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;
Apl – площадь опорной плиты;
- расчетное
сопротивление бетона смятию.
Рисунок 4.3 – К расчету базы колонны
Обычно площадь верхнего обреза фундамента Аf незначительно превышает площадь опорной плиты Аpl, а бетон применяют ниже класса В25. При этих условиях можно принимать [3]:
;
;
.
Расчетное
сопротивление бетона сжатию
соответствует его классу прочности
(таблица 5.3) [7];
кН/см2.
см2.
Ширину опорной
плиты назначаем с учетом конструктивных
особенностей
см;
[h
– высота сечения ветви колонны (швеллера
или двутавра); ttr
– толщина
траверсы 10 мм), принимаемая конструктивно;
с
– вылет консольной части опорной плиты
(100 мм)]. 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 плитой 
см.
Принимаем 
см.
Опорное давление
фундамента
кН/см2.
Площадь верхнего
обреза фундамента
см2.
Определим изгибающие моменты в отдельных участках плиты:
участок 1 при опирании на 4 канта
,
(4.12)
где 
- коэффициент, зависящий от отношения
более длинной стороны 
к более короткой 
;
принимаем
(по
таблице 5.4 [7]).
кНсм.
Участок 2 –
консольный; отношение 
>2
.
(4.13)
кНсм.
По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяем момент сопротивления плиты шириной 1 см
,
(4.14)
а по нему требуемая
толщина плиты 
см.
Принимаем толщину плиты 25 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 
см;
принимаем
см.
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
кН/см,
где
см
– ширина грузовой площади для базы.
кН/см2<
кН/см2–условие
выполняется.