Конструкция и расчет оголовка колонны

При опирании главной балки на колонну в курсовом проекте принимаем сверху, т.к. балки настила смещены с осей колонны на полшага.

При опирании главной балки на колонну сверху давление от балок передается колонне через опорное ребро приваренное к элементам колонны четырьмя угловыми швами.

Толщина опорной плиты принимается равной 20мм (t_пл=20мм).

Торец стержня колонны после сварки фрезеруется.

Ширина опорного ребра назначается из расчета обеспечения необходимой длинны участка смятия. 200+2^.20=240мм

= 200мм – ширина опорного ребра главной балки

Толщину опорного ребра находим из условия смятия

где – R_р–расчетное сопротивление смятия

b_см– ширина площадки смятия

R_p= 389 мПа= 1283 кН ^. м

= 28мм

С опорного ребра давление на стержень колонны передается через вертикальные сварные швы.

Rwf=200 мПа – расчетное сопротивление по металлу шва

B_f=0.7tf = 9мм

Проверяем стенку колонны на срез вдоль ребра:

где – τкасательное напряжение

Вставка не требуется

Расчет базы

Для фундаментов принимаем бетон марки В 20.

R_пр= 9 мПа – призменная прочность

Расчетное сопротивление бетона на смятие

R_см.б= 1,2^.R_пр = 10,8 мПа

Ry = 270 мПа

N= 2578 кН

Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона.

и назначаем ширину плиты В с учетом ширины консольного участка плиты С=80мм.

- требуемая длина плиты

= 380 мм

Нагрузкой на плиту является равномерно распределенное отпорное давление фундамента.

5,9 < 1,5Rпр (10,8)

Расчетный момент на консольном участке плиты.

где

d– участок плиты шириной 1 см.

кН ^.м

Расчетный момент на участке опертом на три стороны

где – а₁– свободная сторона участка а =bf=45см

b₁/а₁ = 0,08/0,45 = 0,2

При b₁/а₁ < 0,5

кН^.м

Момент на участке, замкнутом по контуру.

где- а – короткая сторона участка.

α – коэффициент, зависящий от отношения большей стороны участка к меньшей (b/a).b= 500 мм500 / 216 = 2,3

При отношении больше 2, значение α=0,125.

kH^.М

= 0.189 кН^.М= 0.189 кН^.М= 0.344kH^.м

Толщину подбираем по наибольшему моменту из условия

Момент сопротивления полости плиты шириной = 1 см равен

м = 30 мм

Т. к. толщина < 40 мм, следовательно, дополнительного ребра не требуется.

Расчет траверсы.

Расчетную схему траверсы можно представить как двухконсольную балку, нагруженную равномерно-распределенной нагрузкой и опирающуюся на полки колонны.

Высота траверсы зависит от длины шва. Длина шва зависит от нагрузки N.

Погонная нагрузка на траверсу составит

где - d_т–грузовая площадь траверсы

при отсутствии дополнительного ребра

Прикрепление траверсы выполняем двумя швами полуавтоматической сваркой.

Rwf=200 мПа – расчетное сопротивление по металлу шва

Находим требуемый катет шва

= 1 / 0,7= 0,88м

где – L– длинна плиты

Принимаем = 9 мм

Высота траверса:

м

Принимаем hтp= 600 мм

Проверяем прочность траверса на изгиб и срез:

kH^.м

= 11 мПа

Проверка по приведенным напряжениям:

Проверка обеспечена.

Требуемая толщина швов, прикрепляющих траверсу к плите, рассчитывается на передачу усилия, приходящегося на траверсу:

== 0,011м =11мм

Принимаем = 11 мм.

Тогда

Принимаем hтp=500 мм

Делаем проверку на изгиб и срез

kH^.м

= 14 мПа

Проверка по приведенным напряжениям:

Проверка обеспечена.