Пример 2. Требуется определить для механических мастерских толщину бетонного подстилающего слоя, используемого в качестве пола без устройства покрытия (h1 = 0 см)

Требуется определить для механических мастерских толщину бетонного подстилающего слоя, используемого в качестве пола без устройства покрытия (h₁ = 0 см). Нагрузка на пол - от станка весом P_p = 180 кН, стоящего непосредственно на подстилающем слое, равномерно распределяется по следу в виде прямоугольника размером 220´120 см. Особых требований к деформации основания не предъявляются. Грунт основания - мелкий песок, находится в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод.

1. Определим расчётные параметры.

Расчётная длина следа согласно п. 2.5 и по формуле (1) а_р = а = 220 см. Расчётная ширина следа по формуле (2) b_p = b = 120 см. Для грунта основания из мелкого песка, находящегося в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод, согласно табл. 2.2 K₀ = 45 Н/см³. Для подстилающего слоя примем бетон по прочности при сжатии класса В22,5. Тогда в механических мастерских, где на полы устанавливается стационарное технологическое оборудование без особых требований к деформации основания (согласно п. 2.2 группа II), при неподвижной нагрузке по табл. 2.1 R_δt = 1,5 МПа, E_б = 28500 МПа.

2. Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе σ_р. Нагрузка передаётся по следу прямоугольной формы и, согласно п. 2.5, является нагрузкой простого вида.

Поэтому расчётный изгибающий момент определим по формуле (9). Согласно п. 2.13 зададимся ориентировочно h = 10 см. Тогда по п. 2.10 принимаем l = 48,5 см.

С учётом α = а_р/l = 220/48,5 = 4,53 и β = b_р/l = 120/48,5 = 2,47 по табл. 2.4 найдём К₁ = 20,92.

По формуле (9): М_р = К₁·Р_р = 20,92·5180 = 3765,6 Н·см/см.

По формуле (7) вычисляем напряжение в плите:

Напряжение в плите толщиной h = 10 см значительно меньше R_δt = 1,5 МПа. В соответствии с п. 2.13 проведём повторный расчёт и, сохраняя h = 10 см, найдём более низкую марку бетона плиты подстилающего слоя, при которой σ_р » R_δt. Примем бетон класса по прочности на сжатие В15, для которого R_δt = 1,2 МПа, E_б = 23000 МПа.

Тогда l = 46,2 см; α = а_р/l = 220/46,2 = 4,76 и β = b_р/l = 120/46,2 = 2,60; по табл. 2.4 К₁ = 18,63;. М_р = 18,63·180 = 3353,4 Н·см/см.

Полученное напряжение растяжения в плите из бетона класса по прочности при сжатии В15 меньше R_δt = 1,2 МПа. Примем подстилающий слой из бетона класса по прочности при сжатии В15 толщиной h = 10 см.