Пример 3. Требуется определить толщину бетонного подстилающего слоя пола в машиностроительном цехе при нагрузках от станков автоматизированной линии и автомобилей

Требуется определить толщину бетонного подстилающего слоя пола в машиностроительном цехе при нагрузках от станков автоматизированной линии и автомобилей ЗИЛ-164. Схема расположения нагрузок приведена на рис. 1вI, 1вII, 1вIII. Центр следа колеса автомобиля находится на расстоянии 50 см от края следа станка. Вес станка в рабочем состоянии Рр = 150 кН распределяется равномерно по площади следа прямоугольной формы длиной 260 см и шириной 140 см.

Покрытием пола является упрочненная поверхность подстилающего слоя. Грунт основания - супесь. Основание находится в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод.

Определим расчетные параметры.

Для автомобиля ЗИЛ-164, имеющего две оси с нагрузкой на колесо 30,8 кН, расчетная нагрузка на колесо по формуле (6):

Рp = 1,2×30,8 = 36,96 кН

Площадь следа колеса у автомобиля ЗИЛ-164 равна 720 см

Согласно п. 2.5

см

rp = r = D/2 = 30/2 = 15 cм

Для супесчаного грунта основания, находящегося в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод, по табл. 2.2 К0 = 30 Н/см3. Для подстилающего слоя примем бетон класса по прочности при сжатии В22,5. Тогда для машиностроительного цеха, где на полы установлена автоматизированная линия (согласно п. 2.2 группа IV), при одновременном действии неподвижных и динамических нагрузок по табл. 2.1 Rdt = 0,675 МПа, Еб = 28500 МПа.

Зададимся ориентировочно h = 10 см, тогда по п. 2.10 принимаем l = 53,6 см. В этом случае расстояние от центра тяжести следа колеса автомобиля до края следа станка равное 50 см < 6l = 321,6 см, т.е. согласно п. 2.4 действующие на пол нагрузки относятся к нагрузкам сложного вида.

В соответствии с п. 2.17 установим положение расчетных центров в центрах тяжести следа станка (O1) и колеса автомобиля (О2)Из схемы расположения нагрузок (рис. 1вI) следует, что для расчетного центра O1 неясно, какое следует установить направление оси ОУ. Поэтому изгибающий момент определим как при направлении оси ОУ, параллельном длинной стороне следа станка (рис. 1вI), так и перпендикулярном этой стороне (рис. 1вII). Для расчетного центра О2 примем направление ОУ через центры тяжести следов станка и колеса автомобиля (рис. 1вIII).

Расчет 1 Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе sр для расчетного центра O1 при направлении ОУ параллельно длинной стороне следа станка (рис. 1вI). При этом нагрузка от станка при следе прямоугольной формы относится к нагрузке простого вида. Для следа станка по п. 2.5 при отсутствии покрытия пола (h1 = 0 см) ар = а = 260 см; bp = b = 140 см.

С учетом значений a = ар/l = 260/53,6 = 4,85 и b = bр/l = 140/53,6 = 2,61 по табл. 2.4 найдем K1 = 18,37.

Для станка P0 = Рр = 150 кН в соответствии с п. 2.14 определяем по формуле (9):

Мр = К1×Рр = 18,37×150 = 27555,5 Н×см/см.

Координаты центра тяжести следа колеса автомобиля: xi = 120 см и уi = 0 см.

С учетом отношений хi/l = 120/53,6 = 2,24 и уi/l = 0/53,6 = 0 по табл. 2.7 найдем K4 = -20,51.

Изгибающий момент в расчетном центре O1 от колеса автомобиля по формуле (14):

Mi = -20,51×36,96 = -758,05 Н×см/см.

Расчетный изгибающий момент от колеса автомобиля и станка по формуле (13):

= М0 + SМi = 2755,5 - 758,05 = 1997,45 Н×см/см

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

МПа

Расчет 2Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе для расчетного центра O1 при направлении ОУ перпендикулярно длинной стороне следа станка (рис. 1вII). Разделим площадь следа станка на элементарные площадки согласно п. 2.18. Совместим с расчетным центром O1 центр тяжести элементарной площадки квадратной формы с длиной стороны ар = bр = 140 см.

Определим нагрузки Pi, приходящиеся на каждую элементарную площадку по формуле (15), для чего сначала определим площадь следа станка F = 260×140 = 36400 см2;

кН; P1 = 36,96 кН; кН.

Для определения изгибающего момента М0 от нагрузки Р0 вычислим для элементарной площадки квадратной формы с центром тяжести в расчетном центре O1 значения a = b = ар/l = bр/l = 140/53,6 = 2,61 и с их учетом по табл. 2.4 найдем K1 = 36,0; исходя из указаний п. 2.14 и формуле (9) вычисляем:

М0 = К1×Р0 = 36,0×80,8 = 2908,8 Н×см/см.

Определим суммарный изгибающий момент SМi от нагрузок, расположенных вне расчетного центра О1. Расчетные данные приведены в табл. 2.10.

 

Таблица 2.10

 

Расчетные данные при расчетном центре O1 и направлении оси ОУ, перпендикулярном длинной стороне следа станка

 

l xi yi хi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi кН ni кол-во нагрузок Mi = ni×К4×Рi
2,24 9,33 36,96 363,3
1,86 0,65 -17,22 17,31 -1192,3

 

SМi = -829,0 Н×см/см.

Расчетный изгибающий момент от колеса автомобиля и станка по формуле (13):

= M0 + SМi = 2908,8 - 829,0 = 2079,8 Н×см/см

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

МПа

Расчет 3Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе для расчетного центра О2 (рис. 1вIII). Разделим площадь следа станка на элементарные площадки согласно п. 2.18. Определим нагрузки Рi, приходящиеся на каждую элементарную площадку, по формуле (15).

кН; кН.

кН; кН.

кН; кН.

Определим изгибающий момент от нагрузки, создающейся давлением колеса автомобиля, для чего найдем r = rр/l = 15/53,6 = 0,28; по табл. 2.6 найдем К3 = 112,1.

По формуле (11): М0 = К3×Рр = 112,1×36,96 = 4143,22 Н×см/см.

Определим суммарный изгибающий момент SМi от нагрузок, расположенных вне расчетного центра О2.Расчетные данные приведены в табл. 2.11.

 

Таблица 2.11

 

Расчетные данные при расчетном центре О2

 

l xi yi хi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi кН ni кол-во нагрузок Mi = ni×К4×Рi
1,21 40,97 4,9 200,75
1,87 16,36 6,6 107,98
2,89 2,89 11,5 33,24
0,75 1,21 19,1 4,9 187,18
0,75 1,87 8,44 6,6 111,41
0,75 2,89 1,25 11,5 28,75
1,77 1,21 -10,78 8,7 -187,57
1,77 1,87 -5,89 11,5 -135,47
1,77 2,89 -2,39 20,2 -96,56

 

SМi = 249,7 Н×см/см.

Расчетный изгибающий момент от колеса автомобиля и станка по формуле (13):

= M0 + SМi = 4143,22 + 249,7 = 4392,92 Н×см/см

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

МПа

более Rdt = 0,675 МПа, вследствие чего повторим расчет, задавшись большим значением h. Расчет проведем только по схеме загружения с расчетным центром О2. для которой значение в первом расчете получилось наибольшим.

Для повторного расчета ориентировочно зададимся h = 19 см, тогда по п. 2.10 принимаем l = 86,8 см; r = rр/l = 15/86,8 = 0,1728; К3 = 124,7; М0 = К3×Рp = 124,7×36,96 = 4608,9 Н×см/см.

Определим суммарный изгибающий момент от нагрузок, расположенных вне расчетного центра О2. Расчетные данные приведены в табл. 2.12.

 

Таблица 2.12

 

Расчетные данные при повторном расчете

 

l xi yi хi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi кН ni кол-во нагрузок Mi = ni×К4×Рi
0,75 76,17 4,9 373,23
1,15 44,45 6,6 293,37
1,79 18,33 11,5 210,79
0,46 0,75 48,36 4,9 473,93
0,46 1,15 32,39 6,6 427,55
0,46 1,79 14,49 11,5 333,27
1,09 0,75 1,84 8,7 32,02
1,09 1,15 3,92 11,5 90,16
1,09 1,79 2,81 20,2 113,52

 

SМi = 2347,84 Н×см/см.

Мр = M0 + SМi = 4608,9 + 2347,84 = 6956,82 Н×см/см

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

МПа

Полученное значение sр = 0,67 МПа отличается от Rdt = 0,675 МПа менее чем на 5%. Принимаем подстилающий слой из бетона класса по прочности на сжатие В22,5 толщиной h = 19 см.

 









Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 682; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.026 сек.