Расчет и конструирование базы колонны

 

База служит для распределения нагрузки от стрежня равномерно по площади опирания и обеспечивает закрепление нижнего конца колонны.

База – рисунок 5 – состоит из опорной плиты 3 и 2х траверс 4. Для уменьшения толщины плиты, если по расчету она получилась больше номинальной, ее укрепляют ребрами жесткости. Анкерные болты фиксируют правильность положения колонны относительно фундамента.

Определяем требуемую (расчетную) площадь опорной плиты А_р в соответствии с рисунком 5, см²

 

 

(26)

 

где N – расчетное усиление в колонне, кН;

R_см⁶ – расчетное сопротивление бетона (фундамента) на смятие,

R_см⁶=0, 6…0, 75 кН/см²

 

Определяем ширину опорной плиты В, см

 

В=h+2S_ТР2С (27)

 

где h – высота сечения профиля, см;

S_ТР – толщина траверсы, см (S_ТР=1, 2S_пл);

С – консольная часть опорной плиты, см

С=10…15 см.

Окончательный размер В_д принимаем согласно ГОСТ 82-70 [2, с. 358].

Определяем длину опорной плиты L, см

 

(28)

 

Рисунок 5 – База колонны – крепление шарнирное

 

Окончательную длину опорной плиты L_д принимаем по ГОСТ 82-70 [2, с.358] в зависимости от конструкции сечения.

Определяем действительную площадь опорной плиты А_д, см²

 

А_д=В_д× L_д (29)

 

Определяем толщину опорной плиты S_оп.пл. из условия работы ее на изгиб.

Определяем изгибающий момент М₁ на консольном участке 1 по длине 10 мм, в соответствии с рисунком 5, кН× см

 

(30)

 

где s_б – опорное давление фундамента, кН/см²

 

(31)

 

где А_д – действительная площадь опорной плиты, см².

 

Определяем изгибающий момент М₂ на участке 2, опирающемся с четырех сторон, кН× см

 

М₂=α × s_б× h² (32)

 

где α – коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой на участке 2 – таблица 3.

 

Таблица 3 – Коэффициент для расчета плит, опертых с четырех сторон

Длинная		1, 1	1, 2	1, 3	1, 4	1, 5	1, 6	1, 7	1, 8	1, 9		> 2
Короткая
α	0, 048	0, 055	0, 063	0, 069	0, 075	0, 081	0, 086	0, 091	0, 094	0, 098	0, 1	0, 125

 

Определяем изгибающийся момент М₃ на участке 3, кН× см

 

М₃=b× s_б× h² (33)

 

где b - коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны а к незакрепленной стороне h – таблица 4.

 

 

Таблица 4 – Коэффициент для расчета плит, опертых с трех сторон

Закрепл.	0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9		1, 2	1, 4		> 2
Незакреп.
b	0, 06	0, 074	0, 088	0, 097	0, 107	0, 112	0, 120	0, 125	0, 132	0, 133

 

Толщину плиты S_оп.пл. определяем по максимальному из трех изгибающих моментов, мм

 

(34)

 

Диаметры анкерных болтов принять конструктивно:

- для шарнирных баз d=20…30 мм.

- для жестких баз d=24…36 мм.

Для жестких баз применяем анкерные плиты 5, которые привариваются к траверсам в процессе монтажа колонны в соответствии с рисунком 6.

Толщина анкерных плиток S_а=30…40 мм.

Ширина плитки b_а применяется в зависимости от диаметра анкерных болтов, мм

 

b_а=2, 2d+(10…20) (35)

 

Определяем суммарную длину сварных швов SI_ш, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны, см

 

(36)

 

где b - коэффициент, зависящий от способа сварки;

К_f – катет сварного шва принимается по наименьшей толщине металла по СНиП 11-23-81 (с.48. таблица 38), см.

 

Определяем высоту траверсы h_тр, см

 

(37)

 

Рисунок 6 – База колонны – крепление жесткое