3.4. Расчёт и конструирование оголовка колонны.
Конструкция оголовка центрально-сжатой колонны должна обеспечить передачу сжимающего усилия строго по центру тяжести сечения.
Усилия от главных балок передаются на колонну через опорную плиту. Принимаем толщину плиты tpl = 20 мм.
Для исключения работы плиты на изгиб нагрузку от опорных рёбер балок передаём через плиту непосредственно на вертикальные рёбра, приваренные к стенке сплошной колонны.
Найдём требуемую площадь вертикального ребра по формуле:
Принимаем ширину вертикального ребра bp = 180 мм и находим требуемую толщину ребра по формуле:
Принимаем толщину вертикального ребра tp = 25 мм
Найдём высоту вертикального ребра hp исходя из условия, что сварка производится электродами Э 42 с Rwf = 180 МПа и Kf = 1 см:
Принимаем высоту вертикального ребра hp = 30 см.
3.5. Расчёт и конструирование базы колонны.
Конструкция колонны должна обеспечивать равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент и принятое в расчётной схеме закрепление нижнего конца колонны. База состоит из опорной плиты, траверс.
Требуемая площадь плиты:
,
где
Rф — расчётное сопротивление материала фундамента смятию.
,
где
Rв = 7,5 МПа— расчётное сопротивление бетона класса В 10 осевому сжатию;
Аф — площадь верхнего обреза фундамента;
Апл — площадь опорной плиты.
Принимаем:
Конструктивно ширина плиты:
,
где
bтр — расстояние между ветвями траверс. bтр = bf = 34 см
tтр — толщина траверсы. tтр = 10 мм;
с — свес консольной части опорной плиты с = 85 мм.
Длина плиты
Принимаем плиту 460×410 мм
Опорная плита работает на изгиб от реактивного давления фундамента
Изгибающие моменты на различных участках плиты:
участок 1 с опиранием на четыре канта:
,
где
— коэффициент,
определяемый по таблице в зависимости
от соотношения
;
q — давление на 1 см2 плиты
;
а — короткая сторона участка плиты.
участок 2 с опиранием на три канта:
,
где
— коэффициент,
определяемый по таблице в зависимости
от соотношения
;
— длина свободного
края.
участок 3 — консольный:
По наибольшему из найденных моментов для различных участков плиты определяем требуемую толщину плиты:
,
где
— расчётное
сопротивление по пределу текучести
материала плиты.
Принимаем толщину
плиты
Высоту траверсы находим из условия среза сварного шва, прикрепляющего траверсу к стержню колонны. При 4 вертикальных швах электродами Э 42 катетом 0,7 см её высота составит:
,
где
Принимаем высоту
траверсы
.
Катет швов, прикрепляющую траверсу к опорной плите, определяем из расчёта передачи вертикального усилия:
,
где
— суммарная длина
сварных швов, прикрепляющих траверсу
к плите:
Принимаем катет шва kf = 10 мм.
Определяем изгибающий момент в траверсе на консольном участке:
на среднем участке:
где
— опорное давление
на 1 см траверсы.
Напряжение в листе траверса в месте приварки колонны должно удовлетворять условию:
,
где
— момент сопротивления
сечения траверсы
Вывод. В ходе курсового проекта была запроектирована балочная клетка и поддерживающие колонны.