5. Конструкция и расчет базы колонны

База колонны – это конструктивное уширение нижней части колонны, предназначенное для передачи нагрузок от стержня колонны на фундамент. База колонны состоит из следующих основных элементов:

I – опорная плита, опирающаяся на железобетонный фундамент II, и передающая на него сжимающее усилие.

III – траверса, передающая усилие от стержня колонны на опорную плиту.

IV – ребра жесткости

V – анкерный болт, передающий растягивающее усилие от траверсы на фундамент.

1. НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОПОРНОЙ ПЛИТЫ

Размер В=b+2*6 см=44 см, округляем до стандартной ширины прокатного листа 2[3].

В=45 см

Размер L=h+2*20 =57,9+40=97,9 см

 L=100 см.

_с = N/BL+6M/BL² = 1132.4/45*100+ 6*25308.3/45*100²= 0.59 кН/см.

R_всм=√(А_ф/А_п) R_в_в = 1,2*0,595*0,9 = 0,64 кН/см²

0.59 < 0,64  _с < R_всм

_р = N/BL-6M/BL² = 1132.4/45*100 - 6*25308.3/45*100² = -0.09 кН/см²

Определение толщины плиты

Рассмотрим первый участок:

М_мах = _с(b/2)², где b – размер незакрепленной стороны

 = (2a/b) смотрим по таблице 3[3]  = 0,132

М_мах =0,132*0,62*16² = 20,95 кН/см²

Расчетное сечение плоскости плиты. Из условия прочности: =M/W_x≤R_y,

для ВСт3кп2 R_y = 21.5 кН/см², W_x = 1*_пл²/6, _пл ≥ √(6М/ R_y) =√(6*20,95/21,5) = 2,42 см  принимаем _пл = 3 см.

5.2. Расчет анкерного болта. (назначение диаметра)

Уравнение статики М=0, М-Ne-N_ay =0,

N_a = (M-N_ge)/2y = (25308,3 - 916.4*21.67)/2*77,67= 35,08 кН, из таблицы [3] на стр. 33 определяем диаметр анкерного болта: d_а = 24 мм, внутренний диаметр d_в =20,32 мм, длина заделки l = 850 мм, отверстие для болта d₀ = 35 мм.

5.3. Проверка прочности траверсы

Расчетная схема:

q_тр = _с* В/2 = 0,59 *45/2 = 13,28 кН/см

Расчетные усилия:

М_тр = (q_тр * а²) / 2 = (13,28 * 31,05²) / 2 = 6401,64 кН*см

Q_тр = q_тр * а = 13,28 * 31,05 = 412,34 кН

Схема траверсы:

 = М_х / W_{х тр} ≤ R_y

А_тр = 45*2 = 90 см, W_{х тр} = bh_тр²/6 = 2*45²/6 = 675 см³

 = 6401,64 * 2/ 675 = 18,97 ≤ R_y = 21,5 кН/см²

 = Q*S / I*t = 1,5*Q/(h_тр* t_тр) = 1,5*412,34 / (45*2) = 6,87 кН/см²

 < R_s = 13,5 кН/см²

5.4. Проверка прочности шва прикрепления траверсы к колонне

Расчетные усилия в шве:

N_ш = ½ (N/2 + М/h) = ½ (1132,4 / 2 + 25308,3 / 57,9) = 501,65 кН

_w = N_ш / А _w = N_ш/_fk_f(h_тр - 1) ≤ R_wf *_c = 18,5 кН/см²

_w = 501,65 / 0,8*10* (45 - 1) = 1,43 кН/см² ≤ 18,5 кН/см²

_f – учитывает вид сварки (полуавтоматическая)

_f = 0,8

R_wf – расчетное сопротивление сварного углового шва

R_wf = 10 см – катет траверсы

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ

В курсовом проекте при определении усилий в стержнях будем рассматривать стропильную ферму как стержневую систему с шарнирами в узлах. Расчетные усилия от вертикальной нагрузки (постоянной и снеговой) можно определить, если предварительно вычислить усилия во всех стержнях стропильной фермы, загрузив ее односторонней (например левую половину фермы) единичной нагрузкой. Усилия в стержнях фермы определяем в табличной форме.

Схема загружения стропильной фермы:

Таблица 1

Наименование элемента	Единичные усилия в кН			обозначение стержня	Ng	Nр	N= Ng + Nр
	слева	справа	с двух сторон
Верхний пояс	0	0	0	В1	0	0	0
	-4,46	-2,23	-6,69	В2	-1041	-361	-1402
	-4,46	-2,23	-6,69	В3	-1041	-361	-1402
	-3,76	-3,76	-7,52	В4	-1170	-406	-1576
Нижний пояс	3,06	1,22	4,28	Н1	666	231	897
	4,58	3,05	7,63	Н2	1187	412	1599
раскосы	-3,95	-1,58	-5,53	Р1	-860	-299	-1159
	1,79	1,29	3,08	Р2	479	166	645
	-1,18	-1,16	-2,34	Р3	-364	-126	-490
	-1,16	0,98	-0,18	Р4	-28	-63 / 53	-91 / 25
стойки	-0,5	0	-0,5	С1	-78	-27	-105
	-1	0	-1	С2	-156	-54	-210
	0,125	0,125	0,25	С3	39	13,5	52,5

Фактические узловые нагрузки:

Постоянная: G = g_риг * d = 51,86 * 3 = 155,58 кН

Снеговая: Р = Р * d = 18 * 3 = 54 кН