Rск = 1,5 mв× mт ×mсл = 1,5×1×1×1,15 = 1,72 МПа – для древесины 3 сорта(СНиП “Нормы проектирования. Деревянные конструкции.”, п. п. 3.1, 3.2);; mсл = 1,15

- по смятию вдоль волокон древесины торцовой поверхности силой RA = 65 кН в соответствии с формулой (52) СНиП “Нормы проектирования. Деревянные конструкции”:

sсм = RA /Fсм = RA/(h0×bрасч) = 65×10-3 /(0,6×0,135) = 0,82 МПа < Rсм = 11 МПа,

Rсм = 11×mв×mт = 11×1×1 = 11 МПа - для древесины 3 сорта (СНиП “Нормы проектирования. Деревянные конструкции.” п. п. 3.1, 3.2).

Вертикальная упорная диафрагма башмака воспринимает нагрузку от давления распора рамы НА, передаваемого поперечным лобовым упором наружной кромки опорного конца полурамы (см.рис.10). Высоту упорной диафрагмы hуд определим из условия смятия древесины поперек волокон. Минимально необходимая высота:

hуд.min = HA /(b×Rсм.90) = 48/(0,135×3×103) = 0,118 м =118 мм,

где Rсм.90 = 3×mв×mт = 3×1×1 = 3 МПа (СНиП “Нормы проектирования. Деревянные конструкции”, табл. 3, п. 4.а).

Принимаем hуд = 120 мм (ширина проката по ГОСТ 82-70*).

Толщину упорной диафрагмы dуд находим из условия работы ее на изгиб как балки пролетом lуд = 140 мм, опертой на щеки башмака, под действием равномерной нагрузки gуд = НА/lуд от давления распора НА. Размер lуд = 140 мм принят, исходя из ширины сечения рамы b = 135 мм, плюс 5 мм на зазор между опорным концом полурамы и щеками башмака. Зазор обеспечивает прокладку гидроизоляции и свободную установку рамы в башмак.

Изгибающий момент в упорной диафрагме, без учета частичного защемления сварным швом диафрагмы на опорах (щеках), найдем по формуле:

Муд = dуд×lуд2 /8 = HA×lуд /8 = 48×0,14/8 = 0,84 кН×м.

Требуемый момент сопротивления диафрагмы:

Wуд.тр = Муд /(Ry.gc) = [0,84/(240×103×1)]×106 = 3,5 см3

где Rу = 240 МПа - расчетное сопротивление стали С245; gс = 1 - коэффициент условий работы по СНиП “Нормы проектирования. Стальные конструкции”, табл. 6*, прим. 4.

Минимально необходимая толщина диафрагмы:

dуд.min = 1,32 см

Принимаем dуд.min = 14 мм (толщина проката по ГОСТ 82-70*).

Упорная диафрагма через сварные угловые швы передает распор рамы НA = 48 кН на щеки башмака.

Щеки башмака назначаем толщиной dщ = 10 мм, высотой hщ. = 120 мм (размеры проката по ГОСТ 82-70*).

Под действием распора щеки работают на внецентренное растяжение. В соответствии с требованиями СНиП “Нормы проектирования. Стальные конструкции.”,п.5.25* проверяем прочность щек:

s = HA/2×Aщ + МН/2×Wщ = 48/(2×12×10-4) + 2,88/(2×24×10-6) = 8000 кПа =

=80 МПа < Ry×gс = 240 МПа

где МН = НА×hуд /2 = 48×0,12/2 = 2,88 кН×м - момент, возникающий от опрокидывающего действия распора НА на башмак;

Ащ = hщ×dщ = 12×1 = 12 см2 – расчетная площадь сечения;

Wщ = dщ×hщ2/6 = 1×122/6 = 24 см3 – расчетный момент сопротивления;

Rу×gc = 240×1 = 240 МПа - расчетное сопротивление стали С245 с учетом gс = 1.

Прочность щек обеспечена.

Опорная плита башмака воспринимает вертикальные нагрузки RA =65кН (вертикальная опорная реакция рамы) и МН = 2,88 кН×м (момент от опрокидывающего действия распора на башмак, см. выше), а также горизонтальную – распор НА = 48 кН. Под действием вертикальных нагрузок опорная плита, лежащая на железобетонном фундаменте, работает на изгиб как плита на упругом основании. Распор НА плита передает через шайбу (см.рис.9) на анкерные болты.

Длину опорной плиты конструктивно назначаем lоп = 730 мм, ширину bоп = 340 мм. Толщину опорной плиты dоп найдем из условия работы плиты на изгиб. Изгибающие моменты в плите вычислим раздельно для нагрузок RA и МH и далее по наиболее неблагоприятной комбинации моментов определим dоп.

Наряду с эпюрами изгибающих моментов в опорной плите, построим для нагрузок RA и МH эпюры реактивных давлений фундамента на плиту.

Построение эпюр реактивных давлений фундамента и изгибающих моментов в опорной плите башмака от нагрузки RA. Принимаем, что нагрузка RA передается полурамой на опорную плиту в виде вертикального сплошного давления по площади контакта:

q = RA/(b×h0) = 65/(0,135×0,6) = 802 кПа,(смюрис.10) где b и h0 - размеры полурамы в пяте.

Опорную плиту можно рассчитать (в запас прочности) только в поперечном направлении (вдоль стороны bоп) в условиях плоской задачи теории упругости. Для этого из опорной плиты в поперечном направлении выделяем полосу шириной b1 = 1 см(см.рис.10,а, сеч. а-а) Полосу рассматриваем как балку на упругом основании, симметрично нагруженную в средней части равномерно распределенной нагрузкой q. Упругое основание (фундамент) работает в условиях плоской деформации, поэтому расчет балки можно выполнить методом, разработанным И.А. Симвулиди “Расчет инженерных конструкций на упругом основании”. Для расчета по этому методу нагрузку на балку необходимо задавать распределенной по площади, т.е. в нашем расчете q = 802 кПа.

Эпюры реактивных давлений фундамента р1 и изгибающих моментов в балке М1 построим с помощью приложения 5 методического пособия. Предварительно вычислим относительные абсциссы привязки распределенной нагрузки:

bн = lн /L = 102,5/340 = 0,3;

bк = lк /L = 237,5/340 = 0,7;

где lн = 102,5 мм - расстояние от левого конца балки (полосы) до начала распределенной нагрузки q; lк = 237,5 мм - расстояние от левого конца балки до конца распределенной нагрузки q; L = bоп = 340 мм.

В соответствии с указанием прил. 5 методического пособия сначала рассмотрим балку, нагруженную нагрузкой q на правом конце на участке от х = lн до х = lк (х - абсцисса сечений балки), затем рассмотрим ту же балку, нагруженную нагрузкой q с обратным знаком на правом конце на участке от х = lк до х = L.

Значения безразмерных ординат и вычислим в табличной форме (табл.4 и 5). Для этого из прил. 5, табл. 1 и 2 принимаем значения и от x = 0 до x = 1 (x = х/L - относительная абсцисса сечений балки) для нагрузки, расположенной на участке от х = lн до х = L, т.е. при b = bн = 0,3; и далее все значения и от x = 0 до x = 1 для нагрузки, расположенной на участке от х = lк до х = L, т.е. при b = bк = 0,7.

Используя принцип независимости действия сил, определим безразмерные ординаты и для фактической нагрузки q, вычитая из ординат и соответствующие ординаты и .