6.3.2. Оголовок сквозной колонны

Оголовок состоит из плиты и диафрагмы, подкрепленной горизонтальным ребром жесткости (рис. 6.8). Как вариант возможно устройство дополнительных вертикальных ребер, прикрепляемых к диафрагме сварными швами и передающих давление от главных балок через диафрагму на колонну.

Расчет производится аналогично расчету оголовка сплошной колонны.

Толщина диафрагмы t_d определяется расчетом на смятие от продольной силы N:

t_d = N/(l_ef R_pγ_c),

где l_ef – условная длина распределения напряжений от сосредоточенной нагрузки (см. п. 6.3.1).

Высота диафрагмы определяется из условия прочности стенок ветвей колонны на срез по двум плоскостям среза усилием N/2:

h_d = N/(4sR_sγ_c),

где s – толщина стенки ветви колонны (швеллера или двутавра).

Диафрагма проверяется на срез как короткая балка:

где Q = N/2.

Рис. 6.8. Оголовок сквозной колонны

Определяется катет сварных швов, выполненных механизированной сваркой и обеспечивающих прикрепление диафрагмы к стенке ветвей колонны:

k_f = N/(4β_f(z)l_wR_wf(z)γ_c),

где l_w = h_d – 1 см – расчетная длина шва, равная высоте диафрагмы за вычетом 1 см, учитывающего дефекты в концевых участках шва.

Расчетная длина флангового шва должна быть не более 85β_f k_f.

Толщина горизонтального ребра жесткости принимается t_s ≥ t_d/3.

Ширина b_s назначается из условия устойчивости ребра:

Высоту оголовка обычно принимают равной высоте стенки сплошной колонны h_w или расстоянию между ветвями сквозной колонны b_о (в любом случае не менее 0,6 этих величин). Если из расчета высота оголовка получается значительно больше, следует увеличить толщину стенки колонны в пределах высоты оголовка сплошной колонны за счет вставки (см. рис. 6.7) или усилить стенку ветвей сквозной колонны приваркой к ней дополнительных листовых накладок.

6.4. Конструирование и расчет базы колонны

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. При сравнительно небольших расчетных усилиях в колоннах (до 4000–5000 кН) применяются базы с траверсами. Усилие от стержня колонны при помощи сварных швов передается через траверсы на плиту, опирающуюся непосредственно на фундамент. Для более равномерной передачи давления с плиты на фундамент жесткость плиты при необходимости может быть увеличена постановкой дополнительных ребер и диафрагм.

База закрепляется с фиксацией ее проектного положения на фундаменте анкерными болтами. В зависимости от закрепления осуществляется шарнирное или жесткое сопряжение колонны с фундаментом. В базе с шарнирным сопряжением анкерные болты диаметром 20–30 мм крепятся непосредственно за опорную плиту, обладающую определенной гибкостью, обеспечивающей податливость при действии случайных моментов (рис. 6.9).

Рис. 6.9. База колонны при Рис. 6.10. База колонны при жестком

шарнирном сопряжением сопряжении с фундаментом

с фундаментом

Для возможности некоторой передвижки (рихтовки) колонны в процессе установки ее в проектное положение диаметр отверстий для анкерных болтов принимается в 1,5–2 раза больше диаметра анкерных болтов. На анкерный болт надевается шайба с отверстием, которое на 2–3 мм больше диаметра болта, и после натяжения болта гайкой шайба приваривается к плите.

При жестком сопряжении анкерные болты прикрепляются к стержню колонны через выносные консоли траверс, имеющих значительную вертикальную жесткость, что устраняет возможность поворота колонны на фундаменте (рис. 6.10). При этом болты диаметром 24–36 мм затягиваются с напряжением, близким к расчетному сопротивлению материала болта. Анкерная пластина принимается конструктивно толщиной t_ap = 20–40 мм и шириной b_ap, равной трем-четырем диаметрам отверстий под болты.

Конструкция базы должна отвечать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с фундаментом.