6.4.1. Определение размеров опорной плиты в плане

Расчетное усилие в колонне на уровне обреза фундамента с учетом собственного веса колонны

N′=N+ 2A_blρk = 2067 + 2 · 53,4 · 1160 · 7850 · 10^–8· 1,2 = 2079 кН,

где k = 1,2 – конструктивный коэффициент, учитывающий вес решетки, элементов базы и оголовка колонны.

Давление под опорной плитой в базах центрально-сжатых колоннах принимается равномерно распределенным.

В центрально-сжатой колонне размеры плиты в плане определяются из условия прочности материала фундамента.

Площадь опорной плиты

A_f = N′/(R_b,loc) = 2079 / (1 · 1,02) = 2038 см²,

где – коэффициент, зависящий от характера распределения напряжений по площади смятия (при равномерно распределенном напряжении= 1; при неравномерном –=.0,75);

R_b,loc– расчетное сопротивление бетона смятию под плитой, определяемое по формуле

R_b,loc=αφ_bR_b= 1 ∙ 1,2 ∙ 0,85 = 1,02 кН/см²,

здесь = 1 – для бетона классаB20 и ниже;

R_b= 0,85 кН/см²для бетона классаB15 – расчетное сопротивление бетона (см. табл. 6.3);

_b– коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона сжатию в стесненных условиях под опорной плитой и определяемый по формуле

здесь A_f1– площадь верхнего обреза фундамента, незначительно превышающая площадь опорной плитыA_f.

Коэффициентом _bпредварительно задаются равным 1,2 (принимается для бетона классаB10 и ниже не больше 1,5 и для бетонов классов вышеB10 не больше 2,5).

Таблица 6.3

Расчетные сопротивления бетона Rb

Класс прочности	B5	B10	B15	B20	B25
Rb, кН/см2	0,28	0,60	0,85	1,15	1,45

Размеры плиты (ширина Bи длинаL) назначаются по требуемой площадиA_f, увязываются с контуром колонны (свесы опорной плиты должны быть не менее 40 мм) и согласуются с сортаментом (рис. 6.13).

Рис. 6.13.К расчету опорной плиты

Назначаем ширину плиты:

B = h + 2t_t + 2c= 36 + 2 · 1 + 2 · 4 = 46 см,

где h = 36 см – высота сечения стержня колонны;

t_t= 10 мм – толщина траверсы (принимают 10 – 16 мм);

с= 40 мм – минимальный вылет консольной части плиты (при устройстве отверстий под болты в самой плите свес принимается 80 – 140 мм и уточняется в процессе расчета толщины плиты).

Требуемая длина плиты

L=A_f/B= 2038 / 46 = 44,3 см <L_min= (b+ 2 · 4) = 40 + 8 = 48 см.

Для центрально-сжатой колонны рекомендуется соотношение сторон опорная плита L/В≤ 1,2. Принимается плита с размерами, увязанными с сортаментом на листовую сталь.

Принимаем плиту с размерами L =В= 480 мм.

Площадь плиты A_f=LВ= 48 · 48 = 2304 см².

Площадь обреза фундамента (размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты)

Коэффициент

Расчетное сопротивление бетона смятию

R_b,loc= 1 ∙ 1,26 ∙ 0,85 = 1,07 кН/см².

Проверяем прочность бетона под плитой:

Запас несущей способности составил 15,7%, однако уменьшать размеры плиты не надо, так как она была принята с минимальными размерами в плане.

6.4.2. Определение толщины опорной плиты

Толщину опорной плиты, опертой на торцы колонны, траверс и ребер, определяют из условия ее прочности на изгиб от отпора фундамента, равного среднему напряжению под плитой:

σ_f=N′/A_f= 2079 / 2304 = 0,9 кНсм².

Обычно на практике толщину плиты принимают в пределах 20 – 40 мм. Для расчета плиты выделяют участки пластинки, опертой по четырем, трем и одной (консольные) сторонам, соответственно обозначенные цифрами 1, 2, 3 на рис. 6.13.

В каждом участке определяют максимальные изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, от расчетной равномерно распределенной нагрузки

q=σ_f·1 = 0,9 кН/см.

На участке 1, опертом по четырем сторонам:

M₁=₁qa²= 0,05 · 0,9 · 36²= 58,32 кН∙см,

где ₁= 0,05 – коэффициент, учитывающий уменьшение пролетного момента за счет контурного опирания плиты по четырем сторонам (определяется по табл. 6.4 в зависимости от отношение большей стороны участкаbк меньшейa).

Значения bиaопределяются по размерам в свету:

b= 400 – 2d= 400 – 27,5 = 385 мм;

а= 360 мм;b/а= 385 / 360 = 1,07.

Таблица 6.4