Конструирование и расчет базы колонны

Рис. 3.1.

База служит для передачи нагрузки от стержня колонны на фундамент. По конструктивному решению база с фрезерованным торцом.

Требуемая площадь опорной плиты базы находят из условия прочности бетона на смятие:

.

где — расчетное сопротивление бетона смятию;

• — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, для класса В12,5;
• — для бетона класса ниже В25; .

Согласно требуемой площади назначают ширину и длину плиты. Принимаем плиту квадратной формы.

.

Принимаем фундамент Давление под плитой считают равномерно распределенным:

.

На участке I плита закреплена по четырём сторонам. Наибольший изгибающий момент в полосе шириной 1см:

где б = 0,098 — при отношении b₁/a₁ =1,9 по табл3.1 [2].

.

На участке II плита закреплена по трём сторонам. Т.к. отношение b₂/a₂ = 0,44 < 0,5 — то плита рассчитывается как консоль с вылетом, равным b₁. Наибольший изгибающий момент:

На участке III плита закреплена одной стороной и рассчитывается как консоль с вылетом, равным с. Изгибающий момента равен:

По наибольшему из изгибающих моментов определяем требуемую толщину плиты:

8 см Из предположения, что вся нагрузка со стержня колонны передаётся на ветви траверсы через вертикальные швы, определяем высоту траверсы (сварку назначаем полуавтоматическую сварочной проволокой СВ-08Г2С, в среде углекислого газа, электродом Э-50, положение «нижнее»):

где _f = 0,9 — коэффициент принимаются по табл. 34* [1];

_z = 1,05 — коэффициент принимаются по табл. 34* [1];

_wf = _wz = 1- коэффициенты условий работы шва, принятые для заданного климатического района.

R_wf = 21,5 кН/см² — расчётное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу шва, принимается по таблице 56 [1];

R_wz = 0,45ЧR_un = 16,2 кН/см² — расчётное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу границы сплавления;

R_un = 36 кН/см² — временное сопротивление стали настила разрыву, принимается по табл.51* [1].

Находим расчётное сечение:

в_f Ч R_wf = 0,9Ч215 = 193,5МПа;

в_z Ч R_wz = 1,05Ч162 = 170МПа;

Расчётным будет сечение по металлу шва.

Для обеспечения прочности принимаем высоту траверсы 37 см Погонная нагрузка на одну траверсу:

В опорном сечении траверсы:

Прочность траверсы:

В пролётном сечении траверсы Прочность траверсы:

балка стержень колонна Рассчитываем горизонтальные угловые швы, которыми траверсы приварены к опорной плите (сварку назначаем полуавтоматическую сварочной проволокой СВ-08Г2С, в среде углекислого газа, электродом Э-50, положение «нижнее»):

где _f = 0,9 — коэффициент принимаются по табл. 34* [1];

_z = 1,05 — коэффициент принимаются по табл. 34* [1];

_wf = _wz = 1- коэффициенты условий работы шва, принятые для заданного климатического района.

R_wf = 21,5 кН/см² — расчётное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу шва, принимается по таблице 56 [1];

R_wz = 0,45ЧR_un = 16,2 кН/см² — расчётное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу границы сплавления;

R_un = 36 кН/см² — временное сопротивление стали настила разрыву, принимается по табл.51* [1];

?l_w^гор = 2(L_pl — 1см) + 4(b₁ — 1cм) = 2(50 — 1) + 4(15,6 — 1) = 156,4см — суммарная расчётная длина горизонтальных швов.

Находим расчётное сечение:

в_f Ч R_wf = 0,9Ч215 = 193,5МПа;

в_z Ч R_wz = 1,05Ч162 = 170МПа;

Расчётным будет сечение по металлу шва.

По табл. 38* [1] принимаем минимальное допустимое значение катета шва k_f = 10 мм.