3.5.Расчет и конструирование базы колонны

Конструкция колонны должна обеспечивать равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент и принятое в расчетной схеме закрепления нижнего конца колонны. В данных методических указаниях принято шарнирное закрепление нижнего конца колонны и рассматривается вариант базы c траверсами (рис.3.5). База состоит из опорной плиты 1, траверс 2, дополнительных ребер 3.

Требуемая площадь плиты

(3.49)

где – расчетное сопротивление материала фундамента смятию,

(3.50)

– расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, определяется по [б, прил.3]; – площадь верхнего обреза фундамента; – площадь опорной плиты.

Принимают

Конструктивно ширина плиты

(3.51)

где – расстояние между ветвями траверс, b – ширина колонны;

=10 мм ширина траверсы; c =2…10 см – свес консольной части плиты.

Длина плиты

(3.52)

Опорная плита работает на изгиб от реактивного давления фундамента (см. рис.3.5).

Изгибающие моменты на различных участках плиты:

участок 1 с опиранием на четыре канта

(3.53)

где – коэффициент, определяется по [2, табл.4.5]; – напряжения под опорной плитой; – короткая сторона участка плиты;

участок 2 с опираем на два или три канта

(3.54)

Рис.3.5. Базы центрально-сжатых колонн

где β – коэффициент, определяется по [2, табл.4.6]; α – длина свободного края (при опирании на три канта) или размер по диагонали между кантами (при опирании на два канта).

Участок 3 – консольный

(3.55)

По наибольшему из найденных моментов для различных участков плиты определяют требуемую толщину плиты:

(3.56)

где - расчетное сопротивление по пределу текучести материала плиты.

Толщину плиты принимают = 20…40 мм.

При больших расхождениях в моментах и при , превышающих допустимые, в конструкции базы устанавливают дополнительные ребра (см.3.5.б).

Высоту траверсы находя из условия среза сварного шва, прикрепляющего траверсу к стержню колонны,

(3.57)

где

(3.58)

n– количество швов, прикрепляющих траверсы к стержню колонны.

Толщину швов, прикрепляющих траверсу к опорной плите, определяют из расчета передачи вертикального усилия

(3.59)

где – суммарная длина сварных швов, прикрепляющих траверсу к плите, (рис.3.5).

Изгибающий момент в траверсе (см.рис.3.5) на консольном участке

(3.60)

на среднем участке

где – опорное давление на 1 см траверсы, кН/м (рис.3.5).

Напряжение в листе траверса в месте приварки колонны должно удовлетворять условию

(3.61)

где – момент сопротивления сечения траверсы.

В случаях установки дополнительных ребер размеры их принимают конструктивно. Рассчитывают прикрепление консольных ребер на момент и поперечную силу.

Момент в месте прикрепления ребра

(3.62)

где – ширина грузовой площади консольного ребра (рис.3.5).

Поперечная сила в месте прикрепления ребра

(3.63)

Нормальное напряжение в угловых швах, прикрепляющих ребра к стержню колонны,

(3.64)

где

(3.65)

n – количество швов, прикрепляющих ребро к стержню колонны; – длина одного шва, принимается .

Касательные напряжения в угловых сварных швах, прикрепляющих ребро к стержню колонны,

(3.66)

где

(3.67)

Равнодействующее напряжение в шве должно удовлетворять условию

(3.68)