8.3 Конструирование и расчет базы колонны

Проектируем базу раздельного типа.

Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны:

а) М = + 1457,263кН м; N = - 1462,3кН – для шатровой ветви;

б) М = - 601,057кН м; N = - 1957,63кН – для подкрановой ветви.

Усилия в ветвях колонны:

- в шатровой ветви:

- в подкрановой ветви:

База шатровой ветви.

Требуемая площадь плиты:

где R_вр = 9,5 МПа – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; класс бетона В12,5.

Ширина плиты В_pl = b_f2 + 2c₂ = 49,4 + 2 6,3 = 61,6 см.

(с_2min = 4 см – минимальный размер свеса плиты).

Принимаем В_pl = 62 см, тогда длина плиты

Принимаем L_pl = 45 см.

Фактическая площадь:

А_pl = 45 62 = 2790 см²> .

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви, расстояние между траверсами в свету равно:

При толщине траверсы 12 мм, свес плиты составит:

с₁ = (45– 31,96– 2 1,2)/2 =5,32см.

Определяем толщину плиты из условия ее работы на изгиб:

- участок № 1 (консольный свес с = с₁ = 5,32 см)

- участок № 2 (консольный свес с = с₂ = 6,3 см)

- участок № 3 (плита, опертая на четыре стороны):

- отношение большей стороны пластины к меньшей.

где α = 0,125 по таблице П.3.1 приложения 3

- участок № 4 (плита, опертая на четыре стороны):

> 2 , α = 0,125.

Принимаем для расчета М_max = 42 кН см.

Принимаем сталь С245 по ГОСТ 27772-88 при толщине проката от 20 до 30 мм

R_y = 230 МПа.

Требуемая толщина плиты

Принимаем с учетом припуска на фрезеровку толщину плиты .

Высоту траверсы определяем из условия требуемой длины сварного шва крепления траверсы к ветви колонны. Считая (в запас прочности), что все усилие с ветви передается на траверсы через 4 угловых шва и принимая полуавтоматическую сварку проволокой Св-08А, по ГОСТ 2246-70*, d = (1,4 2) мм, по таблице 38 [2] k_fmin = 6 мм, по таблице 39 [2] β_f = 0,9; β_z = 1,05; по таблице Г.2 [2] R_wf = 180 МПа, по таблице 4 [2] R_wz = 0,45 R_un = 0,45 370 = 166,5 МПа.

Увеличим катет шва, приняв

Принимаем h_tr = 440 мм (см. Базу подкрановой ветви, иначе не сойдется проверка на изгиб).

Крепление траверс к плите принимаем угловыми швами ручной сваркой электродами Э42 по ГОСТ 9467-75, для которых по таблице Г.2 [2] R_wf = 180 МПа, R_wz = 0,45 R_un = 0,45 370 = 166,5 МПа, β_f = 0,7; β_z = 1,0, γ_с = 1,05.

Условие:

1,1 R_wz<R_wf<R_wz

183,15 > 180 < 237,86

Условие не выполняется, поэтому расчет ведем по металлу границы сплавления.

где:

( 1 см – учитывает возможный непровар по длине каждого из швов);

Принимаем

Проверяем прочность траверсы, работающей на изгиб:

База подкрановой ветви наименее нагруженная. В связи с этим размеры ее элементов назначаем конструктивно, сообразуясь с размерами соответствующих элементов базы шатровой ветви.

Размеры траверс-те же: Толщина плиты размеры плиты в плане L_pl=620х450 т.е фактическая площадь плиты

8.4 Расчёт анкерных болтов

Расчётные значения изгибающего момента и нормальной силы, действующие на уровне верхнего обреза фундамента в соответствии с таблицей 7.2:

M=1182,72кНм (момент догружает шатровую ветвь);

N= - 1017,32 кН.

Требуемая площадь сечения нетто анкерных болтов, устанавливаемых в базе одной (подкрановой) ветви колонны, определится из выражения:

где - расчётное сопротивление растяжению анкерных (фундаментных) болтов по табл. Г7 [2] из стали ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 (таблица Г4 [2]).

Площадь поверхности сечения одного болта составит:

где n=2 – принятое число анкерных болтов в базе одной ветви.

В соответствии с ГОСТ 24379.1 принимаем 2 анкерных болта диаметром d=42 мм, для которых

Длина заделки болта в бетон фундамента должна быть не менее 1300 мм.

Плитка под анкерные болты

Плитка под анкерные болты работает на изгиб как свободно лежащая

на траверсах балка, нагруженная посередине пролёта сосредоточенной силой:

Просвет между траверсами составляет

Максимальный изгибающий момент в плитке:

Требуемый момент сопротивления сечения плитки:

где =240 МПа = 24 кН/см² принят по таблице В1 [2] как для стали С245 по ГОСТ 27772-88 при толщине листового проката от 20 до 40 мм.

γ_с - коэффициент условия работы (таблица 1[2]).

Назначаем сечение анкерной плитки размером с одним отверстием диаметром d₀=46 мм под болт d=42 мм.

Фактический момент сопротивления (нетто) плитки:

Напряжение в плитке по ослабленному сечению составляет:

,

т.е. условие выполняется.