Обычно мы требуем, чтобы производственные помещения наших клиентов имели несущую способность-не менее 5 тонн на квадратный метр. Хотя большинство сайтов соответствуют этому требованию, многие клиенты часто спрашивают, как рассчитывается это значение. Ниже мы представляем реальный-пример, объясняющий этот процесс.
Тематическое исследование
Этот проект предполагает строительство нового завода, для чего потребовалась закупка 30-тонной безрельсовой транспортной тележки. Пол мастерской уже был полностью затвердевшим. Поскольку это был проект-государственного предприятия-, который обычно предполагает строгие стандарты исполнения, нескольким независимым группам было поручено провести полный анализ структурных напряжений.
I. Технические характеристики заводского цеха
Структура грунтового фундамента:
Слой щебня толщиной 150 мм-, залитый раствором М2,5 и уплотненный вибрацией.
В качестве барьера для влаги используется полиэтиленовая пленка толщиной 0,6 мм.
Защитный слой из цементного раствора толщиной 20 мм- с соотношением 1:3.
Бетонная плита C30 толщиной 150 мм-, залитая и выровненная за одну непрерывную операцию. После достижения необходимой прочности поверхность шлифуется.
Плита армирована двух-слойными дву-стальными стержнями Ø8, расположенными с интервалом 200 мм × 200 мм как на верхнем, так и на нижнем слоях (с характерным значением несущей способности фундамента, fak, большим или равным 100 кПа).
Один слой эпоксидной грунтовки,-не содержащей растворителей.
Самовыравнивающийся слой эпоксидного напольного покрытия толщиной 2 мм-сам-.
-Анализ несущей способности бетонной плиты C30 толщиной 150 мм (на основе национальных стандартов)
Стандартная прочность на сжатие бетона C30 составляет 30 МПа, то есть каждый квадратный сантиметр выдерживает примерно 306 кг сжимающей силы.
Для бетонной плиты толщиной 15 см (0,15 м) несущая способность-на единицу площади рассчитывается следующим образом:
Теоретический расчет:
30 МПа=30 × 10⁶ Н/м²
Преобразование силы в единицы массы (1 Н ≈ 0,102 кг):
30 × 10⁶ × 0,102 ≈ 3 060 000 кг/м² (≈ 306 тонн/м²)
Однако это значение представляет собой предельную прочность материала на сжатие. Поэтому:
306 т/м² × 0,15 м ≈ 46 т/м²
II. Технические характеристики грузовых-несущих колес транспортной тележки
Конфигурация колес мобильной-несущей платформы:
Нижнее расположение колес:
6 направляющих колес (диаметр 300 мм × ширина 240 мм)
2 ведущих колеса (диаметр 450 мм × ширина 300 мм)
Расчет-площади контакта подшипников для натяжных и ведущих колес:
Метод теоретического расчета 1 - Упрощенная модель прямоугольного контакта
(на основе метода конечных элементов стальной платформы)
Предполагается, что площадь контакта колеса-с землей имеет прямоугольную форму с длиной контакта L и шириной контакта b.
Длина L и ширина b удовлетворяют:
Контактная зона:
Где:
k=коэффициент протектора (k=1 для гладких поверхностей; k=0.7–0,9 для протекторных поверхностей)
E=модуль упругости полиуретана (должен быть подтвержден испытаниями материала; типичный диапазон: 10–100 МПа)
Площадь контакта для 6 натяжных колес (Φ300 мм × b 240 мм):
Площадь контакта для двух ведущих колес (Φ450 мм × b 300 мм):
Общая площадь-контакта колес платформы с землей:
≈ 0.47 m² + 0.13 m² = 0.6 m²
С учетом несущей способности фундамента (бетон C30 толщиной 150 мм ≈ 46 тонн/м²) общая -несущая способность, поддерживаемая площадью контакта колес, составляет:
46 тонн/м² × 0,6 м²=27.6 тонн
Выводы по расчету колесной нагрузки-подшипника
Проектная номинальная грузоподъемность транспортной тележки – 20 тонн. Расчетная нагрузка-несущая сила, поддерживаемая зоной контакта колес, составляет примерно 27,6 тонны.
Поскольку расчетное значение превышает номинальную грузоподъемность в 1,3 раза, конструкция колес передвижной силовой-несущей платформы соответствует требуемым нормам-несущей способности.
