|
|
М2 3qфа22 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
(78) |
||||||||||
|
|
М |
3 |
|
q а2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(79) |
|||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
ф |
3 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где α3 – коэффициент, зависящий от отношения закрепленной сторо- |
|||||||||||||||||||||
ны пластины bi к свободной аi: bi / ai (см. прил. 5). |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
При отношении сторон ai / bi |
пластина может быть рассчи- |
||||||||||||||||||||
тана как консоль и изгибающий момент определяется по формуле |
|
||||||||||||||||||||
С |
|
Mi |
q |
|
b |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
(80) |
|||||||
|
|
|
ф |
|
i . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Участок |
4 |
опирается |
по |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двум сторонам (рис. 33). Изги- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бающий момент М4, кН·см, опре- |
|||||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
деляется как для пластины, опер- |
|||||||||||
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
иa4 |
|
|
|
|
той по трем сторонам, с услов- |
||||||||||||||||
b' |
a' |
|
|
|
|
|
|
|
|
ными |
размерами |
а4 |
(диагональ |
||||||||
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
прямоугольника) и b4 (расстоя- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние от вершины угла до диагона- |
|||||||||||
Рис. 33. Схема к расчету участка 4 |
|
|
|
|
ли) по формуле |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
4 3qфа42 . |
|
|
(81) |
|||||
|
бА |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Толщина опорной плиты находится из условия прочности уча- |
|||||||||||||||||||||
стка пластины с максимальным изгибающим моментом Мmax: |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
Mmax |
Ry c , |
|
|
|
|
|
(82) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Wпл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||||||||||
где Wпл – момент сопротивления, см3, плиты шириной 1 см, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
W |
|
|
1см t2 |
|
М |
max . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
пл |
|
|
|
|
|
пл |
|
|
|
|
|
|
(83) |
|
||||||
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Ry c |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
По |
равенству (83) |
определяется требуемая |
толщина |
опорной |
|||||||||||||||||
плиты, см, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
tпл |
|
Мmax 6 , |
|
|
|
|
|
|
|
(84) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Ry c |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где γс – коэффициент условия работы опорной плиты, γс = 1,2 |
|||||||||||||||||||||
[1, п. 4.3, табл. 1, поз. 9]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
71
Толщина плиты принимается в соответствии с ГОСТом на листовую сталь и не должна превышать 40 мм.
Если tпл 40 мм, необходимо уменьшить Мmax путем постановки дополнительных ребер жесткости на наиболее загруженных участках и повторить расчет.
Пример расчета. Требуется выполнить расчет элементов базы колонны. Исходные данные: Nк = 4594 кН; класс бетона фундамента В12,5; расчет-
ное сопрот влен е бетона осевому сжатию Rb = 0,75кН/см2.
Решен е: |
|
|
Nк |
|
4594 |
|
Площадь опорной пл ты А |
|
|
|
4861 см 2 . |
||
|
|
|
||||
С |
оп |
|
Rb ф |
0,75 1,26 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Пр н маем размеры опорной плиты В = 70 см. Факт ческое реакт вное давление на опорную плиту:
ф |
|
Nк |
|
4594 |
0,94кН |
см2 Rb γф 0,75 1,26 0,95кН см2 . |
||||||||
2 |
2 |
|
||||||||||||
|
|
В |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
иВысота траверсы определяется из условия прочности сварных швов, при- |
||||||||||||||
варивающ х траверсы к стержню колонны при kf |
= 1,2 см. Количество швов – |
|||||||||||||
четыре. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
при срезе по металлу шва |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
hmp |
|
N |
к |
|
|
|
|
4594 |
2 61см; |
||
|
|
|
4β f k f |
Rwf c |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 0,9 1,2 18 1 |
|||||||
2) |
при срезе по металлу границы сплавления |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
N к |
|
|
|
|
Д |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4594 |
|
|
|
|
h |
бА2 58 см. |
|||||||||||
|
|
mp |
|
|
4βz k f Rwz c |
|
4 1,05 1,2 16,65 1 |
|||||||
Высота траверсы hтр = 610 мм. |
|
|
И |
|||||||||||
Толщина траверсы tтр |
14мм. |
|
|
|||||||||||
Толщина ребра жесткости |
tp |
tmp |
|
|||||||||||
2 = 14 – 2 = 12 мм. |
||||||||||||||
Высота ребра жесткости hp 0,8hmp |
= 0,8·610 |
= 490 мм. |
||||||||||||
72
Схема расположения элементов базы, участков опорной плиты и их размеров в мм
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|||
ф |
б |
|||||||
|
А |
|||||||
|
Определен е толщ ны опорной плиты. |
|||||||
|
Равномерно распределенное реактивное давление со стороны фундамента |
|||||||
|
на полосе шириной 1 см: |
|
|
|
|
|
|
|
|
qф ф 1 = 0,93 кН/см. |
|||||||
|
Участок 1 ра отает на изгиб как пластина, опертая по четырем сторонам: |
|||||||
b1 = 36 см; a1 = 17,2 см; b1 / a1 = 36/17,2 = 2,09; α1 = 0,125; α2 = 0,037. |
||||||||
|
Изгибающий момент М |
1а |
|
q |
ф |
а2 |
0,125 0,93 17,22 34,4кН см. |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
||
|
Изгибающий момент М |
1в |
|
2 |
q |
ф |
b2 |
0,037 0,93 362 44,6кН см. |
|
|
|
|
1 |
|
|||
Участок 2 работает на изгиб как пластина, опертая по трем сторонам: b2 =
= 14,2 см; a2 = |
36 см; при a2 / b2 = 36/14,5 = 2,5 > 2 пластина рассчитывается как |
||||||||||||
консоль. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
ф |
bД |
||||||
Изгибающий момент M2 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
93,76кН см. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Участок 3 работает на изгиб как пластина, опертая по трем сторонам: b3 = |
|||||||||||||
= 15,6 см; a2 = |
39,2 см; при a2 / b2 = 39,2/15,6 = 2,5 > 2 пластина рассчитывается |
||||||||||||
как консоль. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
qф |
b3 |
|
|
|||||
Изгибающий момент M3 |
|
|
0,93 15,6И |
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
113,16кН см. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Участок 4 |
опирается по двум сторонам. Изгибающий момент М4 опреде- |
||||||||||||
ляется как для пластины, опертой по трем сторонам, с условными размерами |
|||||||||||||
а 21,1 см и в 10,5см, в |
а |
= 10,5/21,1 = 0,5; α |
= 0,06. |
||||||||||
4 |
4 |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Изгибающий момент М4 3qфа42 0,06 0,93 21,12 24,8кН см.
73
Требуемая толщина опорной плиты определяется по максимальному изгибающему моменту в третьем участке Mmax = M3 = 113,16 кН·см.
Толщина опорной плиты tпл |
|
|
|
Мmax 6 |
|
|
113,16 6 |
|
4,9см > 4 см. |
||||||||
|
|
|
23,5 1,2 1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ry c 1 |
|
||||||
Для уменьшения толщины опорной плиты во втором и третьем участках |
|||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
устанавливаются дополнительные ребра жесткости и производится перерасчет. |
|||||||||||||||||
хема расположения элементов базы с дополнительными |
|||||||||||||||||
|
ребрами жесткости и их размеров в мм |
||||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
бА |
|||||||||||||||||
Участок 2: b2 = 14,2 см; a2 = |
|
|
|
Д |
|||||||||||||
|
17,4 см; b2 / a2 = 14,2/17,4 = 0,82; α3 = 0,107. |
||||||||||||||||
Изгибающий момент М2 |
3 qфа22 0,097 0,93 17,42 27,31кН см. |
||||||||||||||||
Участок 3: b3 = 15,6 см; a3 = |
|
19,0 см; b2 / a2 = 15,6/19,0 = 0,82; α3 = 0,097. |
|||||||||||||||
|
|
М |
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
И |
||||
Изгибающий момент |
|
3 |
|
|
3 |
|
ф |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Требуемая толщина опорной плиты определяется по максимальному изги- |
|||||||||||||||||
бающему моменту в третьем участке Mmax = M1в = 44,6 кН·см. |
|||||||||||||||||
Толщина опорной плиты tпл |
|
|
|
Мmax 6 |
|
|
44,6 6 |
|
|
3,08 см. |
|||||||
|
|
|
23,5 1,2 1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ry c 1 |
|
||||||
Принимаем толщину опорной плиты tпл = 32 мм.
74
|
Контрольные вопросы |
1. |
Какова конструктивная и расчетная схемы колонны? |
2. |
Какие нагрузки действуют на колонну? Как определяется грузовая площадь |
|
для колонны? |
3. |
Какая часть колонны является самой нагруженной? |
4. |
Как определяется расчетная продольная сила N для колонны? |
С |
|
5. |
Из каких элементов состоит колонна? |
6. |
Из какого условия устойчивости центрально-сжатого стержня определяется |
|
требуемая площадь сечения колонны? |
7. |
Как определяется г бкость стержня колонны? |
8. |
От чего зав с т коэфф циент устойчивости? |
и |
|
9. |
Чем характер зуется потеря местной устойчивости элементами колонны? |
10. |
Как е услов я обеспеч вают местную устойчивость элементов колонны? |
11. |
Какую функц ю выполняет аза колонны? |
12. |
Какую функц ю выполняет опорная плита базы колонны? |
13. |
бА |
Из какого услов я определяется площадь опорной плиты базы колонны? |
|
14. |
По какой формуле определяется фактическое реактивное давление со сторо- |
|
ны фундамента? |
15. |
Какую функц ю выполняют траверса и ребра жесткости базы колонны? |
16. |
Из какого услов я прочности определяется высота траверсы? |
17. |
Как определяется толщ на опорной плиты исходя из характера ее работы? |
|
Д |
|
И |
75