7.4 Расчет базы

7.4.1. Определение размеров плиты в плане.

Расчетное сопротивление смятию бетона фундамента.

Принимаем ξ = ³ √ А_ф / А_пл = 1,2

Призменная прочность бетона В12,5 R_с = 70 кг/см²

R_ф = ξ * R_с = 1,2*70 = 84 кг/см²

Требуемая площадь плиты

А_пл^тр = N / R_ф = 272*10³ / 84 = 3238 см²

Ширина плиты из конструктивных соображений

Принимаем с = 5 см.

В_пл = h_к + 2 * t_тр + 2 * c = 40 + 2*1,0 + 2*5,0 = 52,0 см

Требуемая длина плиты

L_пл^тр = А_пл^тр / В_пл = 3238 / 48 = 62,3 см

Требуемая длина плиты из конструктивных соображений

Принимаем а₁ = 100 мм (для размещения «плавающей» шайбы под гайки фундаментных болтов).

L_пл^тр = b_к + 2 * а₁ = 44,0 + 2*10,0 = 64,0 см

Окончательно принимаем L_пл = 64,0 см.

7.4.2. Определение толщины плиты.

Плита работает на изгиб как пластинка, опертая на траверсы и торец стержня и нагруженная равномерно распределенным (условно) реактивным давлением фундамента.

q = N / (В_пл * L_пл) = 272*10³ / (48*68) = 83,3 кг/см² < R_ф = 84 кг/см²

Максимальные моменты для отдельных участков плиты

I участок (плита работает как пластинка, опертая по контуру)

Коэффициент, зависящий от отношения более длинной части стороны участка «а» к более короткой «b» α

а / b = 44/36 = 1,2 → α = 0,063

М_l = α * q * b² = 0,063*83,3*36² = 6801 кг*см

II участок (плита работает как пластинка, опертая по трем сторонам)

Коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны «а₁» к незакрепленной «b₁» α₁

а₁ / b₁ = 10 / 36 = 0,28 < 0,5

Так как а₁ / b₁ = 0,28 < 0,5, то плита работает как консоль вылетом а₁ = 10 см.

М_ll = 0,5 * q * а₁² = 0,5*83,3*10² = 4165 кг*см

III участок (плита работает как консоль)

М_lll = 0,5 * q * с² = 0,5*83,3*5,0² = 1041 кг*см

По таблице 50* СниП II 23 – 81* для плиты принимаем сталь марки ВСт3кп2 (ГОСТ 380 – 71*).

По таблице 51* СниП II 23 – 81* для проката из стали марки ВСт3кп2 при толщине t = 21 – 40 мм расчетное сопротивление материала по пределу текучести R_y = 2100 кг/см².

Требуемая толщина плиты

t_пл^тр = √ 6 * M_max / (R_y * γ_c) = √ 6*6801 / (2100*1) = 4,41 см, так как толщина плиты превышает 4см введем дополнительное ребро на участке I.

Рассмотрим участок Iа:

а= h_к= 36см. b=0,5 b_к =0,5*44=22см;

a/b= 36/22=1,64; → α = 0,088

М_la = 0,088 *83,3*22² = 3548 кг*см

M_max = М_ll = 4165 кг*см

t_пл^тр = √ 6 * M_max / (R_y * γ_c) = √ 6*4165 / (2100*1) = 3,45 см

Принимаем t_пл = 36 мм > t_пл^тр = 34,5 мм.(ближайший больший стандартный размер)

7.4.3. Расчет траверсы.

Требуемая высота траверсы

При K_f = 1,0 см < 1,2 * t_трав = 1,2*1,0 = 1,2 см

h_трав^тр = N / (4 * β_f * K_f * R_wf * γ_c * γ_wf) + 1,0 = 272*10³/(4*0,7*1,0*1850*1*1,0)+1,0 =

= 52,5 см

Принимаем h_трав = 53 см

Приближенная проверка траверсы по прочности

Нагрузка на единицу длины опорного листа траверсы

q_трав = q * В_пл / 2 = 83,3*44 / 2 = 1833 кг / см

Изгибающий момент и поперечная сила в места приварки к колонне

М_трав = 0,5 * q_трав *а₁² = 0,5*1833*10² = 91650 кг*см

Q_трав = q_трав *а₁ = 1833* 10 = 18330 кг

Момент сопротивления сечения листа

W_трав = t_трав * h_трав² / 6 = 1,0*53² / 6 = 468 см³

Проверка прочности

σ = М_трав / W_трав = 91650 / 468 = 196 кг/см² < R_y * γ_c = 2100*1,0 = 2100 кг/см²

τ = Q_трав/(h_трав*t_трав) = 18330/(53*1,0) = 346 кг/см² < R_S*γ_c = 0,58*R_y*γ_c = 0,58*2100*1,0 = 1218кг/см²

σ_пр = √σ² + 3 * τ² = √ 196² + 3*346² = 631 кг/см² < R_y * γ_c = 2100*1,0 = 2100 кг/см² → прочность траверсы обеспечена.

7.4.3. Расчет дополнительного ребра.

Принимаем толщину ребра t_р = 1,0см

N_p = q* b_к / 2 * h_к=83,3 * 44/2 *36 = 65974кг.

Принимаем высоту катета K_f = 1,0 см

Из условия прочности швов:

h_к^тр= N_p /(4* β_f * K_f * R_wf * γ_c* γ_wf)= 65974 / (4*0,7*1,0*1850*1,0*1,0)=12,74 см

Из условий прочности ребра на срез: h_р^тр= N_p /2* t_p * R_s= 65974/2*1,0*1360 = 24,3 см

Принимаем h_р= 25см  h_р^тр= 24,3см.

Во избежании выпучивания h_р / t_p = 25,0/1,0 = 25<30,

l_р / t_p = h_к / t_p = 36/1,0 = 36 < 50.

Принятая конструкция базы (показать нумерацию участков)