Расчет и конструирование базы колонны

Ширина нижней части колонны превышает 1 м, поэтому проектируем базу раздельного типа.

Расчетные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 1–1):

Для верхней части колонны в сечении 4–4:

1) ,(для расчета базы наружной ветви);

2) ,(для расчета базы подкрановой ветви).

Усилия в вервях колонны:

;

.

Для базы наружной ветви – требуемая площадь:

,

где – расчетное сопротивление материала фундамента,

,

где – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия, при равномерно распределенной нагрузке;

–расчетное сопротивление бетона смятию,

,

где – для бетонов класса ниже В25,.

–зависит от отношения площадей обреза фундамента и плиты базы, принимается не более 2,5 для бетонов класса выше В7,5 и не более 1,5 для бетонов класса В3,5; В5; В7,5.

–расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность), зависит от класса бетона, принимается по табл. 8.4 [3].

Принимаем , тогда, получим

.

Требуемая площадь плиты:

.

Толщина траверсы принимается конструктивно в пределах 10…16 мм, высота – не более .

Принимаем , свес плиты.

Получаем ширину , принимаем.

Необходимая длина плиты:

, принимаем .

Фактическая площадь плиты:

.

Среднее напряжение в бетоне под плитой:.

Расстояние между траверсами в свету 24 см (из условия их симметричного расположения относительно центра тяжести ветви).

Получаем свес плиты .

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты.

Участок 1 (консольный):

.

Участок 2 (опирание на три канта):

о

Рис. 5.12

тношение сторон (в соответствии с табл. 8.5 [3])< 0,5 рассчитываем участок как консольный

, где .

Участок 3 (опирание на четыре канта):

, получаем

.

Участок 4 (опирание на четыре канта):

, получим

.

Максимальный момент действует на последнем участке, поэтому принимаем:

.

Толщина плиты базы колонны обычно принимается в пределах 20…40 мм.

Требуемую толщину плиты определим по формуле:

.

Принимаем материал плиты – сталь С235 (, для листового проката толщиной20…40 мм).

Окончательно (с необходимым запасом в 2…3 мм на выполнение фрезеровки) толщину плиты принимаем .

Высота траверсы находится из условия размещения сварного шва. При принятых ранее параметрах сварки и электродах, с катетом шва :

.

По металлу шва:

;

по металлу границы сплавления:

.

Тогда принимаем .

Получим необходимую длину шва:

.

Максимальная длина сварного шва:

, условие выполняется.

Принимаем высоту траверсы .

Проверяем прочность траверсы как балки с двумя консолями.

Момент в середине пролета:

,

где .

Момент сопротивления траверсы:

.

Тогда напряжения в траверсе:

Условие выполнено, база наружной ветви сконструирована.

Для базы подкрановой ветви расчет производится аналогично расчету базы наружной ветви.

Требуемая площадь плиты:

.

Принимаем , свес плиты.

Получаем ширину , принимаем.

Необходимая длина плиты:

, принимаем .

Фактическая площадь плиты:

.

С

Рис. 5.13

реднее напряжение в бетоне под плитой:.

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты.

Участок 1 (консольный):

.

Участок 2 (опирание на три канта):

отношение сторон (в соответствии с табл. 8.5 [3]) < 0,5 рассчитываем участок как консольный

.

Участок 3 (опирание на четыре канта):

, получаем

.

Максимальный момент действует на последнем участке, поэтому принимаем:

.

Толщина плиты базы колонны обычно принимается в пределах 20…40 мм.

Требуемая толщина плиты:

.

Материал плиты – сталь С235 (, для листового проката толщиной20…40 мм).

Окончательно (с необходимым запасом в 2…3 мм на выполнение фрезеровки) толщину плиты принимаем .

Высота траверсы находится из условия размещения сварного шва:

.

Максимальная длина сварного шва:

, условие выполняется.

Принимаем высоту траверсы .

Проверяем прочность траверсы как балки с двумя консолями.

Момент в середине пролета:

,

где .

Момент сопротивления траверсы:

.

Тогда напряжения в траверсе:

Условие выполнено, база подкрановой ветви сконструирована.

Расчет анкерных болтов проводят для ветви, в которой действует максимальное растягивающее усилие. Для оставшейся ветви болты принимают конструктивно – такими же, как в рассчитанной.

Составляется комбинация усилий для сечения 1–1: ,.

Такой комбинацией будет:

, .

Знак момента означает, что усилие действует в наружной ветви, поэтому принимаем эту ветвь за расчетную.

Растягивающее усилие в анкерных болтах:

.

Требуемая площадь сечения болтов:

,

где – расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов.

Принимаем сталь болтов 09Г2С, по табл. 60* [1]: (дляd=24, 30).

Получим:

.

Геометрически площадь болтов:

,

где – количество болтов.

Выразив из этой формулы диаметр, получим при :

.

Принимаем два болта .

В подкрановой ветви усилие меньше, поэтому для нее принимаем такие же болты.

34