4.5.2. Определение размеров опорной плиты в плане
Давление под плитой принимается равномерно распределенным. Размеры плиты в плане определяются из условия прочности материала фундамента.
Рассчитываем базу под наиболее нагруженную наружную ветвь колонны.
Требуемая площадь опорной плиты
Апл = BL = Nв2/(ψRb,loc) = 2860 / (1 · 1,02) = 2804 см2,
где – коэффициент, зависящий от характера распределения напряжений под плитой (при равномерном распределении напряжений = 1, при неравномерном – = 0,75);
Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле Rb,loc = αφbRb = 1 ∙ 1,2 ∙ 0,85 = 1,02 кН/см2,
здесь = 1 – для бетона класса B20 и ниже;
b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона сжатию в стесненных условиях под опорной плитой и определяемый по формуле
здесь Aф – площадь верхнего обреза фундамента, незначительно превышающая площадь опорной плиты Aпл; b принимается не больше 2,5 для бетонов классов выше B7,5 и не больше 1,5 для бетонов классов B7,5 и ниже.
Rb = 0,85 кН/см2 для бетона класса B15 – расчетное сопротивление бетона (см. табл. 4.14);
Предварительно задаемся b = 1,2.
Таблица 4.14
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 B и длина L) назначаются по требуемой площади Aпл, увязываются с контуром колонны (свесы опорной плиты должны быть не менее 40 мм) и согласуются с сортаментом.
Назначаем ширину плиты конструктивно:
B = b2 + 2tтр + 2c = 300 + 2 · 12 + 2 · 60 = 444 мм,
где b2 = 300 мм – ширина сечения ветви колонны (см. рис. 4.6);
tтр = 12 мм – толщина траверсы (принимается в пределах 10–16 мм);
с = 60 мм – вылет консольной части плиты (предварительно принимается равным 40–120 мм и уточняется в процессе расчета толщины плиты).
Принимаем B = 450 мм.
Требуемая длина плиты
L = Aпл/B = 2804 / 45 = 62,31 см > Lmin = (b + 2 · 4) = (50 + 8) = 58 см,
где b = 50 см – ширина колонны.
Принимаем плиту стандартных размеров 650×450 мм. Площадь плиты
Aпл = 2925 см2. Размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты.
Площадь обреза фундамента Аф = (65 + 20) (45 + 20) = 5525 см2.
Коэффициент
Перерасчет расчетного сопротивления бетона смятию не требуется.
4.5.3. Определение толщины опорной плиты
Толщина опорной плиты назначается из условия ее прочности на изгиб как пластинки, опертой на торцы колонны, траверс и ребер, от отпора фундамента, равного среднему напряжению под плитой:
σб = Nв2/Апл = 2860 / 2925 = 0,98 кН/см2 < Rb,loc = 1,02 кН/см2.
Толщину плиты не рекомендуется назначать больше 40 мм. Для расчета плиты выделяются участки пластинки, опертые по четырем, трем и одной (консольные) сторонам, соответственно обозначенные цифрами 1, 2, 3 на рис. 4.7.
Рис. 4.7. К расчету базы колонны
На каждом участке определяются максимальные изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, от расчетной равномерно распределенной нагрузки
q = σб · 1 = 0,98 кН/см.
Момент на участке 1, опертом по четырем сторонам:
где 1 – коэффициент, учитывающий уменьшение пролетного момента за счет опирания плиты по четырем сторонам, определяется в зависимости от отношение большей стороны участка b к меньшей a по табл. 4.15.
Таблица 4.15