Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание


Для относительно тонких опорных плит ситуация осложняется тем, что под действием нагрузки, плита деформируется и ее краевые участки отрываются от основания. При этом плита контактирует с основанием только на части ширины, что приводит к резкому увеличению напряжений в бетоне фундамента и может привести к его разрушению.
Вообще говоря, элементарный анализ совместной работы опорной плиты и фундамента показывает, что в системе «колонна — опорная плита — фундамент», наиболее опасным звеном является фундамент. Действительно, если опорная плита, не обладая достаточной несущей способностью, будет разрушена, то колонна просто обопрется своим сечением непосредственно на бетон и продавит его.
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Для легких металлических конструкций традиционный метод расчета опорных плит приводит к перерасходу стали и, в ряде случаев, создает трудности при приварке тонких элементов сечения колонны к толстым плитам. Определенных успехов можно добиться, используя иные подходы к расчету опорных пластин. Согласно экспериментальным исследованиям, а также расчетам относительно тонких пластин методом конечных элементов, установлено, что передача давления с колонны происходит через ограниченную зону опорной плиты, повторяющей очертание опорного сечения колонны, включая ребра, фасонки и др. При этом ширина зоны опирания зависит, в основном, от свойств упругого основания и толщины опорной плиты. Наблюдается увеличение площади зоны в местах пересечения отдельных элементов сечения колонны (рис. 4 а). За пределами зоны опирания пластины, контакта между ней и основанием нет, т.е. пластина работает с отрывом. Такая задача в механике моделируется односторонними связями, работающими только на сжатие (растяжение) и достаточно полно реализована в различных конечно-элементных программах. Отбрасывая участки опорной плиты, не участвующие в передаче давления, придем к схеме, показанной на рис. 4 б. Для упрощения расчетной схемы, заменим криволинейные очертания границы зоны опирания на прямолинейные, как это показано на рис. 4 в.
Обозначив ширину и длину отдельных участков через ci и li, найдем суммарную площадь зоны опирания
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Несущая способность опорного узла из условия прочности бетона фундамента найдется как
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

где Rb — расчетное сопротивление бетона при сжатии; φ — коэффициент, учитывающий повышение предела прочности бетона в условиях стесненных деформаций при локальном действии нагрузок и принимающий значение от 1 до 1,5. Учитывая относительно небольшую зону передачи нагрузок по сравнению с размерами фундамента, можно принять φ = 1,5.
Определим размеры отдельных участков опорной зоны. Для определения размера ci рассмотрим пластину, которая не сопротивляется изгибу и работает только на продавливание (рис. 5).
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Предположим, что нагрузка, передающаяся с элемента колонны (полки, стенки или опорных ребер), распространяется по толщине этой плиты под углом α через опорную плиту. Тогда ширина опорной зоны поперек полки или стенки колонны найдется следующим образом
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Длина опорной зоны li должна определяться с учетом участка bi, как бы продолжающего элемент по его длине, т.е.
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

При α = 45°, что довольно близко к действительности,
Упрощенный метод расчета опорных плит на продавливание

Предлагаемая методика может применяется для расчета узлов легких колонн и стоек и используется в следующей последовательности:
1. Определяется конфигурация зоны передачи нагрузки с учетом всех элементов опорного сечения колонны (полок, стенки и ребер);
2. Определяются размеры отдельных элементов расчетной зоны передачи давления (размеры сi, bi и li);
3. Определяется суммарная площадь зоны опирания AΣ;
4. Находится предельная продольная сила Nlim, которая может быть воспринята бетоном фундамента;
5. Условие несущей способности опорной плиты на продавливание имеет вид N ≤ Nlim. Несущая способность бетона фундамента при этом считается обеспеченной, так как из условия (7), напряжения в нем не превышают величины Rbφ;
6. При невыполнении условий п. 5, производится изменение конструкции опорного узла за счет добавления ребер, увеличения их длины и т.д. Увеличения толщины опорной пластины следует производить в последнюю очередь. Возможно назначение другого, более высокого класса бетона фундамента или подливки под опорную плиту.
Добавлено Serxio 6-02-2016, 21:55 Просмотров: 1 945
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent