42) Расчет и конструирование оголовка и базы

центрально-сжатой колонны.

Конструктивное решение оголовка колонны принимается с учетом следующих рекомендаций:

1. необходимо выбрать тип сопряжения главных балок с колоннами (шарнирное или жесткое);

2. выбор обосновать (в курсовом проекте выбор типа сопряжения согласовать с преподавателем);

При свободном сопряжении балки, оголовок колонны состоит из плиты (20-25мм) и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Ребра оголовка привариваются к опорной плите (шов В), к стенке (шов А) для колонн сплошного сечения и к ветвям для сквозного сечения.

При этом выбирается способ сварки и материал (например: при полуавтоматической сварке в углекислом газе и проволокой Св – 08Г2С).

Назначают ширину ребер при условии необходимой длины участка смятия (т.е. b_р = b_ор + 2t_пл, где b_р – ширина ребра; b_ор – ширина опорного ребра; 2t_пл – две толщины плиты).

Толщину ребер находят из условия смятия:

t_p  N/b_pR_p,

R_p – расчетное усилие смятию;

Длину ребра находят из условия среза швов А, тогда:

,

l_ - расчетная длина шва;

Полная длина ребра определяется:

l_p = l_ + 10мм  85_fk_f (но не менее 40мм);

Шов Б принимают таким же как шов А.

Проверка стенки на срез вдоль ребра выполняется по ф-ле:

, если  > R_s, то делается вставка:

l_вст = l_p + 140мм;

Шов В не рассчитывается, т.к. торец колонны фрезеруется и катет k_f принимается конструктивно согласно СНиП.

43)База колонны.

Типы сопряжения колонн с фундаментом и конструкция базы должны отвечать принятому в расчетной схеме способу закрепления колонны в основании.

Базы разделяются на 2 типа:

- шарнирные;

- бесшарнирные;

- сварная база с треугольными ребрами:

толщина траверсы принимается конструктивно 10-14мм.

Расчет базы колонны при отсутствии

фрезерованного торца колонны.

Расчет плиты.

После того как выбран тип базы, производят расчет плиты по ф-ле:

,

где N – нагрузка на колонну (в том числе ее собственный вес);

R_b,loc – расчетное сопротивление сжатию бетона при жестком смятии;

,

где R_b – расчетное сопротивление сжатию бетона (призменная прочность) определяется по СНиП;

А_f – площадь фундамента;

_b,9 – коэффициент условия работы бетона;

α = 1 – для бетона класса ниже B25;

Определяем толщину плиты, которая работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки (реактивного давления фундамента).

q = _b = N/A_pl;

В зависимости от конструкции базы и рассматривая различные участки плиты, определяется наиболее невыгодное условие изгиба.

1 участок: М₁ – изгибающий момент для 1-го участка, определяется по формуле:

- ф-лы Галеркина,

где α₁ и α₂ – коэффициенты зависящие от отношения более длинной стороны (b) к более короткой стороне (а).

Тогда, используя таблицы, определяют коэффициенты α₁ и α₂.

b/a	1	1.1	…	2	>2
α1	0.048	0.055	…	0.1	0.125
α2	0.048	0.049	…	0.046	0.037

При отношении сторон b/a >2 плита рассчитывается, как однопролетная балочная конструкция и изгибающий момент определяется по ф-ле: М = _b*c²/2;

3 участок (консольный):

На нем выделяется полоса шириной 1см и изгибающий момент определяется по ф-ле: М = _b*c²/2;

При опирании плиты на 3 канта (2-ой участок) изгибающий момент определяется по ф-ле:

М = β_b*a²;

Соотношение b₁/a определяется по таблице:

b1/a	0,5	0,6	…	2	>2
β	0.068	0.074	…	0.132	0.133

По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяется толщина плиты по ф-ле:

Вывод ф-лы: выделяя полосу единичной ширины, имеем (при изгибе)

М_max/W_x  R_y

Обычно толщина плиты находится в пределах 20-40мм.

В ысота траверсы:

Не должна быть больше h_тр  β_fk_f,

Высоту траверсы определяют из условия полной передачи усилия N на угловые сварные швы. Тогда:

,

где k_f – катет шва (по СНиП);

R_f =142МПа – для электродов Э-42;

Толщина траверсы назначается конструктивно от 10 до 16мм.

При шарнирном сопряжении принимается d анкерных болтов 20-30мм, т.е. отверстие шайбы на 2-3мм больше d анкерного болта.

178