Расчёт и конструирование сопряжения верхней и нижней части колонны

Расчётные комбинации усилий в сечении над уступом: в сечении 2−2 определяют комбинации нагрузок, которые соответствуют максимальной положи-тельной и максимальной отрицательной изгибающим моментам:

• 1)М₊ = 475,23 кН· мN = - 424,47 кH (загружение 1, 3, 4)
• 2)М_ = -70,37 кН· м N = - 424,47 кН (загружение 1, 2, 5)

Давление кранов: D_max = 1320 кН .

Прочность стыкового шва (Ш1)проверяем по нормальным напряжениям в крайнихточках сечения надкрановой части. Площадь шва равна площади сечения колонны .

I— комбинация М и N

наружная полка:

внутренняя полка:

II-комбинация М и N

наружная полка:

внутренняя полка:

Толщину стенки траверсы определяем из условия смятия по формуле:

где,l_{см = bо.р + 2 · tпл= 30 см + 2 · 2 см = 34 смдлина сминаемой поверхности}

b_{о.р — ширина опорных ребер балок}

t_{пл— толщина стенки плиты — принимаем tпл = 2 см}

b_{о.р = 30 см}

R_{cm.T = 360 МПа = 36 кН/см²}

Принимаем t_тр = 1,078 см > 1 см.

Усилия во внутренней полке верхней части колонны (2-ая комбинация).

Длина шва (рис. 5.5, а) крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (Ш 2) определяется по формуле:

Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой марки Св-0,8 А d = 1,7 мм в_ш = 0,9 в_с = 1,05.

Назначаем:k_ш= 6 мм г_у.ш^св = г_у.с^св = 1.

R_y._ш^св = 180 МПа = 18 кН/см²

R_y.c^св = 165 МПа = 16,5 кН/см²

в_ш · R_у._ш^св · г_у.ш^св = 0,9 · 18 кН/см² · 1 = 16,2 кН/см²<

<�в_с · R_y.c^св · г_у.с^св = 1,05 · 16,5 кН/см² · 1 = 17,3 кН/см²

l_ш2 = 7,238 см < 85 в_ш · k_ш = 85 · 0,9 · 0,6 см = 46 см

В стенке подкрановой ветви предусматриваем прорезь, в которую заводим стенку траверсы.

Для Расчёта шва крепления траверсы к подкрановой ветви (Ш3) составляем комбинацию нагрузок, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы.

N = - 532,2 кН М = - 105,6 кН м Коэффициент 0,9 учитывает, что усилия N и М приняты для 2-го основного сочетания нагрузок.

Требуемая длина шва:

l_ш3 = 18,13 см < 85 · в_ш · k_ш = 85 · 0,9 · 0,6 см = 46 см

Из условия прочности стенки подкрановой ветви в месте крепления траверсы определяем высоту траверсы h_тр по формуле:

где R_{cp= 15,5 кН/см — Расчётное сопротивление срезу фасонного проката из стали Вст3пс6−2}

t_{ст, в = 11 мм — толщина стенки широкополочного двутавра 45Б1}

Принимаем h_тр = 50 см Далее проверим прочность траверсы как балки нагруженной усилиями N, М и D_max Нижний пояс принимаем конструктивно из прокатного листа 21 012 мм; верхние горизонтальные рёбра — из двух листов; 9012 мм.

Вычислим геометрические характеристики траверсы Положение центра тяжести сечения траверсы.

Момент инерции составит:

Момент сопротивления при изгибе:

где,y_в = h_тр — y_н= 70 см — 24 см = 46 см.

Рис 3.4.1 Схема к Расчёту сопряжении нижней и верхней частей колонны

Максимальный изгибающий момент во II-ом сечении в траверсе возникает при 1-ой комбинации нагрузок :

Напряжение составит:

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации нагрузок 1 и 2 (см. расчёт шва 3):

где k = 1,2 — коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия D_max

Касательное напряжение:

где t_{тр= 1,4 см — толщина траверсы}

h_{тр = 50см — высота траверсы}