Расчет и конструирование стыка верхней части колонны с нижней

Сопряжение нижней части колонны с верхней осуществляется через траверсу.

Толщина стенки траверсы определяется из условия смятия давлением D_max, распределенным на длине где, а = 200мм — ширина опорного ребра подкрановой балки и t_f1— толщина верхней полки траверсы, принимаемая предварительно 25−30 мм.

Тогда.

Здесь R_p = 36.2кН/см² — расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) материала стенки траверсы.

Толщина нижней полки траверсы предварительно назначается t_f2 = 14 мм.

При расчете данного узла условно считается, что нагрузка с верхней части колонны на нижнюю передается только полками верхней части колонны, а траверса рассматривается как однопролетная свободно опертая балка пролетом b_d.

Для получения расчетных внутренних усилий N и M в таблице расчетных сочетаний нагрузок отыскивается такая комбинация загружений, которая дает в сечении 3−3 по возможности максимальное сжимающее усилие и максимальный изгибающий момент со знаком «-», (растягивающий наружные волокна верхней части колонны) без действия кранового загружения.

Высота сечения траверсы h_t диктуется несущей способностью четырех сварных швов w₁ или w₂.

Сварные швы w₁ должны воспринимать усилие N_n1, поэтому по металлу шва:

по металлу границы сплавления.

Сварные швы w₂ должны быть способны воспринимать максимально возможную опорную реакцию. Отсюда, по металлу шва.

по металлу границы сплавления.

Здесь N_n2 — усилие, передаваемое внутренней полкой верхней части колонны на траверсу при предыдущей комбинации загружений с добавлением загружений D_max и того поперечного торможения, которое дает максимальный возможный изгибающий момент в сечении 3−3 со знаком «-», т. е.:

;

M_К — момент в сечении 3−3 при действии D_max, М_T — момент в сечении 3 от поперечного торможения (коэффициент 0.9 учитывает то, что используется второй тип основного сочетания.

Принимаем высоту траверсы h_wt = 700 мм.

После определения h_wt назначается полная высота сечения т раверсы h_t, которая не должна быть меньше 400−500мм.

h_t = 14+700+30 = 744 мм.

Далее проверяется прочность траверсы при ее работе на изгиб в сечении 1−1 (см рисунок). Для этого определяется положение центральной оси Х-Х и относительно нее момент инерции сечения траверсы J_x.

Максимальный изгибающий момент в этом сечении.

Уровень максимальных нормальных напряжений в сечении траверсы:

Максимально возможная перерезывающая сила:

Здесь коэффициент 1.2 учитывает неравномерную передачу давления.

Уровень максимальных усредненных касательных напряжений в стенке траверсы:

Расчет и конструирование баз колонны

Конструкция внецентренно сжатой колонны принимается раздельной, а ее расчет ведется так же как, расчет центрально сжатой колонны. Нагрузки воспринимаемые наружной и подкрановой ветвями колонны:

N_П = 1039,474кН; N_Н = 1697,54кН.

Прочность бетона фундамента на сжатие:

R_b = 6 Мпа;

Расчетная прочность фундамента:

R_ф = 6*1.2 = 7.2 Мпа;

Из конструктивных соображений назначаем ширину опорных листов:

Исходя из прочности фундамента, определим площадь опорных листов и назначим их второй размер:

Вычислим напряжения под опорными листами базы колонны.

Определим толщину опорного листа исходя из максимального изгибающего момента:

Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны. Назначим катет сварного шва равным 0.8мм и определим его длину для наиболее загруженной ветви:

Исходя из сортамента листовой стали, назначаем высоту траверсы 250 мм.