§6. Определение размеров опорной плиты в плане.

Определяем расчетное усилие в колонне на уровне базы с учетом собственного веса колонны:

где k = 1,2 – конструктивный коэффициент, учитывающий вес решетки, элементов базы и оголовка колонны. Давление под плитой принимается равномерно распределенным. В центрально-сжатой колонне размеры плиты в плане определяются из условия прочности материала фундамента:

где y – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия (при равномерном распределении напряжений y =1);

R_b,loc – расчетное сопротивление бетона смятию под плитой, определяемое по формуле

R_b,loc = αφ_bR_b = 1 ∙ 1,2 ∙ 7,5 = 9 МПа = 0,9 кН/см²,

где a = 1 – для бетона класса ниже B25;

R_b = 7,5 МПа для класса бетона B12,5 – расчетное сопротивление бетона сжатию, соответствующее его классу и принимаемое по табл. 4.3;

j_b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона сжатию в стесненных условиях под опорной плитой и определяемый по формуле

здесь A_f1 – площадь верхнего обреза фундамента, незначительно превышающая площадь опорной плиты A_f.

Расчетные сопротивления бетона R_b

Класс прочности	B5	B7,5	B10	B12,5	B15	B20	B25
Rb, МПа	2,8	4,5	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5

Рис.4.13

Коэффициент j_b принимается не больше 2,5 для бетонов классов выше B7,5 и не больше 1,5 для бетонов класса B7,5 и ниже.

Предварительно задаемся j_b = 1,2.

Размеры плиты (ширина B и длина L) назначаются по требуемой площади A_f, увязываются с контуром колонны (свесы опорной плиты должны быть не менее 40 мм) и согласуются с сортаментом.

Рис.4.14 К расчёту опорной плиты.

Назначаем ширину плиты:

B = h + 2t_t + 2c = 36 + 2 · 1 + 2 · 4 = 46 см,

где h = 36 см – высота сечения стержня колонны;

t_t = 10 мм – толщина траверсы (принимают 8 – 16 мм);

с = 40 мм – минимальный вылет консольной части плиты (предварительно принимают равным 40 – 120 мм и при необходимости уточняют в процессе расчета толщины плиты).

Требуемая длина плиты

Для центрально-сжатой колонны опорная плита должна быть близкой к квадрату (рекомендуемое соотношение сторон L/В ≤ 1,2). Принимаем квадратную плиту с размерами В =L = 480 мм.

Площадь плиты A_f = LВ = 48 · 48 = 2304 см².

Площадь обреза фундамента (размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты)

Фактический коэффициент

Расчетное сопротивление бетона смятию под плитой

R_b,loc = 1 ∙ 1,26 ∙ 7,5 = 9,45 МПа = 0,95 кН/см².

Проверяем прочность бетона под плитой:

§7. Расчет ребер усиления плиты.

Для проектируемой базы необходимости в постановке ребер жесткости

на консольном участке опорной плиты нет, поэтому расчет приводится в качестве примера для других вариантов конструирования базы колонны (см. рис. 4.16, а).

Консольные ребра и их прикрепление к стержню колонны рассчитывают на момент M_r и поперечную силу Q_r.

Погонная нагрузка на ребро (с грузовой площади шириной  )

Изгибающий момент

M_r = q_rc²/2 = 21,6 ∙ 5² / 2 = 270 кН·см.

Поперечная сила

Требуемая высота ребра при принятой толщине t_r = 10 мм

Принимаем h_r = 10 см.

Проверяем прочность ребра на срез:

Проверяем прочность ребра по приведенным напряжениям от M_r и Q_r по формуле

где σ = М_r/W_r = 6М_r/(t_rh_r²) = 6 · 270 / (1 · 10²) = 16,2 кН/см²;

τ = Q_r/(t_rh_r) = 108 / (1 · 10) = 10,8 кН/см².