5.6 Расчет и конструирование базы колонны

База колонны предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия от стержня колонны на фундамент. В данной курсовой работе выполняется расчет базы, обеспечивающей шарнирное сопряжение колонны с фундаментом (рисунок 5.3). При небольших расчетных усилиях в колоннах (до 4000...5000 кН) применяются базы с траверсами [1]. Проектирование базы с траверсами начинают с определения размеров плиты в плане. Размеры опорной плиты должны быть кратны 10 мм. В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяют из условия прочности фундамента

, (5.20)

где N – расчетное усилие в колонне на уровне базы;

 - коэффициент, принимаемый при равномерном распределении напряжений под плитой, равным 1;

A_pl – площадь опорной плиты; Обычно площадь верхнего обреза фундамента А_f незначительно превышает площадь опорной плиты А_pl, а бетон применяют не ниже класса С12/15.

Расчетное сопротивление бетона сжатию соответствует его классу прочности (таблица 5.3).

Расчетное сопротивление бетона смятию СНБ5.03.01-02.

Ширину опорной плиты назначают с учетом конструктивных особенностей

, (5.21)

где h – высота сечения ветви колонны (швеллера или двутавра);

t_tr – толщина траверсы (8...12 мм), принимаемая конструктивно;

с – вылет консольной части опорной плиты (80...120 мм)].

Длина опорной плиты:

. (5.22)

Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра. Расчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте по контакту с

Рисунок 5.3 – К расчету базы колонны

Таблица 5.3 – Нормативная прочность бетона на сжатие

Характеристика, единица измерения	Класс бетона по прочности
	С12/15	С16/20	С20/25	С25/30	С30/37	С35/45	С40/50	С45/55
, МПа	8	12	16	20	25	30	35	40

плитой

. (5.23)

Можно выделить участки пластинки, опертые по одной, двум, трем и четырем сторонам (кантам). Участок 1 при опирании на 4 канта

, (5.24)

где - коэффициент, зависящий от отношения более длинной сторонык более короткой; принимается по таблице 5.4.

Участок 2 – консольный; отношение >2

(5.25)

Участок 3 можно не проверять, т. к. он имеет меньший консольный свес.

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

При отношении сторон >2 плита рассчитывается как консоль.

Таблица 5.4 – Коэффициенты для расчета на изгиб плит, опертых на 4 канта

b/a	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2	> 2
	0,048	0,055	0,063	0,069	0,075	0,081	0,086	0,091	0,094	0,098	0,100	0,125

По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяется момент сопротивления плиты шириной 1 см

, (5.26)

а по нему требуемая толщина плиты

. (5.27)

Обычно толщину плиты принимают в пределах 20 ...50 мм.

Усилие стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длина которых определяет высоту траверсы. Если ветви траверсы прикрепляются к стержню колонны четырьмя швами (каждая ветвь колонны приваривается к траверсе двумя швами), то получить требуемую высоту траверсы можно по формуле

,

где характеристики сварки и сварных соединений те, что и при расчете соединительных планок. Высота траверсы должна быть не менее 300 мм и не более . Швы крепления ветви траверсы к опорной плите рассчитывают на полное усилие, действующее в колонне. Подобранное сечение траверсы проверяют на прочность по нормальным напряжениям

, (5.28)

где М – изгибающий момент в опорном сечении траверсы; определяется как для двухконсольной балки на двух опорах, загруженной равномерно распределенной нагрузкой на траверсу от реактивного давления грунта.