3.6. База колонны с траверсами

обеспеч вается необходимая податливость сопряжения при действии

случайных моментов. Диаметр анкерных болтов принимают равным

20…30 мм, а отверст я для анкерных болтов принимают в 1,5…2 раза

С

больше д аметра анкеров. На анкерные болты надевают шайбы с от-

, которое на 3 мм ольше диаметра болта, и после натяжения

болта гайкой шай у пр варивают к

.

мент, жесткость плиты увеличивают дополнительными ребрами

(рис. 30).

базе

А

Д

жение до расчетного сопротивления бетона фундамента, и обеспечи-

вает прикрепление к нему колонны с помощью анкерных болтов.

3.6.1. Определение размеров опорной плиты

И

Расчет базы начинается с определения площади опорной плиты

и ее размеров в плане.

Площадь опорной плиты Аоп рассчитывается из условия прочно-

сти бетона фундамента

Nк

R

ф

;

(69)

Аоп

b

Nк

А

,

(70)

оп

Rb ф

при

Аф

2,

С

Аоп

А

А

ф

3

3

2

1,26.

ф

оп

Так как габар тные размеры колонны приближены к квадрату,

bf hw , то

опорная

принимается квадратной в плане со сто-

роной B

по ГОСТ 82 70*на листовую сталь.

Аоп

Напряжение смятия в фунда-

менте под опорной плитой σф, кН/см2,

бА

плита

(рис. 31) считается распределенным

равномерно и является фактическим

реактивным давлением на опорную

плиту, кН/см2. Проверка прочности

етона фундамента

выполняется по

формуле

Nк

R γ

ф .

(71)

ф

В2

b

Д

рас-

Рис. 31. Схема к расчету

Толщина опорной

плиты

опорной плиты

считывается

после

конструирования

базы.

3.6.2. Определение размеров траверс и ребер базы колонны

И

Поэтому высота траверсы hтр определяется из условия прочно-

сти сварных швов, приваривающих траверсы к стержню колонны.

С

Количество вертикальных швов принимается четыре (см. рис. 29).

Расчет сварных угловых швов производится на условный срез:

1) при срезе по металлу шва

при

N

к

1,

(72)

4βf kf hтрRwf γc

отсюда hmp

Nк

+ 2 см;

(73)

4βf kf Rwf c

2)

срезе по металлу границы сплавления

Nк

1,

(74)

4βzkf hтрRwzγc

отсюда hmp

4β

Nк

+ 2 см.

(75)

k

f

R

c

z

wz

Все обозначения в формулах – см. п. 2.6 данного пособия, при

этом катет шва kf принимается kf

Д

min

≤ kf

≤ 1,2 tmin.

Полученнаябвысота траверсыАне должна превышать отметку по-

ла 1-го этажа hmp hз

100 мм, что регулируется изменением катета

шва.

Размеры траверс и ребер

принимаются в соответствии с

ГОСТом на листовую сталь.

И

qф ф 1 см, кН/см.

(76)

М

2

;

М

2

q а

qИb ,

1а

1

ф 1

1в

2

ф 1

(77)

М2 3qфа22

;

(78)

М

3

q а2

(79)

3

ф

3

,

где α3 – коэффициент, зависящий от отношения закрепленной сторо-

ны пластины bi к свободной аi: bi / ai (см. прил. 5).

При отношении сторон ai / bi

пластина может быть рассчи-

тана как консоль и изгибающий момент определяется по формуле

С

Mi

q

b

2

(80)

ф

i .

2

Участок

4

опирается

по

двум сторонам (рис. 33). Изги-

бающий момент М4, кН·см, опре-

4

деляется как для пластины, опер-

b

иa4

той по трем сторонам, с услов-

b'

a'

ными

размерами

а4

(диагональ

4

4

прямоугольника) и b4 (расстоя-

ние от вершины угла до диагона-

Рис. 33. Схема к расчету участка 4

ли) по формуле

М

4 3qфа42 .

(81)

бА

Толщина опорной плиты находится из условия прочности уча-

стка пластины с максимальным изгибающим моментом Мmax:

Mmax

Ry c ,

(82)

Wпл

Д

где Wпл – момент сопротивления, см3, плиты шириной 1 см,

W

1см t2

М

max .

пл

пл

(83)

6

Ry c

По

равенству (83)

определяется требуемая

толщина

опорной

плиты, см,

И

tпл

Мmax 6 ,

(84)

Ry c

1

где γс – коэффициент условия работы опорной плиты, γс = 1,2

[1, п. 4.3, табл. 1, поз. 9].

Решен е:

Nк

4594

Площадь опорной пл ты А

4861 см 2 .

С

оп

Rb ф

0,75 1,26

ф

Nк

4594

0,94кН

см2 Rb γф 0,75 1,26 0,95кН см2 .

2

2

В

70

иВысота траверсы определяется из условия прочности сварных швов, при-

варивающ х траверсы к стержню колонны при kf

= 1,2 см. Количество швов –

четыре.

1)

при срезе по металлу шва

hmp

N

к

4594

2 61см;

4β f k f

Rwf c

4 0,9 1,2 18 1

2)

при срезе по металлу границы сплавления

N к

Д

4594

h

бА2 58 см.

mp

4βz k f Rwz c

4 1,05 1,2 16,65 1

Высота траверсы hтр = 610 мм.

И

Толщина траверсы tтр

14мм.

Толщина ребра жесткости

tp

tmp

2 = 14 – 2 = 12 мм.

Высота ребра жесткости hp 0,8hmp

= 0,8·610

= 490 мм.

С

и

ф

б

А

Определен е толщ ны опорной плиты.

Равномерно распределенное реактивное давление со стороны фундамента

на полосе шириной 1 см:

qф ф 1 = 0,93 кН/см.

Участок 1 ра отает на изгиб как пластина, опертая по четырем сторонам:

b1 = 36 см; a1 = 17,2 см; b1 / a1 = 36/17,2 = 2,09; α1 = 0,125; α2 = 0,037.

Изгибающий момент М

1а

q

ф

а2

0,125 0,93 17,22 34,4кН см.

1

1

Изгибающий момент М

1в

2

q

ф

b2

0,037 0,93 362 44,6кН см.

1

= 14,2 см; a2 =

36 см; при a2 / b2 = 36/14,5 = 2,5 > 2 пластина рассчитывается как

консоль.

q

2

2

ф

bД

Изгибающий момент M2

2

2

93,76кН см.

Участок 3 работает на изгиб как пластина, опертая по трем сторонам: b3 =

= 15,6 см; a2 =

39,2 см; при a2 / b2 = 39,2/15,6 = 2,5 > 2 пластина рассчитывается

как консоль.

2

2

qф

b3

Изгибающий момент M3

0,93 15,6И

2

2

113,16кН см.

Участок 4

опирается по двум сторонам. Изгибающий момент М4 опреде-

ляется как для пластины, опертой по трем сторонам, с условными размерами

а 21,1 см и в 10,5см, в

а

= 10,5/21,1 = 0,5; α

= 0,06.

4

4

4

4

3

Толщина опорной плиты tпл

Мmax 6

113,16 6

4,9см > 4 см.

23,5 1,2 1

Ry c 1

Для уменьшения толщины опорной плиты во втором и третьем участках

С

устанавливаются дополнительные ребра жесткости и производится перерасчет.

хема расположения элементов базы с дополнительными

ребрами жесткости и их размеров в мм

и

бА

Участок 2: b2 = 14,2 см; a2 =

Д

17,4 см; b2 / a2 = 14,2/17,4 = 0,82; α3 = 0,107.

Изгибающий момент М2

3 qфа22 0,097 0,93 17,42 27,31кН см.

Участок 3: b3 = 15,6 см; a3 =

19,0 см; b2 / a2 = 15,6/19,0 = 0,82; α3 = 0,097.

М

q

И

Изгибающий момент

3

3

ф

3

Требуемая толщина опорной плиты определяется по максимальному изги-

бающему моменту в третьем участке Mmax = M1в = 44,6 кН·см.

Толщина опорной плиты tпл

Мmax 6

44,6 6

3,08 см.

23,5 1,2 1

Ry c 1

Контрольные вопросы

1.

Какова конструктивная и расчетная схемы колонны?

2.

Какие нагрузки действуют на колонну? Как определяется грузовая площадь

для колонны?

3.

Какая часть колонны является самой нагруженной?

4.

Как определяется расчетная продольная сила N для колонны?

С

5.

Из каких элементов состоит колонна?

6.

Из какого условия устойчивости центрально-сжатого стержня определяется

требуемая площадь сечения колонны?

7.

Как определяется г бкость стержня колонны?

8.

От чего зав с т коэфф циент устойчивости?

и

9.

Чем характер зуется потеря местной устойчивости элементами колонны?

10.

Как е услов я обеспеч вают местную устойчивость элементов колонны?

11.

Какую функц ю выполняет аза колонны?

12.

Какую функц ю выполняет опорная плита базы колонны?

13.

бА

Из какого услов я определяется площадь опорной плиты базы колонны?

14.

По какой формуле определяется фактическое реактивное давление со сторо-

ны фундамента?

15.

Какую функц ю выполняют траверса и ребра жесткости базы колонны?

16.

Из какого услов я прочности определяется высота траверсы?

17.

Как определяется толщ на опорной плиты исходя из характера ее работы?

Д

И