6.4.1. Определение размеров опорной плиты в плане
Расчетное усилие в колонне на уровне обреза фундамента с учетом собственного веса колонны
N′ = N + 2Ablρk = 2067 + 2 · 53,4 · 1160 · 7850 · 10–8 · 1,2 = 2079 кН,
где k = 1,2 – конструктивный коэффициент, учитывающий вес решетки, элементов базы и оголовка колонны.
Давление под опорной плитой в базах центрально-сжатых колоннах принимается равномерно распределенным.
В центрально-сжатой колонне размеры плиты в плане определяются из условия прочности материала фундамента.
Площадь опорной плиты
Af = N′/(Rb,loc) = 2079 / (1 · 1,02) = 2038 см2,
где – коэффициент, зависящий от характера распределения напряжений по площади смятия (при равномерно распределенном напряжении = 1; при неравномерном – =.0,75);
Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию под плитой, определяемое по формуле
Rb,loc = αφbRb = 1 ∙ 1,2 ∙ 0,85 = 1,02 кН/см2,
здесь = 1 – для бетона класса B20 и ниже;
Rb = 0,85 кН/см2 для бетона класса B15 – расчетное сопротивление бетона (см. табл. 6.3);
b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона сжатию в стесненных условиях под опорной плитой и определяемый по формуле
здесь Af1 – площадь верхнего обреза фундамента, незначительно превышающая площадь опорной плиты Af.
Коэффициентом b предварительно задаются равным 1,2 (принимается для бетона класса B10 и ниже не больше 1,5 и для бетонов классов выше B10 не больше 2,5).
Таблица 6.3
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 Af, увязываются с контуром колонны (свесы опорной плиты должны быть не менее 40 мм) и согласуются с сортаментом (рис. 6.13).
Рис. 6.13. К расчету опорной плиты
Назначаем ширину плиты:
B = h + 2tt + 2c = 36 + 2 · 1 + 2 · 4 = 46 см,
где h = 36 см – высота сечения стержня колонны;
tt = 10 мм – толщина траверсы (принимают 10 – 16 мм);
с = 40 мм – минимальный вылет консольной части плиты (при устройстве отверстий под болты в самой плите свес принимается 80 – 140 мм и уточняется в процессе расчета толщины плиты).
Требуемая длина плиты
L = Af/B = 2038 / 46 = 44,3 см < Lmin = (b + 2 · 4) = 40 + 8 = 48 см.
Для центрально-сжатой колонны рекомендуется соотношение сторон опорная плита L/В ≤ 1,2. Принимается плита с размерами, увязанными с сортаментом на листовую сталь.
Принимаем плиту с размерами L = В = 480 мм.
Площадь плиты Af = LВ = 48 · 48 = 2304 см2.
Площадь обреза фундамента (размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты)
Коэффициент
Расчетное сопротивление бетона смятию
Rb,loc = 1 ∙ 1,26 ∙ 0,85 = 1,07 кН/см2.
Проверяем прочность бетона под плитой:
Запас несущей способности составил 15,7%, однако уменьшать размеры плиты не надо, так как она была принята с минимальными размерами в плане.