8 Расчет и конструирование базы колонны
Проектируем базу раздельного типа.
Усилия в ветвях колонны:
кН,
кН.
Проектируем одну базу под шатровую ветвь и применяем ее для подкрановой ветви. Так как нижняя часть колонны имеет симметричное сечение, то принятую базу под подкрановую ветвь не проверяем, прочность будет обеспечена благодаря меньшим усилиям в ветви.
Определяем требуемую площадь плиты:
,
где Rb – расчетное значение сопротивления бетону осевому сжатию, МПа; определяется по ф.6.1 [5].
,
где Rb,n – нормативное значение сопротивления бетону осевому сжатию, МПа; по табл.6.7 [5] для бетона класса В20 Rb,n = 15Мпа;
γb – коэффициент надежности бетона при сжатии; согласно п.6.1.11 [5] γb = 1,3.
МПа,
см2.
Определяем требуемую ширину плиты базы:
,
где bк = 346,6мм – высота сечения двутавра 35Б1;
c2 = 4см – свес плиты.
см.
Принимаем В = 44см.
Определяем длину плиты:
см.
Принимаем L = 28см.
см2.
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
.
Принимаем толщину траверсы tтр = 1,2см. Определяем свес плиты:
,
где hк = 15,5см – ширина полки двутавра 35Б1.
см.
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:
а) участок 1 (консольный свес с = с1 = 5,1см):
кНсм;
б) участок 2 (плита оперта по трем сторонам):
;
кНсм;
в) участок 3 (плита оперта по четырем сторонам):
;
кНсм.
Определяем требуемую толщину плиты:
см.
Принимаем толщину плиты tпл = 2см (0,2см – припуск на фрезеровку).
Высоту траверсы hт определяем из условия размещения сварного шва прикрепления траверсы к ветви колонны. В запас прочности считаем, что все усилие в ветви передается через 4 угловых шва. Сварка полуавтоматическая, проволокой марки Св-08Г2С. Принимаем kf =7мм.
Определяем требуемую длину швов:
см,
см.
Принимаем высоту траверсы hтр = 32см.
Проверяем траверсу как однопролетную балку шарнирно опирающуюся на полки ветви колонны. Определяем равномерно распределенную нагрузку на траверсу:
кН/см.
Определяем момент в середине пролета траверсы:
кНсм.
Определяем поперечное усилие на опоре:
кН.
Определяем геометрические характеристики траверсы:
см2;
см2.
Проверяем прочность траверсы по нормальным напряжениям:
кН/см2
< Ryγc
= 31,5кН/см2.
Проверяем прочность траверсы на срез у опоры:
.
Прочность траверсы обеспечена.
Определяем требуемый катет швов, прикрепляющих траверсы к опорной плите. Сварка ручная электродами Э50А по ГОСТ 9497-75*.
Определяем, какие формулы, по металлу шва или металлу границы сплавления, будем использовать для расчета сварных швов.
Определяем данные для расчета:
Rwf = 215МПа (табл.2 прил.Г [4];
МПа
(табл.4 [4]);
βf = 0,7; βz = 1 (табл. 39 [4]);
.
Определяющей является проверка по металлу шва.
см.
Принимаем kf = 0,9см.
Определяем усилие отрыва анкерных болтов от фундамента:
кН.
Определяем требуемую площадь сечения анкерных болтов:
,
где Rb – расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов, МПа; для болтов из стали 09Г2С диаметром 64-80мм Rb = 220Мпа.
см2.
Принимаем анкерные болты диаметром 64мм из стали 09Г2С по ГОСТ 19281-73* с площадью сечения нетто:
см2.
Анкерную плитку рассчитываем как балку, свободно опертую на траверсы и нагруженную сосредоточенной силой от анкера.
Определяем усилие в одном анкере:
кН.
Определяем изгибающий момент в среднем сечении плитки:
кНсм.
Из условия размещения анкерных болтов назначаем ширину плитки равной 260мм.
Определяем толщину анкерной плитки из условия прочности по нормальным напряжениям в ослабленном сечении:
см.
Принимаем толщину плитки tп = 4см.
Конструкция базы колонны показана на рисунке 15.
Рис.15 База двухветвевой колонны