3.3. Конструирование базы колонны

Передача расчетного усилия на опорную плиту осуществляется через сварные швы.

Расчетное усилие с учетом массы колонны N=2762,87 кН. Бетон под плитой работает на смятие (локальное сжатие). Требуемая площадь плиты базы колонны . При центрально-сжатой колонне и значительной жесткости плиты напряжения под плитой в бетоне можно считать равномерно распределенными, чему соответствует ψ=1 , .

Для бетона класса ниже В25 . Материал фундамента – бетон класса В15. По табл. для бетона класса В12.5 расчетное сопротивление сжатию . Принимаем коэффициент . Тогда расчетное сопротивление смятию (локальному сжатию) равно , а требуемая площадь плиты базы равна 2762,87/1,5=1841,91 .

По конструктивным особенностям принимаем размеры плиты . Уточняем площадь плиты Напряжение под плитой .

Плита работает на изгиб как пластинка, опертая на соответствующее число кантов (сторон). Нагрузкой является отпор фундамента. В плите имеются три участка. На участке 1 плита работает по схеме «пластинка, опертая на четыре канта». Соотношение сторон . В этом случае плиту рассматривать как однопролетную балочную, свободно лежащую на двух опорах.

Изгибающий момент

Нежелательно иметь толщину плиты более 40 мм. Поэтому принимаем для плиты сталь более высокой прочности С345 с расчетным сопротивлением , что проще, чем ставить дополнительные ребра на участке 1. Требуемая толщина плиты Принимаем толщину плиты базы 30 мм.

На участках 2 и 3 изгибающие моменты меньше, чем на участке 1. На участке 2 плита работает как консоль длиной , где 1,2 см – толщина траверсы.

Изгибающий момент на консольном участке плиты , что меньше .

На участке 3 плита оперта на три канта. Однако соотношение сторон участка 3 равно 8/33=0,24 , следовательно, момент на участке 3 меньше момента на участке 2. является максимальным моментом, определяющим . При заданном классе бетона принятое решение рационально. Уменьшение толщины плиты возможно при снижении класса бетона и выравнивании изгибающих моментов на участках 1, 2 и 3.

Расчет траверсы. Считаем в запас прочности, что усилие на плиту передается только через швы, прикрепляющие ствол колонны к траверсам, и не учитываем швы, соединяющие ствол колонны непосредственно с плитой базы. Траверса работает на изгиб как балка с двумя консолями. Высота траверсы определяется из условия прочности сварного соединения траверсы с колонной. Угловые швы рассчитываем на условный срез.

Сварка – полуавтоматическая в среде углекислого газа, материал – сталь 245. Сварку производим проволокой Св-08Г2С. По табл. расчетное сопротивление металла шва . Расчетное сопротивление металла границы сплавления . Для стали С245 .

Определяем расчетное сечение соединения. По табл. определяем коэффициенты . Задаемся катетом шва ; . Произведение ; .

Расчетное сечением является сечение по металлу границы сплавления. Расчетная длина шва . Высота траверсы . принимаем высоту траверсы 31 см=310 мм. Проверяем прочность траверсы как балки с двумя консолями. Момент в середине пролета .

Момент сопротивления траверсы . Напряжения . Сечение траверсы принято.

Рис. Расчетная схема базы колонны