5.2 Расчёт базы колонны

Жёсткое сопряжение колонны с фундаментом осуществляем с помощью анкерных болтов. Анкерные болты прикрепляются к стальной траверсе, укладываемой на скошенные торцы специально приклеиваемых по бокам колонны бобышек.

Расчёт сопряжения производим по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f =0,9 вместо среднего значения γ_fср =1,1:

(5.22)

Определяем расчётный изгибающий момент с учётом его увеличе­ния от действия продольной силы:

(5.23)

; (5.12)

(5.14)

Для крепления анкерных болтов по бокам колонны приклеиваем по две доски толщиной 36 мм каждая.

Таким образом, высота сечения колонны у фундамента составляет h_н=936 мм.

Рисунок 5.2- К расчёту базы колоны

Напряжение на поверхности фундамента составляет:

(5.24)

Для фундамента принимаем бетон класса С12/15 с нормативным сопротивлением осевому сжатию f_sk=12,0 МПа.

Расчетное сопротивление бетона на местное сжатие:

(5.35)

где ω_u - коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, принимаем равным 1,2;

α =0,85 - коэффициент, учитывающий длительное действие на­грузки,

γ_c =1,5 - частный коэффициент безопасности по бетону.

Вычисляем размеры участков эпюры:

(5.36)

где z=3,50 см - принятое расстояние от края колонны до оси анкерно­го болта, ориентировочно принимается равным половине толщины бобышек.

Находим усилие в анкерных болтах:

(5.37)

Требуемая площадь сечения анкерного болта:

(5.38)

где n_б =2 - количество анкерных болтов с одной стороны;

R_ba =185 МПа=18,5 кН/см² - расчётное сопротивление растяже­нию анкерных болтов из стали марки ВСтЗкп2 по ГОСТ 535-88.

Принимаем болты диаметром 20мм с расчетной площадью поперечного сечения A_bn = 2,45см² ([5], табл. 62*).

Траверсу для крепления анкерных болтов рассчитываем как балку.

Изгибающий момент:

(5.39)

Из условия размещения анкерных болтов d=20мм принимаем равнополочный уголок 75х8 с расчетными характеристиками: I_x=59,84 см⁴ и z=2,15 см из стали класса С245.

Напряжения изгиба:

.

где: Ry=240 МПа - расчетное сопротивление изгибу стали класса С245 толщиной от 2 до 20мм;

у_с=1,1 - коэффициент условий работы при расчёте стальных конструкций.

Проверяем прочность клеевого шва от действия усилия N₆ . Для этого определяем расчётную несущую способ­ность клеевого шва на скалывание:

, (5.40)

где f_v,mod,d = f_v,o,d/(1+β×(l_v/e)) =1,49/[1 +0,125х(50/55,56)]=1,34 кН/см²,

здесь: f_vod = f_v.o.d·k·k_mod ·k_δ/γ_n =1.5·0.8·1.2·0.98/0.95=1.49 МПа,

f_vod =1.5 МПа - расчетное сопротивление пихты 3-го сорта скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных элементов (табл. 6.5 [1]);

к_х=0,8 - переходной коэффициент для пихты, учитывающий породу древесины (табл. 6.6 (1]);

k_mod =1.2 - коэффициент условий работы при учёте кратковременного действия ветровой нагрузки (табл. 6.4 [1]);

k_δ =0,98 - коэффициент, учитывающий толщину слоя, при δ=36 мм (табл. 6.8 [1]).

β=0,125-коэффициент при обеспечении обжатия площадки скалывания;

l_v = 50 см - принятая длина клеевого соединения, т.е. расстоя­ние от подошвы фундамента до стальной траверсы;

е=у=55,56 см - плечо сил скалывания;

- расчетная площадь скалывания.

здесь b_v=b=16,5 см - расчётная ширина участка скалывания

R_v,d = f_v,mod,d×A_v =1,34 ×825 =1114 кН.

Т.к. N₆=73,14 кН < R_v,d =1114 кН, то прочность клеевого шва обеспечена.