3.6 База колонны

Ширина нижней части колонны превышает 1м, поэтому проектируем базу раздельного типа. Конструкция базы колонны показана на рис. . Базу каждой ветви колонны конструируем и рассчитываем как базу центрально сжатой колонны. Для исключения дополнительных моментов центр тяжести плиты совмещаем с центром тяжести ветвей. Базу под каждую ветвь рассчитываем на отдельную комбинацию усилий M и N, которая даёт наибольшее сжимающее усилие в ветви в нижнем сечении колонны.

Расчётные комбинации усилий в нижнем сечении колонны (сечение 1–1):

M₁ = 1332,184 кН·м, N₁ = -666,005 кН – для подкрановой ветви (1,3,5,7).

M₂ = -2450,196 кН·м, N₂ = -766,021 кН – для наружной ветви (1,2,4,5,8).

Расчетные усилия в ветвях колонны:

Принимаем для фундамента бетон класса C10/12,5 с расчетным сопротивлением на сжатие . Расчётное сопротивление бетона на меcтное сжатие:

(3.24)

где - коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки;

- коэффициент учитывающий повышение прочности бетона при смятии.

- коэффициент условий работы бетона;

Подставив значения в (3.24) получим:

База наружной ветви:

Требуемая площадь плиты из условия прочности бетона под плитой:

По конструктивным соображениям свес плиты c₂ принимаем не менее 4 см.

Тогда ширина плиты:

Принимаем B = 60 см, тогда:

Длина плиты:

Принимаем .

Фактическая площадь плиты:

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

Принимаем толщину траверсы .

Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету:

Тогда вес плиты:

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1: защемлённый консольный свес с вылетом

Участок 2: консольный свес с вылетом не является расчётным.

Участок 3: плита опёртая на четыре стороны, при отношении сторон участка b/a = 480/138,4 = 3,47>2, рассматривается как шарнирно-опёртая балочная пластина пролётным моментом:

Участок 4: плита опёртая на четыре стороны, имеет наименьшие размеры сторон и её пролётный момент не является расчётным.

Принимаем для расчёта .

Требуемая толщина плиты:

где - для стали С235 толщиной 21-40 мм;

- для опорных плит толщиной до 40 мм из стали с .

Принимаем .

Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, прикрепляющих траверсу к стержню колонны, и прочностью самой траверсы, работающей как балка на двух опорах.

Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента σ_ф на одну траверсу (рис.):

Нагрузка на более нагруженную внутреннюю траверсу:

Сварные швы, прикрепляющие траверсы к ветви колонны выполняем механизированной сваркой проволокой СВ-08Г2С. Расчет швов проводим по металлу границы сплавления. Катет швов принимаем k_f = 6 мм.

Требуемая длина сварных швов:

(3.25)

Поставив значения в выражение (3.25) получим:

Принимаем высоту траверсы .

Интенсивность погонной нагрузки на траверсу:

Определяем в траверсе усилия Q и M:

Момент сопротивления траверсы:

Проверка траверсы на срез:

Проверка траверсы на прочность по нормальным напряжениям:

Проверка траверсы на прочность по приведённым напряжениям в опорном сечении:

(3.26)

Подставив значения в (3.26) получим:

Расчётная комбинация усилий в нижнем сечении колонны для расчёта анкерных болтов: M = -2416.86 кН·м, N = -832.226 кН (1,2,4,5,8):

Усилие в анкерных болтах:

Анкерные болты проектируем из марки стали 09Г2С по ГОСТ 19281-73*[11] с расчётным сопротивлением растяжению R_bа = 225 МПа.

Требуемая площадь болтов:

Принимаем n = 2 болта диаметром d = 64 мм с суммарной площадью сечения:

В связи с большим усилием крепление анкерных болтов осуществляется к анкерной балочке из двух швеллеров. Анкерную балочку с пролётом 1 м рассматриваем свободно лежащей на траверсах и нагруженной сосредоточенной силой от анкерного болта.

Усилие оного болта:

Изгибающий момент:

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем сечение балочки из двух швеллеров по ГОСТ 8240-97 [12] №10 с .

База подкрановой ветви:

Требуемая площадь плиты:

Ширину плиты принимаем такой же, как и в базе наружной ветви В = 60 см, тогда консольный свес плиты с₂ = 4,8 см.

Длина плиты:

Принимаем .

Фактическая площадь плиты:

Среднее напряжение в бетоне под плитой:

Тогда вес плиты:

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1: защемлённый консольный свес с вылетом

Участок 2: консольный свес с вылетом

Участок 3: плита опёртая на четыре стороны, при отношении сторон участка b/a = 480/145 = 3,3>2, рассматривается как шарнирно-опёртая балочная пластина пролётным моментом:

Принимаем для расчёта .

Требуемая толщина плиты:

где - для стали С235 толщиной 21-40 мм;

- для опорных плит толщиной до 40 мм из стали с .

Принимаем , такой же как и в базе наружной ветви.

Нагрузка на траверсу:

Так как нагрузка на траверсу базы подкрановой ветви меньше нагрузки на траверсу базы наружной ветви, то высоту траверсы принимаем такой же, как и в базе наружной ветви h_тр = 450 мм. В этом случае прочность заведомообеспечена.

Расчётная комбинация усилий в нижнем сечении колонны для расчёта анкерных болтов: M = -2416.86 кН·м, N = -832.226 кН (1,2,4,5,8):

Усилие в анкерных болтах:

Анкерные болты проектируем из марки стали 09Г2С по ГОСТ 19281-73*[11] с расчётным сопротивлением растяжению R_bа = 225 МПа.

Требуемая площадь болтов:

Принимаем n = 2 болта диаметром d = 64 мм с суммарной площадью сечения:

В связи с большим усилием крепление анкерных болтов осуществляется к анкерной балочке из двух швеллеров. Анкерную балочку с пролётом 1 м рассматриваем свободно лежащей на траверсах и нагруженной сосредоточенной силой от анкерного болта.

Усилие оного болта:

Изгибающий момент:

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем сечение балочки из двух швеллеров по ГОСТ 8240-97 [12] №10 с .