6.5 Расчет и конструирование базы колонны

Расчетные комбинации усилий в нижней части колонны (сечение 4-4):

Для расчета базы наружной ветви

1) М₂ = 1642,25 кНм; N₂ = -2370,4 кН;

Для расчета базы подкрановой ветви

2) М₁ = -974,5 кНм; N₁ = -2214,9 кН (сочетание 1, 3, 4, 5).

Усилия в ветвях:

- в подкрановой ветви

кН;

- в наружной ветви

кН.

6.5.1 База наружной ветви.

Требуемая площадь плиты базы наружной ветви колонны

,

где  = 1 - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия.

- расчетное сопротивление смятию

где R_b – расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов для предельных состояний первой группы на осевое сжатие, для бетона класса В15 R_b = 0,85 кН/см²;

 - коэффициент для расчета на изгиб, зависящий от характера операния плит, для бетонов класса ниже В25  =1;

_b = 1,2.

По конструктивным соображениям с₂ должен быть не менее 4 см.

,

принимаем B = 50 см.

принимаем L = 62 см.

см² > A_тр = 3038 см².

Среднее напряжение в бетоне под плитой

кН/см².

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно

при толщине траверсы 18 мм

Плита работает на изгиб, как пластинка, опертая на соответствующее число сторон. Нагрузкой является отпор фундамента. В плите имеются 4 участка (смотри рисунок 6.7).

Участок 1.

На участке 1 плита работает как консоль со свесом с = с₁ = 9,93 см. Изгибающий момент:

Участок 2.

На участке 2 плита работает как консоль со свесом с = с₂ = 7,5 см. Изгибающий момент:

Участок 3.

На участке 3 плита работает по схеме – пластинка, опертая на четыре канта (стороны).

Соотношение сторон  α = 0,063

Изгибающий момент:

Участок 4.

На участке 4 плита работает по схеме – пластинка, опертая на четыре канта (стороны).

Соотношение сторон , то есть плиту можно рассматривать как однопролетную балочную, свободно лежащую на двух опорах.

Изгибающий момент:

Требуемая толщина плиты подбирается по максимальному изгибающему моменту, принимая материал плиты – сталь С255, для которой расчетное сопротивление R_y = 24 кН/см².

принимаем толщину базы 35 мм.

Считаем что усилие на плиту передается только через швы, прикрепляющие ствол колонны к траверсам и не учитываем швы, соединяющие ствол колонны непосредственно с плитой базы. Это упрощение идет в запас прочности. Траверса работает на изгиб, как балка с двумя консолями. Высота траверсы определяется из условия прочности сварного соединения траверсы с колонной.

Рассчитаем угловые швы на условный срез.

Для сварки применяем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d = 2 мм, для которой по таблице 4 СНиП II-23-81* находим, что нормативное сопротивление металла шва

кН/см².

Коэффициенты условий работы шва _wf = _wz = 1,0 по пункту 11.2 СНиП II-23-81*.

Согласно таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

кН/см²,

где _wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.

По таблице 3 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:

кН/см².

Для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:

_f = 0,9 – по металлу шва;

_z = 1,05 – по металлу границы сплавления.

Определим, какое сечение в соединении является расчетным:

кН/см²,

следовательно расчетным является сечение по границе сплавления со швом

Принимаем катет шва k_f = 10 мм.

Требуемая длина шва:

Принимаем высоту траверсы h_тр = 50 см.