10.3 Определение усилий в планках.
Планки рассчитывают на условную фиктивную поперечную силу (см.п. 7.2.7 [1]):
Поперечная сила, действующая в плоскости одной планки:
Сил, срезывающая одну планку:
Момент, изгибающий планку в ее плоскости:
10.4 Проверка прочности планок и их прикрепления.
Предусматриваем
использование ручной сварки. Принимаем,
что планки прикрепляются к попкам
швеллеров угловыми швами с высотой
катета:
с заводкой швов за торец на 20 мм.
По таблице В.1 приложения В [1] для района II5 и стали с пределом текучести Ryn<290 Н/мм2 принимаем электроды типа Э42 (ГОСТ 9467 – 75*).
Определяем все величины, необходимые для расчета.
по
табл. 39 [1];
табл.
Г.2 приложения Г [1]:
,
где временное принято по табл.В.5
приложения В для проката толщины
(у нас tf
= 12, 6 мм). Проверяем условие, приведенное
в п 14.1.16 [1]:
.
Так как условие выполняется, расчет следует производить только по металлу шва. Напряжение в шве (в расчете учитываются только вертикальные швы):
;
Условие прочности шва:
.
Окончательно принимаем kf = 8 мм. Прочность самих планок заведомом обеспечена, так как толщина планки равна величине kf и расчетное сопротивление стали планки превышает значение Rwf.
11.Расчет базы.
Конструкция базы показана на рис. 24. Минимальную ширину плиты назначаем конструктивно:
.
Здесь
с – принимают
;
tтрав
– предварительно принимают
.
Минимальная длина плиты по конструктивным соображениям :
Здесь
величина а1
принимается
для возможности выполнения отверстия
под анкерный болт
размером dанк+20
мм
и не менее 1,5dанк
размещения шайбы
под гайку болта.
Требуемая
площадь плиты по формуле (111) [6]:
.
Здесь
- коэффициент, зависящий от равномерности
распределения нагрузки, и принимаемый
равным 1 при равномерном распределении
нагрузки;
-
расчетное сопротивление бетона сжатию,
определяемое по формуле:
,
здесь
;
для бетона класса ниже В 25;
,
но не более 2,5 для бетона класса выше В
7,5;
-
площадь плиты;
-
площадь обреза фундамента;
-
расчетное сопротивление бетона сжатию
( по табл. 13 [4]). Для бетона В15.
.
Если
база рассчитывается до проектирования
фундамента, как в нашем случае, то
принимают
.
.
Принимаем
,
тогда требуемая длина плиты
равна:
Принимаем
длину плиты
:
.
11.1 Определение толщины плиты.
Плита работает на изгиб как пластинка, опертая на траверсы и торец стержня и напруженная равномерно-распределенным (условно) реактивным давлением фундамента.
Определим максимальные моменты для отдельных участков плиты (для полосы шириной 1 см).
1 участок. (Плита работает как пластинка, шарнирно-опертая по контуру, см. рис. 24).
,
где - коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны участка “a” к более короткой “b” (см. таблицу).
а/b |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
≥ 2,1 |
α |
0,048 |
0,055 |
0,063 |
0,069 |
0,075 |
0,081 |
0,086 |
0,091 |
0,094 |
0,098 |
0,1 |
0,125 |
В данном случае а/b=43/36=1,2.
.
2 участок. (Плита работает как пластинка опертая по 3 сторонам, см. рис. 25).
,
где - коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны a1 к незакрепленной b1 (см. таблицу).
а1/b1 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,2 |
1,4 |
2 |
>2 |
α1 |
0,060 |
0,074 |
0,088 |
0,097 |
0,107 |
0,112 |
0,120 |
0,126 |
0,132 |
0,133 |
Если а1/b1<0,5, плита проверяется как консоль вылетом а1,
.
Для рассматриваемого примера:
.
3 участок. (Плита работает как консоль).
Принимаем
для плиты по таблице В.1 приложения В
[1] сталь С235. При
,
.
Принимаем
толщину плиты
и
.
Здесь
20 мм – минимальная конструктивная толщина опорной плиты основной колонны.
Примечание: максимальный изгибающий момент на первом участке и, следовательно, толщина плиты могут быть уменьшены путем постановки дополнительного ребра, см. разрез 1-1 на рис. 24. Тогда:
;
;
.
Таким образом толщина плиты может быть уменьшена до 30 мм. При высокой траверсе базы такое конструктивное решение может быть затруднено из-за сложности выполнения сварных швов прикрепления к полкам швеллеров и швов прикрепления ребра к плите базы. Поэтому оставляем прежний конструктивный вариант базы.
Рис.
24 Расчетная схема траверсы.