5.3 Расчет базы колонны

База служит для передачи нагрузки от стержня колонны на фундамент и закрепления колонны на фундаменте. Ее основными элементами является опорная плита, траверса и анкерные болты. При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом база закрепляется анкерными болтами непосредственно за плиту. В этом случае анкерные болты являются нерабочими и лишь фиксируют правильность положения колонны. Диаметр болтов назначаем конструктивно d=(20-36)мм. Число анкерных болтов n=4шт. Бетон фундамента класса В12,5, R_b=7 МПа.

Расчет базы начинаем с определения площади опорной плиты, она определяется по формуле:

, где R_ср. – среднее расчетное сопротивление бетона смятию.

, поскольку на стадии расчета базы отношение неизвестно, то для предварительного расчета это значение задаем (1,2 1,5), принимаем

Согласно требуемой площади площадки назначаем длину и ширину плиты

Ширина определяется по формуле:

Толщина траверсы конструктивно назначается t_тр.=(10-16) мм, принимаем t_тр=10 мм. Консольный вынос плиты за траверсу при прикреплении анкерными болтами за плиту конструктивно назначается с=(80-100) мм, принимаем с=100 мм.

По ГОСТу 82-70 принимаем мм, тогда с=100 мм

Определяем длину по формуле:

см Принимаем по ГОСТ 60 см

Из условия прочности на изгиб определяем толщину опорной плиты, которую рассматриваем как пластину, опертую на торец стержня колонны траверсы и нагруженную равномерно распределенным реактивным отпором фундамента.

Плита на разных участках работает неодинаково и разделяется на несколько видов закрепления:

1). I участок плиты, опертый по 4 сторонам

2). II участок плиты, опертый по 3 сторонам

3). III консольный участок

Определяем изгибающий момент на каждом участке:

1.) ,

b=46-1,1=44,9см

где; - коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны участка к более короткой.

2.) , где - коэффициент, зависящий от длины закрепленной стороны участка к длине свободного края рассматриваю как консольный участок

3.)

По max из найденных значений изгибающих моментов определяем толщину плиты по формуле:

, должно выполняться условие:

; условие не выполняется. Ставим дополнительное ребро на этом участке. 65,48/2=32,74кН

; условие выполняется.

Определяем высоту траверсы исходя из требуемой длины сварных швов, прикрепляющих стержень колонны к траверсам по формуле:

, где

; ; ; ; ; ;

Принимаем по ГОСТу высоту траверсы

Проверяем прочность траверсы на изгиб и срез:

Находим требуемый момент ;

Находим требуемую силу ;

Проверяем прочность траверсы на изгиб:

, условие выполняется.

Принимаем толщину траверсы

Проверяем прочность траверсы на срез:

, где

, условие выполняется.

Определяем толщину ребра из условия прочности на смятие.

,

Принимаем =10 мм

Определяем из условия прочности сварных швов, принимаем высоту ребра и диафрагму.

Принимаем

Условие выполняется