Расчет и конструирование базы колонны
Базу колонны рекомендуется принимать двух типов; с ребром жесткости по плите базы и без него. К первому типу базы относится база без ребра жесткости. Ко второму типу относится база с ребрами жесткости плиты:
Второй тип базы колонны принимаем в случае, когда при расчете толщины плиты базы она получается больше 40 мм.
Следовательно, первоначально базу принимаем первого типа.
Определяем требуемую площадь плиты базы колонны по формуле:
где - расчетное сопротивление бетона фундамента под колонну класса В7,5=4,59МПа.
Определяем ширину плиты базы колонны:
=
=
Где с =60÷90мм-ширина консольной части плиты, принимаем с =80мм
8÷10мм- толщина траверсы, принимаем 7мм
h =40 cм- высота сечения двутавра ветви колонны.
Окончательно принимаем
ширину плиты равной В=58см
ширина консольной части плиты, принимаем с =8 см
Определяем длину по формуле:
=принимаемL=72см
Определяем напряжение в фундаменте:
=
Для определения толщины плиты базы колонны определяем изгибающие моменты в плите на каждом из его участков.
Участок 1 опертый на четыре канта:
=0,111·42,2·2·4,6·10-1 =90,9кН·см
Где α- коэффициент, определяемый в зависимости от отношения , следовательно, при==> α = 0,111
Где - большая сторона участка 1,=h = 40cм
а- меньшая сторона участка 1, a = b - = 42 - 0,8 = 41,2см
= 0,8cм -толщина стенки двутавра, ветви колонны;
b= 42 см - разнос ветвей колонны.
Участок 2, опертый на три канта:
=0,133·4,6·10-1·14,62 =13кН·см
Где β- коэффициент, определяемый в зависимости от отношения ,
Следовательно, при ==>β=0,133
Где - закрепленная сторона отсека участка 2,=h = 40cм
свободная сторона отсека участка 2, =
Участок 3, консольный:
=
По максимальному моменту (на участке 1) =90,9 кН*см определяем требуемую толщину плиты базы колонны:
=
Где =220МПа – для листовой прокатной стали С235 по ГОСТ 27772-88
толщиной 20< t ≤ 40мм;
1,2 – коэффициент условий работы (согласно ДБН В.2.6-163:2010)
Толщину плиты принимаем равной =39мм
Следовательно, окончательно принимаем тип базы I
Определяем высоту траверсы базы колонны из условия работы на срез сварных швов (четыре сварных шва), прикрепляющих траверсу к ветвям колонны.
Сварку принимаем ручной, выполненную электродами Э-42 по ГОСТ 9467-75 со следующими расчетными характеристиками: - коэффициенты принимаемые по ДБН В.2.6-163:2010
180МПа для электродов типа Э-42
МПа
Катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к ветви, принимаем согласно рекомендациям (согласно ДБН В.2.6-163:2010) -=8мм.
Тогда требуемая высота траверсы составит при расчете:
а) по металлу шва
б) по металлу границы сплавления
Принимаем высоту траверсы равной hтр = 37 см ≤ [ 85·βf · kf]=47.6см
Усилия возникающие в траверсе:
13 ·7=91 кН
Где
Проверяем прочность траверсы:
= ≤Ry γс =
Прочность траверсы обеспечена.
Определяем катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к плите базы колонны. Сварку принимаем ручной, выполненную электродами Э-42 по ГОСТ 9467-75 со следующими расчетными характеристиками: - коэффициенты принимаемые по ДБН В.2.6-163:2010180МПа для электродов типа Э-42
МПа
Катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к ветви принимаем согласно рекомендациям ДБН В.2.6-163:2010
Тогда: а) по металлу шва
б) по металлу границы сплавления
Принимаем катет сварного шва крепления траверсы к плите в соответствии с расчетом и рекомендациями ДБН В.2.6-163:2010 равным - =9мм