Nq?式中B?L?A0——作用在底板单位面积上的压力;
a——四边支承板中短边的长度;
α——系数,由边长比b/a查表4-2,b为长边宽度;
四边支承板弯矩系数α 表4-2
当四边支承板b/a>4.0时,相当于两边支承板,即按跨度为a的简支板计算。
三边支承的板,其最大弯矩位于自由边的中央,该处的弯矩为:
2M??qa三边支承板的弯矩为: 31 (4-23)
式中a1——三边支承板中自由边的长度;
β——系数,由b1/a1查表4-3,b1为三边支承板垂直于自由边的长度;
q——同上。
三边支承板弯矩系数β 表4-3
当三边支承板b1/a1<0.2时,可按悬臂长为b1的悬臂板计算。
12悬臂板的弯矩为: M1?2qc (4-24)
式中 c——悬臂长度; q——同上。
设计时,靴梁和隔板的布置尽可能使M1、M3和M4
接近,以便底板不致太厚,底板厚度一般取20~40 mm,最小厚度>14 mm。底板太薄,下面基础反力将分布不均匀。
焊缝承受柱的内力,采用角焊缝,其长度应不大于 60hf。计算时焊缝分成两部分,一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝,按柱的轴心压力N计算。另一部分是靴梁与底板连接的水平焊缝,也按柱的轴心压力N计算。至于柱与底板直接连接的焊缝,因质量不能保证,柱端与底板可能有较大的缝隙,故可偏安全地不考虑受力。
靴梁可作为承受底面焊缝传来的均布力并支承于柱边的双悬臂简支梁计算。肋板可按悬臂梁计算强度和与靴梁间的焊缝。隔板作为底板的支承边,应有一定刚度,可取与靴梁同厚度,不必计算。
(2)靴梁的计算 靴梁板的厚度宜与被连接的柱子的翼缘厚度大致相同。靴梁的高度由连接柱所需要的焊缝长度决定。但是每条焊缝的长度不应超过角焊缝焊脚尺寸hf的60倍,而hf也不应大于被连接的较薄板厚的1.2倍。
2
二块靴梁板承受的最大弯矩 M=qBl/2 (4-25) 二块靴梁板承受的剪力可取 V= qBl (4-26) 应根据M和V之值验算靴梁的抗弯和抗剪强度。式(4-25)与(4-26)中的l为靴梁的悬臂长度。
(3)隔板计算 为了支承底板,隔板应具有一定刚度,为此其厚度不应小于隔板长度的1/50,但可比靴梁板的厚度略小。隔板的高度取决于连接焊缝要求,其所
传之力可偏于安全地取图4-64中阴影部分所承受的基础反力。
例5-8 设计格构柱的柱脚,采用混凝土强度等级为C20,已知荷载N=2532kN,柱截面如图4-65。
图4-65
【解】:
(1)底板计算 假定底板宽度
B=a+2t1+2c=36+2×1.4+2 ×5.6=50cm=500mm
2
已知 C20混凝土上抗压强度设计值fc=10 N/mm
1N12532000L?(?A0)?(?5000)?516.4mm
Bfc50010设锚栓孔面积A0=5000mm
取 L=700 mm(按构造需要)。 作用在底板单位面积上的压力:
N2532000q???7.34N/mm2?fc?10N/mm2 BL?A0700?500?50002
四边支承板的弯矩:
b/a=408/360=1.133 查表4-2 α=0.057
22
M=αqa=0.057×7.34×360=54222N·mm 三边支承板的弯矩:
b1/a1=146/360=0.406 查表4-3 β=0.043
M??qa?0.043?7.34?360?40904N?mm
悬臂板的弯矩:
121M?qa1??7.34?562?11509N?mm
22柱与靴梁的竖直焊缝为:(焊缝强度设计值
ffw?100N/mm2)
212经比较,最大弯矩为Mmax=54222 N·mm(四边支承板)
6Mmax6?54222??38.9mm,采用底板厚度为:t?f21540mm。
(2)靴梁计算
靴梁与柱身连接的焊脚尺寸用 hf=10mm。靴梁高度根据焊缝长度lw确定。
N2532000lw???565mmw,取 580 mm。 4?0.7?10?1004heff焊缝共8条,(考虑到内部4条焊缝焊接条件较差,故计算时只考虑外面4条焊缝)长度 580mm。
靴梁高度亦为580 mm。靴梁与底板焊缝hf=10mm满焊。
两块靴梁板承受的线荷载为
qB=7.34×500=3670N/mm=3670kN/m 承受的最大弯矩
112M?qBl??3670?0.1462?39.11486kN?m
22M39.11486?106????24.916?215N/mm2W2?1?1.4?582?103
6剪力
V=qBl=3670×146= 535820N= 535.82kN
VV525.82?1032??1.5?1.5?1.5?32.9938?125N/mm A2h?2?58?1.4?102靴梁板与底板的连接焊缝和柱身与底板的连接焊缝传递全部柱的压力,焊缝的总长度应为
Σlw=2×(700-20)+4×(146-10)+2×(360-10)=