Расчёт базы колонны

4. Расчёт базы колонны

Конструкция базы должна отвечать принятому в расчётной схеме колонны способу закрепления её нижнего конца. При шарнирном опирании анкерные болты крепят непосредственно к опорной плите, за счёт гибкости которой обеспечивается податливость соединения. При жёстком сопряжении болты (не менее четырёх) крепят к стержню колонны посредством специальных столиков и затягивают с напряжением, близким к расчётному сопротивлению, что устраняет возможность поворота стержня.

Расчётная сила давления на фундамент с учётом веса колонны:

, (4.1)

где  – усилие в колонне, = 2371,58кН

 – плотность стали, =7,85т/м³;

 – площадь сечения колонны,=152,4см²;

 – ускорение свободного падения,=;

 – высота колонны, =5,95 м;

 – коэффициент надёжности по нагрузке, =1,05;

Требуемая площадь опорной плиты базы колонны:

, (4.2)

где  – расчётное сопротивление сжатию (смятию) бетона фундамента

, (4.3)

где  – расчётное сопротивление сжатию бетона (призменная прочность),

бетон класса В12,5 ;

 – ;

 – площадь фундамента;

Ширина опорной плиты базы:

, (4.4)

где  – ширина колонны; =340 мм

 – толщина траверсы , принимаю ;

 – свес плиты базы , принимаю

Длина опорной части базы:

, (4.5)

,

принимаю

Определение толщины опорной плиты базы. Плита работает на изгиб как пластинка на упругом основании от равномерно распределённой нагрузки (реактивного давления фундамента). В соответствии с конструкцией базы плита может иметь участки, опёртые на 4, 3, 2 канта и консольные. Участки опорной плиты базы рассчитаны по таблицам Галёркина.

Рисунок 22 – к расчету базы колонны

Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной :

· в пластинах, опёртых на 4 канта

, (4.6)

где  – коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны

участка  к более короткой , принимаемый по табл. 5 приложения

, принимаю

 – давление на  плиты, равное среднему напряжению в бетоне

фундамента под ней

, (4.7)

· в пластинках, опёртых на 3 канта

, (4.8)

где  – коэффициент, зависящий от отношения закреплённой стороны

пластинки  к свободной , принимаемый по табл. 6 приложения

, принимаю

· в консольных участках плиты

, (4.9)

где  – вылет консоли ,

По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяю толщину опорной плиты базы:

, (4.10)

,

Так как сталь С245 ограничивается толщиной 20 мм, то переходим на сталь марки С255 при толщине проката от 20 до 40 мм, с расчетным сопротивлением стали, установленным по пределу текучести равным

R_y =23кН, для опорной плиты.

,

Принимаем t_{pl =} 28 мм

Определяем высоту траверсы

Высота траверсы определяется требуемой длиной сварных швов, прикрепляющих ветви траверсы к стержню колонны:

, (4.11)

где  – коэффициент, зависящий от вида сварки 0,7;

 – высота катета сварного шва, принимается по табл. 4, но не более

, принимаю ;

 – минимальная несущая способность сварных швов по

металлу шва или по границе сплавления;

 – ,

По металлу шва:

По металлу границы сплавления: ,

где , , ,

По металлу шва:

По металлу границы сплавления:

Для расчёта высоты траверсы использую значение коэффициента по металлу границы сплавления ²

,

Согласно ГОСТ 82–70* принимаю высоту траверсы

Расчёт оголовка колонны

Так как нагрузка через опорное ребро передаётся непосредственно на полку колонны, которая приварена сплошными сварными швами по всей длине, то расчёт оголовка не требуется.

Рисунок 23 – К расчёту оголовка колонны