10.4. Расчёт соединения верхней и нижней части колонны

Сопряжение верхней и нижней частей колонны рассчитывают на продольную силу N и изгибающий момент M верхнего участка колонны у места его примыкания к нижнему.

Усилия в полках от продольной силы и момента, действующих в верхней части колонны равны:

.

Для более надёжного соединения в полках верхней части колонны делают прорез.

Учитывая, что

полку крепят четырьмя сварными швами, тогда их требуемая длина равна:

, принимаем 15 см.

Здесь - коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва;

- катет шва;

- расчётное сопротивление металла шва;

- коэффициент условий работы шва;

- коэффициент условий работы элементов конструкции.

Высота траверсы будет равна: .

10.5. Расчёт базы колонны

Расчёт базы внецентренно сжатой сплошной колонны выполняют в той же последовательности,

что и центрально-сжатой. Сначала определим сопротивление бетона смятию с учётом соотношения площадей опорной плиты и поверхности фундамента. Класс бетона В7,5.

, где

- для бетона класса ниже B25;

- для тяжёлых бетонов класса ниже В7,5 (примем );

- расчётное сопротивление бетона сжатию (для бетона класса В7,5). Зададимся шириной опорной плиты В: ,

где - ширина сечения нижней части колонны;

- толщина листов траверсы (1-2 см);

- свес плиты (3-5 см).

Принимаем . Определим длину опорной плиты L: , где

N=698,6 кН, М=434,16 кНм- из статического расчёта рамы в её основании.

.

Т.к. , то длину опорной плиты назначим конструктивно,

Окончательные размеры опорной плиты: , .

Вычислим фактические напряжения в бетоне фундамента.

= ,

= .

Определяем изгибающие моменты на участках пластинки 1,2,3. Все эти участки оперты по трём сторонам.

Коэффициент β для пластин, опертых на три канта

d/a	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	2,0	>2
β	0,06	0,074	0,088	0,097	0,107	0,112	0,12	0,126	0,132	0,133

1-ый участок: , , .

, где .

2-й участок: , , .

, где .

3-й участок: , , .

.

Выбрав максимальный момент, , определим требуемую толщину опорной плиты.

.

Примем .

Окончательные размеры опорной плиты: .

Определим высоту траверсы (траверсы рассчитываем по правилам проектирования баз центрально-сжатых колонн): .

Здесь .

Окончательно, высоту траверсы принимаем равной .

Произведём проверку траверсы на изгиб и срез.

Нагрузка на один погонный сантиметр одного листа траверсы:

, а изгибающий момент и поперечная сила равны: и .

, .

Момент сопротивления листа траверсы: .

Проверим условие прочности по нормальным напряжениям: ,

, .

Проверим условие прочности по касательным напряжениям: ,

, .

Условия выполняются.

При расчёте анкерных болтов исходим из предположения, что растягивающая сила Z полностью воспринимается анкерными болтами на одной стороне башмака.

Определим Z-усилие в анкере: , где

, здесь . Тогда .

, здесь принимают обычно 75…100 мм.

.

Общая площадь сечения анкеров равна: , здесь

- расчётное сопротивление анкерных болтов растяжению.

Принимаем 2 болта . Длина заделки анкера в бетон .