4.5. Конструирование и расчет базы колонны.

Класс бетона В15

R_b-расчётное сопротивление бетона = 0,85 кн/см²

Конструкция базы должна обеспечивать равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент, а также простоту монтажа колонн. Следуя рекомендациям, принимаем базу с траверсами, служащими для передачи усилия с поясов на опорную плиту.

Расчетными параметрами базы являются размеры опорной плиты. Размеры опорной плиты определяем из условия прочности бетона фундамента в предположении равномерного распределения давления под плитой.

Требуемая площадь плиты:

где Rф – расчетное сопротивление бетона фундамента:

– отношение площади фундамента к площади плиты, предварительно принимаем равным: 1.1;

Rпр. б – призменная прочность бетона, принимаем в зависимости от класса бетона, для

бетона В15 Rпр.б = 8.5 МПа;

= 0.877 кН/см², = 1281.21 см².

Для определения размеров сторон плиты задаемся ее шириной:

,

где bf – ширина полки колонны b_f=300 мм;

ts – толщина траверсы, принимаем 10мм;

c – ширина свеса, принимаемая 60 – 80мм, принимаем с=70 мм;

Впл = 30 + 2•1 + 2•7 = 46 см.

Требуемая длина плиты:

; = 27.852 см, принимаем Lпл = 52 см.

Толщину плиты определяем из условия прочности при работе плиты на изгиб, как пластины, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой по площади контакта отпором фундамента.

= 0,47 кН/см².

Толщину плиты определяют по большему из моментов на отдельных участках:

Опорную плиту представляем, как систему элементарных пластинок, отличающихся размерами и характером опирания на элементы базы: консольные (тип 1), опертые по двум сторонам (тип 2), опертые по трем сторонам (тип 3), опертые по четырем сторонам (тип 4). В каждой элементарной пластинке определяем максимальный изгибающий момент, действующий на полоске шириной 1см.

,

где d – характерный размер элементарной пластинки;

α – коэффициент, зависящий от условия опирания и определяется по таблицам

Б.Г.Галеркина;

Рассматриваем три типа пластин.

Рассматриваем четыре типа пластин.

Тип 1. Для консольной пластинки:

0,5 d=c=7 см

М = 0.47•0.5•7² = 11,515 кН.

Тип 4. Пластинка опёртая на четыре каната:

b = 36 см,

b/a = 1.2, 0.063

M = 0.47•0.063•30² = 26.649 кН.

Тип 3.

d=b₁= 300 мм =30 см , a₁=8 см, α = 0.5, 0.260.5

M = 0.47•0.5•8² = 15.04 кН.

Тип 2.

=7 см, =25.5 см

=26.443 см, =6.75 см

, ,

M = 0.47•0,5•6.75² =10.71 кН.

Толщину плиты определяем по большему из моментов на отдельных участках:

=26.649 кН, ,,2.58см,

принимаем t_пл = 3 см = 30 мм.

Высоту траверсы определяем из условия прикрепления ее к стержню колонны сварными угловыми швами, полагая при этом, что действующее в колонне усилие

равномерно распределяется между всеми швами. Требуемая длина швов:

, где =180 => = 69.36 см,

, , 18.34 см.,Принимаем 20 см.

Траверсу проверяем на изгиб и на срез, рассматривая ее как однопролетную двух консольную балку с опорами в местах расположения сварных швов и загруженную линейной нагрузкой.

=10.81 кН/см

При этом в расчетное сечение включаем только вертикальный лист траверсы толщиной ts и высотой hm.

где Mmax и Qmax – максимальное значение изгибающего момента и поперечной силы в

траверсе.

=345.592 кН, =86.48 кН

=5.183 кН/см², =6.486кН/см²,

кН/см², кН/см²,