5. Расчет базы колонны

Жёсткое сопряжение колонны с фундаментом (рисунок 3.3) осуществляем с помощью анкерных болтов. Анкерные болты прикрепляются к стальной траверсе, укладываемой на скошенные торцы специально приклеиваемых по бокам колонны бобышек.

Расчёт сопряжения производим по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке вместо среднего значения и ветровой нагрузки (п. 2.2 [2]):

;

Определяем расчётный изгибающий момент с учётом его увеличения от действия продольной силы:

,

где .

Для крепления анкерных болтов по бокам колонны приклеиваем по две доски толщиной 42 мм каждая. Таким образом, высота сечения колонны у фундамента составляет . Тогда напряжения на поверхности фундамента будут составлять:

;

;

Для фундамента принимаем бетон класса С⁸/₁₀ с нормативным сопротивлением осевому сжатию (таблица 6.1 [9]). Расчётное сопротивление бетона на местное сжатие согласно п. 7.4.1.1 [9]:

,

где – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, который следует определять по формуле (7.146) [9], принимаем равным 1.2;

– коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, принимаемый согласно указаниям п. 6.1.5.4 [9];

– расчетное сопротивление бетона сжатию согласно указаниям п. 6.1.2.11 [8],

здесь – частный коэффициент безопасности по бетону.

Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:

;

;

где – принятое расстояние от края колонны до оси анкерного болта (рисунок 3.3, а).

Находим усилие в анкерных болтах:

.

Требуемая площадь сечения анкерного болта:

,

где – количество анкерных болтов с одной стороны;

– расчётное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 (таблица 60^* [6]).

Принимаем болты диаметром 12 мм с расчётной площадью поперечного сечения по ГОСТ 24379.0-80 (таблица 5.5 [11]).

Траверсу для крепления анкерных болтов рассчитываем как балку по схеме, приведенной на рисунке 3.3, в.

а) – крепление колонны к фундаменту;

б) – эпюра напряжений на поверхности фундамента;

в) – расчётная схема траверсы;1 – колонна; 2 – бобышки; 3 – косые шайбы; 4 – анкерные болты 12 мм; 5 – болты 12 мм; 6 – траверса (505); 7 – гидроизоляция; 8 – тяжёлый бетон класса С⁸/₁₀.

Рисунок 3.3 - К расчёту базы колонны

Изгибающий момент .

Из условия размещения анкерных болтов (таблица 1, приложение IV [10]) принимаем 505 с и (ГОСТ 8509-93) из стали класса С245 (таблица 7.1 [11]).

Напряжения изгиба:

где – расчетное сопротивление изгибу стали класса C245 толщиной от 2 до 20 мм (таблица 51^* [6]);

– коэффициент условий работы при расчёте стальных конструкций (таблица 6^* [6]).

Определяем расчётную несущую способность клеевого шва на скалывание по формуле (9.6) [1]:

,

где – расчётное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон для клеевого шва, определяемое по формуле (9.7) [1]:

,

здесь

где – расчетное сопротивление сосны 2-го сорта местному скалыванию вдоль волокон в клеевых соединениях (таблица 6.4 1);

– переходной коэффициент для пихты, учитывающий породу древесины (таблица 6.5 [1]);

– коэффициент условий работы для учёта класса продолжительности действия нагрузок и условий эксплуатации (таблица 6.3 [1]);

– коэффициент, учитывающий толщину слоя, при (таблица 6.9 [1]);

– коэффициент при обеспечении обжатия площадки скалывания;

– принятая длина клеевого соединения, т.е. расстояние от подошвы фундамента до стальной траверсы;

– плечо силы скалывания;

– расчётная площадь скалывания,

здесь – расчётная ширина участка скалывания.

Так как , то прочность клеевого шва обеспечена.