Сопряжение надкрановой и подкрановой части колонны

Расчетные комбинации усилий в сечении 2−2 над уступом:

• 1) N = -705 кН; М = -312 (кНм);
• 2) N = -693,2 кН; М = -328 (кНм).

Давление кранов D_max = 787,7 (кН).

Прочность стыкового шва (ш1) проверяем в крайних точках сечения надкрановой части.

• 1. Первая комбинация М и N (сжата наружная полка):
  • а) наружная полка:
  • б) внутренняя полка
• 2. Вторая комбинация М и N (сжата внутренняя полка):
  • а) наружная полка:
  • б) внутренняя полка:

Прочность стыкового шва обеспечена.

Определяем толщину стенки траверсы определим из условия ее смятия:

где, l_ef — длина сминаемой поверхности, равная ширине опорных ребер подкрановой балке и удвоенной толщине опорной плиты: (cм).

Принимаем ширину опорного ребра подкрановой балки 400 мм из условия 1/3ч1/5 от ее высоты. Толщина опорной плиты t_пл=20 (мм), R_p=36 кН/см².

Отсюда:

• (см)
• (см)

Учитывая возможный перекос опорного ребра балки, принимаем t_p=1,2 (см).

При второй комбинации М и N усилия во внутренней полке (в запас несущей способности):

Отсюда:

(кН) Определяем длину шва крепления вертикального ребра траверсы к стенке траверсы (ш2):

Применяем полуавтоматическую сварку в нижнем положении в среде углекислого газа сварочной проволокой Cв-08Г2С:

R_wf = 21,5 кН/см²; R_wz = 16,5 кН/см²;

в_f = 0,9; в_z = 1,05;

в_f •R_wf = 0,9•21,5 = 19,3 кН/см²;

в_z •R_wz = 1,05•16,5 = 17 кН/см².

Расчет ведем по металлу границы сплавления. Принимаем k_f = 10 мм;

Отсюда:

(см) Проверяем условие по максимальной длине сварного шва:

— условие выполняется.

В стенке подкрановой ветви делаем прорезь, в которой заводим стенку траверсы. Для расчета шва крепления траверсы к подкрановой ветви (ш3) составляем комбинацию усилий в сечении 3−3, дающую наибольшую опорную реакцию траверсы (такой комбинацией будет сочетание 1, 2*, 3*, 5*, 8*): N = -1473,8 (кН); М = -405,7 (кНм).

Определяем усилие в сварном шве (ш3):

где, ш -коэффициент, учитывающий, что усилия М и N приняты для второго основного сочетания нагрузок и равный 0,9.

Отсюда: (кН) Принимаем катет сварного шва (ш3) k_f = 10 мм и определяем требуемую его длину:

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

где, t_w1 = 7,5 мм — толщина стенки двутавра 40Б2 (ГОСТ 26 020−83), R_s = 0,58R_у = 14 кН/см² — расчетное сопротивление срезу фасонного проката из стали С255.

Отсюда: (см) Принимаем h_тр = 67 (см).

Максимальная поперечная сила в траверсе с учетом усилия от кранов возникает при комбинации усилий 1, 2*, 3*, 5*, 8* (расчет шва 3):

где, k — коэффициент, учитывающий неравномерную передачу усилия D_max и равный 1,2.

Отсюда: (кН) Проверяем касательные напряжения, создаваемые в траверсе:

Отсюда:

Условие выполняется.