3.2.2 Расчёт базы колонны

Рисунок 19 База колонны

Принимаем фундамент из бетона класса , для которого:

 нормативное сопротивление бетона осевому сжатию (т. 6.1 [3]);

 частный коэффициент безопасности бетона;

 расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;

 коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки (изменение №3 [3]);

 коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии.

.

Определим вес колонны:

Нагрузка на базу колонны:

Предварительно определяем требуемую площадь опорной плиты:

.

Предварительно назначаем толщину траверсы ; вылет консольной части плиты .

Ширина плиты:

.

Принимаем

Требуемая длина плиты:

.

Принимаем .

Получаем плиту с размерами в плане .

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

.

Определяем изгибающие моменты для участков 1, 2, 3.

Участок 1 опёрт на четыре канта:

,

где  коэффициент расчёта на изгиб прямоугольных пластинок, опёртых на четыре канта (т. 2.14 [1]) в зависимости от .

Участок 2 опёрт на три канта:

,

где (т. 2.15 [1]) в зависимости от .

Участок 3 консольный:

.

Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:

,

где  расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Принимаем толщину листа из стали С345 (т. 7.14 [1]).

Для крепления траверсы к стержню колонны принимаем ручную электродуговую сварку (ГОСТ 5264-80) электродом Э50.

Угловой шов крепления траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, т.к.

,

где и – коэффициенты глубины проплавления шва, для ручной электродуговой сварки электродом Э60, и (т. 4.2 [1]);

– расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);

(т. 4.7 [1]), ;

– временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3 [1]);

– коэффициенты условий работы сварного шва.

Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, необходимых для прикрепления её к стержню колонны четырьмя вертикальными швами, и прочностью самой траверсы, работающей как балка на двух опорах.

Катет шва принимаем .

.

_{Принимаем высоту траверсы} , толщину

Производим проверку прочности траверсы ( , ).

Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на траверсу:

Интенсивность погонной нагрузки на траверсу:

Рисунок 20 Грузовая площадь, расчётная схема и эпюра моментов

Производим проверку траверсы на прочность:

- на консольном участке

- на среднем участке

Определяем прочность сварных швов:

По табл.5.11 [1] конструктивно принимаем анкерные болты ВСт3кп2 диаметром 20мм, с площадью сечения и расчётным сопротивлением .

3.2.3 Расчёт оголовка колонны

Проектируем шарнирное сопряжение балок с колонной, при котором оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

Обычно длина швов, приваривающих вертикальные рёбра к плите оголовка недостаточна для передачи усилия , поэтому усилие передаем через смятие торца вертикального ребра (торец фрезеровать), а швы назначают конструктивно.

Принимаем толщину плиты оголовка колонны (т. 7.14 [1]).

Определим толщину ребра оголовка из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

,

где – длина сминаемой поверхности;

– расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности;

 нормативное временное сопротивление стали С345 (т. 2.3 [1]);

 коэффициент надёжности по нагрузке (т. 1.6 [2]);

– коэффициент условий работы (т. 2.1 [1]).

Принимаем толщину ребра оголовка из стали С345 (т. 7.14 [1]).

Для крепления рёбер оголовка к стенке колонны принимаем ручную электродуговую сварку (ГОСТ 5264-80) электродом Э50.

Угловой шов крепления траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, т.к.

,

Рисунок 21 Оголовок колонны

где и – коэффициенты глубины проплавления шва, для ручной электродуговой сварки электродом Э50, и (т. 4.2 [1]);

– расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);

(т. 4.7 [1]), ;

– временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3 [1]);

– коэффициенты условий работы сварного шва.

Катет шва принимаем .

Принимаем высоту ребра оголовка .

Проверяем ребро на срез:

.

Проверяем напряжения в швах, прикрепляющих ребра оголовка к плите при :

- длина сварных швов.

Так как условие выполняется то поперечные ребра устанавливать не надо.