1.3.2.3. Проверка прочности фундамента

Состояние опорной поверхности аппарата является наиболее напряженным при совместном действии ветрового момента М_в и максимального веса аппарата Q₂ .

Максимальное напряжение на опорной поверхности фундаментного кольца определяют по формуле

, (1.24)

где F - опорная площадь фундаментного кольца; W - момент сопротивления изгибу опорной площади фундаментного кольца.

м²

м³

 ₂ = 1,28/1,36 + 0,231/0,79 = 1,23 МПа

В качестве материала фундамента принимаем бетон марки 100, допускаемое напряжение на сжатие которого равно 8 МПа.

 ₂ = 1,23 < 8,

следовательно, выбранные размеры поверхности опорного кольца обеспечивают прочность фундамента.

1.3.2.4. Определение толщины фундаментного кольца

Усилия, вызвавшие напряжение  ₂, изгибают выступающие части фундаментного кольца. Из условий прочного сопротивления изгибу определяют толщину фундаментного кольца _к по формуле

, (1.25)

где В - ширина выступающей части фундаментного кольца, м;  - напряжение в кольце, которое можно принять равным нормативному допускаемому напряжению при 20⁰ С.

Согласно рис.1.15

В = (D₂ - D_н⁰ )/2 ,

где D_н⁰ = D_н + S - наружный диаметр опорной обечайки.

D_н⁰= 2,436 + 2  0 18 = 2,472 м,

В = (2,64 - 2,47)/2 = 0,09 м.

Примем  = [ ]= 140 МПа, тогда

м.

Рис. 1.15. Схема расчета фунтаментного кольца

1 - опорное кольцо; 2 - фундамент.

1.3.2.5. Расчет аппарата на устойчивость

Ветровые усилия стремятся опрокинуть аппарат, поэтому необходима проверка его на устойчивость. Если устойчивость недостаточна, следует укрепить аппарат на фундаменте болтами. Аппарат наименее устойчив под действием ветровой нагрузки, когда вес его наименьший.

Коэффициент устойчивости аппарата определяют по формуле

у = М_Q /M_B = Q₁  R₁ /M_B , (1.26)

где М_Q - момент от собственного веса аппарата относительно точки опрокидывания; Q₁ - минимальный вес аппарата; R₁- плечо силы Q₁ (расстояние от оси аппарата до точки опрокидывания), принимаемое равным примерно 0,42  D_н.

Установка фундаментных болтов необходима, когда у < 1,5. Однако и при у > 1,5 предусматривают фундаментные болты, чтобы фиксировать положение аппарата на фундаменте. Число болтов принимают равным 4; 6; 8; 10 и далее кратным четырем.

В рассматриваемом случае

у = (0,24  0,42  2,436)/0,17 = 1,44 < 1,5 .

Следовательно, установка фундаментных болтов необходима.

Фундаментные болты,предназначенные для обеспечения устойчивости аппарата, рассчитывают на прочность. Для этого определяют минимальное напряжение на опорную поверхность фундаментного кольца ₁.

₁ = Q₁/F - M_В/W, МПа. (1.27)

Если ₁ > 0 и у > 1,5 фундаментные болты ставят для фиксации аппарата. Отрицательное значение ₁ свидетельствует об отрыве фундаментного кольца от фундамента. Отрыв предотвращают болты, которые при этом работают на растяжение.

В нашем случае

₁ = 0,24/1,36 - 0,17/0,79 = - 0,039 МПа.

₁ < 0, следовательно, расчет фундаментных болтов необходим.

Нагрузку на наиболее нагруженный болт Р_ приближенно (с небольшим запасом) определяют из следующих предпосылок. При числе фундаментных болтов n (выбранных по табл.2.6) на каждый из них передается растягивающая нагрузка,приходящаяся на площадь F/n фундаментного кольца (рис. 15). Растягивающее напряжение равно ₁, следовательно, максимальная нагрузка на один болт может быть принята равной

Р_ = ₁  (F/n) . (1.28)

Из условия прочности на растяжение определяют внутренний диаметр резьбы фундаментного болта d_ :

, (1.29)

где [] - допускаемое напряжение на растяжение, которое можно принять равным нормативному допускаемому напряжению при 20⁰ С; С = 0,003м- прибавка на атмосферную коррозию.

Р_ = 0,039  (1,36/8) = 0,0066 МН

м

Согласно рекомендацией (табл.2.6) принимаем диаметр фундаментных болтов 30 мм.