12.5. Конструювання, особливості роботи та розрахунку основних вузлів позацентрово-стиснутих колон

12.5.1. Сполучення надкранової та підкранової

частин (типове рішення)

Для передачі зусиль від верхньої частини колони і підкранових балок на нижню частину колони проектується траверса, якою закінчується нижня частина колони. До траверси прикріплюється верхня частина колони (рис.12.40).

Рис. 12.40. Конструкція вузла сполучення надкранової та підкранової

частин колони (траверси): А – опорна плита; Б – горизонтальні ребра;

В – горизонтальна діафрагма; Г – стінка траверси; Д – вертикальні ребра

Траверса має несиметричний двотавровий переріз. Горизонтальні пояси (горизонтальні ребра та діафрагма) забезпечують місцеву стійкість стінки. Розрахункова схема траверси – однопролітна балка, опорами якої є вітки нижньої частини колони.

Зовнішнім навантаженням на траверсу, як балку, є зусилля M i N, які діють в нижньому перерізі верхньої частини колони. В запас міцності і для спрощення розрахунків вважається, що ці зусилля передаються на траверсу тільки через полиці двотавра верхньої частини колони. Тоді в прольоті балки діє сила

де М і N – найбільш несприятлива комбінація для внутрішньої полиці, яка дає найбільше значення N_f .

Висота траверси приймається конструктивно з врахуванням забезпечення достатньої жорсткості:

h_t = (0,5…0,8) h₁ .

Мінімальна товщина стінки траверси t_t приймається з умови її роботи на зминання (оскільки поверхня опорної плити А стругається, а торець підкранової вітки фрезерується) від дії сили D_max (максимальний вертикальний тиск кранів):

звідси

де R_p – розрахунковий опір сталі зминанню торцевої поверхні;

l_p t_t – розрахункова площа зминання;

l_p – розрахункова довжина зминання стінки (рис.12.41);

Рис. 12.41. До визначення розрахункової довжини зминання стінки l_p

l_p = b + 2 t_A ;

b – ширина опорного ребра підкранової балки;

t_A – товщина опорної плити А (t_A = 20…25 мм).

Оскільки траверса, як балка, працює на згин, то переріз траверси перевіряється на міцність за нормальними та дотичними напруженнями (по перерізу 3-3):

де M_t i Q_t – внутрішні зусилля в траверсі від дії сили N_f ; W_min – мінімальний момент опору перерізу траверси.

Розміри вертикальних ребер Д призначаються з умови рівноміцності з полицею двотавра верхньої частини колони. Тобто сумарна площа перерізу двох ребер повинна бути не меншою площі перерізу полиці. Шви Ш1 прикріплення цих ребер до стінки траверси розраховуються на силу N_f . Катет кожного з чотирьох швів повинен бути:

де l_w = h_t – 1 см.

Розміри горизонтальних ребер Б і горизонтальної діафрагми В приймаються конструктивно: товщина 10…20 мм, ширина – виходячи з розмірів віток. Шви їх прикріплення розраховуються як поясні шви в балках (див п.6.7.4) на дію максимальної поперечної сили в траверсі.

Прикріплення траверси до стінки підкранової вітки (шви Ш2) розраховується на максимально можливе зусилля, яке включає реакцію траверси і максимальний тиск підкранових балок D_max . Для більш надійного з’єднання в стінці підкранової вітки роблять проріз, в який заводять траверсу і приварюють її чотирма кутовими швами Ш2. Катет цих швів повинен бути:

де (рис.12.42).

Рис. 12.42. Розрахункова схема траверси для розрахунку її прикріплення до стінки підкранової вітки

F₁ - опорна реакція на підкранові вітці від сили ;

M₀ i N₀ – комбінація зусиль в нижньому перерізі верхньої частини колони, які дають найбільшу опорну реакцію на підкрановій вітці при D_max на колоні.

Прикріплення траверси до зовнішньої вітки розраховується на дію опорної реакції F₂ .