9.2. Определение толщины опорной плиты

Опорная плита работает как пластинка на упругом основании, загруженная давлением, передаваемым от торца колонн, ветвей траверсы и ребер жесткости. Будем рассматривать отсеки плиты 1, 2 и 3 (обозначение отсеков см. рис. 8.1.). Отпор фундамента в пределах каждого из участков принимают равномерно распределенным и равным наибольшему сжимающему напряжению в бетоне в пределах рассматриваемого участка.

9.2.1.Расчет первого отсека

Первый отсек представляет собой пластинку, шарнирно опертую на три канта. Наибольший изгибающий момент, действующий на полоску 1 см. рассматриваемого отсека вычислим по формуле:

,

где - коэффициент, зависящий от соотношения b₁/a₁,

где a₁=b_п=18 см - длина неопертой стороны отсека;

- нагрузка на пластину со стороны фундамента;

Для определения максимальных напряжений, подставим известные величины в соответствующие выражения:

Для первого отсека .

Тогда момент будет равен:

9.2.2.Расчет второго отсека

Второй отсек рассматриваем, как пластинку, шарнирно опертую по всему контуру (на четыре канта). Наибольший линейный изгибающий момент вычисляется по формуле:

где - размер длинной стороны отсека;

- коэффициент, зависящий от соотношения b₂/a₂,

Максимальный момент во втором отсеке:

9.2.3. Расчет третьего отсека (свеса опорной плиты)

Боковой свес можно рассматривать, как консоль. Значение изгибающего момента будет равно:

Толщину опорной плиты определяем по наибольшему изгибающему моменту

Принимаем толщину опорной плиты по сортаменту листовой стали ГОСТ 82-70

9.3. Подбор сечения анкерных болтов

Возникающие под плитой растягивающие напряжения ор не могут быть компенсированы силами сцепления между плитой и бетоном, и создается опасность отрыва края базы колонны от фундамента. Прикрепление базы к фундаменту осуществляется анкерными болтами, один конец которых забетонирован в фундамент на расчетную длину, а другой (верхний) прикреплен к базе. Анкерные болты работают только на растяжение.

Усилие в анкерных болтах определяется в предположении, что бетон на растяжение не работает и растягивающая сила S_A, соответствующая растянутой зоне эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами. С каждой стороны базы ставят по два анкерных болта.

Усилия в анкерных болтах находят из уравнения равновесия моментов всех сил относительно центра тяжести (точка 0) сжатой зоны эпюры напряжений:

Тогда усилие в анкерном болте будет равно:

Плечи сил найдем аналитически:

,

Остальные расстояние определяются геометрически из чертежа:

Принимаем расстояние от оси анкерных болтов до края плиты k = 12 см.

Вычислим значения М_а и N_a, из выражения S_a видно, что эти усилия тем больше, чем больше разность в числителе этого выражения.

В производственных зданиях с шарнирным сопряжением ригеля с колоннами наибольшие усилия в анкерных болтах возникают при совместном

действии на здание постоянной и ветровой нагрузок. Т.е.

- значения изгибающего момента и продольной силы соответственно от ветровой и постоянной нагрузок.

Тогда усилие в анкерном болте будет равно:

Находим требуемую площадь ослабленного сечения болта (по резьбе) по формуле:

,

где - расчетное сопротивление анкерного болта из стали ВСтЗкп2.

Принимаем анкерный болт d = 24 мм. Характеристики болта:

Анкерные болты будут крепиться к траверсе через парные швеллера.

Сечение швеллеров подбираем из условия их прочности при изгибе от усилий в анкерных болтах. Каждый швеллер рассматриваем как балку, шарнирно опертую по осям траверс и загруженную сосредоточенными силами.

Расстояние с определяем конструктивно:

Момент М_х будет вычислен по формуле:

Момент сопротивления швеллера будет равен:

По сортаменту принимаем швеллер № 5 по ГОСТ 8240-97. Характеристики сечения:

Рис 9.3. Обозначения по швеллеру

После установки швеллеры приваривают к траверсам монтажной сваркой.