Als Ingenieur oder Student der Ingenieurwissenschaften wissen Sie, wie wichtig eine starke Basis ist.
So wie ein Gebäude eine starke Basis braucht, um seine Struktur aufrechtzuerhalten, brauchen viele Ingenieurprojekte eine solide Basis, um erfolgreich zu sein.
Also kommt die Grundplatte ins Spiel.
Beim Bau einer Brücke, einer Maschine oder einer anderen Struktur ist die Grundplatte das wichtigste Teil, da sie die Last trägt und verteilt.
In diesem Artikel schaue ich mir die Grundplatte genauer an und spreche über ihre Bedeutung in der Technik sowie über die verschiedenen Typen, Designüberlegungen und Installationsmethoden.
Wenn Sie also mehr über Engineering erfahren und auf Ihrem Wissen aufbauen möchten, lassen Sie uns in die Welt der Grundplatten eintauchen.
Einführung in Grundplatten
Formale Definition:
Eine Metallplatte, die eine Stütze oder ein Fundament bietet.
Eine Grundplatte ist eine flache Platte oder ein Rahmen, an dem andere Dinge befestigt und als Basis oder Stütze verwendet werden können.
Es wird unter anderem viel im Bauwesen, in der Zahnmedizin und im Schienenverkehr eingesetzt.
In diesem Artikel sprechen wir darüber, wie Grundplatten im Ingenieur- und Bauwesen verwendet werden.
Rolle von Grundplatten im Ingenieurwesen und Bauwesen
Bodenplatten sind ein wichtiger Bestandteil des Ingenieurwesens und des Bauwesens, da sie dafür sorgen, dass Lasten aus der Struktur gleichmäßig auf das Fundament verteilt werden.
Damit ist der Lastpfad in das Fundament vervollständigt.
Sie verbinden den oberen Teil des Gebäudes mit dem Fundament und verleihen dem unteren Teil der Säule Festigkeit, um das Fundament im Gleichgewicht zu halten.
Grundplatten tragen dazu bei, das Gewicht der Säulen auf eine ausreichend große Fläche des tragenden Betons zu verteilen, damit der Beton nicht zu schwer wird, um ihn zu halten.
Design der Grundplatte
Ingenieure verwenden Grundplattendesign-Software für ihre Projekte.
Diese Software hilft ihnen, Designs zu erstellen, die perfekt funktionieren, indem sie genaue Messungen hinzufügen können.
Die Breite und Dicke von Fußplatten hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Der faktorisierten Belastung, der Nenntragfähigkeit, dem Überstand der Fußplatte über den Flansch hinaus und parallel zum Steg usw.
Anhand dieser Faktoren können Sie berechnen, wie groß eine Grundplatte sein muss, um eine faktorisierte Last zu halten.
Wie sich der Druck auf das Fundament verteilt, hängt davon ab, wie steif es im Vergleich zur Bodenplatte ist.
Die Bedeutung von Grundplatten in der Technik: Warum das Überspringen keine Option ist
Immer noch schwer zu verstehen? Lassen Sie mich die Sichtweise etwas ändern:
Vergessen Sie einfach die Grundplatte in Ihrem nächsten Konstruktionsprojekt, wenn Sie es vermasseln möchten.
Wer braucht wirklich eine stabile Basis? Ihre Brücke, Maschine oder Ihr Gebäude wird nicht herunterfallen, wenn Sie es nicht haben.
Kümmere dich also nicht um die Grundplatte.
Aber wenn Sie nicht Ihren Ruf oder die Sicherheit der Menschen aufs Spiel setzen wollen, die auf Ihre Arbeit angewiesen sind, lassen Sie uns darüber sprechen, wie wichtig Grundplatten im Maschinenbau sind.
Okay, das war nur ein Witz, der wie eine Fernsehwerbung aussehen sollte.
Kommen wir nun zurück zur Erklärung.
Arten von Grundplatten und ihre Anwendungen
Säulengrundplatten
Quadratische Stahlplatten werden an den Boden einer Stahlsäule geschweißt, um Säulenfußplatten herzustellen.
Die Stahlplatte sitzt auf einer Betonstütze (mit oder ohne Mörtel dazwischen) und wird mit Schrauben mit in den Beton eingebetteten Köpfen mit dem Beton verschraubt.
Säulenfußplatten tragen dazu bei, das Gewicht der Säule auf eine größere Fläche zu verteilen, wodurch weniger Druck auf das Fundament ausgeübt wird.
Häufig werden diese Bodenplatten beim Bau eines Gebäudes verwendet.
Maschinenbasen, Stützen und Rahmen
Maschinenfüße, Stützen und Rahmen geben Werkzeugmaschinen, Matrizen, Werkzeugen, Präzisionsinstrumenten und anderen Industrieanlagen einen stabilen Standplatz.
Sie haben in der Regel eine oder mehrere Grundplatten, die durch Vernickeln, Oxidieren oder Eloxieren vor Korrosion schützen.
Ziel dieser Fußplatten ist es, der Maschine oder dem Gerät einen stabilen, ebenen Stand zu geben.
Sie werden häufig in Fabriken und anderen industriellen Umgebungen verwendet.
Pumpengrundplatten
Grundplatten für Pumpen werden hergestellt, um sicherzustellen, dass die Pumpe, der Antrieb und andere Teile des Antriebsstrangs, wie Getriebe, alle an der richtigen Stelle sind.
Die Grundplatte muss stark genug sein, um das Gewicht der Pumpe und aller anderen Teile zu tragen, und sie muss so beschaffen sein, dass die Pumpe sicher darauf stehen kann.
Am häufigsten werden diese Grundplatten in Industrie und Gewerbe eingesetzt.
Designüberlegungen für Grundplatten
Die Wahl der richtigen Bodenplatte ist wichtig, um sicherzustellen, dass Strukturen eine stabile Basis haben und um Gewicht von der Struktur auf das Fundament zu verlagern.
Materialauswahl
Die Materialauswahl ist ein wichtiger Bestandteil der Konstruktion einer Grundplatte, da sie einen großen Einfluss auf die Kosten für die Herstellung und Errichtung von Stahlkonstruktionen und deren Funktionsfähigkeit unter Last haben kann.
Grundplatten bestehen normalerweise aus ASTM A36, sofern keine andere Qualität angegeben ist.
Andere Dinge, an die Sie denken sollten, sind die Umgebung und die Möglichkeit von Korrosion.
Größenstandardisierung
Bei der Konstruktion sollte die Größe der Grundplatte so eingestellt werden, dass sie leichter herzustellen und aufzustellen ist.
Bis zu einer Dicke von 1/4 Zoll gibt es Platten in 8-Zoll-Schritten, darüber in 4-Zoll-Schritten.
Die meisten Menschen sind sich einig, dass 1/2 Zoll die Mindestdicke für eine Grundplatte ist.
Dickenbestimmung
Damit die Bodenplatte den Belastungen standhält, ist es wichtig zu wissen, wie dick sie ist.
Es werden Gleichungen verwendet, die berücksichtigen, wie Lasten elastisch auf Anker in ringförmigen Fußplatten verteilt werden, wenn ein Moment aufgebracht wird.
Das Hinzufügen von Dicke gibt mehr Festigkeit, wo sie benötigt wird.
Formüberlegung
Die Form der Grundplatte wird durch die Verwendung bestimmt.
Bei Stützenfußplatten wird ein Flanschabschnitt als Stütze verwendet, und die Konstruktion der Fußplatte umfasst die Auswahl der Länge (N) und Breite (W) der Platte (B).
Auskragende Plattenabschnitte, die durch die Parameter (m) und (n) definiert sind, gelten als Stellen, an denen sich Platten biegen (n).
Schubvorschriften im Beton hängen davon ab, ob die Dicke der Befestigung ausreicht, um Schublasten ohne Reißen auf die Anker zu übertragen.
Installation von Grundplatten
Die richtige Montage von Bodenplatten ist wichtig für die Stabilität und Langlebigkeit von Konstruktionen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Bodenplatte anzubringen, und die Art und Weise, wie sie verwendet wird, hängt von der Art des Fundaments und der Anwendung ab.
Ankerbolzen und Keilanker
Ankerbolzen, die durch die Grundplatte und in das Fundament gehen, sind eine übliche Art, eine Grundplatte zu installieren.
Üblicherweise werden Ankerbolzen in regelmäßigen Abständen gesetzt.
Ihr Abstand und ihre Position hängen davon ab, wie viel Gewicht die Struktur halten muss.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, Keilanker zu verwenden, die durch die Grundplatte und in das Fundament gehämmert werden.
Es ist wichtig, die Bodenplatte sorgfältig zu platzieren, um sicherzustellen, dass sie an der richtigen Stelle ist und die Last gleichmäßig verteilt wird.
Korrekte Installationsverfahren
Befolgen Sie die richtigen Installationsschritte, um sicherzustellen, dass eine Grundplatte sicher auf einem Fundament befestigt ist.
Wenn Sie beispielsweise die Grundplatte einer Maschine installieren, muss die Platte eben sein und die Ankerschrauben müssen gemäß den Anweisungen des Herstellers angezogen werden.
Vor dem Aufstellen der Maschine sollte die Grundplatte auf Ebenheit überprüft und eventuelle Mängel behoben werden.
Installation der Pumpengrundplatte
Bei der Installation einer Pumpengrundplatte übertragen die Pumpenhersteller punktuell Befestigungslöcher von der Pumpe und dem Antrieb auf die Montagepads der Grundplatte.
Dies geschieht, nachdem sichergestellt wurde, dass die Wellen weit genug voneinander entfernt sind, um in die gewählte Kupplung zu passen, und die beiden Wellenmittellinien auf 0,020 Zoll (0,5 Millimeter) genau ausgerichtet sind.
Der Lieferant der Pumpe und der Grundplatte bohrt und schneidet dann Schraubenlöcher, die im Durchmesser etwa 0,060 Zoll (1,5 Millimeter) kleiner sind als die Befestigungslöcher in der Pumpe und dem Antrieb.
An dieser Stelle der Pumpenbaugruppe werden die Befestigungsschrauben eingesetzt.
Diese Bolzen wurden beim Gießen des Stahlbetonfundaments ummantelt.
Dann werden Nivellierschrauben mit laseroptischen Werkzeugen oder einer Präzisionswasserwaage eines Maschinisten verwendet, um die Befestigungspads auf der Grundplatte flach und parallel zu machen.
Ausfallarten und Prävention
Grundplatten versagen oft, weil der Beton bricht, der Anker ausreißt oder das Lager versagt.
Versagen des Kugellagers
Wenn die Grundplatte die Last nicht ausreichend über das Fundament verteilt, was dazu führt, dass der Beton beim Tragen versagt, wird dies als Lagerversagen bezeichnet.
Um diese Art von Fehlern zu vermeiden, müssen Design und Installation richtig ausgeführt werden.
Grundplatten und Fundamente müssen hergestellt werden, um zu verhindern, dass Lager brechen.
Dies kann erreicht werden, indem sichergestellt wird, dass die Grundplatte dick genug ist, um die Last über eine ausreichend große Fläche des Fundaments zu verteilen.
Installationstechniken
Bei der Montage ist darauf zu achten, dass sich die Grundplatte nicht verbiegt.
Dies kann erreicht werden, indem sichergestellt wird, dass die Ankerbolzen an der richtigen Stelle gesetzt werden und dass auf alle Bolzen die gleiche Kraft ausgeübt wird.
Auch Verklebungsprobleme können durch die richtige Montage vermieden werden.
Beispielsweise müssen Sie möglicherweise eine Grundierung verwenden, bevor Sie Klebstoff auftragen, um sicherzustellen, dass er gut haftet.
NSCP 2015| Stahldesign| Design der Grundplatte
Tipp: Aktivieren Sie die Untertitel-Schaltfläche, wenn Sie sie benötigen. Wählen Sie „automatische Übersetzung“ im Einstellungs-Button, wenn Sie mit der gesprochenen Sprache nicht vertraut sind. Möglicherweise müssen Sie zuerst auf die Sprache des Videos klicken, bevor Ihre bevorzugte Sprache für die Übersetzung verfügbar ist.
Anwendungsfälle
| Benutzt in: | Beschreibung: |
|---|---|
| Ausrüstung und Maschinen: | Grundplatten werden häufig zur Herstellung von Maschinen und anderen Arten von Geräten verwendet. Sie dienen dazu, Maschinen und anderen Geräten im Einsatz einen stabilen Stand zu geben. In diesem Fall tragen Bodenplatten dazu bei, dass sich die Maschine nicht bewegt und vibriert, was sie beschädigen und ihre Effektivität beeinträchtigen kann. Meistens wird die Grundplatte mit dem Boden oder einer anderen festen Oberfläche verschraubt und die Ausrüstung auf der Platte verankert. |
| Brücken: | Beim Bau einer Brücke werden Grundplatten verwendet, um das Gewicht der Brücke zu verteilen und die Säulen oder Pfeiler zu stützen, die sie tragen. Die Oberseite des Pfeilers oder der Säule wird mit der Grundplatte verschraubt, die normalerweise aus Stahl besteht. Die Fußplatte wird dann mit den Brückenbalken oder -trägern verschraubt. Bodenplatten sorgen beim Brückenbau dafür, dass das Gewicht der Brücke gleichmäßig verteilt wird und die Brücke stabil steht. |
| Konstruktion und Gebäude: | Bodenplatten dienen zur Errichtung von Säulen und Wänden beim Bau eines Gebäudes. Sie tragen dazu bei, das Gebäude stabil zu halten und das Gewicht des Gebäudes zu verteilen. Im Hoch- und Tiefbau verwendete Bodenplatten bestehen üblicherweise aus Stahl oder Beton und werden auf dem Fundament befestigt. Danach werden die Wände oder Stützen mit der Bodenplatte verschraubt. |
| Windräder: | Fußplatten werden beim Bau von Windkraftanlagen verwendet, um dem Turm einen stabilen Stand zu geben. Das Fundament verankert die Grundplatte, die meist aus Stahl oder Beton besteht. Anschließend wird die Grundplatte mit dem Turm verschraubt. Beim Bau einer Windkraftanlage verhindert eine Grundplatte, dass sich der Turm bewegt und wackelt, was den Turm beschädigen und die Turbine weniger effektiv machen kann. |
| Transport: | In der Transportbranche werden Bodenplatten verwendet, um Anhängern und anderen Fahrzeugen eine stabile Basis zu geben. Die meisten Grundplatten bestehen aus Stahl und werden mit dem Fahrzeugrahmen verschraubt. Die Verwendung einer Bodenplatte trägt dazu bei, das Gewicht der Ladung gleichmäßig zu verteilen und verhindert, dass das Fahrzeug beschädigt wird. |
Abschluss
Zusammenfassend mag die Grundplatte wie ein kleiner Teil im Gesamtbild von Ingenieurprojekten erscheinen, aber sie ist ein sehr wichtiger Teil, der sicherstellt, dass die Projekte stabil bleiben und funktionieren.
Als Ingenieure müssen wir immer darüber nachdenken, wie wichtig ein starkes Fundament ist, und auf die Details achten, die es möglich machen.
Jeder Schritt beim Entwerfen und Installieren einer Bodenplatte, von der Auswahl des richtigen Materials und der richtigen Größe bis hin zur Befestigung am Fundament, kann einen großen Einfluss darauf haben, wie sie am Ende aussehen wird.
Denken wir also daran, der Grundplatte Aufmerksamkeit zu schenken, und vergessen Sie nie die Grundregel, dass jedes große Ingenieurprojekt mit einem starken Fundament beginnt.
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