5.2. Розрахунок бази колони
Матеріал
бази - сталь С235, бетон фундаменту класу
В12,5 (
).
Розрахункове зусилля в колоні
.
Для колон суцільного перерізу раціональною є база з консольними ребрами.
Розрахунковий опір бетона місцевому зім’яттю при b=1.2:
.
Необхідна площа плити бази за формулою:
.
Висота
стінки двотаврового перерізу стержня
колони в нашому прикладі становить
,
товщина полиці
.
Приймаємо товщину консольного ребра
,
ширину звісу плити
.
Визначаємо ширину плити з конструктивних
міркувань (рис.5.2,
):
.
Рис. 5.2. База колони суцільного перерізу: - конструкція бази;
б
- схема плити;
- розрахункова схема консольного
ребра
Необхідна довжина плити:
.
Як
видно із рис. 5.2,а , необхідно, щоб
виконувалась конструктивна умова
.
Тобто в нашому прикладі довжину плити
призначаємо конструктивно. При цьому,
ширину консольного ребра приймаємо
конструктивно мінімальною
,
тоді довжина плити буде (рис.5.2,а):
.
Остаточно
приймаємо плиту бази розміром
.
Напруження під плитою:
.
Для визначення товщини плити обчислюємо згинаючі моменти на різних її ділянках (рис.5.2, б ).
Для консольної ділянки 1 :
.
Ділянка 2 оперта на три сторони, має довжину закріпленої сторони
,
вільної
сторони
.
При
,
за табл.6.6 -
.
Згинаючий момент за формулою:
.
За
максимальним
значенням
згинаючого моменту
визначаємо товщину плити за формулою:
.
Тут
для сталі С235 при товщині листового
прокату
[1,
табл.51*].
З
урахуванням сортаменту
на листову сталь приймаємо товщину
плити
.
Ребро бази за статичною роботою являє собою косоль вильотом з погонним розподіленим навантаженням
.
Тут
-
площа, яка передає навантаження від
відпору фундаменту
на 1см довжини вильоту консолі ребра
(навантажувальна площа заштрихована на рис.5.2 ).
Згинаючий момент в защімленні консолі:
.
Перерізуюча сила в защімленні консолі:
.
З
міркувань забезпечення необхідної
жорсткості бази висоту консольного
ребра приймаємо не менше половини
найменшого габаритного розміру колони
:
.
Приймаємо
.
Ребра до полиць двотавру колони прикріплюємо зварними стиковими швами ш1 (рис.5.2). Прикріплення здійснюємо напівавтоматичним зварюванням зварювальним дротом Св-07А. Розрахунковий опір зварного стикового шва без застосування фізичного контролю якості за [1,табл.3]:
,
де
-
розрахунковий опір сталі С235 при товщині
прокату
від 2 до 20 мм).
Товщину стикового шва приймаємо за товщиною ребра t=1см, розрахункова довжина шва
.
Нормальні напруження від дії згинаючого моменту:
,
де
-
- момент опору стикового шва.
Дотичні напруження від дії перерізуючої сили:
.
Перевіряємо приведені напруження в шві ш1 (рис.5.2):
.
Прикріплення
стержня колони і ребер до
плити
здійснюємо кутовими
швами
ш2
(рис.6.14)
з мінімальним катетом
(при
товщині більш товщого з елементів, що
зварюються,
).
Загальна довжина швів становить
.
В запас міцності вважають, що зусилля від колони повністю передається на опорну плиту через шви ш2, причому рівномірно.
Сумарна несуча здатність зварних кутових швів за металом шва:
,
що
значно перебільшує розрахункове
стискаюче зусилля
.