 |
Конструирование и расчет базы колонны.
|
|
|
|
База колонны является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с фундаментом. При расчетном усилии в колонне до 6000 кН принимают базу с траверсами, в колонне с расчетным усилиям 6000 кН и более – базу с фрезерованным торцом колонны.
При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом ставят два или четыре анкерных болта d = 24 мм для фиксации проектного положения колонны. Анкеры в этом случае прикрепляются непосредственно к опорной плите базы. При жестком сопряжении – четыре анкерных болта d = 30…36 мм, которые крепят колонну к фундаменту через выносные консоли и затягиваются с напряжением.
Диаметр отверстий в плите базы принимается в 1,5…2 раза больше диаметра анкерных болтов. На анкерные болты надеваются шайбы с отверстием, которое на 3 мм больше диаметра болта, и после натяжения болта гайкой шайбу привариваются к базе.
Размер плиты базы B и L определяются по требуемой площади плиты, при этом из конструктивных соображений длина плиты:
Lpl > b +2×(100…120) мм,
а ширина плиты:
Bpl = h + 2×(ttr +40…50) мм.
Здесь b и h – соответственно ширина и высота сечения стержня колонны;
ttr – толщина листа траверсы;
100 мм – минимальный габарит, равный расстоянию от грани колонны до края плиты, необходимый по конструктивным соображениям для размещения анкерных болтов d = 24…30 мм.
В соответствии с конструкцией базы ее плита может иметь участки, опертые по трем-четырем сторонам и консольный участок (рис. 18). Толщину плиты следует определять по наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающему моменту. Обычно толщина плиты принимается в пределах 20…40 мм. Если толщина плиты по 1 и 2 участкам сильно отличается друг от друга (более 40%), наиболее напряженный участок плиты следует перекрывать с помощью диафрагм и (или) ребер.
|
|
|
Рис. 18. К расчету базы колонны.
Пример.
Определение размеров опорной плиты.
Размер опорной плиты в плане определяется исходя из условия прочности бетона фундамента смятию под плитой:
где 
– коэффициент (зависит от отношения площадей фундамента и плиты). В курсовом проекте
можно приближенно принимать = 1,2;
Rb – прочность бетона осевому сжатию. Для бетона класса В12,5 Rb =7,5 МПа.
Назначается минимально возможная длина плиты базы колонны:
Lpl = b + 240 мм = 380 + 240 = 620 мм.
Тогда ширина плиты:
Принимается плита с размерами в плане 520х620 мм.
Уточняются значения 
коэффициента:
перерасчет плиты не требуется.
Здесь Af = (Bpl +2a)×(Lpl + 2b) = (52 + 2×10)×(62 + 2×10) = 5904 см2.
= 
= 
см2,
a = b = 100 мм – расстояние от края опорной плиты базы колонны до наружной грани подколонника.
Вычисляется значение равномерно распределенной нагрузки на плиту снизу, равной реактивному давлению фундамента:
Из условия работы опорной плиты базы колонны на изгиб, которая рассматривается как пластина, опертая на торец стержня колонны и траверсы, устанавливаются значения максимальных изгибающих моментов на отдельных расчетных участках:
участок 1 (плита, опертая по четырем сторонам):
Отношение большей стороны участка (b = 40см) к меньшей (а = 38 см):
По табл. 5 (прилож.) определяется коэффициент a = 0,052.
Максимальный момент в плите участка 1 в направлении короткой стороны а, будет равен:
Требуемая толщина плиты:
– максимальной толщины стали С245, табл. 51*. Устанавливается дополнительное ребро (рис. 18, б) и принимается для плиты сталь С345. При толщине проката 20…40мм Ry = 300 МПа.
Уточняется толщина плиты на участке №1:
a = 0,098; М1 = 0,096×0,9×202= 34,5 кН×см;
|
|
|
участок 2 (плита, опертая по трем сторонам):
в пластинке, опертой по трем сторонам, изгибающий момент в середине свободного края определяют по формуле:
,
где а – закрепленная сторона отсека;
– коэффициент по табл. 6 (прилож.).
Однако участок 2 рассматривается как консольный, так как отношение закрепленной стороны участка к свободной:
[9]
Требуемая толщина плиты:
Участок 3 (консольная плита):
Назначается толщина листа траверсы ttr = 12 мм и определяется вылет консольной части плиты:
Требуемая толщина плиты:
Принимается толщина плиты 28 мм (2 мм принимаются на фрезеровку).
Расчет траверсы.
Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С, d = 1,4…2 мм. Максимальный катет углового шва вдоль кромок двутавра №40 [10] kf = 8 мм. Соответствующие характеристики: Rwf = 215 МПа, Rwz =166,5 МПа; bf = 0,9; bz = 1,05. Расчет выполняется по металлу границы сплавления,, так как bf×Rwf =0,9×215=193 МПа > bz×Rwz=1,05×166,5 = 175МПа.
Необходимая длина сварного шва крепления траверсы и ребра к ветвям колонны:
Принимается высота траверсы htr = lw = 300 мм. Крепления траверсы к плите принимаются конструктивно kf = 8 мм по табл. 38*, так как принят фрезерованный торец колонны.
|
|
|
