Расчет базы колонны

Сопряжение колонны с фундаментом жёсткое. Проектируем базу раздельного типа, т.к. ширина нижней части колонны больше 1 м.

База колонны для наружной ветви (рис. 28).

Расчётная комбинация усилий: М2 = 1259.86кНЧм; N2 = 3042.8кН.

Находим требуемую площадь плиты из условия прочности бетона на смятие:

где Rb. loc — расчётное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле:

здесь б =1- для бетона класса ниже В25;

ц = 1,2 — кубический корень из отношения площади верхнего обреза фундамента к площади плиты;

Rb = 8,5МПа — расчётное сопротивление осевому сжатию бетона класса В15.

Толщину траверсы принимаем конструктивно 14 мм, вылет плиты с2 = 6 см.

Фактическая площадь плиты:

Давление под плитой считаем равномерно распределённым:

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

Плиту рассматриваем, как пластину, нагруженную снизу равномерно распределённым давлением фундамента и опёртую на элементы сечения стержня и базы колонны (рис. 28).

Рис. 36. К расчёту плиты

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках:

а) участок 1 — плита закреплена по трем сторонам:

Так как, то плита рассчитывается как консоль с вылетом, равным b1.

б) участок 2 — плита закреплена одной стороной:

в) участок 3 — плита закреплена по четырем сторонам:

где б = 0,125 — при отношении b1/a1 = 51.9/20 = 2,36 по табл. 3.1 [4].

г) участок 4 — плита закреплена по четырем сторонам:

.

где б = 0,125 — при отношении b1/a1 = 51.9/20 = 2,36 по табл. 3.1 [4].

Определяем толщину плиты:

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.

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

Rwz = 0,45ЧRun = 16,65 кН/см2 — расчётное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу границы сплавления;

Run = 37 кН/см2 — временное сопротивление стали настила разрыву, принимается по табл. 51* [1].

Находим расчётное сечение:

вf Ч Rwf = 0,9Ч215 = 193,5 МПа;

вz Ч Rwz = 1,05Ч166,5 = 174,8 МПа;

Расчётным будет сечение по границе сплавления.

Для обеспечения прочности принимаем высоту траверсы 50 см, что меньше 85ЧвfЧkf = 85Ч0,9Ч1,4 = 107,1 см.

Проверяем прочность траверсы.

Траверсы работают как двухконсольные балки под действием отпора бетона фундамента. Погонная нагрузка на одну ветвь траверсы равна:

В опорном сечении траверсы:

Прочность траверсы проверяем по формулам:

В пролётном сечении траверсы:

Рассчитываем горизонтальные угловые швы, которыми траверсы приварены к опорной плите:

.

где ?lwгор — суммарная расчётная длина горизонтальных швов.

Окончательно принимаем катет шва 17 мм.

Комбинация усилий для расчёта анкерных болтов: а) 1,5*:М = 732,74кНЧм;N = -1074.98кН;

б) 1,5: М = -294.16кНЧм; N = -1074.98кН.

Растягивающее усилие в анкерных болтах:

Определяем площадь одного болта:

.

где — расчетное сопротивление анкерного болта из стали 09Г2С (ГОСТ 19 281−73*) растяжению; n — количество болтов на одной ветви.

Принимаем болты М30 с площадью 5,6 см².

Расчётное усилие в анкерном болте после его натяжения:

Диаметр отверстия в анкерной плите 33 мм, расстояние от ветви траверсы до центра отверстия. Толщину анкерной плитки принимаем 40 мм. Тогда ширина анкерной плитки составит:

Принимаем ширину анкерной плитки 14 см.