструкции монтажного стыка с накладкой (рис. 16) [6]

(73)

где – расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести;

;

и – усилия в сечении 1-1 над уступом

По таблице 4 [3] определяем расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу при ручной сварке по пределу текучести:

(74)

где – расчетное сопротивление стали С245 толщиной 2-20 мм (таблица В.5 [3])

т.е. прочность стыкового шва ш1 достаточна.

При расчете монтажного углового шва ш2 (рис. 16) допустимо считать в запас прочности, что усилия и (сечение 1-1 над уступом) передаются только через полки надкрановой части колонны. Тогда на швы ш2 приходится усилие [6]:

(75)

По таблице 4 [3] определим расчетное сопротивление сварных соединений с угловыми швами срезу по металлу шва и по металлу границы сплавления:

1) по металлу шва:

(76)

где – коэффициент надежности по металлу шва, определяемый по таблице 4 [3];

– нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению

По таблице Г.2 [3] для электрода Э46 определяем нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению

2) по металлу границы сплавления:

(77)

где – нормативное сопротивление стали

По таблице В.5 [3] для стали С245 толщиной 2-20 мм определяем нормативное сопротивление

По таблице 39 [3] определим коэффициенты проплавления по металлу шва и по металлу границы сплавления при ручной сварке:

По таблице 38 [3] определим минимальный катет шва при толщине более толстого из свариваемых элементов для углового соединения ручной сваркой:

Определим длину нахлестки вертикального ребра траверсы

Так как то расчет производим по металлу шва, используя формулу 176 [3]

(78)

Из формулы (78) следует, что

Усилие от крана через плиту толщиной передается на стенку траверсы. При передаче усилия через фрезерованную поверхность стенка траверсы (верхняя ее грань) работает на смятие. Из этого условия определяется толщина траверсы [6]:

(79)

где – вертикальное усилие от крана (см. п 3.2.1);

– ширина сминаемого участка траверсы (здесь – ширина сечения опорного ребра жесткости подкрановой балки);

– расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности

По таблице 2 [3] определим расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности:

(80)

где – коэффициент надежности по материалу, определяемый по таблице 3 [3]

Толщина траверсы :

Принимаем

Траверса работает как балка-стенка (короткая балка) двутаврового сечения, нагруженная , и , с пролетом, равным ширине сечения подкрановой части колонны (рис. 17).