Расчет и конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны

Расчетные комбинации в сечении над уступом:

• 1) M =+585.1 кНм; N = - 855 кН (загружение 1, 3, 4(+)).
• 2) М = -477.6 кНм; N = -1308.6 кН (загружение 1, 2)

Давление кранов D_max = 2246,6 кН.

Прочность стыкового шва (Ш1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

Первая комбинация М и N (сжата наружная полка):

• — наружная полка:
• — внутренняя полка:

Вторая комбинация М и N (сжата внутренняя полка):

• — наружная полка:
• — внутренняя полка:

расчетное сопротивление стыкового шва при растяжении.

Прочность шва обеспечена с большим запасом.

Толщину стенки траверсы определяем из условия ее смятия:

.

где R_p — расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности.

R_un — временное сопротивление стали разрыву, принимаем R_un = 37 кН/см²;

l_ef — определяемая по формуле:

.

где b_о.р. — ширина опорных ребер балок;

t_пл — толщина плиты, принимаем равной 20 мм.

Получим:

см;

см.

Учитывая возможный перекос опорного ребра, примем толщину стенки траверсы t_w = 18 мм.

При второй комбинации М и N усилия во внутренней полке:

кН.

Для сварки применяем полуавтоматическую сварку проволокой СВ-08Г2С диаметром d = 2 мм. Расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва кН/см²

Расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см².

_f = 0,9 — по металлу шва;

_z = 1,05 — по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см²,.

следовательно расчетным является сечение по металлу границы сплавления.

Принимаем катет шва k_f = 6 мм. Тогда длина шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (Ш2):

см <

< см.

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

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

Такой комбинацией будет сочетание 1, 2, 3*, 4(-), 5*: N = 1263 кН, М = -78,4 кНм.

Рассчитаем швы Ш3 на усилие:

кН.

Примем катет шва k_f = 8 мм, тогда требуемая длина шва:

см.

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

.

где t_w1 — толщина стенки двутавра подкрановой ветви, по сортаменту 10,5 мм;

R_S — расчетное сопротивление стали сдвигу кН/см², Тогда см.

Принимаем высоту траверсы h = 100 см.

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1,2, 3*, 4(-), 5*:

кН.

Здесь k = 1,2 — коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилий D_max.

Проверим на срез стенку подкрановой ветви в месте крепления траверсы: