3. Расчет базы колонны

Колонна – центрально сжата.

коэффициент, учитывающий собственный вес колонны,

где расчетное сопротивление бетона смятию, определяется по формуле:

_,

где призменная прочность бетона, принимаем в зависимости от класса бетона, для бетона В15, т. 6.7, стр. 404 [3],

– отношение площади фундамента к площади плиты, предварительно принимаем , γ = 1,1;

Для определения размеров сторон плиты задаемся ее шириной:

где ширина полки колонны b_f =420 мм;

t_S – толщина траверсы, принимаем 10мм;

c – ширина свеса, принимаемая [60 – 80мм], принимаем с=60 мм;

Требуемая длина плиты:

;

принимаем

Т.к. должно выполняться условие:

Толщину плиты определяем из условия прочности при работе плиты на изгиб, как пластины, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой по площади контакта отпором фундамента.

Толщину плиты определяют по большему из моментов на отдельных участках:

Опорную плиту представляем, как систему элементарных пластинок, отличающихся размерами и характером опирания на элементы базы: консольные (тип 1), опертые по двум сторонам (тип 2), опертые по трем сторонам (тип 3), опертые по четырем сторонам (тип 4). В каждой элементарной пластинке определяем максимальный изгибающий момент, действующий на полоске шириной 1см.

,

где d – характерный размер элементарной пластинки;

α – коэффициент, зависящий от условия опирания и определяется по таблицам Б.Г.Галеркина;

Рассматриваем четыре типа пластин.

Тип 1. Для консольной пластинки:

0,5 d=c=6,6 см

Тип 4. Пластинка опёртая на четыре канта:

d=а=20,5 см (а− минимальная сторона пластины)

по т. 6.8, стр. 405 [3],

Тип 3. Пластинка опёртая на три канта:

d=b₁= 420 мм =42 см (b₁− длина свободной стороны)α− зависит от отношения ( а1 − вторая сторона пластины), при отношении − плита рассчитывается как консоль с вылетом = а1,

0,5

Тип 2. Пластинка опёртая на два канта:

b1 – длина диагонали прямоугольника;

, a1 – длина перпендикуляра, опущенного из угла пересечения опертых сторон на диагональ;

,

Толщину плиты определяем по большему из моментов на отдельных участках:

=49,94 кН, ,

3,61 см,

принимаем t_пл = 4 см = 40 мм, назначаем с учетом сортамента на листовую сталь ГОСТ 82-70*.

Высоту траверсы определяем из условия прикрепления ее к стержню колонны сварными угловыми швами, полагая при этом, что действующее в колонне усилие равномерно распределяется между всеми швами.

Требуемая длина швов:

,

Для сварки стали С255 полуавтоматической сваркой принимаем по таблице 55* [2], по ГОСТ 8050-85 марку проволоки Св-08Г2С;

где R_wf − принимаем по таблице 56 [2], R_wf =215МПа;

β_f – коэффициент проплавления, принимаем по таблице 34* [2], β_f =0,8;

_{kf −катет шва, принимается по наименьшей толщине свариваемых элементов, но kf ≥ 6мм, kf =10мм;}

γ_wf – коэффициент условий работы шва, следует принимать согласно пункту 11.2* стр. 36 [2], γ_wf = 1;

, , 43,995 см., Принимаем 45 см, назначаем с учетом сортамента на листовую сталь ГОСТ 82-70*.

Траверсу проверяем на изгиб и на срез, рассматривая ее как однопролетную двух консольную балку с опорами в местах расположения сварных швов и загруженную линейной нагрузкой.

При этом в расчетное сечение включаем только вертикальный лист траверсы толщиной ts и высотой hm.

где Mmax и Qmax – максимальное значение изгибающего момента и поперечной силы в траверсе.