Конструкция и расчет базы колонны

При конструировании базы колонны следует руководствоваться рекомендациями [1], [2]. Расчет базы колонны состоит из следующих этапов:

- определение требуемой площади плиты и ее размеров в плане из условия смятия бетона фундамента;

- определение толщины плиты из расчета ее на изгиб;

- определение высоты траверсы из расчета ее прикрепления к полкам стержня колонны;

- проверка прочности швов крепления траверсы к плите;

- проверка прочности траверсы на изгиб и срез.

В случае наличия дополнительных ребер и других элементов необхо­димо проверить их сечение и швы крепления на прочность.

В колоннах с фрезерованными торцами без траверс выполняются только два первых этапа и рассчитывается шов крепления колонны к плитена 15 % усилия N.

3.5.1 Пример 16. Сконструировать и рассчитать базу сплошной
колонны из примера 14

Рисунок 21 – База колонны

Данные берём из примера 14 и из раздела 1, Конструкция базы показана на рисунке 21.

Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона составляет

,

где – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия. При равномерно распределенной нагрузке ;

– расчетное сопротивление бетона смятию.

,

где – расчетное сопротивление тяжелого мелкозернистого бетона для предельных состояний первой группы на осевое сжатие (призменная прочность);

для бетонов класса ниже В25.

Значение коэффициента зависит от отношения площадей фундамента и плиты. В курсовой работе можно приближенно принимать . Для бетона класса В12,5 кН/см²; для бетона класса В15 кН/см²;

см².

Принимаем плиту размером мм. Тогда см²,

кН/см² <

Толщину плиты определяем по наибольшему изгибающему моменту на участках 1, 2 и 3 (см. рис. 21). Находим изгибающие моменты на единицу длины d = 1 см на этих участках плиты.

Участок 1 (рисунок 22) рассчитываем как балочную плиту, поскольку отношение сторон

кН×см/см.

Участок 2(консольный):

Рисунок 22 – Схема участка 1

кН×см/см.

Участок 3(Рисунок 23) работает так же, как консольный, так как отношение сторон 420/81=5,2>2. Свес консоли на 21 мм больше, чем на участке 2 для размещения анкерных болтов.

Рисунок 23 – Схема участка плиты 3

кН×см/см

Если бы отношение сторон на участках 1 и 3 оказалось меньше двух, их следовало бы рассчитывать как плиты, опертые по четырем и трем сторонам соответственно с помощью коэффициентов, приведенных в таблицах 4.2 и 4.3.

Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, в пластинках, опертых на 3 или 4 канта, определяют по формулам:

- при опирании на четыре канта ,

- при опирании на три канта ,

где q – расчетное давление на 1 см² плиты, равное напряжению на фундамент .

a и b - коэффициенты, приведенные в таблицах 4.2 и 4.3.

Таблица 4.2 – Коэффициенты a для расчета на изгиб плит,
опертых на четыре канта

Таблица 4.3 – Коэффициенты b для расчета на изгиб плит,
опертых на три канта

Размеры a и b берутся между кромками ветвей траверсы или ребер.

Толщину плиты подбираем по наибольшему моменту из условия

.

Момент сопротивления полоски плиты шириной d=1 см равен

, откуда, учитывая, что дли стали C235 при мм

кН/см², см = 33 мм.

Принимаем мм.

Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Соответствующие характеристики:

кН/см², кН/см², .

Как и в предыдущих примерах, расчет достаточно выполнить по металлу шва, так как Учитывая условие находим требуемую величину катета шва из условия (см. пример 11)

см = 9 мм.

Принимаем мм. При этом требуемая длина шва составит мм., поэтому высоту траверс принимаем 550 мм.

Угловые швы крепления траверсы к плите принимаем конструктивно с катетом 8 мм но таблице Б.4, так как применен фрезерованный торец колонны. Прочность траверсы на изгиб и срез можно не проверять, так как вылет консольной части мал по сравнению с относительно большой высотой траверсы.