4.5.2. Определение размеров опорной плиты в плане
Давление под плитой принимается равномерно распределенным. Размеры плиты в плане определяются из условия прочности материала фундамента.
Рассчитываем базу под наиболее нагруженную наружную ветвь колонны.
Требуемая площадь опорной плиты
Апл = BL = Nв2 / (ψRb,loc) = 2818 / (1 · 0,9) = 3131 см2,
где – коэффициент, зависящий от характера распределения напряжений под плитой (при равномерном распределении напряжений = 1);
Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле
где = 1 – для бетона класса ниже B25;
Rb = 7,5 МПа – расчетное сопротивление бетона (табл. 23);
b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона сжатию в стесненных условиях под опорной плитой и определяемый по формуле
здесь Aф – площадь верхнего обреза фундамента, незначительно превышающая площадь опорной плиты Aпл; b принимается не больше 2,5 для бетонов классов выше B7,5 и не больше 1,5 для бетонов класса B7,5 и ниже.
Рис. 14. База внецентренно-сжатой колонны
Предварительно задаемся b = 1,2.
Таблица 23. Расчетное сопротивление бетона Rb
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 |
Размеры плиты (ширина B и длина L) назначаются по требуемой площади Aпл, увязываются с контуром колонны (свесы опорной плиты должны быть не менее 40 мм) и согласуются с сортаментом.
Назначаем ширину плиты конструктивно
где b2 = 300 мм – высота сечения стержня колонны;
tтр = 12 мм – толщина траверсы (принимается в пределах 10…20 мм);
с = 60 мм – вылет консольной части плиты (предварительно принимается равным 60…120 мм и уточняется в процессе расчета толщины плиты).
Принимаем B = 450 мм.
Требуемая длина плиты
Принимаем плиту стандартных размеров 700х450 мм с площадью
Aпл = 3150 см2. Размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты.
Площадь 
Коэффициент 
Перерасчет расчетного сопротивления бетона смятию не требуется.
4.5.3. Определение толщины опорной плиты
Толщина опорной плиты назначается из условия ее прочности на изгиб как пластинки, опертой на торцы колонны, траверс и ребер, от отпора фундамента, равного среднему напряжению под плитой
Толщину плиты не рекомендуется назначать больше 40 мм. Для расчета плиты выделяются участки пластинки, опертые по четырем, трем и одной (консольные) сторонам, соответственно обозначенные цифрами 1, 2, 3
(рис. 15).
На каждом участке определяются максимальные изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, от расчетной равномерно распределенной нагрузки
На участке 1, опертом по четырем сторонам,
где 1– коэффициент, учитывающий уменьшение пролетного момента за счет опирания плиты по четырем сторонам, определяется в зависимости от отношение большей стороны участки b к меньшей a по табл. 24.
Рис. 15. К расчету базы колонны
Значения b и a определяются по размерам в свету:
b = bк = 470 мм; а = (b2 – tw) / 2 = (300 – 11) / 2 = 144,5 мм; b/а =
= 47 / 14,45 = 3,25 > 2.
При b/а > 2 – плита работает как балка на двух опорах пролетом а и изгибающий момент определится по формуле
M1 = qa2 / 8 = 0,89 ·14,452 / 8 = 23,23 кН·см.
Таблица 24. Коэффициент 1 для расчета на изгиб плиты, опертой по четырем сторонам
b/a |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
1 |
0,048 |
0,055 |
0,063 |
0,069 |
0,075 |
0,081 |
0,086 |
0,091 |
0,094 |
0,098 |
0,125 |
На участке 2, опертом по трем сторонам,
где – коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения закрепленной стороны пластинки b1 к свободной а1 по табл.25.
Таблица 25. Коэффициенты для расчета на изгиб плиты, опертой на три канта
b1/a1 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
2,0 |
2 |
|
0,060 |
0,074 |
0,088 |
0,097 |
0,107 |
0,112 |
0,120 |
0,126 |
0,132 |
0,133 |
Отношение сторон b1/a1 = 10 / 30 = 0,33; при отношении сторон b1/a1 < 0,5 плита рассчитывается как консоль длиной b1. Изгибающий момент
На консольном участке 3
При резком отличии моментов по величине на различных участках плиты необходимо внести изменения в схему опирания плиты, чтобы по возможности выровнять значения моментов. Это осуществляется постановкой диафрагм и ребер.
По наибольшему Mmax из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяем требуемый момент сопротивления плиты шириной 1 см
откуда
Принимаем лист по ГОСТ 82-70* толщиной 36 мм.