Расчет и конструирование оголовка и базы центрально-сжатой колонны.

Конструктивное решение оголовка колонны принимается с учетом следующих рекомендаций:

1. необходимо выбрать тип сопряжения главных балок с колоннами (шарнирное или жесткое);

2. выбор обосновать;

При свободном сопряжении балки, оголовок колонны состоит из плиты (20-25мм) и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Ребра оголовка привариваются к опорной плите (шов В), к стенке (шов А) для колонн сплошного сечения и к ветвям для сквозного сечения.

При этом выбирается способ сварки и материал (например: при полуавтоматической сварке в углекислом газе и проволокой Св – 08Г2С).

Назначают ширину ребер при условии необходимой длины участка смятия (т.е. b_р=b_ор+ 2t_пл, гдеb_р– ширина ребра;b_ор– ширина опорного ребра; 2t_пл– две толщины плиты).

Толщину ребер находят из условия смятия: t_pN/b_pR_p,

R_p– расчетное усилие смятию;

Длину ребра находят из условия среза швов А, тогда:

,

l_- расчетная длина шва;

Полная длина ребра определяется:

l_p=l_+ 10мм85_fk_f(но не менее 40мм);

Шов Б принимают таким же как шов А.

Проверка стенки на срез вдоль ребра выполняется по ф-ле:

, если >R_s, то делается вставка:

l_вст=l_p+ 140мм;

Шов В не рассчитывается, т.к. торец колонны фрезеруется и катет k_fпринимается конструктивно согласно СНиП.

29. Типы, расчет и конструктивное оформление баз колонн.

База колонны.

Типы сопряжения колонн с фундаментом и конструкция базы должны отвечать принятому в расчетной схеме способу закрепления колонны в основании.

Базы разделяются на 2 типа:

- шарнирные;

- бесшарнирные;

- сварная база с треугольными ребрами:

0

толщина траверсы принимается конструктивно 10-14мм.

(см. рисунки в конспекте)

Расчет базы колонны при отсутствии фрезерованного торца колонны.

Расчет плиты.

После того как выбран тип базы, производят расчет плиты по ф-ле:,

где N– нагрузка на колонну (в том числе ее собственный вес);

R_b,loc– расчетное сопротивление сжатию бетона при жестком смятии;R_b,loc= ψ·R_b, где ψ = 1,2…1,5

Определяем толщину плиты, которая работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки (реактивного давления фундамента).q=_b=N/A_pl;

В зависимости от конструкции базы и рассматривая различные участки плиты, определяется наиболее невыгодное условие изгиба.

1 участок:М₁– изгибающий момент для 1-го участка, определяется по формуле:

- ф-лы Галеркина,

где α₁иα₂– коэффициенты зависящие от отношения более длинной стороны (b) к более короткой стороне (а).

Тогда, используя таблицы, определяют коэффициенты α₁иα₂.

При отношении сторон b/a>2 плита рассчитывается, как однопролетная балочная конструкция и изгибающий момент определяется по ф-ле: М =_b*c²/2;

3 участок (консольный):

На нем выделяется полоса шириной 1см и изгибающий момент определяется по ф-ле: М = _b*c²/2;

При опирании плиты на 3 канта (2-ой участок) изгибающий момент определяется по ф-ле: М = β_b*a²;

Соотношение b₁/aопределяется по таблице:

По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяется толщина плитыпо ф-ле:

Обычно толщина плиты находится в пределах 20-40мм.

Высота траверсы:

Не должна быть больше

h_трβ_fk_f,

Высоту траверсы определяют из условия полной передачи усилия Nна угловые сварные швы. Тогда:

,

где k_f– катет шва (по СНиП);

R_f=142МПа – для электродов Э-42;

Толщина траверсы назначается конструктивно от 10 до 16мм.

При шарнирном сопряжении принимается dанкерных болтов 20-30мм, т.е. отверстие шайбы на 2-3мм большеdанкерного болта.

30. Область применения, классификация ферм. Генеральные размеры, унификация геометрических схем, системы решеток ферм.