Расчет базы колонны

М=423 712кгсм; N=18 757,12 кг.

Эпюра напряжений для торца колонны:

у_с^п= -N/F-M/W=-18 757,12/1950;423 712/9750=-53,08 кг/см².

у_р^л= -N/F+M/W=-18 757,12/1950+423 712/9750=33,84кг/см².

Вычислим нулевую точку в эпюре напряжений:

Х₁= у_с^пh/(у_с^п+ у_р^л)=53,08*65/(53,08+33,84)=39,7 см.

a₁=h/2-X₁/3=65/2−39,7/3=19,3 см, y₁=h/2+a₁=65/2+19,3=51,8 см.

Усилие действующее на анкерные болты:

N¹=(МN*а₁)/у₁=(423 712−18 757,12*19,3)/51,8=1191,1 кг;

Требуемая площадь сечения анкерных болтов:

F_нт= N¹/(2R_р^а)=1191,1/(2*1900)=0,193 см², принимаем d_a=16мм, F_б=2,01 см².

Определяем толщину опорной плиты башмака:

у_{с, ср}=(у_с^п+ у_р^л)/2=(53,08+33,84)/2=43,46 кг/см².

Расчетный изгибающий момент М=в у_{с, ср}а²=0,0877*43,46*10²=381,14 кг/см.

S_пл=v6М/ R=v6*381,14/1900=1см, принимаем 1 см.

Требуемая длина швов толщиной h_ш=5мм для крепления ребер жесткости:

l_ш= N/(nвh_ш R_у^св)=18 757,12/(2*4*0,7*0,5*1500)=3,96=4 шт.

Для прикрепления траверс к полоске: d=16мм, класс болта 4.6.

R_в5=1500 кг/см².

n=N/(n_cрT_min^н)= 18 757,12/(2*3015)=2,47, принимаем 3шт.

T_min=2,01*1500=3015кг;

Конструирование и расчет узлов

Размеры нижней плиты находим из условия передачи ею опорной реакции фермы на деревянную колонну с прочностью на сжатие поперек волокон R_см=0,18кН/см². R_a=3Sl/8;

Требуемая площадь плиты:

F_тр=R_a/ R_см=70,389/0,18=391 см².

Конструктивно принимаем площадь плиты.

F=30*30=900 см².

Толщину плиты определим из расчета ее как двухконсольной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой:

q= R_a/b_пл=70,389/30=2,35 кН/см.

наибольший момент получим над опорой:

М_оп=qc²/2=2,35*10,5²/2=129,5 кН*см.

Требуемая толщина плиты:

б_пл=v6 М_оп/(bR)=v6*129,5/(36*21)=0,93 см, Принимаем б_пл=1см. Толщину верхней плиты назначаем также б_пл=1см. Для увеличения ее прочности на изгиб привариваем к ней снизу два уголка 70*6мм.

q=N/А_см=286,027/238=1,202кН/см², где А_см=14*17=238см²;

М= qc²/2=1,202*2,2²/2=2,91 кН*см.

Напряжение изгиба:

М/W=2,91/0,167=17,43 кН/см², где W= б_пл²/6=0,167 см³.

Площадь сечения двух уголков А_уг=12,4 см², плиты — А_пл=17см².

Расстояние от центра тяжести составного сечения до центра тяжести плиты:

с= А_уг(б_пл/2+b-z₀)/(А_уг+А_пл)=12,4(0,5+5,12)/(12,4+17)=2,37 см Момент инерции составного сечения:

J=58+12,4(5,12+0,5−2,37)²+17*2,37²=284,46 см⁴;

Наименьший момент сопротивления:

W=284,46/(7−0,5)=43,76 см³;

Изгибающий момент М=17*1,202*15²/8=574,7кН*см;

Напряжение изгиба: М/W=574,7/43,76=13,13 кН/см²<21 кН/см².

Элементы конструкции привариваются к фасонкам швами высотой h_шв=5мм.