3.5 Расчет базы колонны

Ширина нижней части колонны более 100 мм, поэтому к проекту принимается раздельная база колонны. Схема базы колонны изображена на рисунке 3.5.1.

Расчетная комбинация усилий в нижнем сечении колонны (сечение 4-4):

,

,

Усилия в ветвях колонны составляют:

- в подкрановой ветви

(3.5.1)

- в наружной ветви

(3.5.2)

К расчету принимаем наружную ветвь колонны.

Требуемая площадь плиты:

(3.5.3)

где расчетное сопротивление фундамента,

расчетное сопротивление бетона класса B12,5 на сжатие, .

По конструктивным соображениям свес плиты должен быть не менее 40 мм. Тогда ширина плиты:

(3.5.4)

Принимаем , .

Длина плиты:

(3.5.5)

Длина плиты по конструктивным требованиям:

(3.5.6)

где для принятого ;

- толщина траверсы

Принимаем .

Тогда

Фактическая площадь плиты:

(3.5.7)

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

(3.5.8)

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

участок 1: (консольный свес )

(3.5.9)

участок 2: (консольный свес )

(3.5.10)

Рисунок 3.5.1 – Схема базы колонны

участок 3: (плита оперта по четырем сторонам, :

.

участок 4: (плита оперта по четырем сторонам, :

.

Принимаем для расчета .

Требуемая толщина плиты:

(3.5.11)

Принимаем толщину плиты .

Высоту траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны:

(3.5.12)

где

Из конструктивных соображений и для учета непроваров принимаем .

Конструктивно длину траверсы принимаем:

(3.5.13)

.

Произведем расчет анкерных болтов. Расчетные усилия в сечении 4-4 (анкерная комбинация – из таблицы расчетных усилий):

, .

Усилие в анкерных болтах:

(3.5.14)

Принимаем минимальное количество болтов с одной стороны (в растянутой зоне): n = 2.

Требуемая площадь сечения болта:

(3.5.15)

где сопротивление растяжению для стали марки ВСт3кп2, .

Согласно табл. 3 приложения, принимаем болт диаметром площадью поперечного сечения .

Длина анкеровки болта в бетоне .

4 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

4.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В соответствии с заданием на курсовой проект исходными данными являются:

Пролет фермы – 24 м;

Место строительства – город Самара;

Расчетный район по снеговому покрову – 4;

Материал ферм – сталь С245;

В первой части курсового проекта рассчитали следующие нагрузки на ферму:

1) Равномерно распределена расчетная постоянная нагрузка от собственного веса покрытия с учетом массы фермы и связей кН/м;

2) Расчетная снеговая нагрузка кН/м.

4.2 СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФЕРМЫ

4.2.1 СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

При составлении расчетной схемы фермы и ее расчете принимается:

1) все стержни в узлах соединены шарнирно;

2) стержни ферм центрируются по осям, проходящим через центры тяжести сечений;

3) нагрузка на ферму прикладывается в узлах.

4.2.2 Определение расчетных усилий в стержнях фермы

Определяем усилия в стержнях фермы графическим способом (построением диаграммы Максвелла-Кремоны от единичной нагрузки ).

Прикладываем нагрузку на верхний пояс и определяем узловые силы:

кН;

;

.

Определяем реакции на опорах фермы . Прикладываем все внешние силы на ферму, обозначаем силовые поля. Назначаем силовой масштаб: 1 см = 1 кН. Строим силовой многоугольник (диаграмму Максвелла-Кремоны).

В результате построения диаграммы получаем усилия в каждом стержне фермы от единичной нагрузки.

Усилия в стержнях от постоянной нагрузки определяем как произведение постоянной нагрузки на усилие от единичной нагрузки:

. (4.2.2.1)

Усилие от снеговой нагрузки:

. (4.2.2.2)

Расчетное усилие равно сумме усилий в стержнях от постоянной и от снеговой нагрузок:

. (4.2.2.3)

Рисунок 4.2.2.1 – Диаграмма Максвелла-Кремоны

Результаты статического расчета фермы приведены в таблице 4.2.2.1.

Таблица 4.2.2.1 – Результаты статического расчета фермы

Элементы фермы	Номер стержня	Усилия, кН
		От единичной нагрузки	От постоянной нагрузки	От снеговой нагрузки	расчетное
Верхний пояс		0	0	0	0
		-17,875	-438,0	-257,4	-695,4
		-17,875	-438,0	-257,4	-695,4
		-23,875	-585,0	-343,8	-928,8
Нижний пояс		10,375	254,2	149,4	403,6
		22,375	548,3	322,2	870,5
Решетка (раскосы и стойки)		-1,375	-33,7	-19,8	-53,5
	1− 2	-14,67	-359,5	-211,2	-570,7
	2− 3	10,61	260,0	152,8	412,8
		-3,0	-73,5	-43,2	-116,7
	4− 5	-6,36	-155,8	-91,6	-247,4
	5− 6	2,12	51,9	30,5	82,4
		-3,0	-73,5	-43,2	-116,7

Усилия выписываем в таблицу 4.2.2.1 с учетом знака. Знак имеют сжатые стержни, знак – растянутые.

Сжатыми являются стержни верхнего пояса, восходящие раскосы и стойки, растянутыми – стержни нижнего пояса и нисходящие раскосы.