- •Задание 1.Подбор геометрических размеров элементов
- •1.1 Исходные данные
- •1.2 Постановка задачи
- •1.3Пример выбора геометрических параметров сварной фермы
- •1.4 Построение линий влияния
- •1.5Определение максимальных и минимальных усилий
- •1.6Подбор сечения элемента нижнего пояса фермы
- •1.7Подбор сечения элемента верхнего пояса фермы
- •1.8Подбор сечения элемента стоек и раскосов
- •1.9Подбор геометрических параметров сварного соединения раскоса 5-13 с фасонкой
- •1.10 Расчет геометрических размеров фасонки
- •Задание 2.Проектировочный расчет сварной рамы
- •2.1Исходные данные
- •2.2Характеристика метода решения
- •2.3 Дискретизация рассчитываемой конструкции
- •2.4Формирование кэм
- •2.5Внешняя нагрузка
- •2.6Расчет внутренних усилий
- •2.7Проверочный расчет
- •2.8Проверка жесткости конструкции
- •Задание 3. Проектировочный расчет сварной балки
- •3.1Исходные данные
- •3.2Схема решения задания
- •3.3Определение расчетных сечений
- •3.4Определение прогибов балки
- •3.5Определение размеров вертикального листа
- •3.6Определение размеров горизонтальных поясов
- •3.7Определение размеров вертикальных ребер
- •3.8Сварные швы балки
- •3.9Опорные плиты балки
- •3.10Расчет веса балки и веса наплавленного металла
- •Задание 4.Проектировочный расчет сварной колонны
- •4.1Исходные данные
- •4.2Порядок расчета сечения
- •4.3Порядок расчета стойки
- •4.4Расчет соединительных элементов
- •4.5Соединительные продольные швы.
- •4.6Диафрагмы
- •4.7Оголовок колонны.
- •4.8База колонны
- •4.9Расчет веса колонны
- •4.10Расчет веса наплавленного металла
4.8База колонны
База колонны служит для передачи нагрузки от стойки на фундамент. Для стоек с небольшим разносом ветвей (до 1,5 м) применяют базы с общей плитой, как, например, на рисунке 4.29. Толщину плиты назначают в пределах 16 - 30 мм. Размеры плиты назначают так, чтобы давление на фундамент не превышало допускаемых напряжений для фундамента []ф.
Рисунок 4.29– Конструкция базы колонны
Для бетона []ф=5,0 МПа, для кирпичной кладки []ф= 0,5 – 1,2 МПа.
Габаритные размеры плиты задают конструктивно и проверяют напряжения, создаваемые в фундаменте и в самой плите:
. (4.24)
M и N определяются по эпюрам моментов и продольных сил (см. рисунок 4.17); Fпл, Wпл - площадь плиты и ее момент сопротивления. Базы крепят к фундаменту анкерными болтами диаметром не менее М12. Для определения dбол. вычисляются усилия, действующие на болт, как Рбол=М/2апл; в первом приближении принимаем апл=hк. В рассматриваемом случае
Диаметр болта определяем из условия его прочности:
.
Принимаем болты М22. Проверяем болты на прочность по формулам:
Q = 8,39 кН - поперечная сила в опоре, определяемая по эпюре (см. рисунок 4.17),
Минимальный диаметр шайбы определяем из условия прочности на смятие плиты:
где Fсм=dш.Sпл, примем толщину плиты Sпл=20 мм, тогда диаметр шайбы
Минимальный диаметр шайбы при толщине пластины 20 мм примерно равен 3 мм, следовательно, реальный диаметр шайбы можно принять конструктивно, т.к. ее прочность на смятие будет заведомо больше.
Расстояние от края отверстия до края плиты, показанное на рисунке 4.30, также вычисляется из условия прочности плиты на смятие:
Рисунок 4.30 – Отверстие под болты
При расчете прочности плиты условно считают, что со стороны фундамента на нее действуют напряжения, равные []ф. Рассматривая плиту как двухпролетную балку, расчетная схема которой приведена на рисунке 4.31, определяют максимальный изгибающий момент, действующий на плиту со стороны фундамента, Мф= =0,125.q.l2, где l - наибольшее расстояние между ветвями колонны.
Приняв []ф =5,0 МПа, определим Мф=359 кН.м. Здесь распределенная нагрузка q определяется формулой q=(ba+1/4hy).[]ф= =5.106.0,824 = 4,12 МН. Прочность плиты проверяется по нормальным напряжениям:
Расчетные напряжения в плите намного превышают допускаемые, следовательно, повышать прочность основания путем увеличения толщины плиты нерационально. Рекомендуется применять траверсы в виде ребер (см. рисунок 4.29). Высоту траверсы принимают hтр=(1/6 - 1/3)aпл, толщину траверсы – Sтр=(0,5 - 0,8) Sпл. Принимаем hтр=30 см, Sтр=12 мм, тогда длина свеса (рисунок 2.30 ) С=2bа+dотв+Sтр=162 мм, а размеры плиты соответственно будут следующие: aпл=172,4 см, bпл=82,4 см.
Рисунок 4.31– Эпюра моментов в плите
Проверяем напряжения в фундаменте по формуле (4.24):
Рисунок 4.32– Поперечное сечение траверсы
Прочность сварных швов базы проверяем методом разложения на составляющие. База соединяется со стойкой восемнадцатью угловыми швами, показанными на рисунке 4.29. Длина одного шва равна высоте траверсы hтр=0,3 м, принимаем катет шва k=12 мм. Полагаем, что продольную силу воспринимают все швы равномерно, т.е. нагрузка на один шов Nш=N/18=72,22 кН. Наиболее нагруженными будут швы №1 и №7 по рисунку 4.29, в которых от воздействия изгибающего момента возникают усилия Рб=43,15 кН. Проверяем прочность шва на срез:
Другие швы базы находятся в менее нагруженном состоянии, и проверять их прочность не следует.