Расчет базы колонны сплошного сечения.

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. По конструктивному решению базы могут быть с траверсой и без траверс (с фрезерованным торцом стержня колонны).

Для колонны К4 проектируем базу с фрезерованным торцом из соображений рациональности. Сопряжение колонны с фундаментом жесткое. Конструкция базы на рис. 15.

Рис. 15. Конструктивное решение базы колонны.

По заданию принимаем класс бетона В15. Задавшись коэффициентом γ = 1,2, определяем сопротивление бетона смятию

где – призменная прочность бетона класса В15.

Требуемая площадь опорной плиты

Плиту проектируем квадратной в плане

Принимаем опорную плиту с размерами .

Назначим фундамент размерами:

Площадь опорной плиты и верхнего обреза фундамента

Уточняем коэффициент, учитывающий местное сжатие бетона, и расчетное сопротивление бетона смятию:

Проверяем давление в бетоне фундамента

Толщину опорной плиты определяем приближенным методом по балочной схеме (см. рис. 16). Находим изгибающий момент в плите по кромке колонны, рассматривая трапециевидный участок плиты как консоль

где А_трап – площадь сечения трапеции

с – расстояние от центра тяжести трапеции до кромки колонны, принимаем с=10 см.

Рис. 16. К определению приближенным методом толщины опорной плиты.

Требуемая толщина опорной плиты

где R_y = 32 кН/см² – расчетное сопротивление стали по пределу текучести.

Принимаем толщину опорной плиты = 30 мм.

Необходимо проверить подобранные размеры плиты более точным методом, учитывающим пространственный изгиб плиты. Для этого квадратную плиту и прямоугольное сечение колонны заменяем равновеликими по площади кругами (см. рис. 17):

Рис. 17. К определению толщины опорной плиты.

Изгибающие моменты, приходящиеся на единичные полоски в радиальном и тангенциальном направлениях, определяем по формулам:

где k_r, k_t – коэффициенты, зависящие от отношения радиусов контура колонны и плиты, rкол/rпл определяемые по табл. 6, VIII.9.

Нормальные напряжения в опорной плите

Условие выполняется.

Касательные напряжения определяем из условия продавливания

Прочность плиты проверяем по приведенным напряжениям

Так как прочности опорной плиты обеспечена, то окончательно принимаем = 30 мм.

Сварные швы, прикрепляющие колонну с фрезерованным торцом к опорной плите, рассчитываются на усилие, составляющее 15% от общего давления. Сварка ручная электродами Э50.

Проверяем прочность сварного шва:

по металлу шва

по металлу границы сплавления

где β_f = 0,7, β_z = 1 – коэффициенты глубины проплавления [1, табл. 34]; k_f = 10 мм – катет шва для t_пл = 40 мм [1, табл. 38]; R_wf = 22 кН/см² – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва для электродов Э50 [1, табл. 56]; R_wz = 0,45хR_un = 17,1 кН/см² – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления; R_un = 38 кН/см² – нормативное временное сопротивление, определяемое по [1, табл. 51] для стали С255 при t_пл = 40 мм;

длина сварного шва

Дата добавления: 2015-07-19