4.6 Расчет и конструирование базы колонны

База колонны предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия от стержня колонны на фундамент. В данной курсовой работе выполняется расчет базы, обеспечивающей шарнирное сопряжение колонны с фундаментом (рисунок 4.3). При небольших расчетных усилиях в колоннах применяются базы с траверсами [1]. Проектирование базы с траверсами начинают с определения размеров плиты в плане. В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяют из условия прочности фундамента

, (4.10)

где N – расчетное усилие в колонне на уровне базы;

- коэффициент, принимаемый при равномерном распределении напряжений под плитой, равным 1,0;

A_pl – площадь опорной плиты;

- расчетное сопротивление бетона смятию.

где _u-коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, принимаем равным 1,1.

 -коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, принимаем 1,0.

f_cd - расчетное сопротивление бетона сжатию, равно нормативному сопротивлению на сжатие f_ck, деленному на коэффициент γ_c=1,5

Рисунок 4.3 – К расчету базы колонны

Обычно площадь верхнего обреза фундамента А_f незначительно превышает площадь опорной плиты А_pl, а бетон применяют ниже класса С12/15. При этих условиях можно принимать [3]:

Расчетное сопротивление бетона С12/15 сжатию соответствует его классу прочности (таблица 5.3) [7];МПа.

=Па=5,866 МПа,

м².

Ширину опорной плиты назначаем с учетом конструктивных особенностей м, принимаем 1 м; [h – высота сечения ветви колонны (швеллера или двутавра); t_tr– толщина траверсы 0,012 м), принимаемая конструктивно]. Длина опорной плиты . Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра. Расчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте по контакту с плитойм. Принимаем м, тогдам.

Опорное давление фундамента:

Па=4,371 МПа.

Определим изгибающие моменты в отдельных участках плиты:

участок 1 при опирании на 4 канта (с учётом установка дополнительного ребра)

, (4.12)

где - коэффициент, зависящий от отношения более длинной сторонык более короткой;принимаем (по таблице 5.4 [7]).

Н·м=64,656 кН·м.

Участок 2 – консольный; отношение >2

. (4.13)

Н·м=41,621 кН·м.

м.

Принимаем толщину плиты 40 мм.

Усилие стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длина которых определяет высоту траверсы. Если ветви траверсы прикрепляются к стержню колонны четырьмя швами (каждая ветвь колонны приваривается к траверсе двумя швами), то получить требуемую высоту траверсы можно по формуле м, но не болеем, принимаем м.

Подобранное сечение траверсы проверяем на прочность по нормальным напряжениям

(4.15)

где М – изгибающий момент в опорном сечении траверсы; определяется как для двухконсольной балки на двух опорах, загруженной равномерно распределенной нагрузкой на траверсу от реактивного давления грунта.

Погонная нагрузка на траверсу

Н/м=2788,691 кН/м ,

где м – ширина грузовой площади для базы.

Па=235,033 МПа <МПа,

условие выполняется.