Jak silná by měla být základní deska?

Tloušťka základové desky, podepřená na koncích sloupu, traverzách a žebrech, je určena z podmínky její pevnosti v ohybu z odolnosti základu, která se rovná průměrnému napětí pod deskou:

σ _f = N′ /A _f = 2079/2304 = 0,9 kNcm2.

Typicky je v praxi tloušťka desky v rozmezí 20 – 40 mm. Pro výpočet desky jsou izolovány části desky podepřené na čtyřech, třech a jedné (konzolové) straně, označené čísly 1, 2, 3 na obr. 6.13.

V každém řezu určete maximální ohybové momenty působící na pás o šířce 1 cm z vypočteného rovnoměrně rozloženého zatížení

q = σ _f ·1 = 0,9 kN/cm.

Na webu 1, podporované na čtyřech stranách:

M₁ = a₁qa 2 = 0,05 · 0,9 · 36 2 = 58,32 kN∙cm,

kde a₁ = 0,05 – součinitel zohledňující zmenšení rozpětí v důsledku podepření obrysu desky na čtyřech stranách (určeno z tabulky 6.4 v závislosti na poměru větší strany řezu b na méně a).

Hodnoty b и a určeno rozměry ve světle:

b = 400 – 2d = 400 – 2 × 7,5 = 385 mm;

а = 360 mm; b/а = 385/360 = 1,07.

Kurzy a ₁ pro výpočet ohybu podepřené desky

Na čtyřech stranách

b/a	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	³ 2,0
a1	0,055	0,063	0,069	0,075	0,081	0,086	0,091	0,094	0,098	0,125

Na webu 2, podporované na třech stranách:

kde b – přijatelný koeficient podle tabulky. 6.5 v závislosti na poměru pevné strany desky b₁ osvobodit а₁.

Kurzy b pro výpočet ohybu desky podepřené na třech hranách

b1/a1	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	2,0	³ 2
b	0,060	0,074	0,088	0,097	0,107	0,112	0,120	0,126	0,132	0,133

Poměr stran řezu b₁/a₁ = 40/360 = 0,11; ve vztahu ke stranám b₁/a₁Deska < 0,5 se vypočítá jako délka konzoly b₁ = 40 mm (obr. 6.14).

Rýže. 6.14. Zesílení desky diafragmou

Na konzolové části 3

Pokud se momenty v různých úsecích desky výrazně liší velikostí, je pro co nejhospodárnější využití materiálu desky nutné provést změny ve schématu podpory desky, aby se hodnoty momentů co nejvíce vyrovnaly. To se provádí nastavením membrán a žeber. Zavedením diafragmy tl t _d = 10 mm rozdělit desku v ploše 1 na polovinu (obr. 6.14).

b/a = 38,5 / 17,5 = 2,2 > 2,

Ve vztahu ke stranám b/a > 2, když je deska podepřena čtyřmi hranami, ohybový moment se určí jako u trámové desky o jednom poli s rozpětím а, volně ležící na dvou podpěrách:

Na základě nejvyšší hodnoty ohybových momentů zjištěných pro různé úseky desky určíme požadovaný moment únosnosti desky o šířce 1 cm:

kde je tloušťka desky?

Přijímáme plech o tloušťce 30 mm.

Pokud podle výpočtu t _f se ukáže být větší než 40 mm, je nutné změnit nosný vzor desky instalací dalších žeber, čímž se sníží hodnoty ohybových momentů v úsecích desky. Pro desku můžete použít ocel vyšší pevnosti, což je jednodušší než instalace žeber.

Výpočet traverzu

Tloušťka traverzy je akceptována t _t = 10 mm.

Výška traverzy je určena z podmínky umístění svislých švů pro připevnění traverzy k tyči sloupu. U součinitele bezpečnosti se předpokládá, že veškerá síla je přenášena na traverzy čtyřmi koutovými svary (svary spojující tyč sloupu přímo se základovou deskou se neberou v úvahu).

Specifikujeme nohu svarového švu k _f = 9 mm (obvykle ne více než 1,2 t _t). Požadovaná délka jednoho švu provedeného mechanizovaným svařováním na základě tavné hranice

l _w = N/(4β _z k _f R _wz γ _c) = 2079 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1) = 33,03 cm

S přihlédnutím k přidání 1 cm za vady na začátku a na konci švu akceptujeme traverzu ze standardní výšky plechu h _t = 36 cm.

Zkontrolujeme pevnost traverzy jako jednopolového dvoukonzolového nosníku spočívajícího na větvích (přírubách) sloupu a přijímajícího protitlak od základu (obr. 6.15, Obr. б).

Rýže. 6.15. Pro výpočet traverzu

Rovnoměrně rozložené zatížení na nosníku, shromážděné z nákladového prostoru (obr. 6.15, а):

q _t = σ _f d = 0,9 24 = 21,6 kN/cm,

kde d = B/2 = 48 / 2 = 24 cm – šířka nákladového prostoru traverzy.

M _{o п} = q _t b₁ 2/2 = 21,6 4 2/2 = 178,8 kN/cm2;

Q _op = q _t b₁ = 21,6 . 4 = 86,4 kN;

M _пр = q _t b 2/8 – M _op = 21,6 ∙ 40 2 / 8 – 178,8 = 4141,2 kN m;

Q _пр = q _t b/2 = 21,6 40 / 2 = 432 kN.

Moment odporu traverzu

W _t = t _t h _t 2/6 = 1 36 2 / 6 = 216 cm 3.

Kontrola síly traverzu:

– podle normálových napětí od maximálního momentu v rozpětí

– podle daných napětí na podpěře

kde σ = М _op/W _t = 178,8 / 216 = 0,828 kN/cm2;

τ = Q _пр/(t _t h _t) = 432 / (1 36) = 12 kN/cm2.

Traverz prochází podle pevnostních podmínek.

Požadované rameno vodorovných svarů připevňujících traverzu k desce pro přenos síly (N_t =q _t L) z jednoho přejezdu na desku

k _f = q _t L/(β _zΣl _w R _wz γ _c) = 21,6 48 / (1,05 53 16,65 1) = 1,12 cm,

kde ål _w = (L – 1) + 2(b₁ – 1) = (48 – 1) + 2 (4 – 1) = 53 cm – odhadovaná celková délka vodorovných švů.

Přijímáme svařovací nohu k _f = 12 mm, což se rovná maximální přípustné noze k _f,max = 1,2t _t.

Výpočet a návrh paty masivního sloupu se provádí stejným způsobem jako průchozí.

ZÁVĚR

Absolvováním předmětu se student seznámí se základy výpočtu a navrhování prvků kovových konstrukcí jako součásti nosníkové plošiny, což mu umožňuje upevnit teoretický materiál a získat praktické dovednosti v inženýrských výpočtech. V budoucnu to umožní přejít k navrhování složitějších konstrukcí stavebních projektů (budovy a stavby).

Příloha A

Sortimenty

Tabulka A.1

Ocel válcovaná za tepla, kanály podle GOST 8240-93 (ochutnat)