4.2. Расчет колонны на устойчивость
Сечение колоны представлено на рисунке.
Для принятых размеров сечения колонны определяются его фактические геометрические характеристики:
Площадь
сечения:
см2,
моменты инерции относительно центральной оси
см4,
см4,
радиус инерции сечения:
см,
гибкость стержня колонны:
В
зависимости от
принимаем
коэффициент продольного изгиба
[1, табл. 72].
Проверку устойчивости стержня колонны производим по формуле:
,
кН/см2,
кН/см2,
Запас прочности составляет 0%
4.3. Проверка местной устойчивости элементов колонны.
После проверки общей устойчивости стержня колонны в целом производим расчет на устойчивость отдельных элементов – стенки и поясных листов.
Для стенки колонны:
приведенная гибкость:
проверка устойчивости:
;
,
Для полки колонны:
приведенная гибкость:
,
,
,
Стенки
сплошных колонн следует укрепить
поперечными ребрами жесткости,
расположенными на расстоянии (2,5…3)
одно от другого, на каждом отправочном
элементе должно быть не менее двух
ребер.
5. База колонны с траверсами
5.1. Определение размеров опорной плиты
Расчетная продольная сила в колонне на уровне базы N и будет определять размеры башмака колонны. Требуемая площадь опорной плиты, обеспечивающая передачу усилия от колонны на фундамент
см2,
где
-
расчетное сопротивление бетона осевому
сжатию;
-
коэффициент увеличения
в зависимости от соотношения площади
верхнего обреза фундамента и рабочей
площади опорной плиты. При отношении
этих площадей, равном 2:.
,
Минимальные размеры плиты в плане:
см,
принимаем
см,
Определяем реактивное давление со стороны фундамента:
,
кН/см2,
кН/см2,
5.2. Расчет траверс опорной плиты и ребер жесткости.
Принимаем
толщину траверс
мм,
определяем высоту траверс по прочности
швов, прикрепляющих траверсы к стержню
колонны:
из условия среза по материалу шва
см,
из условия среза по материалу границы сплавления:
см,
Принимаем
см.
Полученная
высота траверс не должна превышать
величины
см
– расстояние от обреза фундамента до
уровня пола первого этажа.
Для
равномерной передачи нагрузки от колонны
на опорную плиту базы кроме траверс
устанавливают ребра жесткости высотой
см
и толщиной
см.
5 .3. Определение толщины опорной плиты
Для определения толщины плиты базы находим изгибающие моменты на разных ее участках, рассматривая каждый участок плиты как пластину, свободно опертую на ребра траверсы или стержень колонны, и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой реактивным давлением со стороны фундамента.
Участок 1 плиты будет изгибаться как пластинка, опертая по четырем сторонам. Изгибающий момент в такой пластине:
кН*м
Участки 2 и 3 опираются по трем сторонам и моменты в пластинках будут:
кН*м
кН*м
При отношении сторон :ai/bi≥2 плита рассчитывается как консоль:
кН*м
где
- длина свободного края,
-коэффициент
,зависящий от отношения закрепленной
стороны пластинки bi
к
свободной ai
-
максимальный изгибающий момент из
вычисленных для всех участков плиты,
по которому определяется сопротивление
плиты шириной 1см
см