3. Конструирование и расчет базы колонны Определение размеров опорной плиты

Размер опорной плиты в плане определяется исходя из условия прочности бетона фундамента смятию под плитой:

где где – коэффициент (зависит от отношения площади фундамента к площади плиты). В курсовом проекте можно приближенно принимать= 1,2;R_b – прочность бетона осевому сжатию. Для бетона класса В12,5 R_b = 7,5 МПа.

Назначается минимально возможная длина плиты базы колонны:

L_pl = b + 290 мм = 340 + 180 = 520 мм = 0,52 м.

Тогда ширина плиты:

Принимается плита с размерами в плане 204  520 мм.

Уточняется значение коэффициента :

перерасчет плиты не требуется.

ЗдесьA_f = (B_pl + 2 a)(L_pl + 2 b) = (0,204 + 2  0,1)(0,52 + 2  0,1) = 0,29088 м² ; a = b = 100 мм = 0,1 м – расстояние от края опорной плиты базы колонны до наружной грани подколонника.

= =м²,

Вычисляется значение равномерно распределенной нагрузки на плиту снизу, равной реактивному давлению фундамента:

Из условия работы опорной плиты базы колонны на изгиб, которая рассматривается как пластина, опертая на торец стержня колонны и траверсы, устанавливаются значения максимальных изгибающих моментов на отдельных расчетных участках.

Уч а с т о к 1 ( п л и т а , о п е р т а я п о ч е т ы р е м с т о р о н а м )

Отношение большей стороны участка (b = 0,3 м) к меньшей (а = 0,27 м) равно:

По табл. 5 приложения определяется коэффициент  = 0,055.

Максимальный момент в плите участка 1 в направлении короткой стороны а равен:

Требуемая толщина плиты:

–максимальной толщины стали С245 (табл. 51^*[3]). Устанавливается дополнительное ребро (см. рис. 17, б). При толщине проката 20…40мм R_y = 230 МПа.

Уточняется толщина плиты на участке № 1:

 = 0,072; М₁ = 0,072  9  10³ 0,2²= 25,92 кНм;

У ч а с т о к 2 ( к о н с о л ь н а я п л и т а )

В пластинке, опертой по трем сторонам, изгибающий момент в середине свободного края определяют по формуле:

,

где а – закрепленная сторона отсека; – коэффициент (см. приложение, табл. 6).

Так как отношение закрепленной стороны участка к свободной:

участок 2 рассматривается как консольный:

⁵

Требуемая толщина плиты:

У ч а с т о к 3 ( к о н с о л ь н а я п л и т а )

Назначается толщина листа траверсы t_tr = 12 мм и определяется вылет консольной части плиты:

Требуемая толщина плиты:

Принимается толщина плиты 32 мм (2 мм принимаются на фрезеровку).

Расчет траверсы

Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С, d = 1,4…2 мм. Максимальный катет углового шва вдоль кромок швеллера № 27 k_f = 6 мм. Соответствующие характеристики: R_wf = 215 МПа, R_wz =166,5 МПа; _f = 0,9; _z = 1,05. Расчет выполняется по металлу границы сплавления, так как _f  R_wf = 0,9  215= 193,5 МПа > _z  R_wz = 1,05  166,5 = 175 МПа.

1. Расчет ребра:

Площадь, с которой нагрузка передается на ребро:

А_р = 0,2(0,27 - 0,0083) = 0,05234 м²;

Нагрузка на ребро:

N’ = А_р q = 0,05234  9  10³ = 471,06 кН;

Необходимая длина сварного шва крепления ребра к ветвям колонны:

Принимается высота ребра h_р = 200 мм =0,2 м.

2. Расчет траверсы:

Необходимая длина сварного шва крепления траверсы и ребра к ветвям колонны:

Принимается высота траверсы h_tr = 200 мм = 0,2м. Крепления траверсы и к плите принимаются конструктивно k_f = 6 мм по табл. 38^*[3], так как принят фрезерованный торец колонны.

Проверяется траверса на изгиб и срез.

Нагрузка на 1 м длины ребра (см. рис. 17, б):

q_r = 9  10³  0,2 = 1800 кН/м.

Изгибающий момент в месте приварки ребра к ветви колонны:

Поперечная сила:

Q_r = q_tr  a = 1800  0,09 = 162 кН.

Момент сопротивления листа ребра: