8.6 Площадь базы сварной колонны

База колонны имеет опорную плиту, которая распределяет нагрузку на фундамент. При определении площади плиты предполагается, что давление на фундамент передаётся по всей поверхности равномерно.

где F - расчётное усилие в колонне

R_Ф - расчётное сопротивление сжатию материала фундамента.

Для бетонного фундамента

R_Ф = 50 - 80 кг/см ²

Обычно толщину плиты принимают в пределах 16-40мм.

Размеры косынки или траверсы определяют по конструктивным соображениям с учётом размещения сварных швов, через которые передаётся усилие от стержня колонны. Для закрепления плиты в фундаменте ставятся анкерные болты. Диаметр болтов не менее 25мм. С каждой стороны базы ставятся не менее 2-х болтов.

Прикрепление базы плиты к фундаменту осуществляется через траверсы, которые предают несколько большую длину, чем опорной плите. Оголовок выбирается в зависимости от сопряжения колонны с балкой.

Свободное опирание балок сверху производится через плиту, приваренную к верхнему торцу стержня колонны. Размеры сварных швов рассчитывают только из условий передачи через них вертикального давления R. Сопряжение подкрановой балки с колонной осуществляется посредством консолей. Сварные швы испытывают давление изгибающего момента M = I · R и привязывающей силы R. Монтажные стыки колонн выполняются швами с полным проваром. Для облегчения монтажа разрешается выполнение стыка на подкладках.

Контрольная №2

Подобрать сечения центрально сжатой колонны из двух швеллеров, расположенных полками наружу и соединённых между собой планками. Расчётная нагрузка N = 160 т.с, высота колонны L = 8м, опирание концов шарнирное. Материала - Ст3, R = 2100 кг/см ²

Принимаем коэффициент продольного изгиба φ=0.85   N = 160 т.с. Н = L = 8м, Ст3 R = 2100 КГС/см 2 R СВУ = 2100 КГС/см 2

Определяем площадь поперечного сечения:

, см2

Выбрав по сортаметру профиль швеллера

№ 33 (А = 46,5 см ²)

r_X = 13,1 см будем иметь:

Гибкость стержня относительно оси х в соответствии с формулой

  Определяем напряжение в стержне:

кг/см 2

Для определения между планками принимаем гибкость λ_b=30, тогда:

см

Расстояние между осями ветвей должно быть выбрано исходя из условия равноустойчивости:

λ_ПР=λ_X

При этом гибкость стержня относительно у

Необходимый радиус инерции сечения стержня относительно оси у

, см

Из таблицы радиусов инерции (таю. 2) берём r_Y= 0,6и отсюда следует расстояние между швеллерами

, см

 Для проверки принятых размеров находим характеристики сечения. Момент инерции

, см2

  Радиус инерции  

Гибкость колонны

  Гибкость ветвей колонны Приведённая гибкость

  Для условия расчёта соединительных планок находим условную поперечную силу

  Q_УСЛ = 20 · А = 20 · 93 = 1860кгс

  Определим перерезывающую силу и изгибающий момент, действующий на планку

	, кгс
	, кг·см

Принимаем планку из полосы сечения 8 х 160мм, будем иметь:

Площадь поперечного сечения планки

А_n = S · B = 0,8 · 16 = 12,8 см ²  Момент сопротивления сечения планки

, см2

  Расчётное напряжение в стыковом шве, прикрепляющем планку

кгс/СМ2

Если планку приварить к ветви колонны внахлёст одним угловым швом катетом равному 8мм, то вследствие уменьшения толщины расчётного сечения шва, напряжения сечения шва увеличивается и будет равен:

кгс/СМ2

  _{Это значит, что один угловой шов не удовлетворяет условиям прочности. Следовательно выполняют два шва}