4.1. Назначение размеров опорной плиты

Размеры опорной плиты принимают на 40 50 мм больше размеров сечения колонны. Толщина опорной плиты .

4.2. Определение размеров опорного ребра из расчета на смятие

Ширину опорного ребра назначают из условия , тогда , здесь - длина сминаемой поверхности,

- ширина торцевой диафрагмы балки,

- толщина вставки колонны (см. п.4.5. и рис.5а)

Толщина опорного ребра ,

где - опорное сопротивление стали смятию, вычисляемое по формуле

, здесь - временное сопротивление стали разрыву, принимаемое по табл.51 [1] или по табл. 1 прил.

- коэффициент надежности по материалу (см. табл. 2 [1] или табл. 11 прил.).

4.3 Расчет швов «а»

Определяют необходимый катет швов, через которые давление с опорной плиты передается на опорные ребра оголовка

;

где

В случае установки опорной плиты на фрезерованный конец колонны давление с балок передается непосредственным контактом поверхностей и сварные швы принимаются минимальной толщины по табл. 8 прил.

4.4. Определение высоты опорных ребер (расчет швов «б»)

Требуемая длина ребер:

- по металлу шва , но не более ,

Рис.5 К расчету оголовка колонны

а,б,в - сплошные в,г - сквозные

Рис.5 К расчету оголовка колонны

а,б,в - сплошные в,г - сквозные

- по металлу границы сплавления

, но не более ,

Проверка стенки колонны по линии среза (см.рис.5а, г):

(13)

где - расчетное сопротивление стали срезу, принимаемое равным

При невыполнении условия (13) в пределах оголовка устраивают вставку толщиной , здесь - длина вставки, равная .

Низ опорных ребер обычно обрамляют горизонтальными ребрами.

При передаче нагрузки на опорную плиту через опорные ребра балки, совмещенные с полками сплошной колонны (см.рис. 5б) или стенками ветвей сквозной колонны (см. рис. 5в) роль опорных ребер оголовка играют полки сплошной колонны или стенки ветвей сквозной колонны. В этом случае расчетом необходимо проверять сварные горизонтальные швы, прикрепляющие опорную плиту оголовка к колонне.

При опирании балок на колонну сбоку (см.рис.5,д), толщину опорного столика принимают на 20-30мм больше толщины торцового ребра главной балки.

Швы, приваривающие столик к колонне (швы «Б») проверяют по формуле:

,

где 1,3 –коэффициент, учитывающий возможную непараллельность торцов балки и столика.

Торцовые ребра главных балок крепятся к полкам колонны на болтах грубой нормальной точности диаметром . Диаметр отверстий принимается на 3мм больше диаметра болтов.

5. Конструирование и расчет базы колонны

Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме колонны закреплению ее нижнего конца. Наиболее распространенные конструктивные решения шарнирных и жестких сопряжений колонн с фундаментами представлены на рис.6 и рис.7.

Порядок расчета.

1. Определение размеров опорной плиты в плане.

Требуемая площадь опорной плиты: ,

где - расчетное сопротивление бетона смятию, равное здесь ,

- площадь верхнего обреза фундамента;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (для бетона класса В12.5 , для бетона класса В15 - )

В курсовой работе принять

Размеры опорной плиты из конструктивных требований (см. рис.6,а):

;

,

где - толщина траверсы, принимается равной ;

с – консольные свесы, принимаются не более 100 120мм.

При этом должно соблюдаться условие

2. Определение толщины опорной плиты из условия прочности на изгиб.

Плита рассматривается как пластина, опертая на торец колонны, траверсы, ребра жесткости и нагруженная равномерно распределенным опорным давлением бетона фундамента .

Изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1см:

- в пластинках, закрепленных по четырем сторонам (см. рис. 6,а, участок I):

Рис.6 К расчету сплошной колонны а) жесткая база; б) шарнирная база

Рис.7 К расчету базы сквозной колонны: а)жесткая база, б) шарнирная база.

,

где - коэффициент, принимаемый по табл. 9 прил. или по табл. 8.6. [3], в

зависимости от отношения более длинной стороны b к более

короткой a;

При отношении сторон расчетный момент определяется как в однопролетной балочной плите ;

- в пластинках, закрепленных по трем сторонам (см.рис.6, участок 2)

,

где - коэффициент, принимаемый по табл. 14 [2] или по табл. 10 прил. в

зависимости от отношения длины закрепленной стороны к длине незакрепленной стороны .

При отношении плита рассчитывается как консоль.

- на консольных участках (см.рис.6, участок 3)

,

По наибольшему из найденных для различных участков плиты моментов определяют требуемую толщину опорной плиты:

Обычно толщину опорной плиты назначают в пределах .

3. Определение высоты траверсы (расчет швов «Г»).

- по металлу шва

, но не более

- по металлу шва

, но не более

Катет шва назначается конструктивно не более

4. Проверка прочности траверсы.

- на изгиб ,

где - изгибающий момент в месте приварки траверсы к колонне,

равный , здесь - погонная расчетная нагрузка на траверсу, , - ширина грузовой площади траверсы (см. рис. 6, а);

- момент сопротивления сечения траверсы, вычисляемый по

формуле ;

- на срез ,

где - поперечная сила в месте крепления траверсы к колонне:

5. Расчет швов, «Д» (см. рис. 6,а)

Швы, прикрепляющие траверсы, стержень колонны, ребра жесткости к опорной плите базы, рассчитываются по формуле:

- по металлу шва

,

- по металлу границы сплавления

где N – усилие, воспринимаемое стержнями колонны,

- суммарная длина швов, прикрепляющих траверсы, стержень

колонны, ребра жесткости к опорной плите.

При фрезерованном нижнем торце колонны эти швы принимаются конструктивно минимальной толщины по табл. 8 прил.

Диаметр анкерных болтов принимается конструктивно равным:

- при шарнирном сопряжении,

- при жестком сопряжении.

Диаметр отверстий под болты выполняется в 1.5-2 раза больше диаметра болтов для удобства монтажа.